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乘用車輛電控設計原理詳解一:雙電壓系統的好處

放大字體??縮小字體 發布日期:2019-09-07 09:02:13 ??來源:新能源汽車網??編輯:全球新能源汽車網??瀏覽次數:846
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乘用車輛電控設計原理詳解一:雙電壓系統的好處

在《優化電機控制方案》和《重新定義電動車!可能嗎?》兩篇科普性質的文章中,很淺顯地告訴讀者兩種作者學習了三年優化出來的電動化車輛電機控制方案。第一種是單電機雙電壓等級,第二種是雙(多)電機雙電壓等級。盡管這樣的設計有差別,但其設計出發點都是以能源優化控制優先。單電機是為了更低成本,多電機是為了更高效、更優性能。但這二者低電壓都是48V直流/33V交流。高壓分別是144V直流/99V交流和520V直流/380V交流。這樣做的好處是什么呢?

1 低壓48V電池組足夠安全,可以讓車主自行換電。

2 低壓48V電池組車載電容量是可變的,為可以為100~400公里純電里程電量。高壓電池組固定為160公里純電里程電量。每次出行按需配電。

3 高壓電池組選用高功率比電池,制動饋能回收和瞬間釋放,快充其性能更好。

4 雙電壓系統相當于雙電源。當高低壓電池組其中一個發生過載或電池故障,立即切斷該電池組供電,電池不會崩潰。車輛行駛不受影響。

5 出行需要補能的時候,可以快充、換電。當電池電量耗盡,選擇快充,或者48V電池組換電。或者高壓電池組快充、48V低壓換電同時進行。最快15分鐘內完成補能。接近加油的便利性。

6 48V低壓電池組使用更小倍率充放電,車輛能源主要由低壓提供。相當于改善了電池組工況,延長了電池使用壽命。

7 通常,高壓電池組作為固定在車上的,而低壓電池組是有車主選購。也就是說車主最低只需要購買160公里純電續航里程的電池。當長距離出行時,車主通過租用48V低壓電池組。這樣降低了車主購車成本。當然車主也可以選擇100~400公里電量的48V低壓電池組,車主可以按需自行選擇配置。

這7點優點,哪怕是其中任一一點,成為某個車企的專利的話,都能讓車企在未來的競爭立于不敗之地。而這么多優點集中于一身的的雙電壓系統,是不是很難實現呢?

從技術難易程度、實現成本來說雙電壓系統非常容易實現。

對于48V低壓電池組,其電壓范圍見圖1

圖 1 48V系統是低電壓較安全的系統,依據法規

圖2 手指直接短接48V電池組正負輸出端,不會發生觸電

48V電池包并聯裝車使用安全,電池維護方便,可以用手直接觸碰帶電電池

的+-電極兩端,也不會發生觸電事故,保證了人工手工換電的可行性。

48V低電壓系統在安全電壓范圍內,絕緣要求降低很多 、從電氣基本原理上不會發生電氣導致駕乘人員觸電事故發生。48V低電壓系統在車輛浸泡在水里時,即便電池組進水也不會發生駕乘人員觸電傷害事故,在渾濁的雨水中48電氣系統仍然可以工作,即使掉到水里也不會發生駕乘人員觸電事故,而車輛的電氣系統仍能正常工作。

當前鋰電池單體電池能量能量密度達到330WH/KG.相當于1公斤0.33度的。30公斤約10度。電池組做成拖桿箱每個電池箱重量30公斤,4個拖桿箱120KG共40度。百公里耗電10~20度可以續航400~200公里,毛豆3可以續航300公里(按13.5度/百公里計算)。而車載高壓電池組(16~32度)有160公里。加起來可以獲得560~360公里以上續航。

當需要整車電量用完,120KG拉桿箱48V電池組,車主自行換電不超6分鐘,15分鐘快充高壓電池組可以獲得100公里以上續航里程。這樣的補能方式幾乎趕得上加油。

更重要的是,如果車主每天行駛里程只有100公里以內,只需要將兩個48V30KG拉桿箱提回家里充電。完全不需要充電樁。解決了充電難的難題,當需要遠距離出現只需要租用更多電池組。

下一篇文章,我們將討論如何實現一輛小型車能夠在售價3~6萬元的單電機雙電壓系統。

這些詳細的設計完成于一年多前,當時我個人認為只有把生物質能源帶上的電動車才能實現能源革命目標。而不把這樣的設計當成最有方案。最近,出于一個讓自己解脫的目的。將自己不能非常確定的方案都全部寫出來。當然n電機雙電壓方案,如果可行。幾乎是以一人之力改寫了電動車的設計。而我不是專業做電動車,盡管過去三年多,我學習了超過在大學四年里所學課程的兩倍以上的知識點,課本和資料。但很多事情,我也只是知其一二不知其二,存在極大的局限性。甚至,我做得這些很可能是低水平重復無用功。

我個人定位是自媒體作者,對所寫的文章內容力求科學、有依有據。偶爾浮夸,嘩眾取寵。

也在此懇請各位讀者,給予指正,很多道理,不辨不明,歡迎來辯,共同進步。

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關鍵詞: 電池 48v鋰電池 鋰電池電動車 電池組 電機 電動汽車


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