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業(yè)界首次混合動(dòng)力房車錦標(biāo)賽使用全新 Delta Motorsport 智能功率密集型電池組

—— 高功率電源密度及功能性可無(wú)需采用車輛交流發(fā)電機(jī),不僅減輕了重量,而且提高了可靠性
作者: 時(shí)間:2020-10-29 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

頗負(fù)盛名的英國(guó)房車錦標(biāo)賽 (BTCC) 是一項(xiàng)始于 1958 年的悠久賽事。30 多輛精心設(shè)計(jì)的賽車為獲勝競(jìng)相角逐,令賽事精彩壯觀。2022年,英國(guó)房車錦標(biāo)賽將會(huì)增加一個(gè)新的維度,并將成為業(yè)界首個(gè)采用輕度混合動(dòng)力汽車的大型房車錦標(biāo)賽。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/202010/419760.htm

BTCC 規(guī)定,駕駛員可以戰(zhàn)術(shù)性地使用電動(dòng)機(jī)提升車輛性能,并提高車輛加速能力。此合同已授予 Cosworth Electronics,該公司把這項(xiàng)高度專業(yè)化的工作分包給 Delta Motorsport。由于其在電子領(lǐng)域擁有多學(xué)科工程聲譽(yù)和專業(yè)技術(shù),Delta Motorsport 同意為這種“戰(zhàn)術(shù)提升”設(shè)計(jì)新的電池組和相關(guān)電子產(chǎn)品。

全新的 48V 鋰離子電池組采用創(chuàng)新型智能電源管理以及高功率密度 DC-DC 轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓系統(tǒng)。電池組為逆變器-電機(jī)組合供電,并接受其產(chǎn)生的再生電力,同時(shí)高功率密度轉(zhuǎn)換器解決方案可為汽車的所有電路和設(shè)備供電。這種架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的功率密度和電源管理水平可去除交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng),從而進(jìn)一步減輕重量,提高性能與可靠性。

該系統(tǒng)利用模塊化供電網(wǎng)絡(luò) (PDN) 實(shí)現(xiàn)了小體積、輕重量和高性能。PDN 采用 48VDC 電源,為四個(gè)并聯(lián)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器供電,后者共同提供高達(dá) 92 安培的 13.8V 穩(wěn)壓電源(功率約 1.2千瓦)。負(fù)載由四個(gè)轉(zhuǎn)換器共擔(dān),盡管只用三個(gè)轉(zhuǎn)換器(即 N+1 或航空級(jí)冗余)就可以完全支持負(fù)載。

混合動(dòng)力系統(tǒng)的三相無(wú)刷電機(jī)通過(guò)雙向逆變器連接電池,雙向逆變器將電池電源輸送至電機(jī),并將電機(jī)產(chǎn)生的再生電力返回到電池。

在最初前往維修道的限速行駛過(guò)程中,電機(jī)以純電動(dòng)模式(僅電機(jī),無(wú)內(nèi)燃機(jī))驅(qū)動(dòng)車輛,然后當(dāng)駕駛員要求在比賽中提升性能時(shí),電機(jī)以輕度混合動(dòng)力模式(與內(nèi)燃機(jī)一起)驅(qū)動(dòng)車輛。

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Delta Motorsport 負(fù)責(zé)為英國(guó)房車錦標(biāo)賽的“戰(zhàn)術(shù)提升”設(shè)計(jì)新的電池組和相關(guān)電子產(chǎn)品。利用模塊化供電網(wǎng)絡(luò) (PDN),該系統(tǒng)使用 48VDC 電源即可提供高性能

創(chuàng)新型電池組智能與管理

電池組包括電池管理系統(tǒng),該系統(tǒng)可控制所有電池電壓,并確保電池在與電機(jī)-逆變器控制器通信的同時(shí),隨時(shí)處理可能出現(xiàn)的最大充電和放電電壓。該系統(tǒng)根據(jù)電池充電狀態(tài) (SoC),不斷計(jì)算并向控制器更新電池能提供或接受的電流量。在低SoC 下必須降低功率需求,而在高 SoC 下必須限制再生發(fā)電。

該系統(tǒng)還可實(shí)時(shí)監(jiān)控所有可用電池的溫度,并將結(jié)果反饋到可用的功率計(jì)算中。此外,如果出現(xiàn)問(wèn)題,它可以打開(kāi)接觸器,安全地隔離電池組。

該電池管理系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)日志和診斷,以記錄DC-DC轉(zhuǎn)換器的性能。這不僅能檢查故障狀態(tài),還可提供有關(guān)所有車輛上輸送的準(zhǔn)確電流量的反饋。

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Delta Motorsport設(shè)計(jì)的供電網(wǎng)絡(luò)使用 48VDC 電源,為四個(gè)并聯(lián)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器供電,后者共同提供高達(dá) 92 安培的 13.8V 穩(wěn)壓電源(功率約 1.2千瓦)。負(fù)載由四個(gè)轉(zhuǎn)換器共擔(dān),盡管只用三個(gè)轉(zhuǎn)換器(即 N+1 或航空級(jí)冗余)就可以完全支持負(fù)載

Vicor DC-DC 轉(zhuǎn)換器電源模塊

DC-DC轉(zhuǎn)換器電源系統(tǒng)使用四個(gè) Vicor DCM3623 隔離式穩(wěn)壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器 ChiP 電源模塊,從電池組提供 13.8V 穩(wěn)壓輸出,電流最高可達(dá) 92安培。由于其小巧纖薄的外形,它們?cè)诎惭b后與電池單元之間延伸的微孔冷卻板直接熱接觸。

白板鏈路

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該系統(tǒng)利用內(nèi)置 48VDC 電源的模塊化供電網(wǎng)絡(luò) (PDN) 實(shí)現(xiàn)了小體積、輕重量和高性能。48V電源為四個(gè)并聯(lián)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器供電,后者共同提供高達(dá) 92 安培的 13.8V 穩(wěn)壓電源(功率約 1.2 千瓦)

由Delta Motorsport設(shè)計(jì)的 Vicor 供電網(wǎng)絡(luò)

將最大體積留給供電的電池單元而不是電源電子產(chǎn)品,這一點(diǎn)至關(guān)重要。因此,Vicor 供電網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)出了重大的優(yōu)勢(shì),DCM模塊的可擴(kuò)展性和易于并聯(lián)實(shí)現(xiàn)了模塊化電源架構(gòu),讓 Delta 在不犧牲功率的前提下將 DC-DC PDN 定制為他們所需的小尺寸 。

Vicor模塊化電源組件在最初的電池組測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)異,無(wú)需降額運(yùn)行,也沒(méi)有電壓驟降。未來(lái)的電動(dòng)汽車將不可避免地需要更小、更輕及更高效的電源電子產(chǎn)品來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的性能需求。隨著制造商轉(zhuǎn)而采用48V 電池來(lái)處理這種高功率,Vicor 模塊化方法可以通過(guò)更小、更輕的線纜和連接器來(lái)提高供電網(wǎng)絡(luò)效率,從而降低功耗和重量。

Delta Motorsport還采用了 Vicor PI3105,一種用于不間斷電源 (UPS) 的小型 60W 隔離式轉(zhuǎn)換器。它能向電池組電子設(shè)備供電,以便在與車輛電源隔離時(shí)維持安全系統(tǒng)。UPS 還允許電子設(shè)備的供電獨(dú)立于車輛,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)檢查的遠(yuǎn)程連接。

“英國(guó)房車錦標(biāo)賽…… 啟動(dòng)您的混合動(dòng)力引擎”!



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