新能源汽车常用的电感都有哪些?
现在的新能源汽车用到的电感有贴片电感和磁环电感这两种。贴片电感一般用的是一体成型电感,关于一体成型电感我们之前也曾介绍过,一体成型电感作为新能源汽车的零件使用,它的优势有一般情况下电流是比较大的,同时在感值方面也符合新能源汽车小感值的要求。
新能源汽车用的另外一种电感--磁环电感,他在新能源汽车中主要是做滤波用。用的比较多的就是共模滤波器,就是共模的磁环电感。一般情况下这些磁环电感的磁环的外径都是10以上系列的,如20的外径,25的外径等尺寸。除了外径比较特殊外,新能源汽车所用的磁环电感的漆包线的线径也是比较粗的,它的线径一般都是在1.0到1.3之间,有的能用到1.5的线径。
当然新能源汽车还会应用到其他零部件,对于这些我们就不太了解,在这里我们也不进行太多评价与介绍,希望我们过来的汽车行业与电感行业发展的越来越好,同时其他的制造业也能齐头并进,赶超其他国家。
电动汽车有一个很大的潜在让人害怕的地方是触电,因此有了一份专门针对车辆电气安全的安全标准《GB/T 18384.3-2015 电动汽车安全要求第3 部分:人员触电防护》。里面有关于电气安全的部分有不少,其中对于绝缘故障可能造成高压电暴露,引起人身伤害。这个起始阈值也做了最小的规定,动力系统的测量阶段最小瞬间绝缘电阻为0.5kΩ/V交流、直流为0.1kΩ/V。 各整车厂开发的纯电动车辆, 则根据各自设定的电压等级来确定动力系统的绝缘电阻报警阀值,还有一个非常重要的是绝缘检测的策略和容错策略。
图1 整车绝缘问题概览
第一部分 绝缘检测的故障原因
电动汽车绝缘的问题主要可以分为:
内部:这部分我们细致的展开,从大的来看,主要是电解液泄露、外部液体进入、绝缘层被破坏之后,电池模组和单体出现了导电的回路。这类故障发生之后可能会发生较为严重的后果(主要是打火和烧蚀,引起模块内单体的短路故障)。
在大的模组内,我们可以找到通过模组内部、BMU、BMS和模组与托盘等多种绝缘突破路径。
BMU对于Coating的要求很高,大量有电位差的线缆通过连接器接入,如果出现凝露和电金属迁移,容易在内部产生各种潜在导通路径
模组内部由于振动、冲击导致磨损、错位,如果出现绝缘纸、蓝膜失效的情况,就会出现绝缘问题
BMS和BDU这两个部件由于高压的直接接入,如果出现隔离失效,就会产生类似软短路的情况发生
下图所示,真正绝缘问题出现电击人的情况,都需要出现人本身去接触电池的一端输出才会出现下图的电击事件发生。
2. 电池外部的高压回路:这部分可以通过接触器断开而隔绝
a) 高压连接器和高压线缆:这里比较多的情况是两种,一种是局部放电引起的绝缘失效;还有就是连接器金属物质迁移导致的绝缘失效。
备注:在这个案例里面,通电,高温,潮湿,氯离子存在的条件下,电连接器内部金属构件发生了表面镀银层的电迁移和主体材料的腐蚀,产物在电场的作用下附着在绝缘组件上并将外金属套壳和与内金属触条一体的金属构件连接,从而导致电连接器绝缘阻值大幅降低失效。
b) 高压用电部件内部出现绝缘失效:把内部的连接器、连线归于上一类以后,基本就考虑功率部件相关的绝缘防护是否合理。特别的如电机、变压器内绝缘情况。
从场景上区分,可以分解成充电状态、正常状态、涉水、碰撞事故、结露、暴雨、淹没、清洗等状态。这是贯穿整个寿命周期和使用场景对各个环节进行考虑的结果,当然实际整车级别的验证测试也需要涵盖。
从路径上分,可以从爬电距离、固态绝缘和空气间隙等方面对绝缘进行破坏。
以上这些,都算是真正绝缘发生了问题。还有一些问题就是绝缘检测电路和算法本身受到干扰或者出现了硬件的损坏。我们可以细分为:
绝缘检测超差:受到外部干扰检测出来过高,设计范围超差
绝缘检测失效:电路由于开关(光耦或者高压继电器失效)出现失效
第二部分 车辆诊断与处理和漏电车辆处理
我们还是以LEAF为例,其DTC分了三个故障:
模式A:是从动力源头切断任何充电和放电的过程,主要响应比较高等级的故障
模式B:考虑电池的故障在一定范围内之类,限制电机输出功率,在充电模式下充电停止(阻止了能量回收)
模式C:限制电池包的输入和输出功率
模式D:仅亮起故障等,其他不做处理
什么是扁线电机
电驱动系统作为新能源 汽车 的核心零部件之一,对新能源 汽车 的性能有着重要影响,对于新能源 汽车 的动力性、经济性、舒适性、安全性、可靠性、耐久性有着重要意义。
而提高电驱动的技术水平和质量,需要从驱动能力、驱动效率、控制精度、系统稳定、电磁性能、工作寿命等关键技术入手。此外,从产业化的需求来讲,低成本、小型化、智能化是核心中的核心。
电动 汽车 电驱动系统主要由四大部分组成:驱动电机、变速器、功率变换器和控制器。驱动电机是电气驱动系统的核心,其性能和效率直接影响电动 汽车 的性能。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到 汽车 的整体效率。功率变换器和控制器则对电动 汽车 的安全可靠运行有很大关系。
二级市场对传统的新能源驱动电机的认知已经非常清楚,比如电机的构成包括定子、转子、端盖、轴承、接线盒、接线端子等。 其中所谓的扁线电机,特指的是定子绕组所用的导线形态发生变化,从多根细的圆线转变成几根粗的矩形导线,俗称扁线。
扁线电机的优势
第一个好处,相同功率,体积更小,用材更少,成本更低,或者相同体积,槽满率提升,功率密度提升。圆线变成扁线,从理论上来说,在空间不变的前提下,填充的铜可以增加20-30%,从某种程度上等同于增加20-30%的功率。
第二个好处,温度性能更好。内部空隙变少,扁线与扁线之间的接触面积大,散热和热传导更好;绕组和铁心槽之间接触更好,热传导更好;而电机对散热和温度是非常敏感的,散热性变好,性能会提升。有人通过温度场仿真,得出相同设计的扁铜线电机绕组温升比圆铜线电机低10%。
第三个好处,电磁噪音更低。使电枢具备更好的刚度,对电枢噪音具有抑制作用;可以取相对较小的槽口尺寸,有效降低齿槽力矩,进一步降低电机电磁噪音。
第四个好处,端部短,节省铜材,提升效率。传统的圆线电机,由于工艺问题,它的端部一般留得比较长,否则很容易在工艺过程中损伤铜线。对扁线电机来说,因为线都是硬线,可以在加工的时候把端部做得小一点,节省铜材,还可以提高效率等。
扁线电机是未来发展的趋势
从目前新能源 汽车 的发展趋势看, 扁线对圆线的替代正在加速 。扁线电机是一种绕组技术,行业赛道好,制作工艺复杂,目前具有较高技术溢价。 国内主流准备放量的新能源车都是用扁线电机 ,迭代的技术继续往前走, 特斯拉、大众MEB、比亚迪均有望在今年年内推出搭载扁线电机的车型 。
国内相关公司:
精达股份:
公司地处安徽省铜陵市,主要产品有漆包线、铜杆及铝杆、电子线、裸铜线、特种导体、交通运输, 公司漆包圆铜线和漆包圆铝线产量均为国内第一。 目前公司扁线技术全行业领先,打破了外资漆包线厂在中国新能源 汽车 用扁线的垄断地位。2020年成功通过了德系、美系及国内新能源 汽车 厂家头部企业的认证工作。 目前看,精达是国内扁线工艺最成熟的企业,公司扁线的良率已经接近90%,同行还处于30--40%的水平,公司先发优势显著,国内竞争对手少。目前公司加速产能扩张。
方正电机:
方正电机新能源电驱事业部副总裁曹艺介绍,自主研发的扁线电机经过前期测试,已正式投产使用。根据最新的调研纪要, 公司的 扁线电机已经进入 蔚来 , 吉利 汽车 等供应链。
长城 科技 :
根据董秘互动的消息:
同花顺金融研究中心6月18日讯,有投资者向长城 科技 提问, 公司IPO募投包含0.7万吨新能源 汽车 电驱用电磁线,请问是否小扁线?小扁线已经向哪些车企供货了?谢谢
公司回答表示,尊敬的投资者,您好, 公司ipo募投项目的新能源 汽车 及高效电机用特种线材项目既有圆线也有扁线 ,关于企业的具体供货情况涉及商业秘密,公司暂不方便透露,感谢您的关注!