Бортовое напряжение автомобиля: Страница не найдена — АвтоТоп

Содержание

Какое должно быть напряжение в сети автомобиля?

Каждый более-менее опытный автовладелец, а тем более электрик, даже начинающий, знает, что напряжение в бортовой сети легкового автомобиля должно ровняться 13,8-14,2 В, пониженное напряжение означает недозаряд или слишком высокое потребление (короткое замыкание), а повышенное перезаряд.

Почему падает напряжение в сети автомобиля?

Проблемы с реле-регулятором Реле-регулятор является виновником низкого напряжения бортовой сети автомобиля чаще всего. … Это нужно для того, чтобы убедиться, что наш генератор в принципе способен выдавать достаточное для бортовой сети напряжение. Реле-регулятор – это устройство, которое работает, как бы, на понижение.

Какое напряжение бортовой сети легкового автомобиля?

6 В — такое напряжение бортовой сети было у некоторых автомобилей, выпускавшихся до середины 20 века. В настоящее время бортовая сеть с таким напряжением (6 Вольт) используется только на мототехнике и то крайне редко. 12 В — в настоящее время на всех легковых автомобилях.

Сколько вольт должно быть на заряженном аккумуляторе?

Для исправной заряженной батареи оно должно составлять 12,7 – 13,2 вольта. В любом случае цифра не менее 12,6 вольта – хороший результат, она будет свидетельствовать также об исправности электрооборудования автомобиля. Если меньше – батарея разряжена, а может быть и хуже того – требует замены.

Что значит низкое напряжение аккумулятора?

Низкое напряжение аккумулятора говорит о том, что АКБ имеет не полный заряд, а, возможно, и находится в состоянии глубоко разряда. Эксплуатация и хранение аккумулятора с напряжением ниже В являются нарушением условий эксплуатации и грозит прекращением гарантийных обязательств.

Какое должно быть напряжение в сети гранта?

Бортовое напряжение в сети транспортного средства должно составлять от 14.2 до 14.4 вольт при включенном двигателе и активированных потребителях энергии. Диагностика этого показателя должна осуществляться на клеммах батареи, а не на выводах генераторного устройства.

Какое минимальное напряжение должно быть на аккумуляторе?

Для нормальной рабочей АКБ напряжение не должно опускаться менее 9 В. Если же этот показатель снижен до 5-6 В, то это говорит о необходимости зарядки аккумулятора. Если после зарядки напряжение АКБ опускается ниже 5 В, то это может свидетельствовать о ее неисправности.

Какое напряжение должно быть на аккумуляторе на холостом ходу?

Большинство водителей знает, что на холостых оборотах зарядить аккумулятор не выйдет. Для полноценного насыщения ему необходим постоянный ток на клеммы, напряжение должно быть в районе 14 В. Сделать это можно при помощи переносного устройства или за счет собственного источника тока — генератора.

Как измерить напряжение бортовой сети?

Для того чтобы проверить напряжение в бортовой сети автомобиля, а значит и зарядку аккумулятора, понадобится вольтметр или мультиметр с таким режимом. В классическом варианте измерение производится на клеммах аккумулятора.

Сколько вольт должен быть аккумулятор без нагрузки?

Каждый водитель знает, что напряжение аккумуляторной батареи — 12 Вольт. Это и есть номинальное напряжение, то есть некое абстрактное значение. Нормальное рабочее напряжение аккумулятора, как уже рассмотрели выше, находится на уровне от 12,2 до 12,7 Вольт. Это показатель напряжения аккумуляторной батареи без нагрузки.

Какое должно быть напряжение при работающем двигателе?

Измеряем напряжение сначала на заведенном двигателе. Нормальное напряжение должно показывать от 13,5 до 14,0 В. Если напряжение аккумулятора при работающем двигателе будет больше величины в 14,2 В — это свидетельствует о низкой зарядке аккумулятора и что генератор работает в усиленном режиме, чтобы зарядить батарею.

Как проверить аккумулятор умер он или нет?

Как понять, что АКБ вот-вот «умрёт»

если напряжение равно 12,7 В или выше — перед вами «здоровая» и полностью заряженная батарея; при цифре в 12,5 В аккумулятор нужно подзарядить; наполовину заряженной считается батарея с напряжением в 12,4 В; если напряжение составляет 12 В — батарея уже «умерла».

Как узнать что аккумулятор полностью заряжен?

Базовый принцип: установите вольтметр на клеммы аккумулятора с зарядкой. Если в течении часа напряжение не увеличивается при токе заряда, который не изменяется, значит АКБ заряжен на 100%.

Повышенное напряжение бортовой сети приора – Прокачай АВТО

На чтение 12 мин Просмотров 295 Опубликовано

Чтобы электрооборудование автомобиля работало в нормальном режиме, в бортовой сети авто всегда должно быть номинально установленное напряжение. Его скачки могут привести к возможным замыканиям в электропроводке, что спровоцирует выход из строя тех или иных электронных устройств и оборудования. Какое должно быть напряжение в бортовой сети автомобиля и как его увеличить — читайте ниже.

Нормальное напряжение

Какое должно быть нормальное напряжение в бортсети? Напряжение в бортовой сети автомобиля 12 В должно составлять 14.2-14.4 Вольта. Это касается всех транспортных средств, начиная от Запорожцев и заканчивая Гелендвагенами. Такой параметр должен быть при запущенном двигателе под нагрузкой.

Если наблюдается просадка напряжения, вызванная недостаточным зарядом аккумулятора на 12 вольт, то при включении, например, оптики, этот параметр будет ниже 14 вольт. Все потому, что обмотка возбуждения генераторного устройства питается от батареи посредством обратной связи. И если АКБ будет не до конца заряжена, в сети не сможет быть обеспечен оптимальный ток обмотки и нормальная работа генераторного устройства.

Это проявляется при активации наружного освещения и сопровождается общей потерей мощности электроцепи. Освещение может быть тусклым при езде на холостых оборотах, а когда водитель дает газу, свет стабилизируется до нормального. Поэтому диагностика АКБ должна осуществляться не по напряжению при запуске двигателя, а по параметру плотности электролита. Это позволит не допустить разности показаний между электродвижущей силой батареи и ее током.

Отметим, что напряжение бортовой сети автомобиля может изменяться в зависимости от климатических условий региона, в которых эксплуатируется автомобиль. Если авто было пригнано с юга, а вы живете на севере, то незначительное падение данного показателя в электроцепи авто допускается. Если на автомобиле используется частично разряженная батарея, ее необходимо заряжать, иначе весь заряд быстро снизится и АКБ будет неработоспособной. Если на авто используется старая батарея, со временем в ней может начать рассыпаться активная масса из пластин и внутри конструкции может произойти короткое замыкание. А это станет причиной потери емкости, то есть возможности сохранять зарядку аккумулятора.

Бортовое напряжение в сети транспортного средства должно составлять от 14.2 до 14.4 вольт при включенном двигателе и активированных потребителях энергии. Диагностика этого показателя должна осуществляться на клеммах батареи, а не на выводах генераторного устройства.

Почему падает напряжение?

Чтобы знать, как увеличить напряжение в электроцепи авто, необходимо разобраться в причинах:

  1. Неисправность аккумулятора — как показывает практика, это одна из распространенных причин. Чтобы аккумулятор после стоянки смог восполнить свой заряд, на машине необходимо проехать около 20 минут. Но если батарея разряжается по определенным причинам (к примеру, из-за сульфатации пластин или из-за нехватки электролита), то такой метод восполнения заряда не поможет. Необходимо точно выявить причину, по которой батарея не держит заряд и ликвидировать ее — восполнить уровень электролита, а иногда просто зарядить ее. Если поняли, что АКБ уже восстановить нельзя, то лучше заменить.
  2. Генератор. Некорректная работа генератора может привести к неполадкам в работе бортовой сети. Перед тем, как напряжение в проводке повысить, нужно выявить причину неправильной работы генераторного узла.
  3. Утечка тока. Иногда бывает такое, что обрыв в электроцепи приводит к утечке тока. Для ликвидации проблемы необходимо выявить точное место утечки и устранить обрыв.
  4. Использование оборудования, которое не подходит. Если номинал используемых электроприборов не соответствует тому, который установил производитель, это приведет к падению напряжения. Если используете мощные лампы освещения либо множество различных гаджетов, на применение которых аккумулятор не рассчитан, это станет причиной падения напряжения. АКБ будет выдавать необходимый для нормальной работы ламп света или электронных устройств заряд, при этом он не будет успевать восполняться.

Как повысить ?

Падение и слишком низкое напряжение бортовой сети может быть обусловлено разными причинами. Перед тем, как увеличить напряжение в сети с 5 до 12 Вольт, необходимо убедиться в том, что автомобильный генератор функционирует в нормальном режиме. Если проседание энергии обусловлено неправильной работой, то необходимо произвести демонтаж и ремонт устройства, заменив вышедшие из строя механизмы на новые.

Часто данный параметр падает из-за разряженного аккумулятора, тогда возможно, есть смысл его продиагностировать — проверить на наличие трещин, заменить электролит или правильно зарядить. В плане зарядки необходимо учитывать определенные моменты — процедура должна осуществляться с использованием только рабочего зарядного устройства с соблюдением всех правил и нюансов. Подробно эти моменты описаны в статье.

Установка диода в цепь генератора

Если показатель в электроцепи падает, но это не связано с работой генератора или батареи, то своими силами можно осуществить его повышение. Задача заключается в том, чтобы «обмануть» регулятор генератора и заставить его «думать», что в бортовой сети авто еще более низкое напряжение, чем есть на самом деле. Сделав это, генераторное устройство будет восполнять необходимый запас мощности, чтобы выполнить эту задачу, в цепь питания узла необходимо добавить диод. В частности, он должен быть установлен так, как на фото.

Перед тем, как поднять напряжение, которое падает, учтите — важно соблюдать полярность при установке диода. Если полярность будет спутана, ничего не произойдет, но узел не сможет давать нужный заряд. Отметим, что диод должен быть рассчитан на ток не меньше 5 Ампер. Поскольку в процессе работы генераторного узла диод будет нагреваться, оптимальным будет его монтаж на радиаторе.

При выборе диодного элемента необходимо учитывать один нюанс — для германиевых деталей показатель падения напряжения составит около 0.3-0.7 вольт, а для кремниевых — от 0.8 до 1.2 вольт. Это именно то значение, на которое увеличится напряжение в электроцепи. Учитывайте этот момент при выборе, он определит конечный результат. Если напряжение в бортсети падает до 1.2 вольт, а вы будете использовать повышающий диод на 0.3 вольта, то смысла от повышения мощности бортсети будет мало.

При монтаже диодного элемента необходимо сделать так, чтобы провод от него не был установлен внатяг, это будет не совсем удобно. Оптимальным вариантом будет увеличить длину кабеля приблизительно на 2 сантиметра от диода. Так его будет легче вмонтировать в разъем реле напряжения генераторного устройства, а при необходимости демонтажа это будет сделать легче.

Штатный регулятор напряжения генератора на приоре не очень хорошо справляется со своей задачей при повышенной нагрузке: в жару часто включается и вентилятор кондиционера, и вентилятор двигателя, плюс ближний свет фар и музыка. Как следствие, начинает моргать лампочка заряда АКБ на панели приборов и напряжение в бортовой сети падает до 13,4 В.

Как вариант, можно доработать диодный мост генератора. Но можно сделать проще, установив альтернативный регулятор напряжения.

Первый вариант – 3-х уровневый регулятор напряжения (РН) генератора на приору.

Снять РН можно и без заезда на яму. Надо снять крышку генератора и открутить крепеж. Немного неудобно, т.к. затрудняют доступ к генератору трубки кондиционера.

На фото старый штатный и новый з-х уровневый РН. Видно, что на штатном щетки уже износились.

Устанавливаем новый РН на генератор, закрепляем и закрываем крышку генератора.

Блок управления устанавливаем в любое удобное место.

Напряжение в бортовой сети под нагрузкой повысилось до 14,2-14,3 В, при желании можно выбрать и другой режим работы РН генератора: 13,4 В (как штатный) и 14,8 В (подойдет на зиму)

Другой вариант – термооптимизированный регулятор напряжения генератора.

Здесь уже напряжение на выходе генератора зависит от температуры электролита. Температурный датчик устанавливается на «+» клемму АКБ.

Какое напряжение должен выдавать генератор ВАЗ-2114: сколько вольт необходимо для заряда аккумулятора

Предназначение любого генератора, в том числе и установленного на ВАЗ-2114 – это реформация энергии, которую вырабатывает мотор автомобиля в электрический ток, который необходим для питания всех систем и элементов, нуждающихся в этом.

На видео рассказано как проверить какое напряжение выдаёт генератор на аккумулятор:

В этой статье, мы подробно расскажем вам, подробно о генераторе в целом, его конструкции, принципе работы, основных неполадках, способах их устранения, а также какое напряжение должен выдавать такой агрегат, находясь в исправном состоянии.

Принцип работы генератора на ВАЗ-2114

Для того, чтобы преобразовать один вид энергии получаемого от двигателя в другой, создаваемый генератором необходимо наличие магнитного поля. А для того, чтобы создать все условия для его появления, в генераторе находятся два основных и очень важных элемента – это ротор и статор.

Ротор и статор генератора

  • Ротор в генераторе, представляет собой подвижный элемент, оборудованный стальным сердечником с наконечниками. На этих наконечниках находятся специальные катушки для возбуждения, к которым и выведено внешнее питания.
  • Статор , представляет по своей конструкции кольцо, неподвижное по принципу работы, собранное из индивидуальных стальных элементов, изолированных от обмотки. Внутри статора расположена обмотка из достаточно толстой медной проволоки.

Вышеназванные элементы генератора собраны воедино, внутри металлического корпуса, в котором вместе с ними находятся подшипники, осуществляющие должное вращение ротора, крыльчатки, шкив, диодный мост, а также регулятор напряжения.

  • Шкив – это непосредственно привод агрегата, на который одевается ремень, передающий энергию двигателя.
  • Подшипников в генераторе – два, передний и задний. В случае выхода из строя заднего подшипника, его можно просто заменить, чего нельзя сделать с передним, так как он запрессован непосредственно в корпус, и при поломке, замене подлежит вся часть корпуса генератора.

Корпус агрегата имеет две съёмных части, переднюю и заднюю, которые фиксируются с помощью болтов. Точно также фиксация осуществляется и статору, только она уже находится на внутренней части корпуса.

Конструкция генератора ВАЗ-2114

Особенности эксплуатации

Генератор на ВАЗ-2114 достаточно неприхотливое устройство, способное выдержать большие нагрузки даже в самых суровых условиях эксплуатации, если выполняются все правила по его эксплуатации.

Во время его работы, необходимо соблюдать такие элементарные правила:

  • Не допускайте случаев работы генератора, когда клеммы с аккумуляторной батареи отключены . Это связано с тем, что в отсутствии АКБ, будут наблюдаться постоянные всплески электрической энергии в сети, что может негативно сказаться на всех приборах и состоянии генератора в частности.
  • Во время проведения сварочных работ на автомобиле, следите за тем, чтобы провода были отключены не только с АКБ, но и с генератора .
  • Обращайте внимание на то, чтобы все провода были подключены согласно полярности , потому как неверное включение проводов даже на короткий срок может вывести всю систему из рабочего состояния.
  • Проверка работоспособности генератора должна проводиться только в строгом порядке выполнения работ (указана ниже прим.).

Хитрости жизни и Полезные советы

Как повысить напряжение в бортовой сети автомобиля Lada Priora

ПАССИВНЫЙ ЗАРАБОТОК В ИНТЕРНЕТЕ БЕЗ ВЛОЖЕНИЙ: Кешбек-сервис LetyShops сэкономит до …

Как проверить напряжение генератора на аккумуляторе ВАЗ-2114?

Проверять рабочее состояние генератора на ВАЗ-2114 следует каждые 6 месяцев (лучше всего до и после зимы – прим.), потому как именно в зимнее время на электрическую сеть приходятся повышенные нагрузки. Проверку необходимо проводить независимо от того, исправен он или нет.

Важность проверки генератора высока, потому как если он не способен выдать заряд определённой мощности, то аккумуляторная батарея просто-напросто разрядится и автомобиль не сможет запуститься, а если напряжение чрезмерно высокое, то неполадки могут возникнуть непосредственно в проводке и цепи автомобиля.

Признаки неисправности генератора

Если на вашем автомобиле появилось одно или несколько ниженазванных признаков, то генератор необходимо проверять:

  • Исходит посторонний шум или гул со стороны генератора. Шум будет свидетельствовать о том, что вышли из строя подшипники (в большинстве случаев ломается передний – прим.). Ездить с такой поломкой нельзя, потому как его заклинивание может привести к выходу из строя всего генератора, после разрушения подшипника.
  • На панели приборов, сигнальная лампа АКБ светит слишком ярко , даже когда мотор не работает – это будет говорить о переизбытке энергии в сети.

Лампа горит ярче обычного.

Пошаговый порядок проверки генератора

  1. Включаем зажигания и обращаем внимание на то, чтобы все лампочки приборной панели горели.
  2. Заводим автомобиль, и если генератор работает в штатном режиме, сигнальная лампа АКБ должна погаснуть.
  3. Дожидаемся, пока автомобиль нагреется до своей стандартной рабочей температуры в 90 °С.
  4. Когда он нагрелся, необходимо максимально нагрузить сеть. Для этого запускаем всё, что есть в автомобиле, включая обогрев зеркал, свет, музыку и прочее.
  5. Берём заранее подготовленный мультиметр и переставляем его в режим проверки «вольтажа».
  6. Далее зовём помощника и просим его держать на холостом ходу обороты двигателя (в пределах 3500 – прим.).
  7. Воспользовавшись мультиметром, подключаем его щупы к АКБ, и в тот, момент когда включены все потребители, показания не должны опускаться ниже – 13-13,2 В.

Если показания, на таких оборотах двигателя меньше, то это будет обозначать то, что генератор не вырабатывает необходимое количество энергии. А когда они в норме, то продолжаем тестирование, на выключенных потребителях на тех же самых оборотах. В этом случае показания мультиметра должны быть порядка 14,5-14,7 В.

Проверка напряжения, которое выдаёт генератор

После диагностики аккумуляторной батареи, переходим непосредственно к генератору, используя тот же мультиметр.

  1. Когда автомобиль заведён, подключаем щупы к его выводам, при этом напряжение должно быть не менее 14-14,3 Вольт.
  2. Далее, при наборе оборотов, следим за показаниями приборов, на котором значения не должны измениться более чем на 0,5 вольт. Если подобного не наблюдается, то это будет означать, что генератор и регулятор напряжения функционируют правильно.

На лицо избыток перенапряжения в сети.

Теперь, достоверно располагая сведениями, сколько вольт должен выдавать генератор, вы будете точно знать, исправен он или нет. И если показания несколько отличаются от нормы, то в первую очередь вам следует обратить внимание на неисправности описанные ниже.

Причины низкого напряжения

Если при максимальной нагрузке напряжение, ниже 13 вольт, необходимо обращать внимание на следующее:

  • Натяжение ремня генератора недостаточное. Ремень не должен продавливаться пальцем больше чем на сантиметр.
  • На проводке в цепи генератора имеются окисления, либо потёртостей проводов.
  • Вышли из строя щётки генератора.
  • Регулятор напряжения сломан.
  • Износились подшипники.
  • Сгорел предохранитель.

Заключение

В любом случае, при наличии той или иной неисправности, в зависимости от сложности поломки вам необходимо выбрать, производить работы самостоятельно, либо обратиться в специализированный автосервис.

По каким причинам может падать напряжение в бортовой сети автомобиля? | Автомеханик

Понижение напряжения в автомобильной бортовой сети — это распространенная проблема, которая может привести к серьезным поломкам. В подобном случае появляются проблемы с дворниками, электроусилитель руля требует приложения существенных усилий для поворота баранки, отказываются работать стеклоподъёмники, фары тускло светят и не освещают ночью дорогу. Поговорим поподробнее об основных причинах низкого бортового напряжения и расскажем, что делать в подобном случае.

Многим из нас может показаться, что понижение бортового напряжения не приводит к каким-либо серьезным проблемам, однако, в действительности, возможен как полный разряд аккумулятора, вплоть до короткого замыкания и пожара автомобиля. Поэтому не следует игнорировать такие проблемы, как только вы определили, что бортовое напряжение ниже нормы, необходимо выполнять диагностику автомобиля и его ремонт.

Проблемы с контактом соединений

Плохой контакт электрических соединений не только приводит к проблемам с работой фар или различных электроприборов, возможно появление коротких замыканий, что способно привести к пожару автомобиля. При нарушении контакта неизменно нагреваются провода, расплавляется их изоляции, что приводит к появлению характерного запаха, а в худшем случае и возгоранию авто.

Автовладельцу, как только он заметил такие проблемы с машиной, следует постараться заглушить авто, обязательно обесточить аккумулятор, далее самому с помощью специального оборудования выполнить диагностику или же на эвакуаторе доставить машину в сервис, где специалисты смогут определить причину проблем и выполнят квалифицированный ремонт.

Слабое натяжение ремня генератора

Еще одна типичная причина понижения напряжения в бортовой сети — это обрыв или ослабление ремня генератора. В подобном случае генератор не выдаёт в систему необходимого напряжения, в итоге происходит постепенное разряжение аккумулятора. В конечном счете, двигатель отказывается заводиться, так как мощности аккумулятору просто не хватает, чтобы прокрутить коленвал и воспламенить топливно-воздушную смесь.

Определить такие проблемы можно по появлению характерного свиста ремня генератора. В подобном случае привод необходимо заменить, если это не дало каких-либо результатов, необходимо выполнять с помощью мультиметра замеры всех электроцепей в автомобиле, что и позволит определить причины неисправностей.

Поломки самого генератора

Причиной понижения напряжения в сети может быть не только обрыв ремня генератора, но и его поломки, выход из строя регулятора или щеток генератора. Самостоятельно определить такие неисправности можно мультиметром, для чего выполняют замер напряжения на выходе из генератора. Чаще всего ремонт в подобном случае заключается в замене щеток, также может выходить из строя выпрямительный мост или же отмечается замыкание обмоток. Такой ремонт представляет большую сложность, поэтому необходимо доставлять машину в сервис, где мастера выполнят диагностику авто и полностью восстановят его работу.

Подведём итоги

Потеря напряжения в автомобильной сети может привести к серьезным неисправностям, вплоть до возгорания и полного уничтожения автомобиля. Основные причины такого падения напряжения — это плохой контакт соединений, а также ослабление ремня генератора или его поломки. Вне зависимости от причины неисправностей необходимо либо самостоятельно выполнять диагностику, либо вести машину в сервис, где профессионалы определят конкретные поломки и отремонтируют автомобиль.

Пониженное напряжение бортовой сети шевроле нива

Если аккумуляторная батарея на автомобиле постоянно перезаряжается, то необходимо, не снимая регулятор напряжения, проверить его при следующих условиях:

– аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена;
– все потребители, кроме аккумуляторной батареи и системы зажигания, должны быть отключены;
– обороты двигателя должны быть 2500–3000 мин –1 .

Замерьте вольтметром напряжение на клеммах батареи. Если напряжение не превышает 14,5 В, регулятор исправен. Если оно больше, то соедините корпус регулятора с кузовом автомобиля отдельным проводником и снова замерьте напряжение.

Если оно опять окажется повышенным, то регулятор неисправен и его необходимо отрегулировать или заменить. Если напряжение будет нормальным, то причина повышенного напряжения и перезаряда аккумуляторной батареи в плохом соединении корпуса регулятора с массой.

Неисправность регулятора напряжения можно определить при проверке его внутренних частей.

Проникновение в регулятор посторонних веществ происходит из-за неправильной установки или порчи уплотнительной прокладки между крышкой и основанием регулятора, а также если прокладка изготовлена из несоответствующего материала и не обеспечивает надежной герметичности или выделяет летучие вещества.

При повреждении контактов рекомендуется проверить состояние цепей (короткие замыкания и правильность соединения проводов), а также исправность генератора.

Напряжение Нива Шевроле, которое возникает в системе автомобиля, поддерживает работоспособность всех электронных устройств транспортного средства. Система выработки электроэнергии в пределах машины имеет свои особенности, о которых стоит узнать до возникновения различных поломок. Для начала стоит ознакомиться с узлом, который создает электроэнергию.

Генератор

Узел генератора Шевроле Нива позволяет обеспечить весь автомобиль энергией для функционирования всех электронных приборов транспортного средства. Этот узел состоит из 3 основных элементов:

  • генераторной установки — создает переменный ток;
  • выпрямителя — преобразует переменный ток в постоянный;
  • регулятор напряжения — стабилизирует напряжение на выходе.

Общая мощность установки в 5000 оборотов в минуту позволяет поддерживать постоянное напряжение величиной 13-14 В, сила тока при этом составляет 55-60 А. Эти характеристики являются оптимальными для нормального рабочего состояния авто.
Выработанная генератором электроэнергия распределяется на все потребители системы, а остальное идет на подзарядку аккумулятора во время работы двигателя.
Сам генератор расположен возле двигателя и соединен с его коленвалом посредством ременной передачи. Нижняя его часть крепится 2 специальными лапами к кронштейну двигателя 1 болтовым крепежом. Сверху устройство закреплено на планке через шпильку.
Поскольку узел в ВАЗ 2123 расположен очень близко к двигателю автомобиля, он имеет надежную конструкцию, которая выдерживает нагрузки от вибрации, температуры, а также влажную среду и грязь. Ломается генератор редко, но вот некоторые его детали приходят в негодность по истечении определенного срока эксплуатации, например, щетки.

Специфика эксплуатации

Генератор на Нива Шевроле работает благодаря эффекту электромагнитной индукции — когда подвижное электромагнитное поле создает переменный ток. В конструкции есть несколько катушек, которые и создают поле. А также приемник, который снимает с них электричество.

Нередко ломается реле регулятор. После пробега 100 или даже 120 тыс. км и более эта деталь имеет риск в любой момент почти рассыпаться, если вовремя ее не заменить. Для замены подойдет реле регулятор 2123 КЗАТЭ серии С3, артикул 845.3702.

Выявление неполадок

Ремонт генератора Нива Шевроле может понадобиться лишь в некоторых случаях, когда замена деталей не решает проблемы. Есть несколько признаков, после которых стоит проверить исправность узла генератора. Они следующие:

  1. После запуска двигателя лампочка-индикатор с обозначением аккумулятора должна погаснуть. Если после начала работы движка сигнал все еще работает, значит заряд аккумуляторной батареи не производится, напряжение генератора недостаточно для заряда.
  2. При включенном двигателе свет фар стал тусклым. Заряд от батареи хоть и есть, но он слишком мал, чтобы поддерживать нормальную работу электронных устройств в автомобиле, измерительные приборы показывают низкие характеристики напряжения — 12 В.
  3. Раздается шум со стороны мотора, кроме того, наблюдаются 1 и 2 пункты. Звуки могут напоминать столкновение металлических поверхностей или свист. Скорее всего, сломался подшипник и требуется его замена.

Эти 3 признака помогут выявить, но не распознать неполадку. Без специальных устройств очень трудно догадаться, какая именно деталь повреждена. Четкое представление о поломке может дать только диагностика в сервисе.

Схема и устройство генератора, конечно, помогут в поисках поломки, но если человек прежде не производил подобный ремонт самостоятельно, лучше отвезти авто в сервис.

Замена ремня

Ремень является частью системы передач между двигателем и генератором, поэтому его состояние напрямую влияет на работу генераторной установки. Во время эксплуатации он может порваться, что приведет к остановке производства тока в машине. Этого не стоит допускать, поэтому если на нем есть повреждения, его нужно заменить на новый.
Для замены потребуются следующие инструменты:

  • монтировка;
  • отвертка;
  • набор ключей;
  • домкрат, чтобы поднять машину.

Процесс замены следующий:

  1. Отключаем аккумулятор, затем крестовой отверткой откручиваем крепежи датчика коленвала.
  2. Ослабляем гайку крепления ремня.
  3. Правую сторону авто размещает под домкратом, поднимаем ее, включаем 4 передачу.
  4. Вращаем правое колесо и стаскиваем ремень сначала со шкива помпы.
  5. Новый устанавливаем в обратном порядке. Ремень размещается на шкиве коленвала и только в конце закрепляется на генераторе.
  6. Вращаем колесо, чтобы ремень прошел натяжку и занял нужное положение.
  7. Закручивается гайка крепления. Устанавливается датчик коленвала.
  8. Размещается ремень на детали в таком порядке: коленвал, затем верхний ролик натяжения, правый нижний шкив, нижний ролик натяжения, помпа, генератор.

Как снять генератор

Если понадобилось ремонтировать генератор на Шеви Нива, то его придется демонтировать следующим образом:

  1. Ключом на 10 ослабляются гайки крепежей рядом с натяжным роликом. Они находятся сбоку.
  2. Чуть дальше размещен винт регулировки, его тоже нужно извлечь.Снимаем ремень.
  3. Откручиваем боты крепления генератора. Вооружаемся ключами на 17 и на 13.
  4. Позади генератора отключаем 2 проводка, только после этого можно безопасно вытащить генератор из посадочного места;
  5. Подключение новой детали производится в обратном порядке с последующей установкой ремня и его натяжением.

Демонтаж регулятора напряжения

Регулятор напряжения можно извлечь из Нива Шевроле для замены, воспользовавшись плоской отверткой и ключом на 8. Порядок следующий:

  1. Делать это стоит, если напряжение в системе не соответствует норме — меньше 13.5 В.
  2. Отключаем провод от «минуса» аккумулятора.
  3. Колодку генератора с выводом D+ отключить. Поворачиваем резиновый чехол в сторону, откручиваем гайку.
  4. Отключаем провода от шпильки.
  5. Откручиваем гайку фиксации клеммы цепочки возбуждения генератора, а после снимаем саму клемму.
  6. Ослабляем 3 винтовых крепления пластикового кожуха генераторной установки, снимаем кожух.
  7. Далее еще 2 гайки крепления, которые фиксируют регулятор напряжения.
  8. Отключаем винт фиксации клеммы к D+ шине от выпрямителя, после чего можно наконец снять сам регулятор напряжения.

Генератор на Ниве работает очень долго и без особых проблем пробудет в эксплуатации несколько лет. Со временем его мощность заметно падает, тогда и стоит заменить несколько его деталей или весь узел. Если после замены проблему с падением мощности устранить не удалось, стоит отправиться в сервисный центр на диагностику.

Чтобы электрооборудование автомобиля работало в нормальном режиме, в бортовой сети авто всегда должно быть номинально установленное напряжение. Его скачки могут привести к возможным замыканиям в электропроводке, что спровоцирует выход из строя тех или иных электронных устройств и оборудования. Какое должно быть напряжение в бортовой сети автомобиля и как его увеличить — читайте ниже.

Нормальное напряжение

Какое должно быть нормальное напряжение в бортсети? Напряжение в бортовой сети автомобиля 12 В должно составлять 14.2-14.4 Вольта. Это касается всех транспортных средств, начиная от Запорожцев и заканчивая Гелендвагенами. Такой параметр должен быть при запущенном двигателе под нагрузкой.

Если наблюдается просадка напряжения, вызванная недостаточным зарядом аккумулятора на 12 вольт, то при включении, например, оптики, этот параметр будет ниже 14 вольт. Все потому, что обмотка возбуждения генераторного устройства питается от батареи посредством обратной связи. И если АКБ будет не до конца заряжена, в сети не сможет быть обеспечен оптимальный ток обмотки и нормальная работа генераторного устройства.

Это проявляется при активации наружного освещения и сопровождается общей потерей мощности электроцепи. Освещение может быть тусклым при езде на холостых оборотах, а когда водитель дает газу, свет стабилизируется до нормального. Поэтому диагностика АКБ должна осуществляться не по напряжению при запуске двигателя, а по параметру плотности электролита. Это позволит не допустить разности показаний между электродвижущей силой батареи и ее током.

Отметим, что напряжение бортовой сети автомобиля может изменяться в зависимости от климатических условий региона, в которых эксплуатируется автомобиль. Если авто было пригнано с юга, а вы живете на севере, то незначительное падение данного показателя в электроцепи авто допускается. Если на автомобиле используется частично разряженная батарея, ее необходимо заряжать, иначе весь заряд быстро снизится и АКБ будет неработоспособной. Если на авто используется старая батарея, со временем в ней может начать рассыпаться активная масса из пластин и внутри конструкции может произойти короткое замыкание. А это станет причиной потери емкости, то есть возможности сохранять зарядку аккумулятора.

Бортовое напряжение в сети транспортного средства должно составлять от 14.2 до 14.4 вольт при включенном двигателе и активированных потребителях энергии. Диагностика этого показателя должна осуществляться на клеммах батареи, а не на выводах генераторного устройства.

Почему падает напряжение?

Чтобы знать, как увеличить напряжение в электроцепи авто, необходимо разобраться в причинах:

  1. Неисправность аккумулятора — как показывает практика, это одна из распространенных причин. Чтобы аккумулятор после стоянки смог восполнить свой заряд, на машине необходимо проехать около 20 минут. Но если батарея разряжается по определенным причинам (к примеру, из-за сульфатации пластин или из-за нехватки электролита), то такой метод восполнения заряда не поможет. Необходимо точно выявить причину, по которой батарея не держит заряд и ликвидировать ее — восполнить уровень электролита, а иногда просто зарядить ее. Если поняли, что АКБ уже восстановить нельзя, то лучше заменить.
  2. Генератор. Некорректная работа генератора может привести к неполадкам в работе бортовой сети. Перед тем, как напряжение в проводке повысить, нужно выявить причину неправильной работы генераторного узла.
  3. Утечка тока. Иногда бывает такое, что обрыв в электроцепи приводит к утечке тока. Для ликвидации проблемы необходимо выявить точное место утечки и устранить обрыв.
  4. Использование оборудования, которое не подходит. Если номинал используемых электроприборов не соответствует тому, который установил производитель, это приведет к падению напряжения. Если используете мощные лампы освещения либо множество различных гаджетов, на применение которых аккумулятор не рассчитан, это станет причиной падения напряжения. АКБ будет выдавать необходимый для нормальной работы ламп света или электронных устройств заряд, при этом он не будет успевать восполняться.

Как повысить ?

Падение и слишком низкое напряжение бортовой сети может быть обусловлено разными причинами. Перед тем, как увеличить напряжение в сети с 5 до 12 Вольт, необходимо убедиться в том, что автомобильный генератор функционирует в нормальном режиме. Если проседание энергии обусловлено неправильной работой, то необходимо произвести демонтаж и ремонт устройства, заменив вышедшие из строя механизмы на новые.

Часто данный параметр падает из-за разряженного аккумулятора, тогда возможно, есть смысл его продиагностировать — проверить на наличие трещин, заменить электролит или правильно зарядить. В плане зарядки необходимо учитывать определенные моменты — процедура должна осуществляться с использованием только рабочего зарядного устройства с соблюдением всех правил и нюансов. Подробно эти моменты описаны в статье.

Установка диода в цепь генератора

Если показатель в электроцепи падает, но это не связано с работой генератора или батареи, то своими силами можно осуществить его повышение. Задача заключается в том, чтобы «обмануть» регулятор генератора и заставить его «думать», что в бортовой сети авто еще более низкое напряжение, чем есть на самом деле. Сделав это, генераторное устройство будет восполнять необходимый запас мощности, чтобы выполнить эту задачу, в цепь питания узла необходимо добавить диод. В частности, он должен быть установлен так, как на фото.

Перед тем, как поднять напряжение, которое падает, учтите — важно соблюдать полярность при установке диода. Если полярность будет спутана, ничего не произойдет, но узел не сможет давать нужный заряд. Отметим, что диод должен быть рассчитан на ток не меньше 5 Ампер. Поскольку в процессе работы генераторного узла диод будет нагреваться, оптимальным будет его монтаж на радиаторе.

При выборе диодного элемента необходимо учитывать один нюанс — для германиевых деталей показатель падения напряжения составит около 0.3-0.7 вольт, а для кремниевых — от 0.8 до 1.2 вольт. Это именно то значение, на которое увеличится напряжение в электроцепи. Учитывайте этот момент при выборе, он определит конечный результат. Если напряжение в бортсети падает до 1.2 вольт, а вы будете использовать повышающий диод на 0.3 вольта, то смысла от повышения мощности бортсети будет мало.

При монтаже диодного элемента необходимо сделать так, чтобы провод от него не был установлен внатяг, это будет не совсем удобно. Оптимальным вариантом будет увеличить длину кабеля приблизительно на 2 сантиметра от диода. Так его будет легче вмонтировать в разъем реле напряжения генераторного устройства, а при необходимости демонтажа это будет сделать легче.

Обрыв в термокомпенсирующем резисторе 1 (см. рис. Регулятор напряжения РР-380) или в обмотке регулятора; при этом напряжение не регулируется и чрезмерно повышается Проверьте сопротивление обмотки и термокомпенсирующего резистора. Эта неисправность может быть выявлена при проверке омметром электрического сопротивления между штекером «15» регулятора и массой
Обрыв в обмотке дросселя или в дополнительных резисторах 2; при этом регулирование неустойчивое (резкие колебания напряжения) Неисправность выявляется при проверке электрического сопротивления между штекерами «15» и «67» при разомкнутых контактах как 1-й, так и 2-й ступени регулятора
Загрязнение, подгорание или окисление контактов 1-й и 2-й ступени, когда регулируемое напряжение неустойчивое Неисправность может быть вызвана проникновением внутрь регулятора посторонних веществ, либо повреждением провода в цепи между штекерами «67» регулятора и генератора

Эволюция электрификации транспортных средств Сети платы напряжения — Автомобилестроение — Технические статьи

Потребность в электроэнергии внутри автомобиля растет с распространением автоматизированных функций вождения и популярностью функций комфорта, удобства и информационно-развлекательных функций. Современные автомобили оснащены все большим количеством датчиков, исполнительных механизмов и электронных блоков управления (ЭБУ), которые считывают показания датчиков и управляют исполнительными механизмами. В то же время растущий спрос на гибридные и электрические транспортные средства делает энергоэффективность важной целью проектирования.В конце концов, повышение эффективности увеличивает запас хода автомобиля.

Чтобы повысить энергоэффективность, инженеры-конструкторы автомобилей внедряют в автомобили бортовые сети с более высоким напряжением. Использование бортовых сетей с более высоким напряжением не только помогает снизить общий вес автомобиля (например, за счет уменьшения веса жгута проводов), но также устраняет необходимость в преобразовании уровня напряжения, поскольку более высокое напряжение может напрямую питать привод.

Хотя может показаться, что лучше всего использовать одну высоковольтную бортовую сеть, в действительности различные требования к питанию различных приводов и ЭБУ вынуждают разработчиков автомобильных систем внедрять в автомобили от двух до трех высоковольтных бортовых сетей.

В этой статье мы обсудим сети платы напряжения, которые автомобильные дизайнеры рассматривают в архитектуре автомобилей следующего поколения. Мы также предоставим вам информацию о семействах продуктов и ресурсах, чтобы помочь вам решить различные технические проблемы, связанные с различными платами.

На рис. 1 показаны различные возможности бортовой сети напряжения в транспортных средствах в зависимости от типа транспортного средства.

 

Рис. 1. Сетки щита напряжения в транспортных средствах

Модули управления питанием с бортовыми сетями 12 В

Традиционная бортовая сеть на 12 В имеет широкий диапазон напряжений, как предписано стандартами Международной организации по стандартизации (ISO) 7637-2 и ISO 16750-2.Хотя эти требования вряд ли изменятся для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, использование 12 В в гибридных и электрических транспортных средствах может привести к более низкому максимальному напряжению, особенно если на 12-вольтовой шине нет генератора, т. е. если вся мощность необходимого для бортовой сети 12 В, получают от высокоэффективного преобразователя постоянного тока в постоянный, который используется для понижения напряжения с высокого до 12 В. В этом случае для реализации решений по управлению питанием можно использовать регуляторы напряжения с более низким входным напряжением. в ЭБУ.

Разработчики имеют возможность решать различные технические задачи в модулях управления, питаемых от сети питания 12 В, с рядом продуктов, предназначенных для автомобилей, таких как управление питанием, усилители, приемопередатчики, драйверы двигателей и интеллектуальные переключатели питания.

Решение проблем в сетях платы 48 В

Бортовая сеть 48 В обычно используется для питания нагрузок, требующих более высокой мощности. Конкретные нагрузки, которые питаются от сети 48 В, зависят от типа автомобиля. Независимо от типа модуля, модулям управления, подключенным к бортовой сети 48 В, потребуются устройства управления питанием, которые являются эффективными, имеют высокую удельную мощность и способны выдерживать требования к рабочему напряжению, указанные в ISO 21780. Модули также нуждаются в функциональной изоляции, если ЭБУ также подключен к бортовой сети 12 В.Эффективные многофазные драйверы затворов на 48 В с функциональной безопасностью для привода приводов на 48 В, таких как генератор с ременным пуском или модуль компрессора переменного тока HVAC. Потребность в функциональной безопасности требует дополнительных диагностических цепей, таких как измерение тока нагрузки. Развертывание сети платы питания на 48 В также потребует эффективного и точного управления состоянием заряда и работоспособности в системах управления батареями на 48 В.

Для повышения эффективности, удельной мощности и обеспечения функциональной безопасности в системах бортовых сетей 48 В разработчики могут использовать такие продукты, как понижающие стабилизаторы, драйверы трехфазных затворов и системы управления батареями, а также широкий ассортимент усилителей тока и напряжения.

Увеличение сети платы высокого напряжения

Электромобили имеют аккумуляторные системы, которые генерируют гораздо более высокое напряжение. Нагрузки высокой мощности, такие как тяговый инвертор и модуль компрессора переменного тока HVAC, питаются напрямую от сети высоковольтного щита. Это означает, что силовые каскады, которые используются для приведения в действие этих высоковольтных нагрузок, должны выдерживать высокие рабочие напряжения и требовать высокой устойчивости к синфазным переходным процессам (CMTI). Кроме того, для реализации компактных решений требуются драйверы затворов и силовые каскады с высокой удельной мощностью.Использование нескольких цепей платы питания также требует изоляции в модуле управления между доменами низкого и высокого напряжения для обеспечения правильной работы. Использование высокого напряжения может потребовать разработки, которые не только отвечают требованиям электробезопасности, но и удовлетворяют требованиям функциональной безопасности. Последние требования требуют реализации диагностических функций, что приводит к дополнительным решениям для измерения тока, напряжения и температуры в этих системах. Кроме того, также необходимы эффективные системы управления высоковольтными батареями, которые обеспечивают точное управление состоянием заряда и работоспособности и поддерживают лучшую однородность элементов.

Драйверы высоковольтных затворов, системы управления батареями, изоляторы питания и сигналов, а также высокоскоростные усилители относятся к широкому ассортименту продуктов, которые разработчики могут использовать для оптимизации и решения задач, связанных с эффективностью, удельной мощностью, функциональной безопасностью и надежностью в условиях высокого напряжения. модули управления.

Разработка для низкого и высокого напряжения

Инженеры-проектировщики автомобилей могут выбирать из широкого спектра аналоговых и встраиваемых полупроводниковых устройств для бортовых сетей 12 В, 48 В и высокого напряжения.Эти продукты обеспечивают гибкость при проектировании архитектур транспортных средств с эффективными электронными блоками управления и помогают достичь ваших целей проектирования по удельной мощности, надежности и функциональной безопасности.

Дополнительные ресурсы:

Ознакомьтесь с нашими продуктами для электрификации автомобилей и ресурсами для проектирования.

Заряженных электромобилей | Защита важных бортовых зарядных цепей в электромобилях следующего поколения

При поддержке Littelfuse

Включение надежной защиты цепи в электромобили обеспечивает надежность и безопасность
Джим Колби, Littelfuse, Inc.

Разработка схем для нового поколения автомобильных инноваций чрезвычайно сложна. Новые конструкции автомобилей включают в себя множество сложных микропроцессорных схем, а также новейшие технологии бортовой зарядки электромобилей. Чтобы современные новые конструкции были надежными, безопасными и могли выдерживать перегрузки, переходные процессы и электростатические разряды, разработчики электроники должны быть уверены, что в их схемах есть необходимые компоненты для предотвращения этого повреждения. В этом техническом документе рассматриваются семь критически важных бортовых зарядных цепей, даются рекомендации как по защите цепей, так и по эффективному управлению питанием.

Обзор основных цепей электромобиля показан на рис. 1 выше. Эта схема описывает гибридное транспортное средство, которое включает в себя двигатель внутреннего сгорания и электрический привод. Гибридные автомобили представляют собой наихудший сценарий для инженеров-электронщиков, которые должны разработать схемы, достаточно прочные, чтобы выдерживать переходные процессы, которые могут генерироваться как двигателем внутреннего сгорания, так и мощными электродвигателями.

В дополнение к защите этих цепей от переходных процессов, характерных для электромобилей, бортовое зарядное устройство также должно бороться с линией электропередачи переменного тока, которая может генерировать как переходные процессы, так и перегрузки.Цепи бортового зарядного устройства должны быть защищены так же, как инженер-конструктор защитил бы любой продукт с питанием от сети. Цепи связи также должны быть должным образом защищены, чтобы гарантировать, что процессоры выдержат любые переходные процессы электростатического разряда, и чтобы избежать повреждения данных. Кроме того, инженеры захотят спроектировать эту схему так, чтобы свести к минимуму внутреннее энергопотребление, что поможет сократить время зарядки аккумулятора.

Бортовые зарядные устройства преобразуют сетевое напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, необходимое для зарядки основной аккумуляторной батареи.Аккумулятор может иметь полностью заряженное напряжение в диапазоне 300–500 вольт. Сегодняшние потребители электромобилей хотят более быстрой зарядки. В результате необходимы более мощные схемы зарядки, включающие трехфазное питание. Пример блок-схемы бортового зарядного устройства с однофазной цепью показан на рис. 2. В каждом блоке схемы указаны рекомендуемые компоненты защиты и, при необходимости, компоненты управления, оптимизирующие эффективность зарядного устройства.

Рисунок 2. Блок-схема бортового зарядного устройства


1 . Входное напряжение
Секция входного напряжения чувствительна к переходным процессам, включая удары молнии и скачки напряжения в сети переменного тока. Предохранитель, обеспечивающий защиту от перегрузок, является первой линией защиты. Рассмотрите предохранители с высоким номинальным током отключения и высоким номинальным напряжением; это гарантирует, что предохранитель сработает при наихудшей перегрузке по току. Поместите металлооксидный варистор (MOV) сразу после предохранителя для защиты от скачков напряжения или удара молнии. MOV поглощают переходную энергию и помогают предотвратить повреждение других цепей, расположенных ниже по потоку.Если бортовое зарядное устройство использует трехфазное питание, рассмотрите возможность добавления MOV как для защиты от переходных процессов фаза-фаза, так и для защиты от переходных процессов фаза-нейтраль.

Для еще большей защиты нижестоящих цепей поместите биполярный тиристор последовательно с MOV. Тиристоры имеют очень низкое напряжение фиксации, обычно около 5 В. Использование тиристора также позволяет разработчику выбрать MOV с более низким напряжением зазора. Чистым эффектом этой комбинации является снижение пикового переходного напряжения, которому на мгновение подвергается схема нижнего каскада.

Газоразрядная трубка (GDT) обеспечивает четвертый уровень превосходной защиты цепи. GDT обеспечивает электрическую изоляцию с высоким сопротивлением между горячей и нейтральной линиями и массой шасси автомобиля. GDT обеспечивают дополнительный уровень защиты от быстро нарастающих переходных процессов от грозовых помех.

2. Выпрямитель
Разработчики схем могут выбрать тиристоры выпрямительного блока с достаточной пропускной способностью по току, чтобы обеспечить необходимую мощность для быстрой зарядки высокой мощности.Использование этой технологии (выпрямительные диоды) обеспечивает более «мягкий» пуск (меньший пусковой ток) и снижает электрическую нагрузку на блок коррекции коэффициента мощности. Тиристоры также безопасно поглощают переходные токи, которые могли пройти через каскады входного напряжения и фильтра электромагнитных помех.

3. Коррекция коэффициента мощности
Эффективность зарядки повышается за счет схемы коррекции коэффициента мощности, которая снижает общую мощность, потребляемую от линии электропередачи переменного тока. Используйте драйвер затвора и биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) для управления величиной индуктивности в цепи.Обязательно выберите драйвер затвора с достаточным диапазоном рабочего напряжения для управления IGBT. Кроме того, рассмотрите возможность выбора драйвера затвора с высокой устойчивостью к защелке и быстрым временем нарастания и спада для быстрого переключения IGBT. Быстрое время нарастания и спада в сочетании с низким током питания повышают энергоэффективность схемы. Обязательно защитите драйвер затвора от электростатического разряда, выбрав драйвер затвора со встроенной защитой от электростатического разряда или добавив внешний диод электростатического разряда. Двунаправленные или однонаправленные диоды ESD могут выдерживать переходные процессы ESD до 30 кВ.

4. Промежуточный контур
Промежуточный контур состоит из батареи конденсаторов, которая стабилизирует пульсации, создаваемые мощным DC/DC-преобразователем. Инженеры-конструкторы, опасающиеся больших переходных процессов напряжения, достигающих звена постоянного тока, могут использовать высоковольтный диод TVS для защиты батареи конденсаторов.

5. Преобразователь постоянного/постоянного тока
Секция постоянного/постоянного тока повышает выходное зарядное напряжение и генерирует зарядный ток для аккумулятора. Подобно схеме коррекции коэффициента мощности, для преобразователя постоянного тока требуется надежный драйвер затвора.Если выбранный драйвер затвора не включает внутреннюю защиту от электростатического разряда, обязательно добавьте диод электростатического разряда для защиты драйвера затвора. Добавление внешнего диода ESD не ухудшает работу драйвера затвора.

Важно убедиться, что силовые IGBT защищены от скачков напряжения. В дополнение к защите от внешних переходных процессов IGBT создает переходные процессы при выключении из-за эффектов L·di/dt внутренней паразитной индуктивности. Поместите диод TVS между коллектором и затвором каждого IGBT, чтобы исключить потенциальное повреждение IGBT от этого переходного процесса.Диод TVS уменьшает di/dt переходного тока за счет повышения напряжения на затворе. Когда напряжение коллектор-эмиттер превышает напряжение пробоя TVS-диода, ток течет через TVS-диод в затвор, повышая его потенциал. Диод TVS продолжает работать до тех пор, пока переходный процесс не будет устранен. Известный как активная фиксация , использование TVS-диода в качестве элемента обратной связи коллектор-затвор поддерживает IGBT в стабильном состоянии. Некоторые IGBT имеют встроенные диоды TVS с активным ограничением.Выберите либо этот тип IGBT, либо добавьте в схему TVS-диоды. Для получения дополнительной информации об активном зажиме см. рекомендации по применению. 1

6. Выходное напряжение
Перегрузки по току и скачки напряжения в автомобиле могут возникать при включении и выключении двигателей или при мгновенном отключении тока из-за обрыва кабеля. По этой причине каскад выходного напряжения требует надежной защиты. Рассмотрите возможность использования предохранителя для защиты от перегрузки по току, возникающей в результате короткого замыкания в аккумуляторной батарее или в кабелях, по которым подается напряжение батареи.Диод MOV или TVS защищает от любых потенциально опасных скачков напряжения.

7. Блок управления
Блок управления зарядным устройством обменивается данными с сетью передачи данных через шину CAN. Во избежание повреждения цепей связи и предотвращения повреждения данных обязательно предусмотрите защиту от электростатического разряда и переходных процессов. Эта защита может быть реализована с помощью одного компактного компонента. Например, на рис. 3 показана двухлинейная диодная матрица TVS, предназначенная для защиты сигнальных линий шины CAN.Диодные решетки TVS, предназначенные для защиты линий связи, имеют минимальную емкость и не ухудшают состояния ввода/вывода передатчика/приемника.

Рис. 3. Диодная решетка TVS для защиты линий CAN-шины

Следуя этим рекомендациям по защите и контролю, инженеры-конструкторы могут быть уверены, что их новые бортовые системы зарядки будут иметь надежные, надежные и безопасные цепи для потребителей электромобилей. По возможности не забывайте использовать компоненты, отвечающие требованиям AEC-Q, которые были сертифицированы для использования в опасных автомобильных средах (т.например, AEC-Q101 охватывает дискретные полупроводники, а AEC-Q200 — пассивные компоненты, такие как варисторы). Важно помнить, что вы также можете воспользоваться опытом производителей и обширными прикладными знаниями для помощи при выборе соответствующих компонентов защиты и управления питанием.

Чтобы узнать больше, загрузите Руководство по применению автомобильной электроники , предоставленное Littelfuse, Inc.

Дополнительные каталожные номера
1 Примечание по применению: использование высоковольтных TVS-диодов в приложениях с активными зажимами IGBT .2020.
2 Формирование будущего электромобильности с решениями Littelfuse . (июнь 2020 г.)

При поддержке Littelfuse

Глобальный рынок бортовых зарядных устройств по типу двигателя, по

Нью-Йорк, 28 февраля 2022 г. (GLOBE NEWSWIRE) — Reportlinker.com объявляет о выпуске отчета «Глобальный рынок бортовых зарядных устройств по типу силовой установки, по типу транспортного средства, по выходной мощности, по регионам, анализ отрасли». и прогноз, 2021 — 2027 годы» — https://www.reportlinker.com/p06241017/?utm_source=GNW
Бортовое зарядное устройство электромобиля преобразует входной переменный ток сети в постоянный, который затем используется для зарядки аккумулятора. Электронные компоненты бортового зарядного устройства (OBC) позволяют заряжать аккумулятор от сети переменного тока как дома, так и на частных или общественных зарядных станциях.

Гибридные автомобили имеют трансмиссию, работающую на ископаемом топливе, а также электрическую трансмиссию, которая может быть организована различными способами. Мягкие гибриды, например, имеют меньшую батарею, которая заряжается от ДВС и генератора.Пока автомобиль замедляется, а двигатель работает как генератор, рекуперативное торможение дает некоторый заряд для увеличения запаса хода. Пока автомобиль стоит, PHEV и BEV могут подключаться к электросети и заряжать аккумулятор.

Встроенное зарядное устройство может заряжаться либо постоянным током, либо постоянным напряжением, оба режима просты в использовании. И каждый из них имеет свой набор преимуществ и недостатков. Зарядка постоянным током имеет высокую эффективность и скорость зарядки, но существует риск перезарядки аккумулятора на более позднем этапе, что сокращает срок его службы.При использовании зарядки постоянным напряжением есть вероятность того, что слишком большой ток будет поступать в аккумулятор сразу, что приведет к перегреву аккумулятора и сокращению срока его службы.

В результате зарядное устройство гарантирует, что оно сначала заряжается постоянным током, сохраняя скорость и эффективность, а затем переключается на заряд постоянным напряжением, когда напряжение на обоих концах батареи достигает заданной амплитуды. Эта система известна как стратегия зарядки и является наиболее важной функцией бортового зарядного устройства.

Анализ воздействия COVID-19

Пандемия COVID-19 оказала негативное влияние на продажи электромобилей в первой половине 2020 года, что замедлило рост отрасли. Введение блокировки и других ограничений привело к сокращению использования электромобилей на дорогах. Кроме того, продажи электромобилей также сильно сократились, поскольку потребители инвестировали только в товары первой необходимости. Тем не менее усилия правительств, такие как усиление стимулов к покупкам, снижение стоимости аккумуляторов и предложения по обновлению электромобилей от производителей оригинального оборудования, создали перспективы для внедрения электромобилей во время пандемии.

Однако из-за карантина, введенного в нескольких странах по всему штату, производственные предприятия OEM-производителей автомобилей были вынуждены временно прекратить все операции по производству автомобилей. Это также вызвало задержки в разработке бортовых зарядных устройств с точки зрения производства и разработки. Ожидается, что инициативы по вакцинации против Covid-19 позволят постепенно снять ограничения.

Факторы роста рынка:

Поддержка государственных инициатив

Инфраструктура для зарядки электромобилей имеет решающее значение для их широкого распространения.По всему миру запущено несколько государственных проектов по поставке зарядных станций для электромобилей. Кроме того, несколько стран сосредоточены на устойчивом развитии наряду с минимизацией уровня выбросов в окружающую среду. Различные правительства работают с компаниями, производящими бортовые зарядные устройства, чтобы поддержать их план по созданию системы транспортировки электромобилей.

Растущее проникновение электромобилей

Поскольку бензин является ископаемым топливом, он не является возобновляемым источником энергии и рано или поздно закончится.Необходимо разрабатывать и использовать альтернативные источники топлива для поддержки устойчивого развития. Это влечет за собой использование электромобилей, которые не требуют использования бензина и более экономичны, чем традиционные автомобили. У электромобилей есть ряд преимуществ, в том числе более низкий расход топлива (бензин, дизельное топливо и газ) и более низкие выбросы выхлопных газов, что повышает спрос во всем мире. Это, вероятно, увеличит потребность в бортовых зарядных устройствах в электрических или гибридных автомобилях с подключаемыми модулями в ближайшие годы.

Рыночные сдерживающие факторы:

Широкое распространение быстрых зарядных устройств постоянного тока

Сеть подает переменный ток на основные зарядные станции, который также присутствует в бытовых розетках. Внутри электромобиля бортовые зарядные устройства преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока (постоянного тока) для аккумулятора. Однако эта процедура зарядки медленнее, чем у быстрых зарядных устройств постоянного тока. Поскольку зарядные станции преобразуют мощность переменного тока в постоянный и передают мощность постоянного тока непосредственно на аккумулятор, быстрые зарядные устройства постоянного тока заряжают электромобиль быстрее.

Тип силовой установки Обзор

По типу силовой установки рынок бортовых зарядных устройств разделен на аккумуляторные электромобили (BEV) и подключаемые гибридные электромобили (PHEV). Сегмент PHEV получил значительную долю выручки на рынке бортовых зарядных устройств в 2020 году. Несколько производителей подключаемых гибридных электромобилей (PHEV) используют бортовые зарядные устройства мощностью от 3 до 3,7 кВт, что способствует росту сегмент. Бортовые зарядные устройства используются для зарядки аккумуляторов в таких автомобилях, как Hyundai Sonata PHEV, Kia K5 PHEV и Mitsubishi Outlander PHEV.PHEV набирают все большую популярность во всем мире.

Обзор типа транспортного средства

В зависимости от типа транспортного средства рынок бортовых зарядных устройств подразделяется на легковые автомобили, автобусы, микроавтобусы, транспортные средства средней и большой грузоподъемности, лодки и другие виды. Сегмент легковых автомобилей получил самую высокую долю выручки на рынке бортовых зарядных устройств в 2020 году, и, по оценкам, эта тенденция сохранится в течение прогнозируемого периода. Бортовые зарядные устройства станут более популярными, поскольку количество электромобилей, продаваемых по всему миру, растет.Кроме того, растущий располагаемый доход потребителей мотивирует их переходить на электромобили и, следовательно, ускорять рост сегмента.

Прогноз выходной мощности

В зависимости от выходной мощности рынок бортовых зарядных устройств подразделяется на менее 11 кВт, от 11 кВт до 22 кВт и более 22 кВт. Сегмент от 11 до 22 кВт принес значительную долю выручки на рынке бортовых зарядных устройств в 2020 году. Зарядные устройства мощностью 11–22 кВт представляют собой трехфазные зарядные устройства переменного тока, для полной зарядки электромобиля которых требуется от двух до четырех часов.Общественная зарядная станция обычно представляет собой трехфазное зарядное устройство переменного тока. Согласно данным, опубликованным Transport & Environment, трехфазные зарядные устройства переменного тока составляют 61% общедоступных зарядных устройств в Европе.

Региональный обзор

В региональном разрезе рынок бортовых зарядных устройств оценивается в Северной Америке, Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе и LAMEA. Азиатско-Тихоокеанский регион стал ведущим регионом на рынке бортовых зарядных устройств с максимальной долей доходов в 2020 году. Государственные инициативы по стимулированию продаж электромобилей активизируются в таких странах, как Китай и Индия, что способствует росту регионального рынка.Например, установленные правительством Китая квоты на продажу являются одним из основных факторов увеличения продаж бортовых зарядных устройств для электромобилей в стране в 2019, 2020 и 2021 годах.

Основными стратегиями, которых придерживаются участники рынка, являются партнерские отношения. На основе анализа, представленного в Toyota Motor Corporation, является основным лидером на рынке бортовых зарядных устройств. Такие компании, как Bel Fuse, Inc., TDK Corporation и Panasonic Corporation, являются одними из ключевых новаторов на рынке.

Отчет об исследовании рынка содержит анализ ключевых участников рынка.Ключевые компании, представленные в отчете, включают Current Ways, Inc., Eaton Corporation PLC, STMicroelectronics N.V., Infineon Technologies AG, Bel Fuse, Inc., TDK Corporation (InvenSense), Toyota Motor Corporation, BorgWarner, Inc., Panasonic Corporation и AVID. Технология Лимитед.

Стратегии, развернутые на рынке бортовых зарядных устройств

Декабрь 2021 г.: STMicroelectronics представила новую линейку силовых полупроводников GaN в портфолио STPOWER. Этот портфель может значительно снизить энергопотребление и обеспечить более тонкие конструкции для широкого спектра электронных продуктов.Целевые приложения включают потребительское оборудование, такое как зарядные устройства, драйверы светодиодного освещения, внешние адаптеры питания для ПК и блоки питания внутри телевизоров и бытовой техники. Устройства ST PowerGaN также используются в телекоммуникационных промышленных приводах двигателей, источниках питания, солнечных инверторах, а также электромобилях и зарядных устройствах.

Декабрь 2021 г.: Infineon Technologies представила OPTIGA, решение для обеспечения безопасности автомобильной беспроводной зарядки. OPTIGA соответствует стандарту Qi Wireless Power Consortium (WPC) версии 1.3, который требует надежной криптографической аутентификации для беспроводной зарядки мощностью до 15 Вт.Этот запуск направлен на разработку автомобильной беспроводной зарядки и обеспечивает высочайший уровень безопасности. Кроме того, решение сертифицировано по стандарту AEC-Q100 Grade 2 и предлагает функцию обновления на месте, а также поддержку до четырех цепочек сертификатов.

Июль 2021: STMicroelectronics объединилась с британским производителем электромобилей Arrival. В рамках сотрудничества автомобильные микроконтроллеры STMicroelectronics, устройства управления питанием и батареями будут добавлены к портфелю транспортных средств Arrival, что позволит Arrival поставлять коммерческие автомобили с нулевым уровнем выбросов в рамках интегрированной мобильной экосистемы.

июнь 2021 г .: STMicroelectronics сотрудничала с Renault Group, французским многонациональным производителем автомобилей. Это сотрудничество было направлено на проектирование, разработку, производство и поставку продуктов STMicroelectronics и соответствующих упаковочных решений для Renault Group для систем силовой электроники аккумуляторных и гибридных автомобилей. Более того, эти технологии значительно повлияют на запас хода и зарядку электромобилей, уменьшив потери мощности и повысив эффективность, что приведет к снижению затрат на батареи, увеличению количества километров на одну зарядку, сокращению времени зарядки и снижению затрат на пользователя.

Март 2021: Eaton приобрела Green Motion, разработчика и производителя оборудования для зарядки электромобилей и соответствующего программного обеспечения. Приобретение направлено на расширение возможностей зарядки электромобилей Eaton.

Март 2021 г.: Infineon Technologies представила гибридный дискретный аккумулятор CoolSiC 650 В для автомобильной промышленности. Этот продукт обеспечивает экономичное повышение производительности и высокую надежность. Устройство содержит быстродействующий IGBT TRENCHSTOP 5 на 50 А и диод Шоттки CoolSiC. Комбинация поддерживает высокую целостность системы в дополнение к двунаправленной зарядке, что делает устройство идеальным для быстро переключающихся автомобильных приложений, таких как бортовые зарядные устройства (OBC), преобразователи постоянного и переменного тока, коррекция коэффициента мощности (PFC).

Январь 2021: Panasonic Life Solutions India, дочерняя компания Panasonic Corporation, объединилась с PMI Electro Mobility Solutions, производителем коммерческих автомобилей с нулевым уровнем выбросов. Это сотрудничество было направлено на создание инфраструктуры зарядки электромобилей (EV) в 17 городах для более чем 1000 электрических автобусов в Индии.

Сентябрь 2019 г.: Delphi Technologies заключила партнерское соглашение с Cree, разработчиком и производителем полупроводников из карбида кремния (SiC). Это партнерство направлено на объединение полевых транзисторов Cree на основе карбида кремния (MOSFET) на основе карбида кремния с инверторами тягового привода Delphi, преобразователями постоянного тока и зарядными устройствами, чтобы увеличить запас хода и обеспечить более быстрое время зарядки.

, август 2019 г.: Eaton объединилась с KPIT, ведущим независимым партнером по разработке и интеграции программного обеспечения. Это сотрудничество направлено на поддержку разработки технологий электрифицированной мобильности следующего поколения для бизнес-подразделения eMobility. Сотрудничество будет сосредоточено на разработке и внедрении технологий, программных решений и платформ для нескольких компонентов, включая инверторы, преобразователи постоянного тока, бортовые зарядные устройства и модули распределения питания.

Май 2019 г.: BorgWarner выпустила новейшее бортовое зарядное устройство для электромобилей с лучшей в своем классе удельной мощностью.Зарядное устройство обеспечит максимальную эффективность преобразования энергии для экономии энергии и обеспечит расширенный диапазон для производителей и потребителей транспортных средств с помощью технологии карбида кремния.

Май 2019 г.: BorgWarner создала совместное предприятие с Romeo Power Technology, передовым поставщиком аккумуляторных модулей и аккумуляторов. Создав это совместное предприятие, компании стремились заполнить разрыв между производителями аккумуляторных элементов и потребителями гибридных и электрических транспортных средств на рынке. Кроме того, добавление аккумуляторных блоков укрепит существующий портфель продуктов BorgWarner для гибридных и электрических транспортных средств, который включает силовую электронику, электродвигатели, нагреватели высоковольтных аккумуляторов, бортовые зарядные устройства, eAxle iDM и многое другое.

Май 2019 г.: Panasonic заключила партнерское соглашение с поставщиками услуг электромобильности, SmartE и qQuick. Это партнерство было направлено на запуск службы зарядки электромобилей (EV) Nymbus. В рамках партнерства Nymbus объединит физические компоненты, такие как станции подкачки, зарядные станции, бортовые зарядки и системы телематики, с виртуальными компонентами, такими как аналитика, облачный сервис, интуитивно понятная панель управления и искусственный интеллект. Партнерство направлено на то, чтобы помочь поставщикам коммунальных услуг, производителям транспортных средств, оборудования и аккумуляторов понять модели использования и соответствующим образом откалибровать продукты и услуги.

Апрель 2019 г.: Bel Power Solutions представила BCN25-700-8, бортовое зарядное устройство мощностью 25 кВт. Решением станет зарядное устройство, которое преобразует трехфазное переменное напряжение в постоянное. Новое гибридное/электрическое зарядное устройство имеет трехфазное входное напряжение от 460 В переменного тока до 575 В переменного тока (между фазами) и выходное напряжение от 250 В постоянного тока до 800 В постоянного тока, 37,5 А, с гальванической развязкой между входом и выходом.

Октябрь 2018 г.: Ficosa расширила свое географическое присутствие в Виладекавальс, Барселона, открыв новый центр электронной мобильности, новаторский центр.В результате расширения компания сосредоточится на разработке и производстве программных и аппаратных решений для гибридных и электрических транспортных средств, в основном систем управления батареями (BMS) и бортовых зарядных устройств (OBC).

Масштаб исследования

Сегменты рынка, охваченные в отчете:

По типу силовой установки

• Аккумуляторный электромобиль (BEV)

• Подключаемый гибридный электромобиль (PHEV)

По типу автомобиля

• Пассажирский Автомобиль

• Автобусы

• Vans

• Vans

• Средние и тяжелые транспортные средства

• Лодки

• Другие

на выходных мощности

• Менее 11 кВт

• 11 кВт до 22 кВт

• Другие

по географии

• Северная Америка

O US

O Canada

O Mexico

o Отдых Северная Америка

• Европа

o Германия

O Великобритания

o Франция

o Россия

o Испания

o Италия

o Остальная Европа

• Азиатско-Тихоокеанский регион

o Китай

o Япония

o Индия

o Южная Корея

0o 02 O Malaysia

O Отдых Азии Pacific

• MAMEA

O Brazil

O Argentina

O OAE

O Saudi Arabia

O Южная Африка

O Nigeria

O Отдых CAMEA

Компании Профилированные

• Current Ways, Inc.

• Eaton Corporation PLC

• STMicroelectronics N.V.

• Infineon Technologies AG

• Bel Fuse, Inc.

• Корпорация TDK (Invensense)

• Toyota Motor Corporation

• Borgwarner, Inc.

• Panasonic Корпорация

• AVID Technology Limited

Уникальные предложения

• Полное покрытие

• Наибольшее количество рыночных таблиц и рисунков

• Доступна модель на основе подписки

• Гарантированная лучшая цена

• Гарантированное послепродажное исследование настройка бесплатно
Читать полный отчет: https://www.reportlinker.com/p06241017/?utm_source=GNW

О Reportlinker
ReportLinker — отмеченное наградами решение для исследования рынка. Reportlinker находит и упорядочивает последние отраслевые данные, чтобы вы могли получить все необходимые исследования рынка — мгновенно и в одном месте.

__________________________

 

Станут ли системы высокого напряжения новым стандартом?

Транспортное средство будущего будет иметь электрическое, аккумуляторное или гибридное питание из-за правительственных требований по сокращению выбросов CO2 и NOx, а также ограниченных ресурсов ископаемого топлива.Это означает переосмысление устоявшегося видения автомобиля и приносит с собой множество проблем, разработок и изменений. Поездка по всей Германии с одним полным баком в современных автомобилях с двигателем внутреннего сгорания возлагает на водителей высокие ожидания в отношении электромобилей. Также требуется простая и быстрая подзарядка во время перерыва на кофе (менее 15 минут) с инфраструктурой точек зарядки через каждые несколько километров.

Кроме того, потребители обращают внимание на более низкие инвестиционные затраты, больший охват и более высокую энергоэффективность.

Современные тенденции и проблемы в области электродвигателей

Современные электромобили потребляют много энергии, что вызвано не только самим вождением, но и невидимыми потребителями энергии в бортовой сети, такими как развлекательные/информационно-развлекательные системы, системы отопления и кондиционирования воздуха, управление температурой аккумулятора и т. д. , Они представляют собой самую большую проблему для управления энергопотреблением транспортного средства.

В настоящее время только нишевые модели, такие как автомобили Formula-e, или несколько выдающихся высокопроизводительных моделей, таких как Porsche Taycan, Audi e-tron GT или Aston Martin Rapid E, уже оснащены системой 800 В.Имеющиеся в настоящее время электромобили поставляются с бортовой сетью 400 В.

Чтобы добиться широкого общественного признания электромобилей, прилагаются огромные усилия, такие как значительное увеличение запаса хода и возможности быстрой зарядки электромобилей.

Увеличение уровня напряжения с 400 В до 800 В представляет собой наиболее эффективный способ оптимизации производительности. Удваивая уровень напряжения, можно передавать значительно больше энергии за то же время с тем же током, что может привести к половине времени зарядки по сравнению с системой 400 В.

Возникает вопрос: знаем ли мы и все участники автомобильной цепочки создания стоимости о последствиях этой высоковольтной архитектуры на борту автомобиля будущего?

800 В в качестве стандарта для будущего крупносерийного производства

Повышение уровня напряжения до 800 В дает потребителю ряд преимуществ, таких как более быстрая зарядка, существенно меньший вес и объем при максимальной эффективности, комфорте и производительности.

Преимущества очевидны в высокопроизводительных транспортных средствах, которые очень чувствительны к соотношению веса и производительности.Но более дешевые автомобили также выиграют от систем 800-V, когда версии с оптимизированной стоимостью станут доступны благодаря большему количеству произведенных автомобилей. Следовательно, внедрение технологии 800-V, скорее всего, будет осуществляться по принципу «сверху вниз» от производителя оригинального оборудования по уровню 1, уровню 2 к формовщику и производителю сырья, что также, скорее всего, будет сопровождаться дальнейшими государственными мерами. .

При масштабировании электромобилей до 800 В меняются требования ко всем подкомпонентам, все детали в конструкции двигателя электронного привода должны быть адаптированы, а целые механические подсистемы должны быть электрифицированы.Вкратце: необходима переработка всех подкапотных компонентов, чтобы вся схема питания соответствовала друг другу. Это, конечно, довольно дорого и приносит прибыль только в крупносерийном производстве.

Каковы наиболее убедительные аргументы в пользу осуществления этих всеобъемлющих и значительных финансовых вложений?

Повышение напряжения до 800 В может стать ответом на ожидания потребителей, стремящихся к более быстрой зарядке и более длительному времени автономной работы. Повышение эффективности батареи для поездок на большие расстояния за счет увеличения количества аккумуляторных элементов, дальнейшего снижения веса и перехода к массовому производству может стать еще одним ответом на запросы потребителей.В системе с высоким напряжением время зарядки аккумулятора автомобиля с пробегом 400 км действительно может быть сокращено с 29 минут в системе с напряжением 400 В до 15 минут или меньше времени зарядки, занимающего время кофе-брейка, в то время как Досягаемость автомобиля должна быть существенно увеличена. Но это также означает, что OEM-производители автомобилей должны инвестировать дополнительные усилия, время и средства в разработку, чтобы применить систему 800-V от нишевых продуктов к более массовым пассажирским автомобилям.

Повышение энергоэффективности всего транспортного средства означает также ограничение ненужных потерь мощности, возникающих при нахождении в пробке, движении на малой скорости в центре города с большим количеством светофоров, а также, конечно же, при зарядке или разрядке автомобиля.Будь то низкие или высокие требования к мощности, эти потери мощности тратят впустую значительное количество энергии и, следовательно, ресурсов и денег. При более высоких уровнях напряжения потери мощности значительно снижаются. Например, кабель на 400 В заряжается на 200 км при потере мощности 85 Вт. При 800 В потери мощности будут в четыре раза меньше, то есть всего 20 Вт. Чтобы свести потери мощности к минимуму, зарядное напряжение должно соответствовать напряжению аккумуляторной батареи, а также напряжению всей силовой установки.Таким образом, чтобы заставить его работать, 800-трансформация должна включать больше, чем система зарядки.

Аналогичным образом, в автомобилях с уровнем напряжения 800 В новые электрические полупроводники, изготовленные, например, из карбид кремния и нитрид галлия используются для управления электродвигателем. Использование этих материалов устойчиво снижает потери мощности, что также приводит к меньшему рассеиванию тепла. Преимущество заключается в том, что можно сэкономить на дорогостоящих системах охлаждения, а также уменьшить размер и вес всей конструкции.Использование этих новых поколений полупроводников устойчиво повышает эффективность электродвигателя, с одной стороны, но, с другой стороны (из-за очень быстрых циклов переключения/времени нарастания), создает нагрузку на систему изоляции двигателя (и, следовательно, на его долговечность). ).

Здесь в игру вступает ноу-хау Von Roll в области высокого напряжения: благодаря его особому опыту многие OEM-производители автомобилей в последние годы заключают контракты с Von Roll Institute на испытания систем eDrive 400 В. Вывод фон Ролла о многих успешных испытаниях заключается в том, что отрасль медленно готовится к этому большому шагу к бортовой системе питания 800 В в качестве будущего стандарта для высокопроизводительных электромобилей, скорее всего, в ближайшие 10 лет.

Повышение эффективности и прибыльности с 800 В

При условии постоянного уровня мощности требуемый ток может быть снижен на 50 % в системе на 800 В по сравнению с системой на 400 В (мощность = напряжение * ток). В результате используется меньше меди, что положительно сказывается на общей стоимости системы, а также на весе автомобиля.

Приятным побочным эффектом является то, что зарядный штекер и зарядное гнездо больше не нужно охлаждать, так как увеличение напряжения в кабеле не увеличивает нагрев системы зарядки, но сам процесс зарядки происходит быстрее.

Компания Von Roll интенсивно работает над внедрением новых материалов, отвечающих требованиям бортовой сети на 800 В. Сюда входят, например, новые типы пропиточных смол и изоляционных систем для электродвигателей, которые обладают улучшенной теплопроводностью и, таким образом, приводят к повышению КПД двигателя. Благодаря более быстрой технологичности и более короткому времени отверждения, которые возможны при температуре окружающей среды, такая электроизоляционная система намного удобнее в использовании.Это означает, что электродвигатели могут производиться быстрее, что в долгосрочной перспективе приводит к значительной экономии времени и энергии, а также снижению производственных затрат.

Проблема: на сегодняшний день все необходимые подкапотные компоненты еще не доступны в их высоковольтной версии

Но инвестиции быстро окупаются: давайте возьмем двигатель электронного привода стоимостью 1500 евро – система изоляции Von Roll может обеспечить на 10 % большую производительность, что приводит либо к использованию меньшего количества материалов, либо к использованию меньшего электронного привода. мотор.Стоимость за штуку будет снижена до 1350 евро при выпуске одного миллиона автомобилей в год, что позволит сэкономить 150 миллионов евро прямо в кармане благодаря высокоэффективной системе изоляции, пока ничего не меняя в самих двигателях e-drive.

Преодоление высокого напряжения – решение предстоящих задач электронных приводов

Повышенная нагрузка на двигатель, питаемый от привода, например, импульсы с быстрым нарастанием до 50 кВ/мкс вызывают помехи с пиками мощности, которые бросают вызов системе изоляции и производительности двигателя электронного привода.Давайте посмотрим на явление частичного разряда и на то, как с ним справиться, чтобы значительно продлить срок службы двигателя и автомобиля, начиная с системы 400 В и, в частности, с системы 800 В.

Частичные разряды (ЧР) — это небольшие электрические дуги (также называемые «корона») в пустотах внутри или на поверхности изоляции, воспламеняемые сильными электрическими полями. В процессе пропитки воздух между медными проволоками предполагается полностью заполнить смолой. Однако некоторые пузырьки воздуха остаются в смоле, а также между проволоками.В зависимости от геометрии, давление воздуха и температура внутри этих пустот — условия для коронного разряда — могут привести к ухудшению изоляции, вредным эффектам коронного разряда и, наконец, к отказу двигателя.

Подача импульсов (в автомобиле: означает «форма напряжения») с помощью инвертора с широтно-импульсной модуляцией с высоким уровнем напряжения (800 В и выше) увеличивает вероятность возникновения ЧР и мощность ЧР, что приводит к преждевременному износу изоляции отказ. Короче говоря, без усовершенствования конструкции электродвигателя и применения соответствующих систем изоляции частичный разряд может привести к значительным повреждениям в течение срока службы машины.

Поэтому производители автомобилей завтрашнего дня тестируют и ездят уже при более высоких уровнях напряжения, так как это принесет много преимуществ.

Более 100 лет опыта работы в области высоковольтного оборудования с лабораторными испытаниями даже до 100 000 В для различных сегментов рынка, таких как энергия ветра, гидроэнергетика или даже, в прошлом, энергия (например, уголь / ядерная энергия / газ), делают Von Roll непревзойденный специалист в этой области. Наиболее важными критериями и выводами из этих отраслей являются достижение стопроцентной безопасности, долговечности и абсолютной надежности в среде с полным отсутствием сбоев.Оценка тепловых и электрических нагрузок на изоляционные системы, выбор надлежащих изоляционных материалов, оценка совместимости материалов и, наконец, их тестирование и анализ в реальных условиях имеют важное значение.

Электрические нагрузки на системы изоляции e-Drive сейчас приближаются к аналогичным уровням. Необходимо доказать, что такие двигатели выдерживают такие условия. В Институте фон Ролла промышленники постоянно обучаются использованию конкретных изоляционных материалов и физике эффектов частичного разряда, для производителей электромобилей проводятся испытания систем изоляции на 400 В и 800 В.Возможности испытаний включают испытания материалов при экстремальных нагрузках, таких как высокая температура (до 350 °C), высокое напряжение (до 7 кВ) и высокая частота (до 30 кГц). И последнее, но не менее важное: в институте можно моделировать даже грозовые импульсы.

Сочетая опыт крупносерийного производства в диапазоне 400 В с опытом работы в области высоковольтного оборудования, Von Roll передает эти знания сейчас, чтобы удовлетворить высокие требования автомобильного рынка 800 В, принимая во внимание две основные проблемы: в строительной комнате мало места для двигателя и, по сравнению, например, с большими генераторами высокого напряжения, количество произведенных деталей значительно больше.Тем не менее, автомобильная промышленность очень экономна, нуждается в высокой частоте циклов, а двигатели должны быть устойчивыми к суровым условиям.

Чтобы значительно продлить срок службы автомобиля и, в частности, электродвигателя, опыт Von Roll, такой как тепловая защита, электрическая изоляция и успешное опускание до полного предотвращения частичного разряда, вступает в силу и впервые обнаруживается. применение в оптимизации производства автомобилей.

Рис.: Система электроизоляции должна быть адаптирована к технологии производства и конструкции привода
Станет ли 800 В будущим стандартом в электромобильности? Заключение и перспективы

Целью автомобиля будущего является создание надежных легких электромобилей с низким уровнем выбросов CO2 по доступным ценам, с более высокой производительностью и более коротким временем зарядки.

Около 80 % современных автомобилей с электрическим, аккумуляторным или гибридным приводом на 400 В, которые зарегистрированы в Европе, уже оснащены проверенными технологическими системами изоляции Von Roll для электродвигателей, включающими пропитку смолами для предотвращения коротких замыканий, покрытие провода и гибкие ламинаты.Во всем мире, и особенно в отношении местного китайского рынка с автомобилями другой конфигурации и модельного ряда, от 30 до 40 % современных автомобилей ездят по системе Von Roll.

Хотя большинство автомобильных OEM-производителей активно работают в области электрической мобильности, технология даже для электромобилей на 400 В еще не завершена из-за их очень высоких начальных цен или из-за ряда отсутствующих стандартов. Инфраструктуру точек зарядки еще предстоит построить в промышленных масштабах, и многие другие вопросы еще не прояснены, такие как нагрузка на сеть, налогообложение электроэнергии, парковочные места или загрузочные сооружения.

В то время как Tesla, например, поставляет автомобиль и зарядную точку, другие автопроизводители еще не вкладывают слишком много усилий в совместимость зарядных станций и док-станций.

Во многом руководствуясь государственными требованиями, касающимися регулирования выбросов CO2 или процентной доли автомобильных деталей, которые должны содержать легкие материалы, электрические автомобили сегодня по-прежнему приятны, и им необходимо получить более широкое признание среди населения Европы.

Обе системы, 400 В и 800 В, играют ключевую роль в современных автомобильных разработках.Сейчас мы находимся только в первом поколении электромобилей, и для разработки требуется еще некоторое время. Электромобильность и ее преимущества должны дойти до широких масс. Von Roll с радостью поддерживает автомобильную промышленность, предлагая решения для снижения потерь мощности, тепловой защиты и электроизоляции, а также для большей экономии энергии, а также инвестирует в производство автомобилей следующего поколения.

Широкополосные бортовые измерения напряжения и тока постоянного тока главного инвертора электромобиля

Набор данных содержит широкополосные измерения напряжения и тока основного инвертора электромобиля.Они были приобретены у Mercedes-Benz E-Vito на испытательном полигоне во многих различных точках эксплуатации (OP), перечисленных в следующей таблице:

Номер имени файла (OP)
00_zero_power_10ms_div.hdf5 000, 001
01_idle_power_10ms_div.hdf5 002, 087
02_full_torque_10ms_div.hdf5 0 км / час: 003 — 010
10 км / час: 012, 081 — 081 — 086
30 км/ч: 013
40 км/ч: 014
50 км/ч: 015
60 км/ч: 016, 017
65 км/ч: 018
03_full_recup_10ms_div.hdf5: 025 км/ч; 026 — 033
60 км/ч: 024
50 км/ч: 023
40 км/ч: 022
30 км/ч: 021
20 км/ч: 020
10 км/ч: 019
0 км/ч : 080
04_const_speed_10ms_div.HDF5 10 км / час: 034 — 053
20 км / час: 054 — 061
30 км / час: 062 — 074
40 км / час: 076 — 079
05_random_drive_10ms_div.hdf5 088 — 234
06_random_drive_100ms_div.hdf5 241 — 317
07_random_drive_backwards_100ms_div.hdf5 318 — 335
08_random_drive_100ms_div.hdf5 342 — 464 236
09_transient_500ms_div.hdf5 — 240
10_transient_500ms_div.hdf5 336 — 338
339
11_transient_5s_div.hdf5 12_transient_2s_div.hdf5 340
341

13_breaking_200ms_div.hdf5

Все данные оцифровываются с помощью 4-канального осциллографа с ручным запуском.Бинарные данные анализируются и сортируются в файлы HDF5 [4], которые перечислены в таблице выше. Пример Python для обработки данных включен в репозиторий. Если задана скорость, она берется вручную со спидометра автомобиля.
Размер полигона ограничивал максимальную скорость до 65 км/ч. Для статических рабочих точек выполняется несколько измерений в целях резервирования. Для некоторых переходных операций были необходимы повторения, если скорость не соответствовала целевому значению.
В начале (OP 000) батарея была полностью заряжена (User State of Charge (SoC) 100%), температура окружающей среды была около 10°C и высота над уровнем моря 50 м.Имена файлов указывают действие рабочей точки, например, нулевая мощность, полный крутящий момент, полная рекуперация и т. д. Измерения полного крутящего момента проводились при полном газе, а для измерений полной рекуперации педаль тормоза была нажата до тех пор, пока индикатор мощности в машина показала максимальный «ЗАРЯД».
Количество OP показывает последовательный порядок измерений. Автомобиль не заряжался между ними, что приводило к снижению состояния заряда (SoC).
Имена файлов также указывают настройки временного разрешения осциллографа.Временное разрешение осциллографа было установлено на максимальное значение: 10 мс на деление соответствует времени дискретизации 8 нс или частоте дискретизации 125 МГц. Метаданные включаются в каждый набор данных в виде атрибутов с парами «имя-значение». Пример Python, включенный в репозиторий, содержит информационный раздел, в котором отображаются все атрибуты/метаданные набора данных. С увеличением времени измерения увеличивается и время выборки.

Технические данные:
— Осциллограф: LeCroy HDO4054A; полоса пропускания (-3дБ) постоянного тока – 500 МГц; 12 бит; частота дискретизации (повторяющаяся) 125 Гвыб/с; объем памяти 12.5 Мвыб/канал [1]
— Дифференциальный датчик напряжения V1: Testec TT-SI 9101; полоса пропускания (-3 дБ) DC – 100 МГц [2] -> DC+ к DC-
— Датчик тока I1: PEM CWT3; полоса пропускания (-3 дБ) 6,2 Гц – 30 МГц [3] -> DC+
— Датчик тока I2: PEM CWT6; полоса пропускания (-3 дБ) 3,2 Гц – 30 МГц [3] -> DC-
— Датчик тока I3: Tektronix A6304XL; Пробник переменного/постоянного тока 500 А; полоса пропускания (-3 дБ) от постоянного тока до ≥ 2 МГц [4] -> DC+ с экранированным кабелем
— Электромобиль: Mercedes-Benz 639/4 — E-Vito, 60 кВт (форсирование 70 кВт), 300 Нм, 2318 кг (G ) / 2940 кг (макс.), vмакс.: 89 км/ч, батарея: 32 кВтч (брутто 36 кВтч) [5]

Ссылки
[1] Teledyne LeCroy, «Техническое описание осциллографов высокого разрешения HDO4000A (200 МГц — 1 ГГц)», 2019 г.[В сети]. Доступно: http://cdn.teledynelecroy.com/files/pdf/hdo4000a-oscilloscopes-datasheet…
[2] Testec, «TT_SI-9101: Инструкция по эксплуатации», [онлайн]. Доступно: https://www.testec.de/en/assets/pdf/TT-SI/TT-SI-9101_Manual_EN.pdf
[3] PEM, «CWT Ultra Mini», 2018. [Онлайн]. Доступно: http://www.pemuk.com/Userfiles/CWTum%2030MHz/CWT%20Ultra-mini_0518(Web).pdf
[4] Tektronix Inc., «A6304XL 500 Amp AC/DC Current Probe Инструкция», [Online ]. Доступно: https://de.tek.com/manual/a6304xl-500-amp-ac-dc-current-probe
[5] Europäische Gemeinschaft — Bundesrepublik Deutschland, «Zulassungsbescheinigung Teil 1 (свидетельство о регистрации, часть 1)», июнь .2010.

Объединение зарядки аккумуляторной батареи электромобиля и выравнивания элементов аккумуляторной батареи в одной цепи — Исследовательский портал Университета Тиссайда Транспортным средствам (EV) требуется бортовое зарядное устройство и блок системы управления батареями (BMS), который уравновешивает уровни напряжения для каждой ячейки батареи.Пока что оба блока представляют собой две полностью автономные системы силовой электроники. Представленная здесь схема работает как зарядное устройство, когда электромобиль подключен к сети, и как стабилизатор напряжения, когда электромобиль движется. Таким образом, предлагаемая схема использует две функции в одной и, следовательно, устраняет необходимость наличия двух автономных блоков, что снижает сложность и количество компонентов. Предложенная схема работает как обратноходовой преобразователь и обеспечивает коррекцию коэффициента мощности во время зарядки аккумулятора.Для зарядки аккумуляторов используется метод зарядки постоянным током и постоянным напряжением (CC – CV). Однако, чтобы ограничить количество датчиков, которые будут использоваться в результате изменения элементов во время зарядки, ток батареи оценивается с использованием одного датчика тока и встроенной модели преобразователя в контроллер. Работа схемы представлена ​​подробно и подтверждена результатами моделирования. Создается лабораторный прототип для проверки эффективности предложенной топологии.Результаты эксперимента показывают, что предлагаемый метод обеспечивает комплексное решение бортовой зарядки и выравнивания напряжения.»,

автор = «Хуася Чжан и Хаймэн Ву и Мусбаху Мухаммад и Саймон Ламберт и Фолькер Пикерт»,

год = «2021» ,

месяц = ​​июнь,

день = «23»,

doi = «10.1049/els2.12031»,

язык = «английский»,

журнал = «IET Electrical Systems in Transportation»,

issn = «2042-9738»,

издатель = «Институт инженерии и технологий»,

}

Нормы безопасности при работе с высоковольтными электромобилями • EVreporter

Любая электрическая система высокого напряжения (ВН) требует специальной подготовки персонала, защитного оборудования и мер предосторожности для обеспечения безопасности людей, работающих на полу.В этой статье мы рассмотрим основы указателей, связанных с безопасностью, о которых необходимо знать при работе с высоковольтными электромобилями. Все профессионалы, а также работодатели в сфере электромобилей должны знать эти основы.

Мы хотели бы поблагодарить Prasanth Kumar P и Aravind M из Haritha TechLogix за то, что они поделились своим мнением по этому вопросу.

Когда электромобиль считается системой «высокого напряжения»?

В автомобильной промышленности под высоким напряжением понимается напряжение выше 60 В постоянного тока.На этом уровне необходимость защиты от прикосновения становится обязательной.

Источник: Делфи Германия.

Диапазон напряжения различается для разных категорий автомобилей. На рынке представлены электрические двухколесные и трехколесные транспортные средства с напряжением от 24 В до 72 В, в зависимости от мощности транспортного средства и требований к ускорению. Однако для 2W и 3W предпочтительнее напряжение до 60 В, чтобы упростить процесс омологации и снизить затраты. Системы 48 В наиболее предпочтительны для электромобилей мощностью 2 Вт и 3 Вт, и в эту категорию попадают такие автомобили, как Mahindra Treo и Ather 450 .

Для электрических 4W диапазон обычно составляет от 300 до 500 В, тогда как электрические автобусы от 800 В до 1200 В сегодня доступны на индийском рынке.

Читайте также: Характеристики безопасности электромобиля и стандарты тестирования

Какие все компоненты высоковольтного электромобиля относятся к «высоковольтным»?

Любой компонент, имеющий соединение с аккумуляторной батареей гибридного автомобиля, является компонентом высокого напряжения.

– Тяговый аккумулятор

– Преобразователь постоянного тока в переменный

– Электродвигатель

– DC-DC преобразователь

– Бортовое зарядное устройство

– Компрессор

– Нагреватель PTC

— Распределитель питания

Высоковольтные компоненты электромобиля | Источник: Учебные материалы Harita TechLogix.

Кабели всех компонентов распределения энергии имеют оранжевую цветовую маркировку для обозначения компонентов, находящихся под напряжением, для облегчения идентификации.

Справочное изображение: платформа Volkswagen MEB с оранжевыми кабелями
Какие риски для безопасности связаны с высоковольтными системами?

Риск, связанный с работой с высоковольтными системами, представляет собой «поражение электрическим током», которое при некоторых условиях может привести к летальному исходу.

Обратите внимание, что электрические токи силой более 0,5 мА в переменном напряжении и более 2 мА в постоянном напряжении способны причинить вред, при этом степень вреда зависит от силы тока, встречаемого сопротивления, пути прохождения тока в организме человека и длительность контакта.

Какие нормативные требования/нормы должны соблюдать работодатели для обеспечения безопасности работников?

Работодатели несут ответственность за обеспечение безопасности сотрудников и обязаны соблюдать стандарты безопасности и гигиены труда, т.е. OSHA 1910.132 и эквивалентные индийские стандарты, созданные BIS.

Работодатели должны обеспечить, чтобы сотрудники прошли необходимое обучение технике безопасности и имели доступ к комплектам СИЗ для работы в среде с риском для безопасности.

Какое оборудование входит в комплект безопасности?

СИЗ или средства индивидуальной защиты состоят из многих компонентов, в том числе:

– Изолирующие перчатки (для предотвращения поражения электрическим током)

– Защитные очки (для защиты глаз)

– Нескользкие утепленные сапоги

— Горячая палка (длинный изолированный стержень, который можно использовать для отделения человека, пораженного электрическим током, от контакта)

Наряду с оборудованием, на полу должны быть предупреждающие знаки и индикаторы, указывающие на то, что зона является зоной высокого риска из-за наличия систем высокого напряжения.

Какие рабочие профили в индустрии электромобилей должны быть осведомлены об этих нормах безопасности?

— Техники по обслуживанию автомобилей

— Инженеры, работающие над проектами электрификации транспортных средств

.

– Производители высоковольтных компонентов электромобилей, таких как аккумуляторные батареи высокого напряжения

— Специалисты по тестированию, работающие над проектами электромобилей

— Ученые-исследователи и студенты, работающие над проектами электромобилей

Что такое Стандартная рабочая процедура (СОП) для безопасного отключения систем высокого напряжения в электрическом или гибридном транспортном средстве?

Шаг 1: выключите зажигание и извлеките ключ зажигания из автомобиля

Шаг 2: Установите барьер вокруг автомобиля (прибл.1 метр от автомобиля)

Шаг 3: Разместите на автомобиле предупредительный знак высокого напряжения

Шаг 4: Снимите отрицательную клемму аккумулятора 12 В и изолируйте ее.

Шаг 5: Закрепите болты, если таковые имеются, в безопасном месте (иначе это может привести к короткому замыканию).

Шаг 6: Проверьте правильность работы тестера напряжения с батареей 12 В.

Шаг 7: Снимите часы или любые металлические предметы с тела и наденьте на руки защитные перчатки высокого напряжения.

Шаг 8: Откройте сервисную заглушку, а затем отсоедините ее от аккумуляторной батареи гибридного автомобиля.

Шаг 9: Подождите несколько минут (как указано производителем).

Шаг 10: Убедитесь в отсутствии напряжения (0 В) на клеммах с помощью мультиметра, прежде чем приступать к каким-либо действиям по обслуживанию.

Заключительные мысли

По мере того, как Индия продвигается вперед в области электрификации общественного транспорта и других вариантов мобильности, становится чрезвычайно важным иметь инструкции по безопасности при обращении с системами высокого напряжения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.