新能源电动汽车
发生意外时地线电流走向示意图
充电机的电源前级电路
新能源电动汽车结构框图,整车控制器是通过CAN线与各个设备进行通讯。
高压控制盒:完成动力电池高压电源的输出及分配,实现对支路用电器的保护及切断。
高压控制盒电路图,CAN线,快充继电器是否吸盒,压缩机是否工作的继电器是否吸盒都由VCM整车控制器来控制;
安全互锁电路,高压互锁安全插头;
当中间的互锁端子一端接5V或12V或PWM脉冲时,如果互锁端子通路到地说明插头已经插入,VCU就会导通主供电,反之则断开主供电;在拔开时中间互锁端子先断开,内部的控制继电器都会先断开,这样主供电也就都不带电了。
高压互锁设计目的:【1】整车在高压上电前确保整个高压系统的完整性,使高压处于一个封闭环境下,提高安全性;【2】当整车在运转过程中高压系统回路断开或者完整性受到破坏的时候,需要启动安全防护;【3】防止带电插拔高压线连接器给高压端子造成拉弧损坏;
一般每个插头都是有互锁线的,这样起到安全断电的目的。还有的盖子上有个小开关也是起到互锁的作用。
所有的互锁线都是串联在一起的,只要有一处是断开的都不会工作,可以在总线上接个12V的电串个电阻限流进行测量如果测得对地值为12V的的说明那个点是好的,只要测得那个点为0V的的说明那个点断开了。就可以这样依次测下去,以此来排除故障。
绝缘故障的维修 :新能源的高压回路与12V的低压回不是共地的,两个回路是相互独立的,如果两个回路存在相互串的情况就说明绝缘有问题了。
电容是将高压电和低压电隔离开了,否则的话高压电就串入低压电侧了。还要保证在测试的时候脉冲还能通过的目的。绝缘电阻应不小于20M欧,如 380V * 500R = 19M欧;正常情况下要大于500欧姆每伏,大于100欧姆每伏小于500欧姆每伏是一般漏电报警,只报故障码不断电;小于100欧姆每伏的严重漏电报警并断电;
漏电就是下图中的黄色线搭铁了,会报绝缘故障,可以依次拔掉各个模块,再短接已拔掉黄色线的接头,如果绝缘故障消失就是已拔掉的模块出问题了。
锂离子电池的结构
锂电池放电和充电工作示意图
放电时电子经过外电路和用电器被输送到正电极,与此同时,锂离子则经过内电路中的电解液穿过隔膜纸,回到正电极的晶体结构。因此,负电极中的锂离子数量逐渐减少,而正电极中的锂离子数量逐渐增多。
磷酸铁锂电池:效率输出高,标准放电为2–5C,持续高电流放电10C,瞬间放电20C,高温性能好,外部温度可以到外部65度,内部95度,放电结束温度160度。安全性好,外部损坏不爆炸,不燃烧。循环寿命好500次循环容量还在95%以上,放电到0也不损坏,可以快速充电。
三元锂,穿刺就会爆炸,同样重量的电池三元锂存储的电能更多,所以续航也就更长。;
不同材料锂电池工作电压表【最高电压减1伏是最低电压,最高电压减0.5V是平台电压】
电压平台是指一直平稳运行的电压。
充放电倍率C :
当电机类需要大电流输出时,就需要高倍率的电池进行放电,下面以2600mAh的电池为例对放电倍率进行示意。以1C可以放电1小时,以10C可以放电6分钟,以20C可以放电3分钟;
动力电池放电倍率
放电的倍率越大,电池的容量就越小;放电的倍率越小,电池的容量就越大;标准放电是额定容量的0.1C,快速放电是额定容量的0.2C;
磷酸铁锂电池特性,在零下20度时放电相当于原来的60%;低温下充电时间应该加长【如前30分钟加热呢而后才开始充电】
电池内阻:电流通过电池内部时受到的阻力,使电池的输出电压降低,此阻力称为电池的内阻。电也的内阻不是常数,在放电过程中随时间不断变化,因为活性特质组成,电解液浓度和温度断的改变,一般为几十毫欧。
电池内阻的计算方法:1、测量电池开路电压;2、加负载,测定电池的负载电压和电池的负载电流;3、内阻=(电池的开路电压 – 电池负载电压)/电池的负载电流;
常用的锂电池充电方式
车上的电量表叫SOC剩余电量标定,一般是充电量与额定容量的比值,用百分比表示。一个电池是有额定容量的,在某一倍率下充电一定时间,可以得到充电容量。这个容量与额定量的比值即为SOC。充满电了电量表显示100%,类似油表;
启动器是双线圈一个用于电机启动的牵引,一个用于保持接通的功能。工作流程:12V经D1二极管后一路经电阻R1、R3分压后给Q1栅极供电,使Q1只是瞬间导通一次;因为栅极的C1 、C2电容瞬间导通一次;而漏极的电感就串联起来了,到Q2的漏极了,这个是一直导通的做为保持线圈的供电。
高压电池组成总成内部电池原理图,48V主线电池都是串联的,每节电池都要进行电压检测的,也就是所谓的均衡;
其实均衡原理比较简单,每节电池都会检测电压的,如果某一节电压高则均衡电路中相应的三极管会导通通,使其通过功率电阻进行放电直到电压达到要求。工作示意如下图所示:
预充电阻是个小阻值大功率电阻,一般也就工作几秒一瞬间也就完事了,然后切换到正常充电电路。预充继电器个子小,而正常充电的继电器体积较大【因为继电器的触点是有耐压值的】。
锂电池上电的过程如下图所示:
- 通过点电压检测维修开关是否插入
- 负极继电器吸合,B点电压用于判断负极继电器是否动作
- 预充继电器吸合,通过预充电阻的限流开始给用电器内部电容送电,通过C点电压观察电容电压上升,一定时间内没有达到规定电压,就会报故障预充故障。此时应检查后面的电器是否短路。
- 正极继电器动作。
- 断开预充继电器。