Pagrindiniai naujų energetinių transporto priemonių komponentai (mokslo populiarinimo leidimas)

 

Palyginti su tradicinėmis benzininėmis transporto priemonėmis, didžiausias naujos energijos transporto priemonių architektūros pokytis yra energijos šaltinio ir elektros sistemos pertvarkymas. Elektros sistemos požiūriu naujos energijos transporto priemonės daugiausia susideda iš dviejų dalių: žemos-tampos elektros sistemos ir aukštos{2}}įtampos elektros sistemos.

 

Žemos -įtampos sistema paprastai maitinama iš 12-14 V papildomos baterijos, visų pirma aptarnaujanti prietaisų ekraną, apšvietimo sistemą, transporto priemonės valdymo bloką (VCU), įvairius jutiklius, reles, informacijos ir pramogų sistemą bei apsaugos nuo vagystės ir signalizacijos modulius.

 

Aukštos{0}}įtampos sistema naudoja maitinimo akumuliatorių kaip pagrindinį energijos šaltinį, atsakingą už energijos tiekimą pavaros variklio sistemai, aukštos-tampos oro kondicionavimo kompresoriui, PTC elektrinei šildymo sistemai ir transporto priemonės aukštos{2}}įtampos valdymo moduliui. Tai labai svarbu naujų energiją naudojančių transporto priemonių galiai.

 

Žvelgiant iš techninės apibrėžimo perspektyvos, naujos energijos transporto priemonės daugiausia apima tris tipus:
* Vien tik elektrinės transporto priemonės, kurias visiškai varo elektros variklis, o maitinimo šaltinis yra įmontuota įkraunama energijos kaupimo sistema;
* Hibridinės elektrinės transporto priemonės, galinčios naudoti tiek degalus, tiek elektros energiją kaip energijos šaltinius;
* Kuro elementų elektrinės transporto priemonės, tiekiančios energiją tik per kuro elementų sistemą arba kartu su energijos kaupimo sistema.

 

 

1. Aukštos-įtampos identifikavimo ir saugos ženklai

Visi aukštos{0}}įtampos komponentai naujose energetinėse transporto priemonėse paženklinti aiškiais įspėjamaisiais aukštos-įtampos ženklais, įspėjančiais techninės priežiūros ir eksploatavimo personalą apie elektros smūgio pavojų. Dėl ilgo ilgio ir sudėtingų aukštos-įtampos jungiamųjų laidų kelių nepakanka vizualinio atpažinimo naudojant įspėjamąsias etiketes. Todėl pramonė paprastai naudoja oranžinius aukštos{5} įtampos kabelius ir jungtis kaip privalomą saugos identifikavimo metodą.

 

 

1. Aukštos įtampos jungiamųjų kabelių funkcinė padėtis

Maitinimo akumuliatorius paprastai tiekia maitinimą transporto priemonės aukštos{0}}tampos sistemai per teigiamas ir neigiamas aukštos{1} įtampos šynas. Tada elektros energija per aukštos-tampos energijos paskirstymo sistemą paskirstoma pagrindiniams komponentams, tokiems kaip variklio valdiklis, pavaros variklis, oro kondicionavimo kompresorius ir PTC šildymo įrenginys.

 

Šiame energijos perdavimo kelyje aukštos įtampos{0}}jungimo kabeliai yra atsakingi už saugų aukštos įtampos ir didelės srovės perdavimą. Jų konstrukcija turi atitikti kelis standartus, įskaitant atsparumą karščiui, atsparumą dilimui, izoliaciją ir apsaugos lygius.

 

Didelės{0}}galios regione šynų sistema tampa svarbiu nešikliu. Aukštos -įtampos sistemoje kaip pagrindinė laidžioji struktūra paprastai naudojama varinė šyna arba elektrinė varinė šyna, kad būtų užtikrintas stabilus, mažų -nuostolių didelių{4}}srovių perdavimas.

 

Maitinimo akumuliatoriaus bloke, aukštos-įtampos energijos paskirstymo bloke ir variklio valdymo sistemoje aukštos įtampos šynos ir maitinimo magistralės efektyviai sumažina linijų nuostolius ir pagerina sistemos integravimą.

 

 

Aukštos{0}}tampos jungtys yra vieni iš komponentų, keliančių didžiausią saugos pavojų-aukštos įtampos sistemose, tačiau jos taip pat yra vienos iš būtiniausių. Pagrindinė jų funkcija yra ne tik užbaigti maitinimo prijungimą, bet ir turėti saugos mechanizmus, tokius kaip apsaugos nuo -netinkamo įkišimo, anti-atsipalaidavimo ir aukštos{5} įtampos blokavimo.

 

Inžineriniame projekte aukštos{0}}tampos jungtys paprastai naudojamos kartu su aukštos-tampos blokavimo grandinėmis. Jei jungtis yra neįprasta arba netinkamai įdėta, nebus įjungta visos transporto priemonės aukštos{3} įtampos sistemos.

 

Faktiškai veikiant, aukštos įtampos jungtys turi atitikti griežtą įdėjimo / išėmimo seką ir patvirtinimo procesą, kad sistema būtų saugi.

 

 

Prieš taisant arba keičiant aukštos{0}}tampos komponentus transporto priemonėje, aukštos-tampos sistema turi būti atjungta naudojant standartinę maitinimo-išjungimo procedūrą. Aukštos-įtampos aptarnavimo jungiklis, kaip privalomas saugos įtaisas, fiziškai atskiria maitinimo bateriją nuo aukštos-įtampos grandinės, užtikrindamas, kad sistema pereitų į laisvą-tampos būseną ir užtikrintų tolesnių operacijų saugumą.

 

 

Maitinimo baterijų sistema yra naujų energetinių transporto priemonių energetinė šerdis, atliekanti panašų vaidmenį kaip tradicinių benzininių transporto priemonių degalų bakas, tačiau technologinis sudėtingumas ir saugumo reikalavimai yra daug didesni.

 

Maitinimo akumuliatorių paprastai sudaro akumuliatoriaus moduliai, informacijos apie akumuliatorių gavimo sistema, akumuliatoriaus valdymo blokas (BMU), aukštos -tampos saugos dėžė ir konstrukcinis korpusas.

 

Akumuliatoriaus korpusas yra sumontuotas transporto priemonės kėbulo apačioje ir turi būti labai tvirtas, atsparus smūgiams ir atsparus dulkėms bei vandeniui, o apsaugos laipsnis paprastai siekia IP67.

 

Vidinės akumuliatoriaus jungties struktūroje varinės kietos magistralės ir šynų juostos elektrinės plačiai naudojamos didelės{0}}srovių jungtims tarp atskirų elementų ir modulių, užtikrinant gerą akumuliatoriaus sistemos laidumo pastovumą ir šiluminį stabilumą.

 

 

Akumuliatoriaus valdymo sistema yra pagrindinė maitinimo akumuliatoriaus saugos ir eksploatavimo trukmės valdymo sistema. Pagrindinės jo funkcijos apima įtampos, srovės ir temperatūros stebėjimą; SOC/SOH įvertinimas; įkrovimo ir iškrovimo kontrolė; šilumos valdymas; ir gedimų diagnostika.

 

BMS renka realaus laiko{0}}duomenis iš atskirų elementų ir modulių, kad pasiektų dinamišką akumuliatoriaus sistemos balansą ir saugumą, ir palaiko ryšį su transporto priemonės valdymo sistema per CAN tinklą.

 

Didelės{0}}galios programose BMS (baterijos valdymo sistema) dažnai apima didelės srovės kontaktus ir didelės srovės jungtis, kad atitiktų dažnų maitinimo-įjungimo / išjungimo ciklų ir didelės{2}}apkrovos poreikius.

 

 

Aukštos -įtampos saugos dėžutė, sumontuota prie teigiamų ir neigiamų maitinimo akumuliatoriaus išvesties gnybtų, yra pirmoji aukštos- įtampos sistemos apsaugos linija. Pagrindiniai jo komponentai yra pagrindinis kontaktorius, išankstinio-įkrovimo kontaktorius, srovės jutiklis ir išankstinio-įkrovimo rezistorius.

 

Įjungus transporto priemonę-, išankstinio-įkrovimo sistema įkrauna aukštos-įtampos kondensatorius naudodama srovės-ribojimo metodus, kad sistemos nepaveiktų momentinės viršįtampio srovės. Tik po to, kai sistema patvirtins, kad saugos sąlygos yra įvykdytos, pagrindinis kontaktorius užsidarys ir bus galima tiekti visą srovę.

 

 

Aukštos{0}}įtampos energijos paskirstymo sistema yra atsakinga už racionalų akumuliatoriaus energijos paskirstymą įvairiems aukštos-įtampos apkrovos įrenginiams ir yra transporto priemonės aukštos{2}}įtampos sistemos „centrinis mazgas“.

 

Energijos paskirstymo struktūroje keli aukštos{0} įtampos paskirstymai paprastai pasiekiami naudojant elektros šynas, šynų elektrą arba šynų varinius, kad būtų patenkinti aukšti patikimumo ir didelės srovės{1}}perdavimo reikalavimai.

 

Trijų{0}}fazių pavarų sistemose taip pat įdiegta 3 fazių šynų struktūra, siekiant pagerinti vietos panaudojimą ir sistemos stabilumą.

 

 

Variklio valdymo sistemą sudaro DC/DC keitiklis ir variklio valdiklis, atsakingas už aukštos{0}}į-žemos įtampos konvertavimą ir variklio pavaros valdymą. DC/DC modulis aukštos{3}}įtampos nuolatinės srovės maitinimą paverčia stabiliu žemos-tampos maitinimo šaltiniu, kad maitintų transporto priemonės žemos{5}}tampos sistemą.

 

Varomasis variklis paprastai yra sinchroninis nuolatinio magneto variklis, o jo veikimas tiesiogiai lemia transporto priemonės galią, pagreičio efektyvumą ir energijos vartojimo efektyvumą.

 

Tarp variklio ir valdiklio didelės{0}}srovės jungties struktūra taip pat priklauso nuo šynų jungčių ir šynų sistemos, kad būtų veiksmingai sujungta.

 

 

Naujų energetinių transporto priemonių įkrovimo sistema apima keturias formas: DC greitą įkrovimą, AC lėtą įkrovimą, 12 V maitinimo šaltinį ir regeneracinį stabdymą.

 

Tiek nuolatinės, tiek kintamosios srovės įkrovimo keliai saugiai tiekia išorinę elektros energiją į maitinimo akumuliatorių per aukštos{0}}tampos jungiamuosius laidus ir šynų sistemą.

 

Įkrovimo ir energijos atkūrimo metu stabilios ir patikimos Power Bar, BusBar ir BusBar įtampos valdymo galimybės yra labai svarbios sistemos efektyvumui ir saugumui užtikrinti.
 

 

Naujose energetinėse transporto priemonėse naudojamos aukštos{0}}įtampos elektrinės oro kondicionavimo sistemos. Vėsinimas pasiekiamas elektriniu kompresoriumi, o šildymas visų pirma pasiekiamas naudojant PTC elektrinį šildymą.

 

Šią sistemą tiesiogiai maitina akumuliatorius, o jos veikimo efektyvumas ir energijos valdymas tiesiogiai veikia automobilio atstumą.

 

 

Pagrindinės naujų energetinių transporto priemonių technologinės charakteristikos yra aukšta įtampa, elektrifikavimas ir sistemų integravimas. Nuo akumuliatoriaus ir aukštos-įtampos energijos paskirstymo iki pavaros variklio – visi pagrindiniai komponentai veikia aukštos įtampos ir didelės srovės sąlygomis.

 

Šioje sistemoje nepakeičiamą vaidmenį atlieka šynų sistema ir{0}}didelės srovės ryšio sprendimai. Nesvarbu, ar tai būtų pritaikytos šynos, kurias teikia avarinė šynagamintojo arba aukštos{0}}srovės jungtys, sukurtos aukštos-įtampos scenarijams, jų patikimumas tiesiogiai veikia transporto priemonės saugą ir veikimą.

 

Todėl projektuojant, gaminant ir prižiūrint naujas energetines transporto priemones, norint užtikrinti gaminio saugą ir ilgalaikį patikimą veikimą, labai svarbu gerai išmanyti{0}}aukštos įtampos sistemos struktūrą ir pagrindinių komponentų funkcijas.