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關注創建者:HBK測試與測量 創建時間:2022-03-09

高壓電池的實例教程
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以上僅為個人觀點,如有異議改正或刪除。
1.驅動系統組成
S400HYBRID配備了平行混合動力驅動系統,包括272混合動力發動機和高電壓系統,其中,高壓電系統由電力電子控制單元、電動機、高壓蓄電池模塊、蓄電池管理系統(BMS)控制單元和 DC/DC轉換器組成(圖1)。
圖1 混合動力部件
通過該驅動系統,內燃機、電動機和驅動輪通過剛性相連(圖2),其中,發動機和電動機提供的功率可以組合在一起,但車輛無法完全通過電子驅動系統驅動。
2.高壓部件介紹
根據前述的高壓電系統組成部件,如下逐一進行介紹。
(1)高壓蓄電池
圖2 驅動概念
位于引擎室右后側(圖3),內部由35塊鋰離子電池組成,每塊電池的電壓均在3.2~4.1V之間,這樣,高壓蓄電池會儲存電能并以約120V的電壓為所有高壓系統部件供電。所有的鋰電池由蓄電池管理系統(BMS)控制單元根據傳感器和CAN信號進行管理。此外,BMS控制單元在必要情況下還會促動保護開關,以便將高壓蓄電池的正極和負極絕緣。
圖3 高壓蓄電池
(2)DC/DC轉換器
直流/直流轉換器位于右前輪罩內側(圖4),作為變壓器,將高壓蓄電池和12V蓄電池相連,實現高壓直流電與低壓直流電之間的相互轉換。
圖4 DC/DC轉換器
(3)電力電子模塊
位于右側排氣歧管下方(圖5),控制電動機的工作,即:在啟動和起步階段,通過三相交流電促動電動機;在發電模式下,將產生的三相交流電轉換為直流電壓,然后對高壓蓄電池充電,其實質是交流/直流(AC/DC)轉換器。此外,還執行自診斷功能,并通過評估溫度傳感器的信號,時刻監測電動機的工作溫度。
展開 基于ISO26262的動力電池系統高壓功能安全概念
本文轉自公眾號:電池系統設計與開發
更多精彩內容,請關注:電池系統設計與開發
純電動或混合動力車都配備了特殊電池,可在400至800伏的高壓下為電機提供動力。出于安全考慮,此類高壓電池、電力電子設備及其電線設計都非常堅固。但是,在發生事故時,高壓電池的安全性問題對車輛乘員和救援人員來說都非常重要。為防止上述人員接觸到此類高壓電池,同時消除車輛起火的風險,必須將電池與車輛電氣系統完全隔離。
在發生事故時,“高溫保險絲”通過小的爆炸性電荷會將電線的各部分吹向高壓電池,從而快速有效地中斷電路。而博世的半導體可發揮關鍵作用,作為電池管理的一部分,博世集成電路CG912可在發生事故時在電池連線中點燃多達4個高溫保險絲,減輕觸摸車輛底盤時的觸電風險。此外,該特殊IC可為電池管理系統提供動力。博世的CG912集成電路原先是為部署安全氣囊而研發的,而且已經通過了數百萬次的驗證試驗。
系統集成電路功能非常多,既可實時提供穩定的電源電壓,讀取傳感器數據,還可處理信息和驅動執行器。與其前代產品相比,新型氧傳感器評估集成電路CJ138提供更多選項,可讓發動機控制單元適用于各種氧傳感器,以及可精確診斷短路或中斷的傳感器電纜。高度集成的變速箱集成電路CG270可精確控制自動變速箱中的數十個液壓閥,并可為現代多級變速箱設計更緊湊的控制單元。CG135是一種傳輸集成電路,可監控傳輸控制單元的電源電壓,并在發生故障時避免傳輸裝置被損壞。
來源:
展開 大眾對MEB平臺的Volkswagen ID.3做了如下描述:
動力電池采用模塊化設計,最多可以有12個模塊,實現550KM(WLTP)的續航里程;除此之外,也可以有其他選擇:45 kWh (330 km WLTP), 58 kWh (420 km WLTP), 77 kWh (550 km WLTP);每一個模塊都由24個單獨的鋰離子電芯組成;工作電壓可以達到408V;最大的直流充電功率為125KW;電池系統安裝了液冷的熱管理系統;為了實現輕量化目標,電池外殼為鋁,并帶有防撞結構
動力系統、充電插座、高壓線束
下邊是Volkswagen ID.3的新能源部件透視圖
其動力系統布置在后部,動力系統采用電機和電機控制器集成的方式,純電動后驅動,能狗獲取更好的操作靈活性,因為傳統燃油車一般前驅,前輪即是轉向輪又是驅動輪。
動力系統的高壓線束安裝如下
從底盤下部看電氣布置
下邊是前艙體的零部件布置。
管線路特寫
充電插座特寫
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其專業技術版圖廣泛,涉及高性能高壓(HV)電池系統、電機、逆變器、變速箱、電氣架構及軟件開發等關鍵領域。依托尖端技術,STARD 持續突破汽車與賽車行業的創新邊界。
面臨的挑戰
在現代賽車設計中,安全性始終是首要考量 —— 專業賽車領域的管理機構會制定并嚴格執行一系列嚴苛的安全標準。
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ipx9k
高溫高壓噴淋試驗
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電氣產品在使用過程中,由于電流通過某些元件產生的熱量,可能會導致設備溫度升高。如果設備長時間在高溫狀態下工作,可能會降低絕緣材料的性能,增加電擊、燙傷或火災的風險。設備內部的高溫還可能影響產品性能,導致絕緣等級下降或增加不穩定性。在產品設計階段,進行溫升試驗是確保產品安全穩定工作的重要環節。
溫升試驗定義
溫升試驗是一種評估電子電氣設備在運行中各部件相對于環境溫度升高情況的測試
在電池加熱模式下,通過打開用于電池加熱的切換閥,使高溫、高壓冷媒流向電池,為電池加熱(圖4)。用于空調制冷、冷凝器、電池冷卻的切換閥和制冷用膨脹閥關閉。
圖4 電池加熱模式的系統概要
(來源:日經XTECH)
(4)電池冷卻
電池冷卻模式是為了防止高溫導致電池劣化而準備的。
在電池加熱模式下,通過打開用于電池加熱的切換閥,使高溫、高壓冷媒流向電池,為電池加熱(圖4)。用于空調制冷、冷凝器、電池冷卻的切換閥和制冷用膨脹閥關閉。
圖4 電池加熱模式的系統概要
(來源:日經XTECH)
(4)電池冷卻
電池冷卻模式是為了防止高溫導致電池劣化而準備的。
圖6 大眾ID.3的電池組
連接9個電池模塊和電池管理系統(BMS)的高壓電纜位于電池組內部的中央。
(照片:《日經XTECH》)
電動動力總成和周邊零部件的集成不僅可以減少高壓電纜和連接器。與單獨配置各個零部件相比,還可以減少零部件數量和占用的體積。有分析認為,由于可減少容納各零部件的外殼數量,因此也有助于削減金屬材料等。