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配电系统设计工具为过渡到电动汽车铺平了道路

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简介汽车设计师当前面临着新旧挑战:开发新型,高效,经济的电动汽车平台。

电动车辆的历史几乎与传统燃料车辆一样长,但是对于当今的大多数人来说,它们仍然是“新事物”。

1900年,美国汽车市场基本上由三个推进系统组成(见图1)。

汽油车排名第三,市场份额仅为22%。

图1:电动汽车超过内燃机汽车时达到了1900年左右的顶峰。

但是1900年是电动汽车的高潮。

很快,随着大量石油的发现,汽油开始流行并且便宜。

确立了汽油动力汽车的统治地位,并且在下一世纪,这一地位在很大程度上没有受到挑战。

不断上涨的石油价格和环境问题压力迫使汽车行业认真考虑电动推进系统。

设计人员需要一些工具来加速面向未来市场的安全,可靠和经济的电动汽车的开发。

一切都始于电池技术如今,复杂的电池技术可实现高能量密度,合理的质量和适当的充电时间。

许多现代电池组使用化学元素,例如锂离子,这可以增加行驶里程,同时减轻重量。

但是,如果将12 kWh / kg的汽油能量密度与0.12 kWh / kg 2的普通锂离子电池进行比较,即使是“最佳”电池也能驱动四门乘用车,并且它只能行驶250公里(150 3.设计电池驱动的汽车(最终实现所有电动汽车都由电池驱动的目标)是一个涉及多个领域的挑战-如果没有软件工具可以帮助工程师设计轻便低成本的配电系统系统;建立复杂的电池运行,充电和需求仿真模型;预测安全和电气干扰问题,并且仍然符合紧迫的新产品开发进度,这一挑战很难解决。

混合动力电动汽车带来设计挑战:现在,与传统燃料汽车相比,消费者在购买电动汽车时必须权衡重大妥协。

相对较高的购买价格,电池更换成本和有限的行驶里程足以使消费者追求传统的燃料汽车,而弊端远不止这些。

许多原始设备制造商选择将电动和传统燃料引擎技术结合起来生产混合动力汽车。

这些平台还利用了电池和传统技术的优势。

混合动力汽车的电池比纯电动汽车的电池小,因为它只能间歇使用。

较小的电池组使设计人员更容易将其设计到汽车中,同时将汽车的成本和重量保持在可控制的范围内。

汽车行驶时可以给电池充电。

但是,混合动力电动汽车(和许多衍生产品)和纯电动汽车的推进技术已大大增加了汽车的电气含量和复杂性。

所有电动汽车平台都将带来许多新的设计挑战,包括系统仿真,电磁干扰(EMI),故障模式和影响分析(FMEA),潜在路径分析(SCA)等。

设计数据管理是解决电气设计复杂性问题的核心。

以数据为中心的配电系统(EDS)设计工具包(如图2所示)发挥了这一核心作用,并根据其他工具根据各自的交流电源分析功能选择了其他工具作为补充。

图2:以数据为中心的过程提供了从产品定义到维修点设计过程的一致数据基础。

仿真,建模和参数分析相互配合混合动力电动汽车和电动汽车无疑增加了仿真的复杂性。

传统的仿真方案与定性逻辑电流或数字DC仿真引擎密不可分,但它们不能处理多相AC电压和电流以及高达50 kHz的转换频率。

此外,各个汽车系统领域之间相互作用的增强也使多模型系统的验证成为关键考虑因素。

当设计者为汽车配备“相似”的传统汽油发动机和电动机时,就会出现这种情况。

混合配置,除了模拟常见的直流弱电流电路的行为外,设计人员还必须影响各种相互作用。

进行评估,包括DC-DC转换器对整个车辆的影响。

多相交流电为电动机供电。

这需要新的模拟和

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