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新能源重卡电池组

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2025-10-10 10:10:20   点击量:9

本文主要介绍新能源重卡配备的电池组。该项目电量为 423.936kWh,包括 12 个电池箱总成及相关功能附件。单个电池箱总成使用230Ah电芯组成的 1P16S 模组,每箱包含 1P16S 模组 3 个。 

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                                       单个电池箱产品示意图

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                                          高压控制盒产品示意图

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换电动力电池系统总成产品示意图(外围蒙皮未装)


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电池管理系统指标 

a) 电池系统储能装置电压计算与控制:采集模块上传的电池系统储能装置的所有单体电压,计算电池系统储能总电压并能够选出电池系统储能装置的最高单节电池电压及和最低单节电池电压及序号。并控制显示屏按要求显示。同时可以通过专用 CAN 口上传到汽车仪表总线。 

b) 电池系统储能装置电流、漏电流检测和计算,接收主控本身或采集模块或绝缘模块上传的电池电流和绝缘模块漏电流采集电压,根据设定的分流器传感器额定参数,计算电池系统储能装置总电流和漏电流,并控制显示屏显示。同时可以通过专用 CAN 口上传到汽车仪表总线。 

c) 电池系统储能的温度:接收采集模块上传的温度传感器温度,并由显示屏显示,也可以设定温度下传到各集模块用于风扇和加热控制。同时可以通过专用 CAN 口上传到汽车仪表总线。 

d) 报警及其接口:可以设置过压报警点、过压切断点、欠压报警点、欠压切断点、互差均衡点、温度报警上限、最大充电电流、最大放电电流、额定容量、循环次数、SOC 初始化、系统时间。实时计算整组容量,并找出容量较低的电池向采集盒发出均衡命令,同时累计单节电池容量。均衡过程中接收采集盒返回的状态信息。随时给出电池系统储能装置整个系统的剩余容量。并控制显示屏显示。 

e) 电池均衡功能:主机模块向采集模块发送均衡启停命令,采集模块根据命令进行均衡管理。

f) 参数设置功能:主机模块在每次上电开机或者在运行过程中每隔 30 分钟向采集模块 CAN 总线上发送,设置参数(电池单体上下限、电池单体额定电压、电池串联单体数、风扇开启温度、风扇停止温度、加热开启温度、加热停止温度),模块保存该设置参数到 EEPROM。通信接口:1 个 CAN-0 接口,与采集模块和内部通讯模块通讯;1 个 CAN-3 接口,与整车通讯;1 个 CAN-1(备用)和 1 个 CAN-2 接口,与充电机通讯(需符合各厂家协议要求)。 

g) 绝缘检测功能:通过低频注入法对电池高压与车体之间的绝缘阻值进行检测,并将检测值通过 CAN上主机。 

h) 系统的抗干扰能力:电池系统储能装置能满足车载状况的使用条件,包括振动,电磁干扰,高温差的变化。 

i) 电池系统储能装置上电、下电是由 BMS 控制主正接触器、主负接触器及加热接触器等,BMS 正常上电完成,收到整车电池包发送闭合总正、总负接触器指令即闭合,收到断开指令即断开同时还需要发送相应状态指令给整车电池包。 

j) 电池系统储能装置充电是由 BMS 收到充电机发送的 CC、CP、CC2 及慢充/快充连接的指令。

新能源重卡永磁同步电机

永磁同步电动机以永磁体提供励磁,使电动机结构较为简单,降低了加工和装配费用,且省去了容易出问题的集电环和电刷,提高了电动机运行的可靠性;又因无需励磁电流,没有励磁损耗,提高了电动机的效率和功率密度。

   永磁同步电机主要由定子、转子和端盖等部件构成,定子由叠片叠压而成以减少电动机运行时产生的铁耗,其中装有三相交流绕组,称作电枢。转子可以制成实心的形式,也可以由叠片压制而成,其上装有永磁体材料。根据电机转子上永磁材料所处位置的不同,永磁同步电机可以分为突出式与内置式两种结构形式,图1给出相应的示意图。突出式转子的磁路结构简单,制造成本低,但由于其表面无法安装启动绕组,不能实现异步起动。

本文主要介绍新能源重卡用永磁同步电机。

1.主要技术参数

2.电气安装

电机有三个相电缆接口(U 相、V 相、W 相),一个低压控制接口和一个地线接口。本节介绍了电机的常见安装顺序和安装方法,最终的具体方案由客户确定。推荐的电气连接顺序如下:

1) 接地线连接;

2) 三相线连接;

3) 弱电信号线连接。

电机接地线必须接在专用的接地位置,另一端安装在车辆的适当位置。

电机低压信号线制作时应进行双绞和屏蔽处理。

电机传感器

纯电动汽车800V平台技术

充电慢,充电难一直是新能源汽车所面临的难题,而高电压平台技术和与之配套的超级充电桩则是目前最被看好的解决方案之一。

那么,电压平台升高的量变如何使电动车实现便利性媲美燃油车的质变呢?

电动车800V高压平台

因动力源差异,燃油车和电动车的电压平台差异大。燃油车动力源来自内燃机,车用电器对输出功率要求不高,低电压平台即可满足。

而纯电车型动力源是电机和电池,需要较大的输入/输出功率,车内电压平台通常高于燃油车,纯电乘用车电压通常在200-400V之间。



1.400V高压系统

400V高压系统通常包括:电池、电机、电控、充电机(OBC)、高低压转换器(DC/DC)、高压控制盒(PDU)、连接器及线束、电机/电池热管理相关零部件。从核心部件功能上看:

  • 电池是所有电器的供电单元,PDU对电池、电路起保护作用;

  • 驱动电机及控制器是动力源,将电能转化为机械能;
  • DC/DC对高低压进行转化,满足车内低电压器件用电需求;
  • OBC将充电桩的交流电转换成直流电进而通过分线盒给电池充电。



400V电子电器架构

2.800V高压系统

  • 高压线束规格下降,用量减少,降本减重,在电压翻倍、充电功率增幅不翻倍的情形下,串联增加,高压线束电流变小。


  • SiC逆变器使得电源频率增加,电机转速增加,相同功率下转矩减小,体积减小。电机电压翻倍,相同功率下电流减半,因此铜线细(但匝数增加,因此用铜量未减小),电流密度小,转矩变小。若需提升功率,额定电流仅需从400V电机额定电流的一半开始增加。



800V电子电器架构
为什么至少是800V?

为了向上兼容电池容量大的高端车,电池充电速度以电流倍率(C)衡量。实际应用中的限制条件是:

  • 充电枪有最大充电电流限制;

  • 不同EV有不同的电池容量,均要实现相当的快充时间。


做一个简单的算术:

假设忽略电池包内部电芯连接方式,容量75/100kWh的电池包,要求同样要实现7.5min充满(<4min30%-80%SOC),即4C的最高倍率,最大电流为500A充电枪下,根据容量=电流*电压*充电时间,75/100kWh电池包母线电压将达到600/800V。

因此,为了向上兼容电池容量大高端车快充性能,在设计之初就将整车电压水平定在800V,电池包内部电芯亦以800V为标准设计串并联拓扑,最后确定电芯容量。

例如:400V体系下,如果是三元电芯,需要400/3.6=112个串联节点;若4个电芯并联,则一共需要448个电芯。电池包容量是100kWh,则单个NCM电芯容量为62Ah,对应电芯连接方式是4并112串。800V体系下,若电芯规格不变,电芯连接方式则变为2并224串。

800V是降低续航及充电焦虑的主流选择

新能源汽车普及过程中,续航和充电速度是两大短板。相较于燃油车,大部分新能源汽车续航里程低于600公里,普遍低于燃油车的续航里程,较难满足城际间长里程行驶需求。

另一方面,现有的充电技术需要消费者等待40分钟甚至更久才可充满,而燃油车的加油过程仅需要5分钟,对比之下补能效率更低。续航里程和充电速度是两大短板,制约新能源汽车对燃油车的替代。车企的解决方案包括:提升带电量、提高补能效率。

1.提升带电量

提升带电量能够缓解续航问题 ,但边际效益递减。HEV、PHEV、EREV车型通过燃油的方式提高续航水平。

纯电车型可通过增加电池带电量实现高续航目的,目前特斯拉Model 3高性能版CLTC标准的续航里程达675公里。

但电池是新能源车价值量最高的部件,带电量提升会导致边际成本和整车重量增加,购车成本与整车功耗也将随之增加。
2.提高补能效率

(1)换电:换电把新能源车充电时间替换成换电时间,代表企业有蔚来汽车,其二代换电站换电效率已提升至约5分钟/车,接近于普通燃油车一次加油的水平。

但各品牌车型电池规格不同,换电技术的推广极度依赖于车企自建的换电体系,大规模推广的成本及难度较高。

(2)高电流低压(400V)充电:根据功率、电压、电流关系公式

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  • 安全
  • 可靠
  • 环保
  • 高效
  • 高性能

    能量密度:125-160Wh/kg
    充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
    温度范围:-40℃—65℃
    自耗电:≤3%/月

  • 高安全

    过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
    撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。

  • 高可靠

    动力电池循环寿命不低于2000次,
    80%容量保持率;
    电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
    符合国军标要求。