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电动汽车电池充电的重要处理筹划

缩小年夜字体  减少字体 发布日期:2016-06-13 19:18:13   来源:新动力汽车网  编辑:全球新动力汽车网  浏览次数:6077
核心提示:惯例动力汽车上的大年夜多半新电子体系(除主动安然、自立驾驶和信息文娱体系以外)都可以被用于更大年夜程度的赞助完成能量节俭,例如经过过程直喷技巧、起停体系和车身BLDC电机驱动等车声和底盘电子方法。二氧化碳排放律例(限制

    惯例动力汽车上的大年夜多半新电子体系(除主动安然、自立驾驶和信息文娱体系以外)都可以被用于更大年夜程度的赞助完成能量节俭,例如经过过程直喷技巧、起停体系和车身BLDC电机驱动等车声和底盘电子方法。二氧化碳排放律例(限制95克/千米)推动了对进步燃料效力及汽车电气化程度的紧急须要,特别是在交通劳碌的市中间区和大年夜都会,须要明显降低CO2和颗粒物排放,以保持空气质量。
    以下身分代表和影响着电动汽车(EV)的将来趋势及成功生长:
    ●电池技巧–能量密度、尺寸和价格
    ●行驶里程及效力
    ●充电性能、时间及基本举措措施扶植
    ●价格、鼓励和税收政策
    ●靠得住性和保护本钱
    ●安然性
    当车产生碰撞变乱时,电子体系须要与一切储能元件(如电池、电容和理性元件)断开连接。直接接触高电压会对司机、乘客和紧急救济人员形成严重身材伤害。为了释放诸如这些储能元件中的能量,须要急速连接电阻性虚拟负载。
    智能能量管理对确保一切安然相干的应用(如制动、转向、雨刷、照明和主动安然体系等)在长途驾驶时代的正常任务很是很重要的。除在功耗推敲上具有最高优先级的安然电子体系,另外温馨电子体系也须要被重点推敲。夏季的空调,和夏季的客厢供暖和车窗除雾是现代汽车必须具有的功能和设备。电动汽车设计中的巨大年夜挑衅是增添这些大年夜功率负载的耗电量。
    接上去最重要的义务是在汽车运转(特别是停车时)的区域供给足够多的充电站。快速充电对终究用户异常重要,由于平日没有效户会情愿为充斥电而等待两个小时以上的时间。在下班、商务拜访或购物时代,现代电动汽车必须是充斥电的。另外,鼓励办法必弗成少,如打折办法、替换动力及增添停车费。
    电动汽车的一个必弗成少的配套元件是电池充电体系。其重要功能是将交换电(AC)转换为直流电(DC),履行功率因数校订(PFC)功能,和婚配电池体系的充电制度(charging profile)。
    电池充电有两种重要处理筹划和各自的优势:
    1. 车载(On-board):来自电网的单相和三订交换充电
    - 易于连接电网。
    - 无需大年夜型充电基本举措措施。
    2. 非车载(Off-board):超快速和大年夜直流点非车载充电
    - 短时间、高功率、快充性能
    - 带通用大年夜功率直流充电机的充电基本举措措施
    车载充电体系的一个关键部分是完选集成于车身搜集的AC/DC转换器。它将汽车连接至交换电网并将交换电转换为直流电。由因而高电压应用的原因,包管安然变得异常重要并在应用时须要遵守照应的标准。一切电子体系都须要满足这些汽车级质量标准。
    另外一个选择是应用非车载DC/DC充电机向电动汽车输入高压直流电来代替交换电的筹划。这类筹划可以供给异常高功率的充电功能,不须要车载充电器,可赞助减轻车载充电器给车身带来的重量和节俭很大年夜的空间,只是依然担任电池充电阶段的控制和与非车载充电机的通信。这使汽车阔别交换电压其实不消去担心其带来的相干安然隐患,另外还可以降低了ECU能够会遭受的刹时尖峰电压。市场上已有此类最大年夜功率可达 50 kW 的工业充电机,它们将来会渐渐投入到交通基本举措措施中去,如停车区和公共汽车站。
    第三种办法是现已初露端倪的无接触感应充电。其目标是供给一种简直无处不在的充电举措措施,以增添充电时间,和供给简直即时的充电办事。
    半导体主动和主动器件行业都须要设计新元件来降低电动汽车控制器和履行器的本钱。个中电机一体化+ 高压驱动的处理筹划是优化靠得住性和进步效力的关键部分。多相转换器和逆变器是被重点存眷的应用范畴。一切重要元器件厂商都在研发高性价比的新元件和新技巧,以满足大年夜功率和高能量等级应用的须要。
    电动汽车中的重要元件有:
    ●用于电动机驱动和逆变器的IGBT模块
    ●高压MOSFET
    ●大年夜电流滤波电感
    ●平面变压器
    ●光耦
    ●固态继电器
    ●高压分压电阻
    ●PTC热敏电阻限流器
    ●高压二极管
    ●整流桥模块
    主动元件须要更多空间并具有较高的本钱。其设计也比半导体主动元件模块的设计更关键。新电路拓扑努力于进步电路的开关频率,可以减小主动元器件(如变压器、滤波器和储能元件)的尺寸。这些拓扑包含可以用到的直流母线滤波的薄膜电容、用于直流母线或缓冲的铝电容,和用于高压和大年夜电检测的检测电阻。平面变压器有对高开关频率电路的独特处理筹划,并可在高压DC/DC转换器应用中供给最好效力。
    用于电动汽车的电子驱动分为两类:
    ●高压应用(150VDC- 550VDC电池线路)
    ●高压应用(12 V负载)
    应用于从高压锂电子电池转换到12 V输入的DC/DC降压转换器重要实用于100 W及以下的低功率负载。须要尽能够做高这些这些转换器的全体效力。
    电动汽车面对的最大年夜挑衅之一是确保应用高压半导体驱动的电机驱动的效力。另外,人身安然也是一个重要担心。为防止高压开关出现火花,须要应用虚拟能量电阻对电池和其他元件放电,这可以快速清除能量,以防止起火。紧急断开电池连接是另外一个须要优化的范畴,须要对今朝大年夜而重的筹划停止重新设计。
    好像惯例汽车一样,电动汽车的体系设计工程师也想增添元器件的数量。完成该目标的一个例子是在3 kV功率等级及以下应用中,具有优良精度特点的新系列分压电阻。这些外面装置的高压分压电阻可以或许代替传统应用的20-40个单电阻。它们在今朝用作浮点分压器,用来检测电路板体系的电压稳定性,和支撑压降调理,以进步效力。
    电动汽车的各类零件都伴随着其独有的挑衅。例如,用于空调紧缩机的电机驱动须要异常高效的隔离型DC/DC转换器。在这类应用的设计中,具有极低高度的分立元件起侧重要感化。
    当电压在 30VAC和 60VDC以上时须要加强对人体的电击防护。高压(12 V数字/模仿零件与高压端子间的电流隔离必弗成少。
    以下这些范畴会遭到标准化的影响:
    ●能量贮存体系
    ●汽车技巧(电力电子和传动体系)
    ●产品和操作安然(电气安然和功能安然)
    ●电磁兼容(EMC)
    ●插电式充电机(车载和非车载充电)
    电动汽车今朝可支撑短间隔行驶(均匀每天50千米,最多100千米),但还不克不及满足远间隔行驶(大年夜于150千米)的需求程度。由于今朝电动汽车终究用户的价格高于惯例汽车,所以投资于充电基本举措措施和生长替换动力(重要靠当局力量和鼓励办法)可促进纯电动汽车(BEV)的大年夜范围生长。
   
 
关键词: 电动汽车 处理筹划 电池充电


 
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