原标题:原创丨电池系统配电盒(BDU)设计3-优化

本文算是这个系列的一个小结,也是阐述电池系统配电盒(BDU)设计的一些方向和理念,来和大家一起探讨BDU设计的方向。从大的原则来看,有这几个点值得我们去比较设计的方向:

(1)接触器的布置和成本

(2)熔丝和BDU的维修策略

图1 某典型车型的BDU优化

第一部分 设计架构的区别

设计架构上的区分,我们可以从《SAE 2011 01 1266_High Voltage Connect Feature》和《SAE 2011011373 VOLTEC Battery System for Electric Vehicle With Extended Range》得出一些考虑:

BDU的直接输出包括:

  • 车载充电机:车载充电机集成了AC=》DC的12V输出,所以可以使得车载充电机单独工作的条件下,供给整个电池高压系统和12V低压系统,所以配置了一组单独的充电正负接触器

  • DCDC:输出接口是直连的,在BDU配置一根熔丝之后与电机驱动器整合在一起

如下图细节所以,为了覆盖到电池系统加热和预充电路,这里用了一个复用了多用途的接触器,用来区隔电路分成(家用电加热、电池自身电能加热)等不同工作模式。整个系统从功能设计上是想法比较多,就是接触器用得多。

图2 第一代架构设计考虑

相比较改变的这部分,其实有着挺大的改变。

  • 简化充电双接触器的设计,复用主负接触器。

  • 使用两个高压接口。

  • 使用一根熔丝和接口给这两个部件,从电流的角度,是优先从充电机输出到DCDC走。

所以这里有个关键的变化,是把预充放到负极去,这样单独使用DCDC的时候也可以使用。

备注:DCDC集成和非集成,考虑点真的不少;如果放在逆变器里面,就使得充电的过程需要对整个系统上电,然后再让充电使能,对逆变器里面的薄膜电容寿命是一个考验,毕竟所有的充电时间,这个也给计入了工作时间。相比较而言,Y电容负侧的那部分,寿命折损不大,属于受控范围内。

图3 第二代设计考虑

第二部分 熔丝和接触器维修设计改进

由于以上的设计要求变化,熔丝变成了四根

(1)HVAC熔丝

(2)热管理熔丝

(3)充电机和DCDC熔丝

(4)内部加热器熔丝

根据实际外短路的情况设计三根外部熔丝,如下图所示,内部的温度加热PTC加热器的熔丝放在里面。

图4 外部和内部熔丝

另一方面,从可维修性的角度,相比较第一代就是整体替换的模式,设计上对主接触器、充电和加热接触器和预充电阻都考虑可替换。在备件一级考虑到直接更换BDU成本较高,给维修点换接触器和预充电阻的空间。

图5 两代BDU维修比较

图6 电池分解图

售后部件表:

其他还有密封圈的设计改进,主要还是IP67的要求。

小结:细致点来看,大的方面这两代设计的变化就变了挺多的。

参考文件:

1)2017 CHEVROLET VOLT SERVICE MANUAL

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