如何解决电动车电池亏电及车辆故障的运输问题

第一电动网发表于:2015/12/19 15:26电动车电动电池00

当发生电池亏电的时候,用额外的电池需要给车辆供一段时间的电,将车辆的高压系统启动起来,让dc-dc对电池进行一段时间的补电.

（特约作者 朱玉龙）纯电动汽车想要卖好是很不容易的,需要考虑私人用户使用的方方面面,这里继续把纯电动汽车使用过程中发生的问题进行梳理,这篇文章主要谈两点,12v电池亏电和故障/没电车辆的运输.

第一部分 12v电池亏电

12v电池是汽车里面重要的组成部分,也是整个电子控制系统的主要电源之一.当电池亏电的时候,对纯电动汽车会带来一些意想不到的问题.我们先来看看传统内燃机车辆的12v系统

1)传统内燃机汽车12v系统

传统汽车的供电系统是由汽车发电机和12v蓄电池两部分组成,发电机在发动机工作的时候提供电能同时给蓄电池充电,蓄电池呢提供启动引擎的能量,也是所有的电子模块常态的供电.

12v蓄电池在汽车启动时为起动机提供较高的启动功率,起动机转起来之后拖动发动机旋转,帮助发动机正常启动；在发动机启动以后起动机与发动机脱开,并与供电系统脱离.发动机运转带动发电机运行,对蓄电池进行补充充 电,与蓄电池一起对车载的所有电子电气模块供电；当汽车引擎不工作时,由蓄电池对整个系统供电. 发电机部分由交流发电机和调节器两部分组成.由于汽车发动机转速是在变化的,导致发电机的速度也在变化,在通常情况下的充电电压一般在14v左右,因此需要调节发电机内部磁场电流大小,转速低时调节的电流就大,转速高时调节的电流就小,使发电机输出较为稳定的电压.

传统车的常见问题,是电池老化、电池跑电或者天气较冷的时候之后,起动机启动不了,而一般需要通过外接12v电池启动的方式,然后就可以操作了.

图1 传统汽车12v电源系统架构

2)纯电动汽车的12v系统

新能源车,不管是强混,插电/增程式混合动力,纯电动汽车,整个系统架构上都用dc-dc来取代原有的发电机,用高压的电机直接驱动车辆.整个12v电气架构的改变,使得原有12v蓄电池的使用特性产生了改变,它的作用就只变成了一个辅助能量单元,而不需要提供瞬时的高功率了.在较早的普锐斯hev上面,12v电池就已经转换为agm的铅酸电池,如图2所示.

dc-dc由于本身是电力电子控制部件,对电流和电压均可进行较精确的控制,所以可以实现对12v电池的能量管理,在这样的条件下,某些整车企业已经用12v锂电池代替原有的铅酸电池.

注:12v电源网络的常态工作电压是13.5v,所以一般也可称作14v.

图2 新能源车12v系统概览

3)12v电池亏电对纯电动车辆的影响

实际上,正是由于新能源整个系统结构,特别是控制结构如图3所示,相对传统车要复杂一些,使得12v总线上的模块较多.我们可以预见到的情况是,由于几方面因素:

a)电子控制模块较多,假定传统的模块设定为1ma～5ma,总体的静态电流较大.

b)电子控制模块较多,can网络的睡眠唤醒机制较为复杂,特别是充电(快充和满冲)的时候,导致12v的蓄电池在传统停置的时候,需要给电较多.

c)模块的控制逻辑,特别是因为接入车联网的监控需求,使得车辆电子系统的逻辑跳转变得相对脆弱,可能在某些状态下没办法完全让车“休眠”.

所以根据这些判断以及国外车辆在使用过程中的一些投诉,比较高的可能性出现问题,就是在车不用一段时间(几天或者一周以上),这车可能在高压电池满电的情况下,就启动不了了.

细究里面的原因,主要是因为,虽然我们设定的模块正常工作电压通常是9～16v,亏电的铅酸/agm电池一旦输出电流,电压就会继续持续往下掉,而使得dc-dc给电池补电的通路本身就需要12v电池来吸合控制继电器的线圈来维持触点闭合.所以按照老的经验,我们可能拿个电池上去jump start(并联或者串联均可),等到车辆启动起来,电池一拿走,车辆控制系统全部继续掉电关闭,如图3所示,高压电池维持输出需要保证接触器有足够的保持电压和电流供给,一旦电池不给力,这个系统还是会掉下去.

这个时候,其他的办法我们拿着外部的交流充电插头给车上高压电,就根本不会接收；如果上的是直流充电插头,这事情可能微妙一些,如图3所示,比如combo和chademo都是不给12v电给车辆,所以90%的车辆还是会继续趴窝；中国国标这块是设计有一个辅助电源,可是传统的国标乘用车一般不会用这路电源给车辆进行补电.

这个问题,随着车辆年岁上去,使用者不注意,问题会逐渐增多的.这里提一些可能的解决的办法:

i)当发生这个事情的时候,用额外的电池需要给车辆供一段时间的电,将车辆的power button,也就是高压系统启动起来,让dc-dc对电池进行一段时间的补电.

ii) 车联网系统,在这个角色里面是很微妙的,当它工作给后台发送信息的时候,可以加入12v信息,如果出现苗头不对可以通知消费者.一般传统车可以停放的时候,新电池设计的时候考虑是90天以上,纯电动汽车这个时间可能达不到.

iii)在车辆设计的时候,还是需要做静态电流控制和系统验证,当然12v电池的布置也很讲究,放在太难处理的地方也不好操作了；这个问题在德国的几家厂家给48v系统配置的时候,也注入了一个强制充电模式,很值得我们在这里考虑进去.