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2019年09月09日 | 乘用车辆电控设计原理详解一：双电压系统的好处
2019-09-09 来源： LY说新能源
电动化车辆电机控制方案第一种是单电机双电压等级，第二种是双（多）电机双电压等级。尽管这样的设计有差别，但其设计出发点都是以能源优化控制优先。单电机是为了更低成本，多电机是为了更高效、更优性能。但这二者低电压都是48V直流/33V交流。高压分别是144V直流/99V交流和520V直流/380V交流。这样做的好处是什么呢？
1 低压48V电池组足够安全，可以让车主自行换电。
2 低压48V电池组车载电容量是可变的，为可以为100~400公里纯电里程电量。高压电池组固定为160公里纯电里程电量。每次出行按需配电。
3 高压电池组选用高功率比电池，制动馈能回收和瞬间释放，快充其性能更好。
4 双电压系统相当于双电源。当高低压电池组其中一个发生过载或电池故障，立即切断该电池组供电，电池不会崩溃。车辆行驶不受影响。
5 出行需要补能的时候，可以快充、换电。当电池电量耗尽，选择快充，或者48V电池组换电。或者高压电池组快充、48V低压换电同时进行。最快15分钟内完成补能。接近加油的便利性。
6 48V低压电池组使用更小倍率充放电，车辆能源主要由低压提供。相当于改善了电池组工况，延长了电池使用寿命。
7 通常，高压电池组作为固定在车上的，而低压电池组是有车主选购。也就是说车主最低只需要购买160公里纯电续航里程的电池。当长距离出行时，车主通过租用48V低压电池组。这样降低了车主购车成本。当然车主也可以选择100~400公里电量的48V低压电池组，车主可以按需自行选择配置。
这7点优点，哪怕是其中任一一点，成为某个车企的专利的话，都能让车企在未来的竞争立于不败之地。而这么多优点集中于一身的的双电压系统，是不是很难实现呢？
从技术难易程度、实现成本来说双电压系统非常容易实现。
对于48V低压电池组，其电压范围见图1
图 1 48V系统是低电压较安全的系统，依据法规
图 2 手指直接短接48V电池组正负输出端，不会发生触电
48V电池包并联装车使用安全，电池维护方便，可以用手直接触碰带电电池
的+-电极两端，也不会发生触电事故，保证了人工手工换电的可行性。
48V低电压系统在安全电压范围内，绝缘要求降低很多 、从电气基本原理上不会发生电气导致驾乘人员触电事故发生。 48V低电压系统在车辆浸泡在水里时，即便电池组进水也不会发生驾乘人员触电伤害事故，在浑浊的雨水中48电气系统仍然可以工作，即使掉到水里也不会发生驾乘人员触电事故，而车辆的电气系统仍能正常工作。
当前锂电池单体电池能量能量密度达到330WH/KG.相当于1公斤0.33度的。30公斤约10度。 电池组做成拖杆箱每个电池箱重量30公斤，4个拖杆箱120KG共40度。百公里耗电10~20度可以续航400~200公里，毛豆3可以续航300公里（按13.5度/百公里计算）。而车载高压电池组（16~32度）有160公里。加起来可以获得560~360公里以上续航。
当需要整车电量用完，120KG拉杆箱48V电池组，车主自行换电不超6分钟，15分钟快充高压电池组可以获得100公里以上续航里程。这样的补能方式几乎赶得上加油。
更重要的是，如果车主每天行驶里程只有100公里以内，只需要将两个48V30KG拉杆箱提回家里充电。完全不需要充电桩。解决了充电难的难题，当需要远距离出现只需要租用更多电池组。
下一篇文章，我们将讨论如何实现一辆小型车能够在售价3~6万元的单电机双电压系统。
这些详细的设计完成于一年多前，当时我个人认为只有把生物质能源带上的电动车才能实现能源革命目标。而不把这样的设计当成最有方案。最近，出于一个让自己解脱的目的。将自己不能非常确定的方案都全部写出来。当然n电机双电压方案，如果可行。几乎是以一人之力改写了电动车的设计。而我不是专业做电动车，尽管过去三年多，我学习了超过在大学四年里所学课程的两倍以上的知识点，课本和资料。但很多事情，我也只是知其一二不知其二，存在极大的局限性。甚至，我做得这些很可能是低水平重复无用功。
史海拾趣
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