Ключови компоненти на нови енергийни превозни средства (Издание за популяризиране на науката)

 

В сравнение с традиционните бензинови превозни средства, най-голямата промяна в цялостната архитектура на автомобилите с нова енергия се крие в преструктурирането на източника на енергия и електрическата система. От гледна точка на електрическата система превозните средства с нова енергия се състоят главно от две части: електрическа система с ниско-напрежение и електрическа система с високо-напрежение.

 

Системата за ниско{0}}волтаж обикновено се захранва от 12-14V допълнителна батерия, обслужваща основно дисплея на инструментите, системата за осветление, блока за управление на превозното средство (VCU), различни сензори, релета, информационно-развлекателна система и модули против кражба и алармени модули.

 

Високоволтовата-система използва захранващия акумулатор като основен енергиен източник, отговорен за захранването на задвижващата моторна система, високо{1}}компресора на климатика, PTC електрическата отоплителна система и модула за управление на високо-напрежение на автомобила. Той е от решаващо значение за изходната мощност на новите енергийни превозни средства.

 

От гледна точка на техническата дефиниция новите енергийни превозни средства включват основно три типа:
* Чисто електрически превозни средства, изцяло задвижвани от електрически двигател, като източникът на енергия е бордова акумулаторна система за съхранение на енергия;
* Хибридни електрически превозни средства, които могат да използват както гориво, така и електричество като източници на енергия;
* Електрически превозни средства с горивни клетки, които осигуряват енергия чрез система с горивни клетки самостоятелно или в комбинация със система за съхранение на енергия.

 

 

1. Маркировки за идентификация и безопасност при високо{1}}напрежение

Всички-компоненти с високо напрежение в нови енергийни превозни средства носят ясни предупредителни маркировки за високо{1}}напрежение, за да предупреждават персонала по поддръжката и експлоатацията за риска от токов удар. Поради дългата дължина и сложните пътища на свързващите кабели за високо{3}}напрежение, визуалната идентификация само с помощта на предупредителни етикети е недостатъчна. Поради това индустрията обикновено приема оранжеви кабели и конектори за високо-напрежение като задължителен метод за идентифициране на безопасността.

 

 

1. Функционално позициониране на свързващи кабели за високо-напрежение

Захранващият акумулаторен пакет обикновено доставя захранване към системата за високо{0}}напрежение на автомобила чрез положителни и отрицателни шини за високо-напрежение. След това електрическата енергия се разпределя през -системата за електроразпределение с високо напрежение към основните компоненти като контролера на двигателя, задвижващия двигател, компресора на климатика и PTC нагревателното устройство.

 

В този път за предаване на енергия свързващите-кабели за високо напрежение носят отговорността за безопасното предаване на високо напрежение и висок ток. Техният дизайн трябва да отговаря на множество стандарти, включително устойчивост на топлина, устойчивост на износване, изолация и нива на защита.

 

В района на висока-мощност шинната система се превръща в критичен носител. Системата за високо{2}}напрежение обикновено използва медна шина или електрическа медна шина като основна проводяща структура за постигане на стабилно предаване на ток с ниски-загуби и голям-ток.

 

В рамките на захранващия акумулаторен пакет,-блока за разпределение на захранването с високо напрежение и системата за управление на двигателя, шина за високо напрежение и шина за захранване ефективно намаляват загубите в линията и подобряват системната интеграция.

 

 

Съединителите за високо-напрежение са сред компонентите с най-висок риск за безопасността в-системите за високо напрежение, но същевременно са и едни от най-незаменимите. Тяхната основна функция е не само да завършат захранващата връзка, но и да притежават механизми за безопасност, като например против-неправилно поставяне, против-разхлабване и блокировка при високо-напрежение.

 

В инженерния дизайн съединителите за високо-напрежение обикновено се използват във връзка със -блокиращи вериги за високо напрежение. Ако връзката е необичайна или е поставена неправилно, системата за високо-напрежение на цялото превозно средство няма да бъде включена.

 

При действителна работа,-съединителите за високо напрежение трябва да следват стриктна последователност на поставяне/отстраняване и процес на потвърждение, за да се гарантира, че системата е в безопасно състояние.

 

 

Преди ремонт или подмяна на компоненти за високо-напрежение в превозно средство, системата за-високо напрежение трябва да бъде изключена чрез стандартна процедура за-изключване на захранването. Сервизният-превключвател за високо напрежение, като задължително защитно устройство, физически изолира захранващата батерия от веригата за високо-напрежение, като гарантира, че системата влиза в-състояние без напрежение и осигурява сигурност за безопасност за последващи операции.

 

 

Системата на захранващата батерия е енергийното ядро ​​на новите енергийни превозни средства, играейки роля, подобна на резервоара за гориво в традиционните бензинови превозни средства, но с много по-голяма технологична сложност и изисквания за безопасност.

 

Захранващият батериен пакет обикновено се състои от батерийни модули, система за събиране на информация за батерията, блок за управление на батерията (BMU), предпазна кутия за високо-напрежение и структурно заграждение.

 

Корпусът на батерията е монтиран в долната част на каросерията на превозното средство и трябва да притежава висока якост, устойчивост на удар и устойчивост на прах и вода, като степента на защита обикновено достига IP67.

 

В структурата на вътрешната връзка на батерията медните плътни шини и електрическите шини се използват широко за високо-токови връзки между отделни клетки и модули, като осигуряват добра постоянна проводимост и термична стабилност на акумулаторната система.

 

 

Системата за управление на батерията е основната контролна система за управление на безопасността и живота на батерията. Основните му функции включват наблюдение на напрежение, ток и температура; SOC/SOH оценка; контрол на зареждането и разреждането; управление на топлината; и диагностика на неизправности.

 

BMS събира-данни в реално време от отделни клетки и модули, за да постигне динамичен баланс и защита на безопасността на акумулаторната система и комуникира със системата за управление на превозното средство чрез CAN мрежа.

 

В приложения с висока-мощност, BMS (Система за управление на батерията) често включва високотокови контакти и високотокови съединители, за да отговори на изискванията за чести цикли на-включване/изключване на захранването и работа с-високо натоварване.

 

 

Предпазната-кутия за високо напрежение, монтирана на положителните и отрицателните изходни клеми на захранващата батерия, е първата линия на защита за системата за високо{1}}напрежение. Неговите основни компоненти включват главен контактор, контактор за предварително зареждане, сензор за ток и резистор за предварително зареждане.

 

По време на-включване на автомобила, системата за предварително-зареждане зарежда кондензаторите за високо-напрежение, използвайки методи за-ограничаване на тока, за да предотврати въздействието на мигновени ударни токове върху системата. Едва след като системата потвърди, че условията за безопасност са изпълнени, главният контактор ще се затвори, позволявайки пълно захранване с ток.

 

 

-Системата за разпределение на електроенергия с високо напрежение е отговорна за рационалното разпределение на енергията на акумулатора към различни-натоварващи единици с високо напрежение, служейки като „централен възел“ на системата за високо- напрежение на превозното средство.

 

В рамките на структурата за разпределение на електроенергия множество разпределения на високо-напрежение обикновено се постигат с помощта на електрически шини, електричество на шини или медни тръби за шини, за да се отговори на изискванията за висока надеждност и-висок ток.

 

За три{0}}фазни задвижващи системи е въведена и трифазна шинна структура, за да се подобри използването на пространството и стабилността на системата.

 

 

Системата за управление на двигателя се състои от DC/DC преобразувател и контролер на двигателя, отговорни за преобразуването на високо-към-ниско напрежение и управлението на задвижването на двигателя. DC/DC модулът преобразува постоянен ток с високо-напрежение в стабилно захранване с ниско-напрежение за захранване на системата за ниско-напрежение на автомобила.

 

Задвижващият двигател обикновено е синхронен двигател с постоянен магнит и неговата производителност директно определя изходната мощност на автомобила, производителността на ускорението и енергийната ефективност.

 

Между двигателя и контролера структурата на свързване с висок-ток също разчита на съединители на шини и система на шини за ефективна връзка.

 

 

Системата за зареждане за нови енергийни превозни средства включва четири форми: бързо зареждане с постоянен ток, бавно зареждане с променлив ток, 12V захранване и регенеративно спиране.

 

И двата канала за зареждане с постоянен и променлив ток доставят безопасно външна електрическа енергия към захранващата батерия чрез свързващи кабели за високо-напрежение и шинна система.

 

По време на зареждане и възстановяване на енергия стабилните и надеждни възможности за Power Bar, BusBar и BusBar Voltage са от решаващо значение за осигуряване на ефективност и безопасност на системата.
 

 

Новите енергийни превозни средства използват-електрически климатични системи с високо напрежение. Охлаждането се постига чрез електрически компресор, докато отоплението се постига предимно чрез PTC електрическо отопление.

 

Тази система се захранва директно от батерията и нейната оперативна ефективност и управление на енергията пряко влияят на пробега на автомобила.

 

 

Основните технологични характеристики на новите енергийни превозни средства са високо напрежение, електрификация и системна интеграция. От батерията и високо{1}}разпределението на мощността до задвижващия двигател, всички ключови компоненти работят при условия на високо напрежение и висок ток.

 

В тази система шинната система и високо{0}}решенията за свързване играят незаменима роля. Независимо дали става въпрос за персонализирани шини, предоставени от aмедна шинапроизводител или високо{0}}токови съединители, проектирани за сценарии с високо-напрежение, тяхната надеждност пряко влияе върху безопасността и работата на автомобила.

 

Ето защо, при проектирането, производството и поддръжката на нови енергийни превозни средства, задълбоченото разбиране на структурата на системата за високо-напрежение и функциите на ключовите компоненти е от основно значение за осигуряване на безопасността на продукта и дългосрочната-надеждна работа.