新能源汽车低压电源系统与传统汽车有何区别?

汽车   2024-12-09 22:06   北京  


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1.纯电动汽车低压电源系统与传统汽车的区别

传统的燃油汽车的电源是蓄电池和发电机,发动机未起动或起动时由蓄电池供电,起动以后则由发电机供电,同时为蓄电池充电。

新能源汽车低压电源供给是将动力电池的电能通过DC-DC进行转变为12V低压电源,为车载12V蓄电池和车身电器部件提供工作电源;常规车身电器部件包括灯光、中控门锁、信息娱乐系统、电动门窗等。

传统燃油汽车的交流发电机利用发动机的旋转发电,发出的电提供给用电器并为蓄电池充电。新能源汽车采用DC-DC转换器之后,可省去交流发电机。纯电动汽车的动力电池容量很大。因此,以动力电池为电源,能够利用DC-DC转换器为低压蓄电池充电,从而可以省去原来的交流发电机

2.新能源汽车低压电源特点

(1)纯电动汽车电源特点

纯电动汽车的电源分为主电源和辅助电源。主电源为驱动汽车行驶的高压电源;辅助电源(低压的铅酸蓄电池)是为车载各种仪表、控制系统提供的直流低压电源。纯电动汽车电源模块是整个系统的稳定运行的保障。电源的可靠性对于整个系统的性能起着至关重要的作用。纯电动汽车设计和选择电源时要考虑配电方案、布局、接地回路等,以实现对负载良好的供电,达到高电压调整精度、低噪音,同时避免系统中电路之间的干扰,振荡以及过热等问题的出现。以北汽新能源纯电动汽车为例,研制设计DC-DC辅助电源模块,并分别为3个电路模块供电。

(2)混合动力汽车电源特点

部分混合动力车型,发动机保留了发电机,低压电器系统由12V蓄电池、DC-DC和发电机三个电源共同提供,如图5-1-4所示是比亚迪秦混合动力汽车的低压电源系统。

新能源汽车低压蓄电池有什么特点?

1. 新能源汽车保留低压蓄电池的原因

混合动力汽车和纯电动汽车理论上说也可以省去低压的蓄电池,但实际上还是保留了蓄电池。这样做有两个主要原因:一是保留低压的蓄电池更能够降低车辆的成本,二是确保电源的冗余度。

蓄电池能在短时间内向空调、雨刷及车灯等释放大电流。如果省去蓄电池而将高压动力电池的电力用于空调及雨刷等,DC-DC转换器的尺寸势必就要增大,从而使整体成本增加。蓄电池价格便宜,因此目前将蓄电池取消还没有成本上的优势。

蓄电池还具有确保向辅助类电器供电的冗余度的作用。DC-DC转换器出现故障停止供电时,如果没有蓄电池,辅助类电器就会立即停止运行。如夜间车灯不亮,雨天雨刷停止运行等,就会影响驾驶。如果有蓄电池,便能够将汽车就近开到家里或者工厂。

2. 低压蓄电池的类型

无论是传统汽车、混合动力汽车,还是纯电动汽车,都离不开的蓄电池。蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置,并且可以通过可逆的化学反应实现再充电。蓄电池已有100多年的历史,广泛用作内燃机汽车的起动动力电源。蓄电池也是成熟的电动汽车动力电源,它可靠性好、原材料易得、价格便宜;比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但蓄电池有两大缺点;一是比能量低,所占的质量和体积太大,且一次充电行驶里程较短;另一个是使用寿命短,使用成本高。

常用的12V低压蓄电池主要分为四类,分别为普通蓄电池、干荷蓄电池、湿荷蓄电池和免维护蓄电池。就目前为止汽车上使用的基本上都是免维护的铅酸蓄电池,是6个铅酸蓄电池单体(2V)串联成12V的电池组。

铅酸蓄电池采用填满海绵状铅的铅基板栅(又称格子体)作负极,填满二氧化铅的铅基板栅作正极,并用密度1.26g/ml—1.33g/ml的稀硫酸作电解质。铅酸蓄电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,生成硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,生成硫酸铅。铅酸蓄电池能反复充电、放电,在用直流电充电时,两极分别生成单质铅和二氧化铅。移去电源后,又恢复到放电前的状态,组成化学电池。

3. 新能源汽车低压蓄电池的特点

新能源汽车,特别是纯电动汽车,12V低压蓄电池不需要给起动机提供起动时的大电流,容量变小,此外结构和类型也与传统汽车有所区别。从图5-1-6上可以看出,比亚迪秦12V蓄电池与传统汽车用的蓄电池主要区别是:

(1)用于发动机的起动正极与其他用电器的供电正极分开了。

(2)蓄电池内部具有智能控制模块(BMS),用于对蓄电池进行智能控制。例如蓄电池电压低时,关闭多媒体系统的电源。




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