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电池系统配电盒(BDU)的

汽车电子 | 发布时间:2018-07-10 | 人气: | #评论# | 本文关键字:BDU,电池系统配电盒
摘要:电池系统配电盒(BDU)有什么用,BDU是由什么组成的,电池系统配电盒(BDU)如何设计以及如何工作的,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 的

电池系统配电盒(BDU)有什么用,BDU是由什么组成的,电池系统配电盒(BDU)如何设计以及如何工作的,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。

BDU的位置和架构

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

接触器的需求

第二部分 BDU的内部结构

如下图所示,

BDU框架图

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。

HEV BDU

图EV BDU

HEV 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

汽车电池电流分布

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


责任编辑:BDU

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