Composants clés des véhicules à énergie nouvelle (édition de vulgarisation scientifique)

 

Par rapport aux véhicules à essence traditionnels, le plus grand changement dans l'architecture globale des véhicules à énergie nouvelle réside dans la restructuration de la source d'énergie et du système électrique. Du point de vue du système électrique, les véhicules à énergie nouvelle se composent principalement de deux parties : un système électrique basse-tension et un système électrique haute-tension.

 

Le système basse-tension est généralement alimenté par une batterie auxiliaire de 12-14 V, servant principalement à l'affichage des instruments, au système d'éclairage, à l'unité de commande du véhicule (VCU), à divers capteurs, relais, au système d'infodivertissement et aux modules antivol et d'alarme.

 

Le système haute tension-utilise la batterie de puissance comme source d'énergie principale, chargée de fournir de l'énergie au système de moteur d'entraînement, au compresseur de climatisation haute-tension, au système de chauffage électrique PTC et au module de gestion haute-tension du véhicule. C’est crucial pour la production de puissance des véhicules à énergie nouvelle.

 

D'un point de vue technique, les véhicules à énergies nouvelles comprennent principalement trois types :
* Véhicules purement électriques, entièrement entraînés par un moteur électrique, la source d'énergie étant un système de stockage d'énergie rechargeable embarqué ;
* Les véhicules électriques hybrides, qui peuvent utiliser à la fois du carburant et de l'électricité comme sources d'énergie ;
* Véhicules électriques à pile à combustible, qui fournissent de l'énergie via un système de pile à combustible seul ou en combinaison avec un système de stockage d'énergie.

 

 

1. Marquages ​​d'identification et de sécurité haute-tension

Tous les composants haute tension-des véhicules à énergie nouvelle portent des marquages ​​d'avertissement clairs-haute tension pour alerter le personnel de maintenance et d'exploitation du risque de choc électrique. En raison de la grande longueur et des chemins complexes des câbles de connexion haute tension-, l'identification visuelle à l'aide d'étiquettes d'avertissement seules est insuffisante. Par conséquent, l'industrie adopte généralement les câbles et connecteurs haute tension -orange comme méthode d'identification de sécurité obligatoire.

 

 

1. Positionnement fonctionnel des câbles de connexion haute-tension

La batterie de puissance alimente généralement le système haute tension-du véhicule via des barres omnibus haute tension-positives et négatives. L'énergie électrique est ensuite distribuée via le système de distribution d'énergie haute -aux composants principaux tels que le contrôleur de moteur, le moteur d'entraînement, le compresseur de climatisation et le dispositif de chauffage PTC.

 

Dans ce chemin de transmission d'énergie, les câbles de connexion haute tension-ont la responsabilité de transmettre en toute sécurité la haute tension et le courant élevé. Leur conception doit répondre à plusieurs normes, notamment la résistance à la chaleur, la résistance à l’usure, l’isolation et les niveaux de protection.

 

Dans la région à haute-puissance, le système de jeux de barres devient un support essentiel. Le système haute tension-utilise généralement une barre omnibus en cuivre ou une barre omnibus électrique en cuivre comme structure conductrice principale pour obtenir une transmission de courant stable, à faible-perte élevée-.

 

Au sein du bloc de batterie de puissance, de l'unité de distribution d'énergie haute-et du système de commande du moteur, le High Voltage BusBar et le Power BusBar réduisent efficacement les pertes de ligne et améliorent l'intégration du système.

 

 

Les connecteurs haute-tension font partie des composants présentant le risque de sécurité le plus élevé dans les systèmes haute-tension, mais ils sont également l'un des plus indispensables. Leur fonction principale n'est pas seulement de compléter la connexion électrique, mais également de posséder des mécanismes de sécurité tels que l'anti-erreur d'insertion, l'anti-desserrage et le verrouillage haute-tension.

 

Dans la conception technique, les connecteurs-haute tension sont généralement utilisés conjointement avec des circuits de verrouillage-haute tension. Si la connexion est anormale ou mal insérée, l'ensemble du système haute tension-du véhicule ne sera pas mis sous tension.

 

En fonctionnement réel, les connecteurs haute tension-doivent suivre une séquence d'insertion/retrait stricte et un processus de confirmation pour garantir que le système est dans un état sûr.

 

 

Avant de réparer ou de remplacer des composants haute-tension dans un véhicule, le système haute-tension doit être déconnecté à l'aide d'une procédure de mise hors tension standard-. L'interrupteur de service haute -tension, en tant que dispositif de sécurité obligatoire, isole physiquement la batterie d'alimentation du circuit haute-tension, garantissant que le système entre dans un état sans tension-et fournissant une assurance de sécurité pour les opérations ultérieures.

 

 

Le système de batterie de puissance constitue le noyau énergétique des véhicules à énergie nouvelle, jouant un rôle similaire à celui du réservoir de carburant des véhicules à essence traditionnels, mais avec une complexité technologique et des exigences de sécurité bien plus grandes.

 

Un bloc de batterie de puissance se compose généralement de modules de batterie, d'un système d'acquisition d'informations sur la batterie, d'une unité de gestion de batterie (BMU), d'un boîtier de sécurité haute -et d'un boîtier structurel.

 

Le boîtier de batterie est installé au bas de la carrosserie du véhicule et doit posséder une résistance élevée, une résistance aux chocs ainsi qu'une résistance à la poussière et à l'eau, avec un indice de protection atteignant généralement IP67.

 

Dans la structure de connexion interne de la batterie, les barres omnibus solides en cuivre et les barres omnibus électriques sont largement utilisées pour les connexions à courant élevé -entre les cellules et les modules individuels, garantissant une bonne cohérence de conductivité et une bonne stabilité thermique du système de batterie.

 

 

Le système de gestion de la batterie est le système de contrôle central pour la gestion de la sécurité et de la durée de vie de la batterie de puissance. Ses principales fonctions comprennent la surveillance de la tension, du courant et de la température ; Estimation SOC/SOH ; contrôle de charge et de décharge ; gestion thermique; et diagnostic des pannes.

 

Le BMS collecte-des données en temps réel à partir de cellules et de modules individuels pour obtenir un équilibre dynamique et une protection de sécurité du système de batterie, et communique avec le système de contrôle du véhicule via un réseau CAN.

 

Dans les applications à haute-puissance, le BMS (Battery Management System) intègre souvent des contacts et des connecteurs à courant élevé pour répondre aux demandes de cycles de mise sous/hors tension fréquents{{1}et de fonctionnement à charge élevée-.

 

 

Le boîtier de sécurité haute-tension, installé aux bornes de sortie positive et négative de la batterie de puissance, constitue la première ligne de défense du système haute-tension. Ses composants principaux comprennent le contacteur principal, le contacteur de pré-charge, le capteur de courant et la résistance de pré-charge.

 

Lors de la mise sous tension du véhicule-, le système de pré-charge charge les condensateurs haute tension-en utilisant des méthodes de limitation de courant-pour empêcher les surintensités instantanées d'impacter le système. Ce n'est qu'après que le système aura confirmé que les conditions de sécurité sont remplies que le contacteur principal se fermera, permettant ainsi une alimentation électrique complète.

 

 

Le système de distribution d'énergie haute-est responsable de la distribution rationnelle de l'énergie de la batterie de puissance vers diverses unités de charge haute-, servant de "nœud central" du système haute-tension du véhicule.

 

Au sein de la structure de distribution d'énergie, plusieurs distributions haute tension-sont généralement réalisées à l'aide de barres omnibus électriques, de barres omnibus électriques ou de cuivres de barres omnibus pour répondre aux exigences de fiabilité élevée et de transport de courant-élevé.

 

Pour les systèmes d'entraînement triphasés, une structure de jeu de barres triphasée est également introduite pour améliorer l'utilisation de l'espace et la stabilité du système.

 

 

Le système de contrôle du moteur se compose d'un convertisseur DC/DC et d'un contrôleur de moteur, responsables de la conversion haute-vers-basse tension et du contrôle de l'entraînement du moteur. Le module DC/DC convertit l'alimentation CC haute -tension en une alimentation basse tension-stable pour alimenter le système basse-tension du véhicule.

 

Le moteur d'entraînement est généralement un moteur synchrone à aimant permanent et ses performances déterminent directement la puissance de sortie, les performances d'accélération et l'efficacité énergétique du véhicule.

 

Entre le moteur et le contrôleur, la structure de connexion à courant élevé-s'appuie également sur les connecteurs de jeu de barres et le système de jeu de barres pour une connexion efficace.

 

 

Le système de recharge pour les véhicules à énergie nouvelle comprend quatre formes : la charge rapide en courant continu, la charge lente en courant alternatif, l'alimentation électrique 12 V et le freinage par récupération.

 

Les chemins de charge CC et CA fournissent en toute sécurité de l'énergie électrique externe à la batterie de puissance via des câbles de connexion haute -tension et le système de jeu de barres.

 

Pendant la charge et la récupération d'énergie, des capacités stables et fiables de contrôle de la tension des barres d'alimentation, des barres omnibus et des barres omnibus sont cruciales pour garantir l'efficacité et la sécurité du système.
 

 

Les véhicules à énergie nouvelle utilisent des systèmes de climatisation électrique-haute tension. Le refroidissement est assuré par un compresseur électrique, tandis que le chauffage est principalement réalisé à l'aide d'un chauffage électrique PTC.

 

Ce système est directement alimenté par la batterie, et son efficacité de fonctionnement et sa gestion de l'énergie impactent directement l'autonomie du véhicule.

 

 

Les principales caractéristiques technologiques des véhicules à énergies nouvelles résident dans la haute tension, l’électrification et l’intégration des systèmes. De la batterie et de la distribution d'énergie haute-au moteur d'entraînement, tous les composants clés fonctionnent dans des conditions de haute tension et de courant élevé.

 

Dans ce système, le système de jeu de barres et les solutions de connexion à courant élevé-jouent un rôle irremplaçable. Qu'il s'agisse de jeux de barres personnalisés fournis par unjeu de barres en cuivreFabricant ou connecteurs à courant élevé-conçus pour des scénarios de-haute tension, leur fiabilité affecte directement la sécurité et les performances du véhicule.

 

Par conséquent, lors de la conception, de la fabrication et de la maintenance de véhicules à énergies nouvelles, une compréhension approfondie de la structure du système haute tension-et des fonctions des composants clés est fondamentale pour garantir la sécurité des produits et un fonctionnement fiable-à long terme.