电动汽车里面的高压电连
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之前和同昌等人说好的电动汽车高压连接器专题准备开场了,我这里先抛一个总体性的概述。电动汽车里面有关电连接的部分主要包含以下的单元:
充电接口:包含交直流的充电接口,随着电动汽车的电池越来越大,消费者对于接口上传递的功率是有持续有要求的,所以这个一定是未来发展最重要的一部分
电池系统:电池系统有成为大总成的发展趋势,主要是把车载充电机和DCDC吸纳在一起的思维模式,而且电池系统里面需要考虑与直流充电、大功率放电两个基本主需求,还有其他所有的功率输出的附件要求,是分离还是集中分配,这点对于设计者而言是需要提前规划的
电驱动单元:随着厂家把电机、逆变器和减速器做成驱动桥,整个电驱动单元的高压电气接口也随之简单化了,只要输入与电池大功率输出相匹配的接口就可以了
其他:包含DCDC、交流充电机、电加热、空调压缩机还有其他高压电气附件的产品,这些电流比较小,相对好操作一些
图1 电动汽车内有关电连接的部分
随着国内把电气连接作为一个重要的内容提上国标的日程《电动汽车用高压大电流线束和连接器技术要求》,对于电连接的部分完成了一个相对的闭环。而在系统层面而言主要是界定在车辆电气需求的载流情况
电压:目前大约在300~400V这个层级,往上和往下由于SOC设定的变化,可能会有一些偏移
电流:根据放电功率需求,这个数值变化比较大;在充电层面,由于消费者所能接受的灯带时间是有限的,充电时间导致的充电电流的需求是在不同车辆层面完全一致的
功率持续时间:在放电层面,是动力总成设计过程中分解放电峰值功率和持续功率的时间段比例;而在充电层面,则是持续的
表1 高压和大电流的表格
由于电连接部分,也是分为常连接、可以通断和可控开关三种不同的形式,所以在配置电压、电流这两个基础的时候,对整车所有的部件和系统都是存在一定的影响的。所以我们在分解不同的成本的时候,是可以分为固定成本和可变成本两部分考虑。
目前A00级别的电压平台选择比较低,主要的考虑是通过降低车重来减少整个系统的功率需求,来平衡电压和电流对整个动力系统成本,特别是逆变器各个部分核心的开关元件的MOSFET的需求,同时也拉低了其他各个高压电连接的需求
德国拟推进的800V系统,则是从实际的充电速度和整车的效率出发,在欧洲和美国充电基础设施有限的条件下,思考得到的一种解决问题的办法
图2 由于电压和电流(功率)导致的成本变化
面向高压的层级,会给后续所有的载流、绝缘还有短路保护等产生非常巨大的影响。由于电气方面有着在列车、电气行业有铺垫,汽车行业往这个方向借鉴,更多的是了解在不同行业应用的偏差,修改实际应用过程的产品技术。
在电动汽车里面,基本的需求是高安全、高可靠性的,它是在电动汽车内部运行体魄作用相当于一个人体的血管网络的作用,这些要求需要从设计端、工艺端、设备投入端和产品检验和认证进行落实。因此通过这些,我们也确实可以把国标中核心的要求再梳理:
我后面结合具体的细节再一点点展开,从整体来说,随着成本的压缩,有大量的车型目前已经从国外的高压线束和连接器往国内的供应商进行转型,从新产品的角度来说,按照这个验证和使用,初期是肯定问题不大。
图3目前国标内主要提及的一些要求
目前从成本的考虑,在部分的连接上也是去除可插拔的连接器,采用传统的固定的甩线模式来做。这里面细分到产品的质量和可维修性的思考,也是从单纯的性能和要求层面,对于车辆的实际状况有了进一步的要求。
图4 电连接(固定)所涉及的对象
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