reynard wrote:
油電車使用汽油引擎來充電,除了一般汽油車同樣會面對的漏油風險外,還多了一個漏電風險。
接著再談談油電車的高壓系統。整個風險問題的來源,就是高壓電池組(HV battery)、Invertor (變相器),以及高壓纜線。
為何會導入高壓系統? 這必須由功率方程式來說起:
P = I * V
由上式,要提供同樣的功率,只要提高電壓(V),就可以讓電流(I)減小。
電路中,電流由電壓流到負載,迴路裡的電線、接頭電阻同樣會流過相同的 I,因此造成的消耗功率為
P = I^2 * R
因此,同一段電線,電阻相同(R),那麼只要電流減小 1/2 ,損失的功率會減為 1/4。
我們一般在可能的狀況下,會希望無限提高工作電壓,只要不要造成工程上絕緣與放電的困擾。油電車的 Invertor 會將電壓提昇到 600V 左右。
需要 Invertor 的原因是電動機的能量來源是高壓電池組,屬於直流電源。直流電源能驅動的馬達,必須要有換相器,講白話就是要有碳刷跟銅環。這在實用上會造成能源與維護上的負擔。
因此,近來的無刷馬達,採用的設計是把直流電,透過電子電路的方式,震盪成為三相相交120度的交流電,藉此驅動傳統三相馬達的線圈。透過電流、頻率、與相位控制,就可以控制馬達的運轉速度與出力。
這種驅動方式,往往最終一級 (final stage)採用的是高功率的 Power MOS (MOSFET)。Power MOS 只要輸入訊號速率夠快,減少在線性區間的時間,進入飽和區後,將會有極低的等效電阻。搭配高壓的電源供應,只要極少的電流就可以推動大馬力的馬達。
Pd (Power Dissipation) = I^2 * R
其中 MOS 的飽和導通電阻,通常只有數十 mini Ohm,因此 Invertor 的功耗可以得到控制,相對的散熱的需求可以較低。
在配置上,Invertor需要靠近馬達端,以避免傳輸線造成的相位延遲問題,但通常安全的電池放置位置皆在後座椅下,或者後座靠背附近,於是不可避免的,又延伸出一條高壓輸電纜的需求。
接下來,再說明 高壓電池組(HV battery) 的電路設計,以及安全措施 (待續)
水電的東西,像是P = I^2 * R你寫得還可以,但電子的東西就不行了,Power MOSFET的導通電阻相對算高的,也不太適合高壓系統。所以不應該拿Power MOSFET做高效能的變頻器,要用IGBT才對。
變頻器的配置跟相位控制沒有甚麼太大的關係,現在放的位置也不是離馬達最近的地方,散熱才是主因。
另外補充,高電壓低電流的另一個好處是可以達成元件的小型化和輕量化,這點在車用系統設計上也是不能被忽視的。
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motolove wrote:
一堆連油電車開都沒...(恕刪)
我也不懂為何最近那麼多人發文攻擊油電車,都什麼時代了,思想還停在二十年前
三年前內人買prius e時一堆親友也是酸言酸語說油電不好、容易壞、維修貴…
我們開了三年,只能說滿意到不行,唯一的缺點是常常忘了加油
主要包含幾個部份
1. 串聯電池組,共 7.2V * 38 組 (或 28 組)

2. Battery ECU (電池管理控制單元)

圖上可看到偵測電流的 Hall Sensor
3. 繼電器 3 顆,用以切斷與高壓電纜連接

由電路圖可看出:
保護的設計,主要集中在 Battery ECU,它連接到 HV 高壓電池組的分壓點,以及數個溫度偵測器,另外透過 CAN Bus 連結到車身的電系,以便與其它控制單元溝通電池狀態。因此 HV ECU 也可以遙控 Battery ECU。
Battery ECU 透過對充電狀態 (SOC) 的偵測與控制,以延長電池壽命,監控溫度以確保電池在充放電時不超過額定,透過對漏電的偵測,以避免意外觸電。
須特別留意,車身電系與高壓電池這兩個電源系統並沒有共地。但 Battery/HV ECU 同時連接在兩個電系中,透過此種設計,當 HV 高壓電池組 迴路與車身系統電系中存在電流,Battery/HV ECU 即可以發現系統漏電。規格上的絕緣電阻須在數十 Mega Ohm 的這個數量級。
當發現異狀時,Battery ECU 會設碼,如果您有 OBD scanner,那麼可以讀取故障碼,得到大致故障原因。稍後,若有機會,再說明電池組維修與保養方法。
由以上,可以清楚得知系統的保護範圍:
斷電功能主要透過繼電器,切斷 HV 高壓電池 與纜線的連接。因此可預測至少以下狀況將有漏電風險:
1. 外殼因事故被破壞、或刻意拆開 - 將會直接接觸到高壓電
2. Battery ECU 故障
3. SMR 繼電器故障
4. Battery ECU 本身漏電,高壓反而經由漏電偵測迴路,漏電到車身電系。
5. 電路圖以外的實體路徑。例如下圖: 常見的漏液,高壓經由電解液路徑漏電至車身

原圖
此漏電路徑,由於不經過 SMR 繼電器,因此也無法透過 SMR 斷路。
因此,雖然有Battery ECU 的漏電偵測功能,但不論是維修、報廢,只要不是車禍這種不可抗力狀況,都應該預先拆除維修插頭,將 HV 高壓電池組手動斷電。這也是前述報廢手冊存在的原因,拆除車輛時,不應該依靠 Battery ECU 偵測到施工漏電才由 SMR 斷電,而是應該手動確認。
接下來,再談電池組故障診斷、維修與保養方法 (待續)
reynard wrote:
斷電功能主要透過繼電器,切斷 HV 高壓電池 與纜線的連接。因此可預測至少以下狀況將有漏電風險:
1. 外殼因事故被破壞、或刻意拆開 - 將會直接接觸到高壓電
2. Battery ECU 故障
3. SMR 繼電器故障
4. Battery ECU 本身漏電,高壓反而經由漏電偵測迴路,漏電到車身電系。
5. 電路圖以外的實體路徑。例如下圖: 常見的漏液,高壓經由電解液路徑漏電至車身
原圖
此漏電路徑,由於不經過 SMR 繼電器,因此也無法透過 SMR 斷路。
因此,雖然有Battery ECU 的漏電偵測功能,但不論是維修、報廢,只要不是車禍這種不可抗力狀況,都應該預先拆除維修插頭,將 HV 高壓電池組手動斷電。這也是前述報廢手冊存在的原因,拆除車輛時,不應該依靠 Battery ECU 偵測到施工漏電才由 SMR 斷電,而是應該手動確認。
接下來,再談電池組故障診斷、維修與保養方法 (待續)
你所謂漏電風險,應該是你刻意忽略或根本不懂早就告訴你的絕緣偵測才會有的幻想,再寫下去只是徒然暴露你對油電車的知識匱乏而已。
發文者您好, 您的文章違反以下討論區規則:
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