在推出新型電動汽車方面,汽車廠商之間彼此不斷互相超越,于是充電時間越來越短,續(xù)航里程越來越長。不難發(fā)現(xiàn),這種評估電動汽車的方式是有局限性的。此外,這種做法對汽車的使用壽命而言是毫無益處的。
由于有關空氣污染的法規(guī)日益嚴苛,越來越多的城市希望對柴油車實行駕駛禁令。由于要求汽車排放量盡可能低,因此汽車行業(yè)在此方面面臨的壓力不斷增長。畢竟,誰會買一輛明天就不被允許開進城區(qū)的汽車呢?因此,潛在的車主只好去信服汽車廠家那些言簡意賅的宣傳口號,即最新款的電動汽車可以在短短幾分鐘內從零電量充到 100%,并且續(xù)駛里程達到數(shù)百公里。遺憾的是,事情沒有那么簡單。這樣的說法過不了物理學這一關,以下是一些簡單的事實。
充電要多長時間?
這可以很快就算出結果。將一輛汽車的電池容量(kWh)去除以充電樁的功率(kW),通過這種方式,您可以得出充滿一次電(從 0 到 100%)所需的小時數(shù)。
最薄弱環(huán)節(jié)
對于充電而言,要始終注意該過程由市電供電、充電樁、充電線以及充電器本身共同組成,正如鏈條一般。這一鏈條中最薄弱的環(huán)節(jié)決定了充電功率的最大值。如果充電器只能承受 6.6kW,那么即使用一個 22kW 的充電樁要把電“泵”到電池里,也是沒有用的。
快速充電“不好”
不管汽車廠商的營銷策略專家說些什么,我們都要記?。嚎焖俪潆姇p害鋰離子電池。用于鋰離子電池的 IU 充電過程是恒流恒壓的(恒流= CC,恒壓= CV)。與使用壽命一樣,充電時間也取決于各種因素,充電能力的提高首先取決于溫度。較短的充電時間或較高的充電電流會對電極材料產生負面影響,縮短使用壽命和循環(huán)次數(shù)。而溫和的充放電則可大大延長電池的使用壽命!
鋰鍍層
在高電流或低溫下對鋰離子電池進行充電或放電會形成鋰鍍層。鋰離子會沉積在陽極表面,而不是石墨層之間。這將導致性能、使用壽命和安全性方面的重大損失。在極端情況下,鋰鍍層甚至會導致短路,或者由于金屬鋰的高度易燃性而導致火災。
通信/BMS
BMS(電池管理系統(tǒng))負責控制和監(jiān)測高性能電池組的充放電過程。他們的主要任務是確保每個單體電池在充放電過程中不會超過或低于規(guī)定的荷電狀態(tài)(SoC)。SoC 值表示電池相對于額定值的剩余容量。該值以完全充電狀態(tài)的百分比表示。例如,30%的意思是相對于完全充 電,電池仍然有 30%的剩余電量。根據(jù)應用的不同,如需獲得最大功率,SoC 的下限和上限分別為 20%和 100%,如想獲得最長的使用壽命,SoC 的下限和上限為 30%和 70%。
儒卓力代理的SCHURTER碩特的濾波器產品方案。
- 如充電樁,碩特有交直流濾波器,電流范圍比較大,最高可以覆蓋到2500A,已經可以滿足,不管是50kW,還是360kW的需求。
- 關于電池包,已經有專門為企業(yè)定制的電池包濾波器,還有些直流濾波器。
- 逆變器和動力總成都需要濾波器(可定制),以防止電磁干擾影響到其他設備。
- 12-48V電池系統(tǒng)中,也可按需客制濾波器。
電動汽車的車載充電機(On Board Charger: OBC)通過將交流電轉換為直流電為電動汽車高壓電池組充電。OBC現(xiàn)有雙向充電、大功率、高功率密度等趨勢。結合碩特的保險絲和濾波器產品,對電動汽車的充電機電路保護及過流保護、過熱保護作個淺述。
以典型的OBC電路拓撲為例,如圖3。
從輸入端開始,有交流保險絲,濾波器, PFC (Boost拓撲),DC轉換器 (FB拓撲),變壓器副邊經整流濾波后變成直流電輸出(250V-800V)。
選型分析和考慮:
(一)對于交流端的保險絲
- 若是單相交流220V輸入,推薦碩特產品有250V,10A-50A;
- 若是三相交流380V輸入,推薦的碩特產品有SHT/SHF產品,500VAC, 32A。
- 此外,碩特也在開發(fā)更大電流的系列,以適應快充的趨勢。
(二)PFC前的濾波器主要有納米晶共模電感,可推薦碩特
- 單相的DKIH-1,300VAC;
- 三相的DKIH-3,600VAC;
- 若是PFC帶中線,四相DKIH-4,500-760VAC。
(三)整流濾波輸出端的FUSE2是一個直流端的保險絲,可考慮碩特專門針對電動汽車市場開發(fā)的一個產品:尺寸:10.3*38mm,分斷能力:20KA,額定電壓:1000VDC,AEC-Q200測試標準。
該直流保險絲還可用于高壓輔助電源,空調,PTC加熱器高壓直流供電的應用場合等。
充電系統(tǒng)概述
遺憾的是,電動汽車沒有標準化的充電方法。各國和各汽車廠商均有自己的技術和插頭/插座組合。下面我們對當前最常用的系統(tǒng)以及其主要規(guī)范進行概述。
從潛在消費者的角度來看,大量不同的連接方式和充電標準似乎令人困惑。然而,在日常生活中,它并不像乍一看那樣存在很多問題。不過,仍然需要簡化的是訪問授權和支付方式選擇,尤其是對于公共充電樁而言。為了簡便起見,應該可以使用萬事達卡或信用卡支付,就像在加油站一樣。做到這一點需要一些時間,但沒有辦法回避這一需求。