Lykilþættir nýrra orkutækja (Science Popularization Edition)

 

Í samanburði við hefðbundin bensínbíla liggur stærsta breytingin á heildarbyggingu ökutækja nýrra orkutækja í endurskipulagningu orkugjafans og rafkerfisins. Frá sjónarhóli rafkerfis samanstanda ný orkutæki aðallega úr tveimur hlutum: lágspennu rafkerfi og háspennu rafkerfi.

 

Lág-spennukerfið er venjulega knúið af 12-14V aukarafhlöðu, sem þjónar fyrst og fremst tækjaskjánum, ljósakerfinu, ökutækjastýringu (VCU), ýmsum skynjurum, liða, upplýsinga- og afþreyingarkerfi og þjófavarna- og viðvörunareiningum.

 

Há-spennukerfið notar rafhlöðupakkann sem kjarnaorkugjafa, sem sér um að veita drifmótorkerfinu, háspennu loftræstiþjöppu, PTC rafhitakerfi og háspennustjórnunareiningu ökutækisins afl{-. Það skiptir sköpum fyrir aflgjafa nýrra orkutækja.

 

Frá sjónarhóli tæknilegrar skilgreiningar innihalda ný orkutæki aðallega þrjár gerðir:
* Hrein rafknúin farartæki, algjörlega knúin áfram af rafmótor, þar sem aflgjafinn er endurhlaðanlegt orkugeymslukerfi um borð;
* Hybrid rafknúin farartæki, sem geta nýtt bæði eldsneyti og rafmagn sem aflgjafa;
* Eldsneytisafrumur rafknúin farartæki, sem veita orku í gegnum efnarafalakerfi eitt sér eða ásamt orkugeymslukerfi.

 

 

1. Há-auðkenning og öryggismerkingar

Allir háspennuíhlutir nýrra orkutækja eru með skýrum-viðvörunarmerkjum fyrir háspennu til að vara viðhalds- og rekstrarfólk við hættu á raflosti. Vegna langrar lengdar og flókinna slóða háspennutengingarkapla er sjónræn auðkenning með viðvörunarmerkjum einum ófullnægjandi. Þess vegna notar iðnaðurinn almennt appelsínugula háspennukapla og tengi sem skyldubundna öryggisauðkenningaraðferð.

 

 

1. Hagnýt staðsetning háspennutengingarkapla.-

Rafhlöðupakkinn veitir háspennukerfi ökutækisins venjulega afl í gegnum jákvæða og neikvæða háspennustrengi. Raforku er síðan dreift í gegnum háspennuafldreifingarkerfið til kjarnahluta eins og mótorstýringar, drifmótor, loftræstiþjöppu og PTC upphitunarbúnaðar.

 

Í þessari orkuflutningsleið bera háspennutengingarstrengir ábyrgð á því að senda háspennu og mikinn straum á öruggan hátt. Hönnun þeirra verður að uppfylla marga staðla, þar á meðal hitaþol, slitþol, einangrun og verndarstig.

 

Á háa-aflssvæðinu verður straumstangakerfið mikilvægur flutningsaðili. Há-spennukerfið notar venjulega koparstöng eða rafmagns koparstöng sem aðalleiðandi uppbyggingu til að ná stöðugri, lágu-tapi og háum-straumflutningi.

 

Innan rafhlöðupakkans,-háspennuafldreifingareiningarinnar og mótorstýringarkerfisins, draga háspennubrautarstöngina og kraftlínuna í raun úr línutapi og bæta kerfissamþættingu.

 

 

Há-tengi eru meðal þeirra íhluta sem eru með mesta öryggisáhættu í háspennukerfum, en samt eru þau ein af þeim ómissandi. Meginhlutverk þeirra er ekki aðeins að klára rafmagnstenginguna heldur einnig að búa yfir öryggisbúnaði eins og -misístungu, varnar-losun og háspennutengingu.

 

Í verkfræðihönnun eru há-tengi venjulega notuð í tengslum við háspennutengingarrásir. Ef tengingin er óeðlileg eða ranglega sett í, verður ekki kveikt á öllu háspennukerfi ökutækisins.

 

Í raunverulegri notkun verða háspennutengjur að fylgja strangri innsetningar-/fjarlægingarröð og staðfestingarferli til að tryggja að kerfið sé í öruggu ástandi.

 

 

Áður en gert er við eða skipt út háspennuíhlutum í ökutæki verður að aftengja há-spennukerfið með því að nota staðlaða-slökkvaaðferð. Há-þjónusturofinn, sem skyldubundinn öryggisbúnaður, einangrar rafhlöðuna líkamlega frá háspennurásinni, tryggir að kerfið fari í spennu-frítt ástand og veitir öryggistryggingu fyrir síðari aðgerðir.

 

 

Rafhlöðukerfið er orkukjarni nýrra orkutækja, gegnir svipuðu hlutverki og eldsneytisgeymir í hefðbundnum bensínbílum, en með miklu meiri tækniflækju og öryggiskröfum.

 

Rafhlöðupakkinn samanstendur venjulega af rafhlöðueiningum, rafhlöðuupplýsingaöflunarkerfi, rafhlöðustjórnunareiningu (BMU), háspennuöryggiskassa og burðarvirki.

 

Rafhlöðuhlífin er sett upp neðst á yfirbyggingu ökutækisins og þarf að hafa mikinn styrk, höggþol og ryk- og vatnsþol, með verndareinkunn sem nær yfirleitt IP67.

 

Í innri rafhlöðutengingarskipulagi eru Kopar Solid Bus Bars og Bus Bar Electrical mikið notaðar fyrir há-straumtengingar milli einstakra frumna og eininga, sem tryggja góða leiðnisamkvæmni og hitastöðugleika rafhlöðukerfisins.

 

 

Rafhlöðustjórnunarkerfið er kjarnastýringarkerfið fyrir öryggis- og líftímastjórnun rafhlöðunnar. Helstu aðgerðir þess eru spennu-, straum- og hitastigseftirlit; SOC/SOH mat; hleðslu- og losunarstýring; hitauppstreymi; og bilanagreiningu.

 

BMS safnar rauntímagögnum úr einstökum frumum og einingum til að ná fram kraftmiklu jafnvægi og öryggisvörn rafhlöðukerfisins og hefur samskipti við stjórnkerfi ökutækisins í gegnum CAN net.

 

Í há-aflforritum inniheldur BMS (rafhlöðustjórnunarkerfið) oft hástraumstengi og hástraumstengi til að mæta kröfum um tíðar-kveikju/slökktulotur og mikið-álag.

 

 

Háspennuöryggisboxið, sem komið er fyrir á jákvæðu og neikvæðu úttakskútum rafhlöðunnar, er fyrsta varnarlínan fyrir háspennukerfið. Kjarnahlutir þess eru meðal annars aðalsnertibúnaður, for-hleðslusnertir, straumskynjari og for-hleðsluviðnám.

 

Þegar kveikt er á ökutæki-hleður forhleðslukerfið-háspennuþéttana með því að nota-straumtakmörkunaraðferðir til að koma í veg fyrir að tafarlausir bylstraumar hafi áhrif á kerfið. Aðeins eftir að kerfið hefur staðfest að öryggisskilyrðum sé fullnægt mun aðaltengiliðurinn lokast, sem gerir fullan straum aflgjafa kleift.

 

 

Há-afldreifikerfið er ábyrgt fyrir skynsamlegri dreifingu orku rafhlöðunnar á ýmsar háspennuhleðslueiningar, sem þjónar sem „miðlægur hnútur“ háspennukerfis ökutækisins.

 

Innan orkudreifingarkerfisins er margfaldri-dreifingu háspennu náð með því að nota rafmagnsstöng, rafmagnsstöng eða koparstöng til að uppfylla kröfur um mikla áreiðanleika og mikla-straumflutning.

 

Fyrir þriggja-fasa drifkerfi er einnig tekin upp þriggja fasa straumstangabygging til að bæta rýmisnýtingu og stöðugleika kerfisins.

 

 

Mótorstýringarkerfið samanstendur af DC/DC breyti og mótorstýringu, sem ber ábyrgð á há-til-lágspennubreytingu og mótordrifstýringu. DC/DC einingin breytir há-jafnspennuafli í stöðuga lágspennu-aflgjafa til að knýja lágspennukerfi ökutækisins-.

 

Drifmótorinn er venjulega samstilltur mótor með varanlegum segull og afköst hans ákvarðar beint afköst ökutækisins, hröðunarafköst og orkunýtni.

 

Milli mótorsins og stjórnandans, byggir há-straumtengibyggingin einnig á rásstangatengi og rásarkerfi fyrir skilvirka tengingu.

 

 

Hleðslukerfið fyrir ný orkubíla nær til fjögurra forma: DC hraðhleðslu, AC hæghleðslu, 12V aflgjafa og endurnýjandi hemlun.

 

Bæði DC og AC hleðsluleiðir afhenda utanaðkomandi raforku á öruggan hátt til rafhlöðunnar í gegnum háspennutengingarkapla og straumstangakerfið.

 

Við hleðslu og endurheimt orku eru stöðug og áreiðanleg Power Bar, BusBar og BusBar spennustýringargeta mikilvæg til að tryggja skilvirkni og öryggi kerfisins.
 

 

Ný orkutæki nota háspennu rafmagnsloftræstikerfi-. Kæling er náð með rafþjöppu, en hitun er fyrst og fremst náð með PTC rafhitun.

 

Þetta kerfi er knúið beint af rafhlöðunni og rekstrarskilvirkni þess og orkustjórnun hefur bein áhrif á drægni ökutækisins.

 

 

Helstu tæknieiginleikar nýrra orkutækja liggja í háspennu, rafvæðingu og kerfissamþættingu. Allt frá rafhlöðunni og háspennudreifingu til drifmótorsins starfa allir lykilhlutar við háspennu og mikla straum.

 

Í þessu kerfi gegna rúnnakerfi og hástraumstengingarlausnum óbætanlegu hlutverki-. Hvort sem það eru sérsniðnar rúllur sem akoparstöngframleiðanda eða hástraumstengi hönnuð fyrir há-spennusvið, áreiðanleiki þeirra hefur bein áhrif á öryggi og afköst ökutækisins.

 

Þess vegna, í hönnun, framleiðslu og viðhaldi nýrra orkutækja, er djúpur skilningur á uppbyggingu háspennukerfisins og virkni lykilþátta grundvallaratriði til að tryggja öryggi vöru og langtíma-áreiðanlegan rekstur.