Klíčové součásti nových energetických vozidel (edice pro popularizaci vědy)

 

Ve srovnání s tradičními benzinovými vozidly spočívá největší změna v celkové architektuře vozidel nových energetických vozidel v restrukturalizaci zdroje energie a elektrického systému. Z hlediska elektrického systému se nová energetická vozidla skládají především ze dvou částí: nízkonapěťového-elektrického systému a vysokonapěťového{2}}elektrického systému.

 

Nízkonapěťový systém je obvykle napájen 12-14V pomocnou baterií, která slouží především pro displej přístrojů, systém osvětlení, řídicí jednotku vozidla (VCU), různé senzory, relé, informační a zábavní systém a moduly ochrany proti krádeži a alarmu.

 

Vysokonapěťový systém využívá jako hlavní zdroj energie napájecí baterii, která zajišťuje napájení systému hnacího motoru, vysokonapěťového kompresoru klimatizace, systému elektrického topení PTC a vysokonapěťového modulu- vozidla. Je rozhodující pro výkon nových energetických vozidel.

 

Z hlediska technické definice zahrnují nová energetická vozidla především tři typy:
* Čistě elektrická vozidla, zcela poháněná elektromotorem, přičemž zdrojem energie je palubní dobíjecí systém ukládání energie;
* Hybridní elektrická vozidla, která mohou jako zdroje energie využívat palivo i elektřinu;
* Elektromobily s palivovými články, které poskytují energii prostřednictvím systému palivových článků samostatně nebo v kombinaci se systémem skladování energie.

 

 

1. Identifikace vysokého-napěťového a bezpečnostního značení

Všechny vysokonapěťové součástky v nových energetických vozidlech jsou opatřeny jasným výstražným značením před vysokým-napětím, které upozorňuje personál údržby a provozu na riziko úrazu elektrickým proudem. Vzhledem k dlouhé délce a složitým cestám vysokonapěťových připojovacích kabelů-nestačí pouze vizuální identifikace pomocí varovných štítků. Proto průmysl obecně přijímá oranžové vysokonapěťové kabely a konektory jako povinnou bezpečnostní metodu identifikace.

 

 

1. Funkční umístění vysokonapěťových připojovacích kabelů-

Napájecí baterie obvykle dodává energii do vysokonapěťového-systému vozidla prostřednictvím kladných a záporných-napěťových přípojnic. Elektrická energie je poté distribuována prostřednictvím vysokonapěťového distribučního systému energie do hlavních součástí, jako je ovladač motoru, hnací motor, kompresor klimatizace a topné zařízení PTC.

 

V této přenosové cestě energie nesou vysokonapěťové propojovací kabely odpovědnost za bezpečný přenos vysokého napětí a vysokého proudu. Jejich design musí splňovat několik norem, včetně tepelné odolnosti, odolnosti proti opotřebení, izolace a úrovní ochrany.

 

V oblasti s vysokým{0}}výkonem se systém přípojnic stává kritickým nosičem. Vysokonapěťový systém obvykle používá měděnou přípojnici nebo elektrickou měděnou přípojnici jako hlavní vodivou strukturu k dosažení stabilního přenosu vysokého proudu s nízkou -ztrátou-.

 

Vysokonapěťová přípojnice a napájecí přípojnice v rámci napájecí baterie, vysokonapěťové distribuční jednotky a řídicího systému motoru účinně snižují ztráty ve vedení a zlepšují integraci systému.

 

 

Vysokonapěťové konektory patří mezi komponenty s nejvyšším bezpečnostním rizikem ve vysokonapěťových systémech-, ale zároveň jsou také jedny z nejnutnějších. Jejich hlavní funkcí je nejen dokončit připojení napájení, ale také mít bezpečnostní mechanismy, jako je ochrana proti-chybnému zasunutí, zabránění-uvolnění a blokování vysokého-napětí.

 

Ve strojírenství se vysokonapěťové konektory obvykle používají ve spojení s vysokonapěťovými blokovacími obvody. Pokud je připojení abnormální nebo nesprávně připojené, celý vysokonapěťový systém vozidla se nezapne-.

 

Ve skutečném provozu musí vysokonapěťové konektory dodržovat přísnou sekvenci vkládání/vyjímání a potvrzovací proces, aby bylo zajištěno, že systém je v bezpečném stavu.

 

 

Před opravou nebo výměnou vysokonapěťových součástek ve vozidle musí být vysokonapěťový-systém odpojen pomocí standardního postupu-vypnutí. Vysokonapěťový servisní spínač jako povinné bezpečnostní zařízení fyzicky izoluje napájecí baterii od vysokonapěťového obvodu, čímž zajišťuje, že systém přejde do stavu bez napětí-, a zajišťuje bezpečnost pro následné operace.

 

 

Systém napájecích baterií je energetickým jádrem nových energetických vozidel a hraje roli podobnou palivové nádrži v tradičních benzínových vozidlech, ale s mnohem větší technologickou složitostí a požadavky na bezpečnost.

 

Napájecí baterie se obvykle skládá z bateriových modulů, systému sběru informací o baterii, jednotky pro správu baterie (BMU), vysokonapěťové bezpečnostní skříně a konstrukčního krytu.

 

Kryt baterie je instalován ve spodní části karoserie vozidla a musí mít vysokou pevnost, odolnost proti nárazu a prachu a vodě, přičemž stupeň ochrany obvykle dosahuje IP67.

 

Ve struktuře vnitřního připojení baterie jsou měděné pevné sběrnice a sběrnice Electrical široce používány pro vysokoproudé{0}}propojení mezi jednotlivými články a moduly, což zajišťuje dobrou konzistenci vodivosti a tepelnou stabilitu bateriového systému.

 

 

Systém správy baterie je základním řídicím systémem pro řízení bezpečnosti a životnosti napájecí baterie. Mezi jeho hlavní funkce patří monitorování napětí, proudu a teploty; odhad SOC/SOH; kontrola nabíjení a vybíjení; tepelný management; a diagnostiku závad.

 

BMS shromažďuje v reálném čase-data z jednotlivých článků a modulů, aby bylo dosaženo dynamické rovnováhy a bezpečnostní ochrany bateriového systému, a komunikuje s řídicím systémem vozidla prostřednictvím sítě CAN.

 

Ve vysoce{0}}aplikacích obsahuje BMS (Battery Management System) často vysokoproudé kontakty a vysokoproudé konektory, které splňují požadavky častých-cyklů zapínání a vypínání a provozu s vysokým-zátěžem.

 

 

Vysokonapěťová bezpečnostní skříňka, instalovaná na kladné a záporné výstupní svorky napájecí baterie, je první obrannou linií vysokonapěťového-systému. Mezi jeho hlavní součásti patří hlavní stykač, stykač před{3}}nabíjení, proudový senzor a před{4}}nabíjecí rezistor.

 

Během{0}}zapínání vozidla-systém předběžného nabíjení nabíjí vysokonapěťové kondenzátory-pomocí metod omezujících proud-, aby se zabránilo okamžitým nárazovým proudům v ovlivnění systému. Teprve poté, co systém potvrdí, že jsou splněny bezpečnostní podmínky, sepne hlavní stykač a umožní napájení plným proudem.

 

 

Vysokonapěťový systém distribuce energie je zodpovědný za racionální distribuci energie baterie do různých vysokonapěťových jednotek, které slouží jako „centrální uzel“ vysokonapěťového-systému vozidla.

 

V rámci struktury rozvodu energie se několik vysokonapěťových rozvodů obvykle dosahuje pomocí elektrických sběrnic, elektrických sběrnic nebo měděných sběrnic, aby byly splněny požadavky na vysokou spolehlivost a vysoký proud-.

 

U tří{0}}fázových systémů pohonů je zavedena také 3fázová struktura přípojnic, která zlepšuje využití prostoru a stabilitu systému.

 

 

Řídicí systém motoru se skládá z stejnosměrného/stejnosměrného měniče a ovladače motoru, který je zodpovědný za konverzi vysokého-na-nízké napětí a řízení motorového pohonu. Modul DC/DC převádí vysokonapěťové stejnosměrné napětí na stabilní nízkonapěťový-zdroj napájení, který napájí nízkonapěťový-systém vozidla.

 

Hnacím motorem je typicky synchronní motor s permanentními magnety a jeho výkon přímo určuje výkon vozidla, výkon zrychlení a energetickou účinnost.

 

Struktura vysokoproudého spojení mezi motorem a ovladačem spoléhá také na konektory přípojnic a systém přípojnic pro efektivní připojení.

 

 

Nabíjecí systém pro nová energetická vozidla zahrnuje čtyři formy: DC rychlé nabíjení, AC pomalé nabíjení, 12V napájení a rekuperační brzdění.

 

Nabíjecí cesty stejnosměrným i střídavým proudem bezpečně dodávají externí elektrickou energii do napájecí baterie prostřednictvím vysokonapěťových připojovacích kabelů a systému přípojnic.

 

Během nabíjení a obnovy energie jsou pro zajištění účinnosti a bezpečnosti systému klíčové stabilní a spolehlivé funkce Power Bar, BusBar a BusBar Voltage.
 

 

Nová energetická vozidla využívají vysokonapěťové{0}}elektrické klimatizační systémy. Chlazení je dosaženo elektrickým kompresorem, zatímco ohřev je primárně dosahován pomocí elektrického ohřevu PTC.

 

Tento systém je přímo napájen z baterie a jeho provozní účinnost a hospodaření s energií přímo ovlivňují dojezd vozidla.

 

 

Základní technologické charakteristiky nových energetických vozidel spočívají ve vysokém napětí, elektrifikaci a systémové integraci. Od baterie a vysokonapěťové distribuce energie až po hnací motor, všechny klíčové součásti fungují za podmínek vysokého napětí a vysokého proudu.

 

V tomto systému hraje nezastupitelnou roli přípojnicový systém a-proudé řešení připojení. Ať už se jedná o přizpůsobené přípojnice poskytované společností aměděná přípojnicekonektory výrobce nebo vysokonapěťové{0}}konektory navržené pro scénáře vysokého-napětí, jejich spolehlivost přímo ovlivňuje bezpečnost a výkon vozidla.

 

Při navrhování, výrobě a údržbě nových energetických vozidel je proto hluboké pochopení struktury vysokonapěťového systému a funkcí klíčových komponent zásadní pro zajištění bezpečnosti produktu a dlouhodobého-spolehlivého provozu.