一文带你认识新能源汽车充配电总成
由于关乎车辆的性能和成本，汽车零部件的集成化、标准化一直是业界努力的方向，要实现快速的产品迭代和平台化应用，标准化和集成化都是两大利器。所谓集成化，就是对原本分立的系统进行集成，从而使得汽车相关组件数量精简，体积变小，质量变轻，效率提升。比如比亚迪基于“e 平台”打造的电动汽车，正是通过高度集成、一体控制，实现了整车重量的减轻、整车布局的优化，能耗效率的提升和可靠性的提高，最终加速推动电动汽车的普及。
一、车载充电机的组成和原理
车载充电机内部可分为主电路、控制电路、线束及标准件三部分。主电路前端将交流电转换为恒定电压的直流电，主电路后端为DC/DC变换器，将前端转出的直流高压电变换为合适的电压及电流供给动力蓄电池。
新能源汽车电池新能源汽车的车载充电机控制电路具有控制场效应管开关，它与BMS之间进行通信，监测充电机工作状态以及与充电桩握手等。线束及标准件用于主电路与控制电路的连接，固定元器件及电路板。车载充电机工作原理如图所示。
车载充电机的工作均由BMS发出指令进行控制，包括工作模式指令、动力蓄电池允许最大电压、充电充许最大电流、加热状态的电流值等。充电机通过CAN总线与车辆进行通信，通信内容包括蓄电池单体、模块和总成的相关技术参数，充电过程中动力蓄电池的状态参数，充电机工作状态参数以及车辆基本信息等。
充电前，系统会自动检测动力蓄电池箱体内部的动力蓄电池温度，若温度高于55℃或低于0℃时，动力蓄电池管理系统将自动切断充电回路，此时无法充电。若有低于0℃的温度点，则启动加热模式，加热继电器闭合进行加热，待所有电芯温度点都高于5℃时停止加热，然后启动充电程序，充电过程中充电桩电流显示为12~13A。
加热状态时，充电机停止充电，此时BMS闭合负极继电器和加热继电器，通过电热元件给动力蓄电池包内的电芯进行加热，加热电流由充电机向加热元件直接供电。慢充状态时，动力蓄电池高压正负继电器闭合，车载充电机首先判断其输出端的电压值，当监测到电压值满足充电要求后，充电机将闭合其输出端继电器并开始工作。
随着电动汽车续航里程的提升（350~500km)，电池电量普遍大于60kw·h，传统的3.3kW和6.6kw车载充电机功率已不能满足当下纯电动汽车的慢充(6~8h)需求，车载充电机功率扩容
势在必行。然而，整车配备大功率充电机虽可减少充电时间，但由于受车辆配重、空间以及成本的制约，同时大功率的交流充电也受电网基础设施的影响，如小区配电的容量，该解决方案面临诸多挑战。
对于车载充电机产品扩功率、降成本的发展趋势，主要形成了单向充电向双向充电，单向充电机变成双向充电机和单相充电机向三相充电机两种技术形态发展。
二、高压配电盒
电动汽车高压配电箱(PDU)又称为高压配电盒，是高压系统分配单元。电动汽车具有高电压和大电流的特点，通常配备300V以上的高压系统，工作电可达200A以上，可能危及人身安全和高压零部件的使用安全性。因此，在设计和规划高压动力系统时，不仅要充分满足整车动力驱动要求，还要确保汽车运行安全、驾乘人员安全和汽车运行环境安全。
电动汽车高压配电箱的功能是保障整车系统动力电能的传输，是动力电池与各高压设备的电源和信号传递的桥梁，并随时检测整个高压系统的绝缘故障、断路故障、接地故障及高压故障等。高压配电箱在电动汽车上的位置如图所示。它与动力电池及管理系统、电机控制器、车载充电机、非车载充电设备及电动附件等相连。
电动汽车高压配电箱里面主要有高压继电器、高压连接器、高压线束和熔断器等。
三、DC-DC转换器
DC/DC 转换器的主要作用是取代传统燃油车上面的12V发电机，在行车过程中控制动力蓄电池将高压直流电转换为低压直流电向低压12V蓄电池充电，以满足车辆运行时低压用电设备的需要。它主要分为降压DC-DC转换器、升压DC-DC转换器以及双向DC-DC转换器。
发布评论