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新能源汽車高壓系統(tǒng)的組成及各部分的分析介紹

在電動汽車上,整車帶有高壓電的零部件有動力電池,驅動電機,高壓配電箱(PDU),電動壓縮機,DC/DC,OBC,PTC,高壓線束等,這些部件組成了整車的高壓系統(tǒng),其中動力電池,驅動電機,高壓控制系統(tǒng)為純電動汽車上的三大核心部件。
1. 電池包與動力電池管理系統(tǒng)BMS
與傳統(tǒng)燃油車不同,新能源電動車的動力來源是動力電池,而不是發(fā)動機。因為純電動汽車直接使用電能,不需要像傳統(tǒng)燃油車那樣燃燒燃料,排放物會排放到大氣中。因此,為了縮短環(huán)境污染,國家積極支持新能源汽車的發(fā)展。
動力電池的電壓大多在100~400V,輸出電流可達300A,動力電池的容量影響整車的續(xù)航里程,同時也影響充電時間和效率。目前,鋰離子動力電池是主流。由于目前的技術,目前大多數汽車使用鋰離子動力電池。
2. 驅動電機與電機控制器MCU
電機調節(jié)器單片機將高壓直流電轉換為交流電,并與整車其他模塊進行信號交互,實現(xiàn)對驅動電機的有效調節(jié)。
驅動電機將電能轉換成機械能來驅動汽車。不同于傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動機將燃油燃燒的化學能轉化為機械能,其工作效率更高,達到85%以上。因此,與傳統(tǒng)汽車相比,其能源利用率更高,可以縮短資源浪費。
3. 高壓配電箱(PDU)
高壓配電箱是整車高壓電源的配電裝置,類似于低壓電路系統(tǒng)中的電氣保險絲盒。配電裝置由許多高壓繼電器和高壓熔斷器組成。內部還內置相關芯片,實現(xiàn)與相關模塊的信號通信,保證整車高壓用電安全。
4.車載充電器OBC
OBC是車載充電機的簡稱(On Board Charger),主要功能:電網電壓經由地面交流充電樁、交流充電口,連接至車載充電機,給電動電池進行充電。
現(xiàn)在的OBC一般也默認是隔離型OBC,這是指電網側與車載側之間需要設置耐壓2500V-3750V的電氣隔離層,以提高電氣安全性。
電氣隔離:是指在電路中避免電流直接從某一區(qū)域流到另外一區(qū)域的方式,也就是在兩個區(qū)域間不建立電流直接流動的路徑。雖然電流無法直接流過,但能量或是資訊仍可以經由其他方式傳遞,例如電磁感應或電磁波,或是利用光學、聲學或是機械的方式進行。
電氣隔離作用:電氣隔離的作用主要是減少兩個不同的電路之間的相互干擾。例如,某個實際電路工作的環(huán)境較差,容易造成接地等故障。如果不采用電氣隔離,直接與供電電源連接,一旦該電路出現(xiàn)接地現(xiàn)象,整個電網就可能受其影響而不能正常工作。采用電氣隔離后,該電路接地時就不會影響整個電網的工作,同時還可通過絕緣監(jiān)測裝置檢測該電路對地的絕緣狀況,一旦該電路發(fā)生接地,可以及時發(fā)出警報,提醒管理人員及時維修或處理,避免保護裝置跳閘停電的現(xiàn)象發(fā)生。
5.DC/DC轉換器
DC/DC轉換器就是指直流電之間的轉換設備,在移動電話、筆計本電腦、攝影機等產品中,需將低壓直流電壓變成高壓直流電壓,于是這些場合就需要用到DC/DC轉換器。
6.PTC熱敏電阻
PTC是Positive Temperature Coefficient 的縮寫,意思是正的溫度系數, 泛指正溫度系數很大的半導體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度系數熱敏電阻,簡稱PTC熱敏電阻。
7.電動壓縮機
電動壓縮機是一種將低壓氣體提升為高壓氣體的從動的流體機械,是制冷系統(tǒng)的心臟。它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體,通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮后,向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體,為制冷循環(huán)提供動力。
從而實現(xiàn)壓縮→冷凝(放熱)→膨脹→蒸發(fā) ( 吸熱 ) 的制冷循環(huán)。壓縮機分為活塞壓縮機,螺桿壓縮機,離心壓縮機,直線壓縮機等。詞條介紹了壓縮機的工作原理、分類、配件、規(guī)格、運轉要求、壓縮機的生產、常見故障以及環(huán)保要求、選型原則、安裝條件以及發(fā)展趨勢。
8.高壓線束
高壓線束是汽車電路的網絡主體,是汽車電路存在的載體。汽車線束是車輛電器元件工作的橋梁和紐帶,是車輛的電力和信號傳輸分配的神經系統(tǒng)。高壓線束可以根據不同的電壓等級配 置于電動汽車內部及外部線束連接。主要應用配電盒內部線束信號分配,高效優(yōu)質地傳輸電能,屏蔽外界信號干擾。高壓連接系統(tǒng)由高壓線束和連接器構成。DC/DC、水暖PTC 充電機、風暖PTC、直流充電口、動力電機、高壓線束、維修開關、逆變器、動力電池、高壓箱、電動空調、交流充電口等都需要用到連接器;高壓線束是新能源汽車高壓系統(tǒng)的神經網絡,非常重要。

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