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.

 Загрузка …

Видео «Увеличиваем заряд АКБ на Приоре»

Была ли эта статья полезна?

Спасибо за Ваше мнение!

Статья была полезнаПожалуйста, поделитесь информацией с друзьями

Да (82.22%)

Нет (17.78%)

Как измерить силу тока мультиметром

Для монтажа электролиний применяют проводники разного сечения. Если кабель несет нагрузку выше допустимой — он перегревается, что приводит к повреждению изоляции и короткому замыканию. Нагрузку характеризует сила тока, измеряют ее в амперах. Вычисления проводят по формуле: R (сопротивление или толщина сечения) = V (напряжение) : I (сила тока).

Сила тока — это поток электронов через поперечное сечение провода за единицу времени. В сетях постоянного напряжения определить силу тока мультиметром не составит труда даже новичку.

Как устроен мультиметр?

Мультиметр — универсальный электроизмерительный прибор, предназначенный для определения напряжения, силы тока и сопротивления. Замеры помогают определиться с сечением провода при монтаже электросистемы, чтобы обеспечить безопасность и длительную эксплуатацию электротехники.

Также определяют силу тока для диагностики оборудования и бытовых электроприборов (нагревателей, лампочек, блоков питания, зарядных устройств и т. д.). Замеры силы тока в автомобиле позволяют выявить неисправности электросистемы.

Компактный корпус универсального измерительного прибора включает:

1. Экран для вывода значений (в аналоговых приборах — экран со стрелкой и шкалой, в современных цифровых — жидкокристаллический).
2. Позиционный переключатель, с помощью которого выбирают тестируемую величину (силу тока, сопротивление или напряжение) и диапазоны. Как правило, представлен ручкой с поворотным механизмом, иногда — кнопками.
3. Гнезда для присоединения измерительных щупов. Любая модель универсального устройства имеет два варианта выхода: общий (маркировка черным) обозначение com или «—» и потенциальный выход для измерений (маркировка красным). Потенциальный выход может включать несколько гнезд. Для каждого параметра цепи (напряжение, сила тока, сопротивление) м. б. свое гнездо с маркировкой (соответственно, вольты, амперы, омы).

Рынок электроприборов предлагает модели с двумя гнездами для определения силы тока. Одно маркировано mA. Оно защищено предохранителем и предназначено для измерения малых токов (200 mA). Второе маркировано А либо 10 А, без предохранителя, для замеров больших потоков. При работе с большой силой тока время измерения рекомендуют сократить до 10–20 секунд.

В комплект мультиметра, как правило, входят два кабеля (щупа) с наконечниками в виде штекера и вилки.

Аналоговые и цифровые модели

Рынок электроприборов предлагает аналоговые и цифровые приборы. На экране аналогового мультиметра расположена шкала с делениями, по которой определяют показатели электрических величин, и стрелка-указатель.

Подобные устройства недорого стоят, надежны, просты в применении, но имеют ощутимую погрешность измерений. Поэтому при необходимости высокоточных показателей лучше выбрать цифровой аналог.

На экране цифрового аппарата результаты измерений выводятся в цифровом формате. Старые модели оборудованы светодиодным дисплеем, новые — жидкокристаллическим. Цифровые тестеры дороже аналоговых ампервольтметров в разы.

Что важно знать при замере силы тока?

При работе с электросетями обязательно соблюдайте правила техники безопасности: перед замерами обесточьте сеть, осмотрите изоляцию кабеля (при нарушении целостности возможно поражение электротоком), наденьте резиновые перчатки, не работайте при высокой влажности (вода — отличный проводник), после измерения восстановите разрыв цепи, предварительно обесточив сеть.

Каждая модель мультиметра имеет свой максимальный предел. Сопоставьте силу тока в цепи с пределом прибора. Если ток сети 180 А, не используйте прибор, рассчитанный на 20 А, так как он выйдет из строя. Максимально допустимое для измерения значение указано в паспорте устройства или на корпусе.

Для определения потока электронов включайте мультиметр в разрыв электроцепи. Разорвать тестируемую цепь можно несколькими способами:

• отсоединить один из выводов радиоэлемента с помощью паяльника;
• перекусить провода пассатижами;
• для определения силы тока батарейки или аккумулятора собрать цепь, включив в нее мультиметр.

При сборке электроцепи включите в цепочку ограничительное сопротивление (резистор или обычную электрическую лампочку), чтобы мультиметр не сгорел под воздействием потока электронов.

Замер проводите быстро (особенно при малой мощности источника питания) — щуп не должен контактировать с кабелем более 1–2 секунд. Если при измерении силы тока батарейки щуп длительно удерживать на кабеле — батарея разрядится.

Если прибор не показывает результата — вы неверно установили предел, уменьшите значение на одну позицию, при необходимости далее пошагово уменьшайте предел до получения цифры на экране.

Как измерить силу тока?

Для включения прибора поверните ручку переключения режимов в любое положение, отличное от OFF, для выключения — в позицию OFF. Некоторые модели имеют функцию автоматического отключения питания. Если тестер не востребован в течение десяти минут — прибор автоматически отключается.

Настройте мультиметр для работы с силой тока

Для настройки прибора нужно знать, с какой цепью будете работать: переменной или постоянной. Цепь переменного тока обозначают значком волны, переменного — прямой чертой под ней или просто чертой. В розетках 220 вольт течет переменный ток, в аккумуляторе — постоянный.

В некоторых устройствах тип цепи выбирают кнопкой (АС/DC), в остальных для каждого параметра есть диапазоны в постоянном и переменном токах.

Вставьте штекеры щупов в гнезда

Важно правильно расположить щупы прибора в нужное гнездо. Для подключения черного щупа используйте гнездо COM. Положение противощупа (красного) зависит от измеряемого параметра. Рядом с гнездами есть маркирующие надписи: 200 mA — (для работы с малыми токами), 10 А — для работы с большими токами.

Рекомендуемые товары

Не найден элемент инфоблока

Вилки щупов присоедините в разрыв цепи: красный — к плюсу, черный — к минусу.

Установите правильный диапазон измерения

Какой диапазон использовать? У прибора есть функция превышения. Если выбран маленький диапазон, то на экране высвечивается цифра 1 или ol, обозначающие, что значение силы тока превышает выбранный диапазон. При увеличении до нужного диапазона вместо цифры 1 на экране появится реальное значение силы тока. При выборе слишком большого диапазона на экране высвечивается 0.

Чтобы не испортить прибор при измерении силы тока, установите максимальный диапазон значений, затем постепенно убавляйте и повторяйте измерения до получения результата.

Вилки щупов присоедините в разрыв цепи

Для измерения силы тока неизолированные концы щупов расположите в разрыв цепи между соседними элементами. Затем включите питание цепи и зафиксируйте показания. При необходимости корректируйте предел и повторяйте измерения. После получения результата отсоедините питание цепи и отсоедините прибор.

В паспорте бытовых устройств, как правило, указан номинальный ток. Проверить элементы питания или протестировать утечку сети автомобиля можете без опыта в домашних условиях.

А под сетевым напряжением устраивать разрыв цепи опасно, и делать это должны только профессиональные электрики. Специалисты собирают испытательный стенд, затем вставляют щупы прибора в одну розетку, а нагрузку подключают к другой.

Как с помощью амперметра проверить элементы питания?

Проверку элементов питания с помощью измерения силы тока применяют для оценки состояния новых батареек.

Установите на приборе положение сила тока (постоянный). Выберите максимальный предел. Присоедините щупы к гнездам измерительного прибора: черный — на выход COM, красный — 200 mA. Приложите щупы прибора к контактам элемента питания и удерживайте до прекращения роста показаний прибора.

Оценка полученный измерений:

• 4–6 ампер — нормальный показатель силы тока новой батареи;
• 3–3,9 А — ресурс элемента питания снижен, но можно использовать в портативной аппаратуре;
• 1,3–2,9 А — в обычных бытовых приборах лучше не использовать, допустимо применение в пультах дистанционного управления;
• 0,7–1,1 А — батарея способна работать только в приборах с минимальным энергопотреблением, снижая при этом качество работы аппаратуры.

Последние результаты свидетельствуют о непригодности элемента питания. Допустимо использование в пультах дистанционного управления при отсутствии альтернативы.

Проверка утечки электросети автомобиля

Определенная утечка тока в автомобиле всегда присутствует. Но если батарея быстро разряжается — утечка больше допустимой. Главные причины быстрой разрядки аккумуляторной батареи — дополнительные потребители или короткое замыкание. Потери тока возможны из-за старой или некачественной проводки, испорченной изоляции, неправильного подключения электрооборудования (аудиосистемы, мультимедиа, навигатора), грязных либо окисленных контактов.

Допустимую утечку можно вычислить, сложив потребления каждого прибора бортовой сети. Реальный объем потребления можно измерить с помощью мультиметра. Если в процессе замеров уровень потребления выше допустимого — ищите неполадку сети. В автомобильной сети ток постоянный.

Пошаговый алгоритм действий

Шаг первый. Включите прибор в режим измерения силы тока. Для этого позиционный переключатель установите в положение постоянный ток, максимальный предел — 10 ампер.

Шаг второй. Вставьте штекеры щупов в гнезда. Черный в гнездо с маркировкой COM, красный в гнездо с надписью 10 А.

Шаг третий. Подключите прибор к бортовой сети (безопаснее отключить электроприборы). Мультиметр включите в разрыв цепи. Для этого с плюсовой клеммы (можно и с минусовой) аккумуляторной батареи снимите провод. Один контакт мультиметра подключите к полюсу аккумулятора, второй — к снятому проводу.

Не подключайте измерительный прибор к плюсу и минусу аккумуляторной батареи — получите короткое замыкание (в мультиметре сгорит предохранитель).

Шаг четвертый. При верном подключении на экране увидите показание тока, которой потребляют постоянно включенные электроприборы. Если результат больше допустимой утечки — нужно искать причину.

Мультиметр цифровой ДТ 838 РЕСАНТА

https://www. smsm.ru/product/multimetr-tsifrovoy-dt838-resanta/

Модель мультиметр цифровой ДТ 838 РЕСАНТА представляет российскую марку электротехнического оборудования. Это универсальный прибор для измерения напряжения, силы тока, сопротивления, емкости. Можно использовать для проверки диодов, транзисторов, сделать прозвон.

Оснащен 3,5 разрядным кристаллическим дисплеем с автоматическим определением полярности и единиц измерения. Переключатель режимов и пределов включает 20 позиций.

Автоматическая индикация перегрузки. Защита пределов от перегрузок. В комплекте щупы, инструкция и коробка.

Мультиметр — удобный, компактный и многофункциональный электроизмерительный прибор, позволяющий измерять силу тока, напряжение, сопротивление и т. д. С его помощью определяют состояние электросетей, источников питания, выявляют пробои, лишние контакты, диагностируют короткое замыкание. В домашних условиях рекомендован к использованию в сетях постоянного тока. Безопасен, прост в применении.

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 исполнительных механизмов 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. Сети щита напряжения в транспортных средствах

Питание модулей управления с бортовыми сетями на 12 В

Традиционная бортовая сеть на 12 В имеет широкий диапазон напряжений в соответствии со 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

Сеть платы 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, увеличения удельной мощности и обеспечения функциональной безопасности систем бортовых сетей 48 В разработчики могут использовать такие продукты, как понижающие стабилизаторы, трехфазные драйверы затворов и системы управления батареями, а также широкий ассортимент усилителей измерения тока и напряжения.

Максимальное использование высоковольтной бортовой сети

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.

Высоковольтные драйверы 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 высоких модули контроля напряжения.

Проектирование от низкого до высокого напряжения

Инженеры-конструкторы автомобилей могут выбирать из широкого спектра аналоговых и встраиваемых полупроводниковых устройств для 12-В, 48-В и высоковольтных бортовых сетей. 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.

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 ожидают снижения инвестиционных затрат, увеличения радиуса действия и повышения энергоэффективности.

Современные тенденции и вызовы в области двигателей для электропривода

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 температурным режимом аккумуляторной батареи и т. д. Они представляют собой самую большую проблему для управления энергопотреблением автомобиля.

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.

Для достижения широкого общественного признания электромобилей предпринимаются огромные усилия, такие как значительное увеличение запаса хода и возможности быстрой зарядки электромобилей. транспортные средства.

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 электродвигателя 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, которые ищут более быструю зарядку и более продолжительный автономный режим. 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 на 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, обеспечивают более высокий 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: сегодня все необходимые подкапотные компоненты еще не доступны в их высоковольтной версии

Но инвестиции быстро окупаются: давайте возьмем электродвигатель стоимостью 1500 евро – Система изоляции Von Roll может обеспечить повышение производительности на 10 %, что приводит либо к использованию меньшего количества материала, либо к использованию электродвигателя меньшего размера. 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.

Освоение 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 электронному приводу производительность мотора. 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) представляют собой 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 возможность создания ЧР и мощность ЧР, что приводит к преждевременному возникновению нарушение изоляции. Короче говоря, без усовершенствования конструкции электродвигателя привода 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 дает много преимуществ.

Более 100 лет опыта работы в высоковольтном бизнесе с лабораторными испытаниями даже до 100 000 В для различных сегментов рынка, таких как ветроэнергетика, гидроэнергетика или даже, в прошлом, электроэнергетика (например, уголь / атомная энергетика / газ), делает 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 электропривода 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 Это связано с двумя основными проблемами: в строительной мастерской 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 снижение до полного предотвращения частичного разряда, вступает в силу и находит для первого применение времени 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 использование 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, зарегистрированных в Европе, уже оснащены испытанными технологическими системами Von Roll для изоляции электродвигателей, включающими пропитку смолами для предотвращения короткого замыкания, провода с покрытием 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 электромобилей, технология, даже для электромобилей на 400 В, еще не завершена из-за очень высоких начальных цен или 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 процентного содержания автомобильных деталей, которые должны содержать легкие материалы, электрические автомобили сегодня по-прежнему приятны, и им необходимо получить более широкое признание среди населения Европы.