新能源汽車能源管理系統(tǒng)概述(編輯修改稿)
2025-03-07 22:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的后期，各種蓄電池在充電后期呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律；并且要?jiǎng)討B(tài)跟蹤蓄電池可接受的充電電流，使充電電流始終處于蓄電池可接受的充電電流曲線附近。 dU/dt的值只要得到確定，蓄電池的充電深度就基本確定，并可以判斷終止的條件。 ? 5．均衡充電 ? 均衡充電是以小電流進(jìn)行 l ~ 3h的過充電過程，一般來說，均衡充電不能頻繁進(jìn)行。 ? ? 在電動(dòng)汽車上根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī)的發(fā)電情況和動(dòng)力電池組的情況，選擇不同的充電方法，各種充電方法可以兼用。 二、充電器的類型 1．充電站、停車場(chǎng)和維修站用大中型充電器 充電站、停車場(chǎng)和維修站用大中型充電器通常采用 380V三相交流充電器。要求體積小、質(zhì)量輕、操作簡(jiǎn)便、工作可靠、能夠自動(dòng)控制和有自檢系統(tǒng)等?？晒┒噍v汽車在夜間停駛時(shí)進(jìn)行充電，充電時(shí)間一般 5~10h。 ? 2．家庭用小型充電器 ? 家庭用小型充電器一般采用單相交流充電器或單相 /三相交流充電器。一般要求體積小、質(zhì)量輕、便于安裝和移動(dòng)、操作簡(jiǎn)便、工作可靠、顯示準(zhǔn)確和能夠自動(dòng)控制等。 ? 可供私家汽車在夜間停駛時(shí)進(jìn)行充電，功率3~5kW，充電時(shí)間 5~10h。也可以用于快速充電。美國(guó)福特汽車公司研制的 Posicharge快速充電器，只用 10~20 min時(shí)間即可完成電動(dòng)汽車的充電，每次充電可以供電動(dòng)汽車行駛約 90km。 ? 3．車載小型充電器 ? 車載小型充電器一般為單相交流充電器或單相 /三相交流充電器，要求體積小、質(zhì)量輕、可靠性好、便于在汽車上安裝、使用方便等。通常以感應(yīng)式為主要形式，能夠全天候地進(jìn)行充電和快速充電。 三、電動(dòng)汽車的蓄電池充電器 汽車蓄電池充電器的基本功能有三個(gè)： ? 一是由市電進(jìn)行電力變換提供直流電， ? 二是供給與蓄電池額定條件相對(duì)應(yīng)的電力， ? 三是當(dāng)蓄電池充滿后自動(dòng)停止充電。 ? 根據(jù)充電器是否安裝在車內(nèi)，充電器可分為 ? 車載和非車載 兩種。 ? 根據(jù)充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換方式的不同，充電器分為接觸式和感應(yīng)式 兩類。 ? 車載充電器 一般設(shè)計(jì)為 小充電率 ，充電時(shí)間長(zhǎng)，一般為 5 ~ 8h，要求其盡可能體積小、質(zhì)量輕（一般小于 5kg）。 ? 由于充電器和電池管理系統(tǒng)都裝在車上，所以它們相互之間容易利用電動(dòng)汽車的內(nèi)部線路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，而且蓄電池的充電方式是預(yù)先定義好的。 ? 非車載充電器 沒有質(zhì)量和體積的限制，一般設(shè)計(jì)為 大充電率 。由于非車載充電器和電池管理系統(tǒng)是分開的，它們之間必須通過某種方式進(jìn)行通訊。根據(jù)電池管理系統(tǒng)提供的關(guān)于電池的類型、荷電狀態(tài)、電壓和溫度等信息，非車載充電器選擇一種合適的充電方式為蓄電池充電，以避免蓄電池的過充和過熱。 ? 接觸式 是將帶插頭的交流動(dòng)力電纜線插到電動(dòng)汽車的插座中給電池充電。 ? 適合于戶內(nèi)充電。 ? 感應(yīng)式 則通過電磁感應(yīng)耦合的方式進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換給電池充電。 ? 適合于戶外充電。 ? 車載和非車載充電器都可以是接觸式或感應(yīng)式的。 ? 1．接觸式充電器 ? 采用插頭與插座金屬接觸的方式來導(dǎo)電，優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟和成本低廉。 ? 組成： ? 一個(gè)是將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電的整流器；另一個(gè)是調(diào)節(jié)直流電功率的功率轉(zhuǎn)換器。 圖 811非車載接觸式充電器的布置方案 ? 把電線的插頭插入電動(dòng)汽車上相對(duì)應(yīng)的插座中，直流電能就輸入蓄電池對(duì)其充電。 ? 根據(jù)非車載充電器和車上電池管理系統(tǒng)相互之間的通訊，功率轉(zhuǎn)換器能在線調(diào)節(jié)直流充電功率，而且非車載充電器能顯示充電電流、電壓、充電的電能、所需的充電費(fèi)用等。 ? 2．感應(yīng)式充電器 ? 感應(yīng)充電器將電能從充電器感應(yīng)到電動(dòng)汽車上來給蓄電池充電。感應(yīng)充電器是利用高頻變壓器原理，高頻變壓器的一邊繞組裝在離車的充電器上，另一邊繞組嵌在電動(dòng)汽車上。 圖 812 感應(yīng)式充電器的充電原理 ? 充電器將 50~60Hz的市電轉(zhuǎn)換成 80~300Hz的高頻電，然后再感應(yīng)到電動(dòng)汽車一方。整流電路將高頻交流電變換為能夠?yàn)樾铍姵爻潆姷闹绷麟姟? ? 特點(diǎn)： ? 任何天氣條件下，包括雨雪天或者是暴風(fēng)雨，安全的進(jìn)行充電，其不足之處是充電時(shí)不可避免地有感應(yīng)損耗，而且投資成本高。 第三節(jié) 電源變換裝置 ? 一、電動(dòng)汽車電子設(shè)備對(duì)電源的要求 ? 各功能塊對(duì)電源的要求：如所需的電壓和電流的大小、功率等級(jí)、電磁兼容性、安全可靠性等指標(biāo)也各不相同。 ? 功率變換器可分為 ? DC/DC、 DC/ AC、 AC/DC三種類型。 ? 它們各自有不同的適用范圍，使用最多的是前兩種。 二、 DC/DC功率變換器 ? （一）電動(dòng)汽車的 DC/DC變換器的主要功用： ? 將寬范圍變化的直流電壓變換成穩(wěn)定性能良好的直流電壓。 （二） DC/DC的種類 ? 從開關(guān)控制方式來分 ， DC/DC功率變換電路有： ? 脈寬調(diào)制式 PWM（ Pulse–Width Modulation）、 ? 脈沖頻率調(diào)制式 PFM（ Pulse Frequency Munition）、 ? 脈寬和頻率混合調(diào)制式“硬開關(guān)電路”、 ? 零電壓或零電流“軟開關(guān)” PWM電路、 ? 諧振式、 ? 準(zhǔn)諧振式變換器。 ? 從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來分， DC/DC功率變換電路有： ? 升壓型、 ? 降壓型、 ? 升 /降壓型、 ? 正激型、 ? 反激型、 ? 反相型、 ? 全橋式正激型、 ? 半橋式正激型、 ? 推挽式正激型等。 ? 輔助子系統(tǒng)能量供給的 DC/DC變換器 ? 非絕緣型：負(fù)極與車身相連，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 ? 成本低； ? 絕緣型 ：負(fù)極與車身絕緣，主電源的高等 ? 級(jí)電壓與輔助電源的低等級(jí)電壓 ? 隔離開來。 ? 共性： 工作效率都很高，一般為 85％ ~95％，并且適于商用。 （三） DC/DC變換器的電路舉例 ? 以控制電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為基礎(chǔ)，功率回路打開或者關(guān)閉晶閘管，輸入 直流電 ，供給變壓器交流電壓。在變壓器中變壓之后得到的交流電壓 ，經(jīng)過整流二極管的整流作用，得到 斷續(xù)直流電壓 ，再經(jīng)平滑電路平滑后對(duì)輔助電池充電?？刂苹芈愤€具有輸入過電壓保護(hù)、輸出限流、過熱保護(hù)和警報(bào)功能。 （四）燃料電池汽車的 DC/DC功率變換器 ? 1．燃料電池汽車 DC/DC變換器的作用 ? 要使汽車電子設(shè)備正常工作，必須使用一個(gè)DC/DC功率變換模塊，將寬范圍變化的直流電壓變換成穩(wěn)定性能良好的直流電壓。 ? （ l）燃料電池的特性 ： ? 實(shí)現(xiàn)燃料電池輸出電壓與動(dòng)力總線電壓匹配。 ? （ 2）混合動(dòng)力型燃料電池汽車的特點(diǎn) ? 燃料電池系統(tǒng)的輸出電壓通常在 240V～ 430V，而且燃料電池的外特性（電壓隨電流的變化）曲線斜率較大。
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