องค์ประกอบสำคัญของยานพาหนะพลังงานใหม่ (ฉบับวิทยาศาสตร์ยอดนิยม)

 

เมื่อเปรียบเทียบกับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันแบบดั้งเดิม การเปลี่ยนแปลงที่ใหญ่ที่สุดในสถาปัตยกรรมยานพาหนะโดยรวมของรถยนต์พลังงานใหม่อยู่ที่การปรับโครงสร้างของแหล่งพลังงานและระบบไฟฟ้า จากมุมมองของระบบไฟฟ้า ยานพาหนะพลังงานใหม่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน: ระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ- และระบบไฟฟ้าแรงสูง-

 

โดยทั่วไประบบแรงดันไฟฟ้าต่ำ-จะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เสริม 12-14V โดยส่วนใหญ่จะใช้งานกับจอแสดงผลแผงหน้าปัด ระบบไฟส่องสว่าง หน่วยควบคุมยานพาหนะ (VCU) เซ็นเซอร์ต่างๆ รีเลย์ ระบบสาระบันเทิง และโมดูลสัญญาณกันขโมยและสัญญาณเตือน

 

ระบบไฟฟ้าแรงสูง-ใช้ชุดแบตเตอรี่จ่ายไฟเป็นแหล่งพลังงานหลัก โดยรับผิดชอบในการจ่ายไฟให้กับระบบมอเตอร์ขับเคลื่อน -คอมเพรสเซอร์เครื่องปรับอากาศแรงดันสูง ระบบทำความร้อนไฟฟ้า PTC และโมดูลการจัดการแรงดันไฟฟ้าสูง-ของยานพาหนะ มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการส่งออกพลังงานของยานพาหนะพลังงานใหม่

 

จากมุมมองคำจำกัดความทางเทคนิค ยานพาหนะพลังงานใหม่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามประเภท:
* รถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าทั้งหมด โดยมีแหล่งพลังงานเป็นระบบกักเก็บพลังงานแบบชาร์จไฟได้ในตัว
* รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดซึ่งใช้ทั้งเชื้อเพลิงและไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงาน
* รถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงซึ่งให้พลังงานผ่านระบบเซลล์เชื้อเพลิงเพียงอย่างเดียวหรือใช้ร่วมกับระบบกักเก็บพลังงาน

 

 

1. การระบุแรงดันไฟฟ้าสูงและเครื่องหมายความปลอดภัย

ส่วนประกอบไฟฟ้าแรงสูง-ทั้งหมดในรถยนต์พลังงานใหม่มีเครื่องหมายเตือนไฟฟ้าแรงสูง-ที่ชัดเจน เพื่อแจ้งเตือนเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงและเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการถึงความเสี่ยงที่จะเกิดไฟฟ้าช็อต เนื่องจากสายเคเบิลเชื่อมต่อแรงดันสูง-มีความยาวและซับซ้อน การระบุด้วยภาพโดยใช้ป้ายคำเตือนเพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอ ดังนั้น โดยทั่วไปแล้ว อุตสาหกรรมจึงใช้สายเคเบิลและขั้วต่อแรงดันสูง-สีส้มเป็นวิธีการระบุความปลอดภัยที่จำเป็น

 

 

1. การวางตำแหน่งการทำงานของสายเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าสูง-

โดยทั่วไปชุดแบตเตอรี่จ่ายไฟให้กับระบบไฟฟ้าแรงสูง-ของยานพาหนะผ่านทางบัสบาร์ไฟฟ้าแรงสูงทั้งขั้วบวกและขั้วลบ- จากนั้นพลังงานไฟฟ้าจะถูกกระจายผ่านระบบจำหน่ายพลังงานไฟฟ้าแรงสูง-ไปยังส่วนประกอบหลัก เช่น ตัวควบคุมมอเตอร์ มอเตอร์ขับเคลื่อน คอมเพรสเซอร์เครื่องปรับอากาศ และอุปกรณ์ทำความร้อน PTC

 

ในเส้นทางการส่งพลังงานนี้ สายเคเบิลเชื่อมต่อแรงดันสูง-มีหน้าที่ในการส่งไฟฟ้าแรงสูงและกระแสไฟฟ้าแรงสูงอย่างปลอดภัย การออกแบบต้องเป็นไปตามมาตรฐานหลายมาตรฐาน รวมถึงการทนความร้อน ความต้านทานการสึกหรอ ฉนวน และระดับการป้องกัน

 

ในพื้นที่ที่มีกำลังสูง- ระบบบัสบาร์จะกลายเป็นพาหะที่สำคัญ โดยทั่วไประบบแรงดันไฟฟ้าสูง-จะใช้บัสบาร์ทองแดงหรือบัสบาร์ทองแดงแบบไฟฟ้าเป็นโครงสร้างสื่อกระแสไฟฟ้าหลักเพื่อให้การส่งกระแสไฟ-สูญเสียสูง-มีความเสถียรและคงที่

 

ภายในชุดแบตเตอรี่จ่ายไฟ หน่วยจ่ายไฟแรงดันสูง- และระบบควบคุมมอเตอร์ High Voltage BusBar และ Power BusBar ช่วยลดการสูญเสียสายไฟและปรับปรุงการรวมระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

 

ขั้วต่อไฟฟ้าแรงสูง-เป็นส่วนประกอบที่มีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยสูงสุด- ในระบบไฟฟ้าแรงสูง แต่ก็เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้มากที่สุด หน้าที่หลักไม่เพียงแค่เชื่อมต่อสายไฟให้สมบูรณ์เท่านั้น แต่ยังมีกลไกด้านความปลอดภัย เช่น ป้องกัน-การเสียบผิด การป้องกันการคลาย- และการเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูง-

 

ในการออกแบบทางวิศวกรรม ขั้วต่อแรงดันสูง-มักจะใช้ร่วมกับวงจรอินเทอร์ล็อกแรงดันสูง- หากการเชื่อมต่อผิดปกติหรือเสียบไม่ถูกต้อง ระบบไฟฟ้าแรงสูง-ของรถยนต์ทั้งคันจะไม่เปิดทำงาน

 

ในการทำงานจริง ขั้วต่อแรงดันสูง-ต้องปฏิบัติตามลำดับการใส่/ถอดและขั้นตอนการยืนยันที่เข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าระบบอยู่ในสถานะที่ปลอดภัย

 

 

ก่อนที่จะซ่อมแซมหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนไฟฟ้าแรงสูง-ในยานพาหนะ ต้องตัดการเชื่อมต่อระบบไฟฟ้าแรงสูง-ออกโดยใช้ขั้นตอนการปิดเครื่องมาตรฐาน- สวิตช์บริการแรงดันไฟฟ้าสูง-เป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยที่จำเป็น โดยจะแยกแบตเตอรี่กำลังออกจากวงจรไฟฟ้าแรงสูง- เพื่อให้มั่นใจว่าระบบจะเข้าสู่สถานะไม่มีแรงดันไฟฟ้า- และรับประกันความปลอดภัยสำหรับการทำงานในภายหลัง

 

 

ระบบแบตเตอรี่จ่ายไฟถือเป็นแกนพลังงานของรถยนต์พลังงานใหม่ โดยมีบทบาทคล้ายกับถังเชื้อเพลิงในรถยนต์เบนซินแบบดั้งเดิม แต่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและความซับซ้อนทางเทคโนโลยีที่สูงกว่ามาก

 

โดยทั่วไปชุดแบตเตอรี่จ่ายไฟจะประกอบด้วยโมดูลแบตเตอรี่ ระบบเก็บข้อมูลแบตเตอรี่ หน่วยจัดการแบตเตอรี่ (BMU) กล่องนิรภัยไฟฟ้าแรงสูง- และกล่องหุ้มโครงสร้าง

 

กล่องหุ้มแบตเตอรี่ได้รับการติดตั้งที่ด้านล่างของตัวถังรถ และต้องมีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อแรงกระแทก รวมถึงกันฝุ่นและน้ำ โดยโดยทั่วไปแล้วระดับการป้องกันจะอยู่ที่ IP67

 

ในโครงสร้างการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ภายในนั้น Copper Solid Bus Bar และ Bus Bar Electrical ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการเชื่อมต่อ-กระแสไฟฟ้าสูงระหว่างแต่ละเซลล์และโมดูล เพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอในการนำไฟฟ้าที่ดีและความเสถียรทางความร้อนของระบบแบตเตอรี่

 

 

ระบบการจัดการแบตเตอรี่เป็นระบบควบคุมหลักเพื่อความปลอดภัยและการจัดการอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ หน้าที่หลัก ได้แก่ การตรวจสอบแรงดัน กระแส และอุณหภูมิ การประมาณค่า SOC/SOH; การควบคุมการชาร์จและการคายประจุ การจัดการความร้อน และการวินิจฉัยข้อบกพร่อง

 

BMS รวบรวมข้อมูลแบบเรียลไทม์-จากแต่ละเซลล์และโมดูลเพื่อให้เกิดความสมดุลแบบไดนามิกและการปกป้องความปลอดภัยของระบบแบตเตอรี่ และสื่อสารกับระบบควบคุมยานพาหนะผ่านเครือข่าย CAN

 

ในการใช้งาน-พลังงานสูง BMS (ระบบการจัดการแบตเตอรี่) มักจะรวมหน้าสัมผัสกระแสสูงและตัวเชื่อมต่อกระแสไฟสูงเข้าด้วยกัน เพื่อตอบสนองความต้องการของรอบการเปิด/ปิดพลังงานบ่อยครั้งและ-การทำงานของโหลดสูง

 

 

กล่องนิรภัย-ไฟฟ้าแรงสูงซึ่งติดตั้งที่ขั้วเอาต์พุตบวกและลบของแบตเตอรี่กำลังเป็นแนวป้องกันแรกสำหรับระบบไฟฟ้าแรงสูง- ส่วนประกอบหลักประกอบด้วยคอนแทคเตอร์หลัก คอนแทคเตอร์แบบชาร์จล่วงหน้า- เซ็นเซอร์กระแสไฟ และตัวต้านทานแบบชาร์จล่วงหน้า-

 

ระหว่างที่รถ-เปิดเครื่อง ระบบ-การชาร์จล่วงหน้าจะชาร์จ-ตัวเก็บประจุแรงดันไฟฟ้าสูงโดยใช้-วิธีการจำกัดกระแสไฟฟ้าเพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไฟกระชากฉับพลันกระทบต่อระบบ หลังจากที่ระบบยืนยันว่าเป็นไปตามเงื่อนไขความปลอดภัยแล้วเท่านั้น คอนแทคเตอร์หลักจะปิด เพื่อให้สามารถจ่ายไฟได้เต็มกระแส

 

 

ระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงสูง-มีหน้าที่รับผิดชอบในการกระจายพลังงานของแบตเตอรี่อย่างสมเหตุสมผลไปยังหน่วยโหลดไฟฟ้าแรงสูงต่างๆ - ซึ่งทำหน้าที่เป็น "โหนดกลาง" ของระบบไฟฟ้าแรงสูง-ของยานพาหนะ

 

ภายในโครงสร้างการจ่ายพลังงาน โดยทั่วไปการกระจายแรงดันไฟฟ้าสูง-หลายครั้งทำได้โดยใช้บัสบาร์ไฟฟ้า บัสบาร์ไฟฟ้า หรือทองแดงของบัสบาร์ เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือสูงและ-ในการจ่ายกระแสไฟสูง

 

สำหรับระบบขับเคลื่อนสามเฟส- โครงสร้างบัสบาร์แบบ 3 เฟสยังถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงการใช้พื้นที่และความเสถียรของระบบ

 

 

ระบบควบคุมมอเตอร์ประกอบด้วยตัวแปลง DC/DC และตัวควบคุมมอเตอร์ ซึ่งรับผิดชอบการแปลงแรงดันไฟฟ้าสูง-ถึง- และการควบคุมการขับเคลื่อนมอเตอร์ โมดูล DC/DC แปลงกำลังไฟฟ้ากระแสตรง-แรงดันไฟฟ้าสูงให้เป็นแหล่งจ่ายไฟแรงดันต่ำ-ที่เสถียร เพื่อจ่ายไฟให้กับระบบแรงดันไฟฟ้าต่ำ-ของยานพาหนะ

 

โดยทั่วไปมอเตอร์ขับเคลื่อนจะเป็นมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร และสมรรถนะของมอเตอร์จะกำหนดกำลังขับ ประสิทธิภาพการเร่งความเร็ว และประสิทธิภาพการใช้พลังงานของยานพาหนะโดยตรง

 

ระหว่างมอเตอร์และตัวควบคุม โครงสร้างการเชื่อมต่อกระแสสูง-ยังต้องอาศัยตัวเชื่อมต่อบัสบาร์และระบบบัสบาร์เพื่อการเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพ

 

 

ระบบการชาร์จสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ประกอบด้วยสี่รูปแบบ: การชาร์จแบบเร็ว DC, การชาร์จแบบช้าแบบ AC, การจ่ายไฟ 12V และการเบรกแบบจ่ายพลังงานใหม่

 

เส้นทางการชาร์จทั้ง DC และ AC จะส่งพลังงานไฟฟ้าภายนอกไปยังแบตเตอรี่พลังงานอย่างปลอดภัยผ่าน-สายเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูงและระบบบัสบาร์

 

ในระหว่างการชาร์จและการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ความสามารถในการควบคุม Power Bar, BusBar และ BusBar ที่เสถียรและเชื่อถือได้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับรองประสิทธิภาพและความปลอดภัยของระบบ
 

 

รถยนต์พลังงานใหม่ใช้-ระบบปรับอากาศไฟฟ้าแรงสูง การทำความเย็นทำได้โดยใช้คอมเพรสเซอร์ไฟฟ้า ในขณะที่การทำความร้อนทำได้โดยใช้การทำความร้อนไฟฟ้า PTC เป็นหลัก

 

ระบบนี้ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่โดยตรง และประสิทธิภาพการทำงานและการจัดการพลังงานส่งผลโดยตรงต่อระยะทางของรถ

 

 

ลักษณะทางเทคโนโลยีหลักของรถยนต์พลังงานใหม่อยู่ที่ไฟฟ้าแรงสูง การใช้พลังงานไฟฟ้า และบูรณาการระบบ ตั้งแต่แบตเตอรี่และการกระจายพลังงานไฟฟ้าแรงสูง-ไปยังมอเตอร์ขับเคลื่อน ส่วนประกอบหลักทั้งหมดทำงานภายใต้สภาวะไฟฟ้าแรงสูงและกระแสไฟฟ้าแรงสูง

 

ในระบบนี้ ระบบบัสบาร์และโซลูชันการเชื่อมต่อกระแสสูง-มีบทบาทที่ไม่อาจทดแทนได้ ไม่ว่าจะเป็นบัสบาร์แบบกำหนดเองที่จัดทำโดยบัสบาร์ทองแดงผู้ผลิตหรือตัวเชื่อมต่อกระแสไฟสูง-ที่ออกแบบมาสำหรับสถานการณ์แรงดันไฟฟ้าสูง- ความน่าเชื่อถือของตัวเชื่อมต่อเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพของยานพาหนะ

 

ดังนั้นในการออกแบบ การผลิต และการบำรุงรักษารถยนต์พลังงานใหม่ ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับโครงสร้างระบบไฟฟ้าแรงสูง-และการทำงานของส่วนประกอบหลักถือเป็นพื้นฐานในการรับรองความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์และ-การทำงานที่เชื่อถือได้ในระยะยาว