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高压配电模块 Power Distribution

这里拿了Bolt EV的整个系统的整合情况与Tesla Model3进行了对比

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这个我们其实比较不同的典型EV的设计架构图,都有把一对直流充电机接触器拿出来,把配电盒熔丝往外的冲动

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从这个角度来看,可以围绕这个配电盒做一个大的环路,也可以围绕这个东西来测定所有一面的温度,来评估在充放电过程中,整个导体的温度情况。在这个HPDM上面设置温度探头,来评估我们不同的动力配置里头与电流相关的选型是否合适调试起来比较直接。外加可以容纳充电控制模块,我觉得比Tesla现有的充电模块+BMW的充电控制模块挂在外头要差一些。

备注:兼容PLC、超大功率充电的协议还有未来高电压800V和400V的差异变化,在电池系统和驱动系统之外比较合适。我们把能模块化,均一化,和潜在差异分开,整个开发能分出变化的和不变化的,否则容易乱成一锅粥啊。

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这个其实在Bolt之前的EV典型的做法,在没有很好的集成以前单独拉一个直流接触器和直流充电的PLC回路来做。其主要的理由其实是由于整个系统

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从HEV模式下进化过来,做小功率充电的时候,在系统架构上可以使用直流接触器+独立熔丝的办法来做。这里开始的考虑要点,最主要的是考虑到过充的情况,也考虑到充电机输出级内短路可能会导致在充电这一层级出现外部短路。

这里始终考虑单BDU的架构,只通过电池系统前端的BDU配电

考虑到电池使用高压加热(PTC)直热模式,采用独立一路接触器控制

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从PHEV改到EV的架构,特别是需要满足慢充和快充两种充电模式的时候怎么配合?短期内看到比较成熟的有几种办法。

1)LEAF模式

LEAF的模式从最早的一个版本,是有些让人费解的,不过随着后续的改进,我们也可以理解,整个系统把所属充电部分的全部集成在PDM里面,可以配置相应的问题。

快充:从Q-Port开始,直流进入PDM里面,经过一对直流接触器,然后进入电池系统的主正和主负。

慢充:从采用了PCB线的输出+一路继电器,从结构上形成了一定的简化。

PTC加热:复用主正和主负通道,内部再有使能的开关。

这些接触器的控制权限全部放在一个VCU里面进行调节。这里的考虑模式,最核心的一点还是考虑到了未来如果出现由于外部快充引起的接触器粘连的问题,不需要动电池,只需要开盖PDM就可以进行维修。

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如下图所示,如果存在与外部直流充电站出现通信问题,需要直接切断的时候,这两个接触器就得作为带载切断的主力军;如果出现外部充电模块短路的时候,这两个接触器也是第一梯队。

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BMW的BEV:从电气结构上是比较清晰的

交流充电的系统:

车载充电机内的模块,实现AC=>DC高压部分的转换,然后通过逆变器的配电线路到电池系统

逆变器内的回路:配置一路AC=》DC,输出12V供给总线

充电通路由直流通路直接进入

直流系统充电

在车载充电机内配置一组直流接触器,驱动部分由充电控制器完成

整个通信过程由充电模块、整车控制器、BMS和逆变器一起完成

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这个充电机由于本身需要兼容增程系统,在分电考虑需要兼容发电机输出、直流快充输入、慢充输入,这里就统一了路径,直接复用整个放电回路来处理电流输入路径的问题。由于直流充电对外部的不可控性,就在充电控制器里面加入了两个独立的直流接触器。

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直接复用主正/主负,单独接一路并联快充接触器放在电池包里面,不仅在处理外部异常的时候,缺乏足够多的备用措施,粘连之后拆大的电池系统对整个维修体系来说,还是挺难的;对BMS的控制策略来说,也不是很好做的。从维修角度,放在前轴上可能比较合适,像Tesla这样,必须给电池一个专门的维修窗口,修起来也不方便。

最后来一个极端的Case:如果外部的直流充电桩不听话了,在一个高压系统里面,必须要要用个接触器带载荷断开可能会导致损坏,软件上你断开哪个?后面怎么修?

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