新能源汽车充配电系统和连接系统设计是新能源汽车技术的关键组成部分,以下是对这两个系统的详细分析:
一、新能源汽车充配电系统设计
新能源汽车充配电系统主要包括动力电池充电系统和配电系统。动力电池充电系统分为交流(慢充)充电系统和直流(快充)充电系统。
交流(慢充)充电系统
系统架构:慢充系统中,慢充桩通过慢充枪与车辆的慢充口连接,慢充桩的交流电通过慢充线束及车载充电机(OBC),将交流电转变为高压直流电,再经过高压控制盒(PDU)、直流母线为动力电池充电。同时,高压直流电还通过DC/DC转换器给低压蓄电池充电。
控制策略:整车进行慢充时,由慢充桩提供交流电,经过车载充电机转换为直流电,为动力电池充电。具体流程包括插入慢充枪、充电桩与车载充电机确认连接、车辆蓄电池为车载充电机提供常电、车载充电机自检、唤醒VCU(整车控制器)、BMS(电池管理系统)等步骤。
车载充电机:作为电力电子系统,主要由功率电路和控制电路组成。功率电路中的DC/DC转换器是重要组成部分,控制电路的核心是控制器,用于实现与BMS和VCU的CAN通信,并控制功率电路按照三段式充电曲线给动力电池组充电。
直流(快充)充电系统
系统架构:快充系统中,快充桩通过快充枪与车辆的快充口连接,快充桩的高压直流电通过快充线束,经过高压控制盒中的快充正、负极继电器,最后通过直流母线为动力电池充电。同时,高压直流电还通过DC/DC转换器给低压蓄电池充电。
控制策略:快充时,由快充桩提供高压直流电为动力电池进行快速充电。具体流程包括插入快充枪、快充桩与车辆确认连接、快充桩唤醒VCU、VCU唤醒BMS、VCU控制快充正负极继电器吸合、快充桩的高压直流电进入动力电池等步骤。
二、新能源汽车连接系统设计
新能源汽车连接系统主要涉及到电池组之间的连接、高压部件之间的连接以及信号传输的连接等。在设计时,需要考虑以下因素:
高可靠性与耐用性:汽车连接器需要在各种电量环境(如高温、潮湿)下工作,因此必须具备高可靠性和耐用性。
轻量化设计:电动汽车为了提高续航里程,要求所有部件轻量化,包括连接器的设计。
高数据传输能力:智能汽车需要传输大量的数据,连接器必须支持高速的数据传输,特别是在车载娱乐系统、传感器和自动驾驶等领域。
高电流传输能力:电动汽车需要连接器能够实现高电流传输,以支持动力系统的电力需求。
安全性:连接系统必须保证在充电和行驶过程中的安全性,包括防触电、防短路等措施。
此外,随着电动汽车技术的不断发展,连接系统还需要具备快充兼容性、智能化监测与故障检测等功能。在设计时,可以采用集成或嵌入式芯片来实现连接器的状态监测与故障检测,提升系统的可靠性和安全性。