Android盒子系统需求规格书,干货丨电池系统配电盒(BDU)设计1-需求分析
之前写过电动汽车接触器,主要是衔接前一篇文章,结合之前的内容,也对这个配电盒设计进行一个相对细致的介绍。原则上,这是电池系统高压电气设计《电动汽车接触器设计》的一个最重要的部分,涉及到挺多的需求的,本文主要对此做一些阐述。
第一部分 电池系统配电盒(BDU)
先拿一个我比较熟悉的例子做一下介绍,BDU主要目的是断开电池系统的。
图1 BDU的位置和架构
与电池断开部件相关的标准和相关推荐性考虑
SAE J1766:电动和混合动力车辆蓄电池系统碰撞完整性测试推荐做法
SAE J2344:电动车辆的安全指南
SAE J2289:电驱动蓄电池系统:功能要求
ISO/NP 6469-4:电动汽车 安全规范 第 4 部分:事故后的电气安全要求
GB T18384.1 电动汽车安全要求
GB T31498 电动汽车碰撞后安全要求
我们理一下
保证电池系统在自然状态下断开
1) 电池系统的正负两极应从车辆电气系统上断开
2) 主接触器无请求不得打开
3) 控制信号切断时主接触器必须打开,保证在紧急状态下断开,保证断开之后的绝缘性和断开能力
4) 在过流的情况下,如发生撞车时,保险丝和主接触器必须将蓄电池系统与电机安全分离
5) 当碰撞发生的时候,控制器受碰撞信号,来切断整个高压系统,把高压系统母线的电压/能量降到安全范围之内
6)主接触器必须保持完整的功能性,即在保险丝熔断前,承载或分断过电流
7) 在故障情况下切断后,打开的接触器必须确保储能系统与车辆之间有充足的绝缘电阻
从可靠性而言,我们可以把不同功能的接触器分类
由于接触器的问题可能会导致基本的Limp Home功能都无法完成,定义以下可靠性要求:
类型1:法规规定断开能力的安全要求,必须符合ISO 26262的ASIL D要求
类型2:由车辆可用性要求导出的闭合特性
类型3:由于排放要求的规定必须能闭合
表1 接触器的需求
第二部分 BDU的内部结构
如下图所示,
整个BDU主要包含:
1. 高压连接器:包含充电、DCDC、电空调系统、主驱动系统
a) 这里还包含HVIL的各个线路支路
2. 低压连接器:包含BMU的连接信号、接触器的驱动电路
a) 这里分两种构型,BMU直接驱动接触器还有VCU来驱动接触器,两者在信号回路上会存在显著的差异
b) 主要有BMU的唤醒、通信等外部信号连接,还有电源供给
3. 内部接触器和整合的高压部件:如上所述,主要包含:
a) 主正接触器
b) 主负接触器
c) 慢充接触器
d) 快充继电器
e) 预充继电器
f) 预充电阻
g) 电流传感器
4. 高压熔丝:主要设计在BDU/MSD的表面来方便替换,这里有两种选择
有趣的是,从HEV、PHEV到EV,其实电气系统的演化是有迹可循的。从数量上来看增加了,从电流和系统的要求来看,对接触器的要求来说也提高了。
图EV BDU
图 HEV BDU
电流分布:这里有两个意义,一个是评估部件的耐久性,一个是评估分断要求的次数。在设计考虑的时候,其实需要拉上独立的车型和PT系统的电流特性分布,然后来考虑持续运行的情况,和发生EPO的状态下分断次数考虑
图 按照电流区间进行时间分解
是需要考虑和下图进行分解对比的
开个头,下一篇讲一下时序和电路方面的考虑
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