雪佛兰博尔特动力总成综述

发布日期:2020年7月9日
作者:Sinjin dixun - warren,博士

电动汽车(EV)是汽车市场上一项潜在的颠覆性技术。它们提供了提高能源效率和减少排放的可能性,这取决于用于发电的主要能源。此外,由于电力一般是很多便宜比汽油,部分原因是由于税收的差异,EV的承诺降低运营成本。然而,锂离子电池的一个缺点是,它们的能量密度比汽油低100倍(看到)。即使考虑到我们需要通过5〜的因素,以增加电池的能量密度达到同样的重量效率汽油动力汽车电动车的效率更高。

TechInsights最近完成了部分分析雪佛兰博尔特EV。根据《消费者报告》,2020年雪佛兰“博尔特是第一比较实惠EV具有健壮的驱动范围。这个小两厢车是建立在一个大的66千瓦时的电池组,该车的地板,并有助于在坐在车上的感觉栽种尽管它高大的立场。随着水龙头200种电气化马,博尔特加快津津有味。完全充电需要10小时240伏连接器,但与额定417公里范围内,业主应很少有完全充电的博尔特。”我们的分析集中于动力传动系,包括逆变器和锂离子电池组。在这短短的文章中,我们将回顾一些这方面的分析。

图1显示了雪佛兰螺栓动力传动系的示意性框图。锂离子电池组,逆变器和驱动单元形成动力传动系的心脏。车载充电模块用于主交流电源转换为所需的直流电源为电池充电。电池控制模块平衡充电,并在电池组中的电池的放电。该逆变器的直流电流从电池向所述驱动单元(电动机)所需要的三相交流转换。附件动力模块提供12伏直流运行汽车,各种电气部件,如加热风扇和电源的窗户。ECM控制所述驱动单元。

图1雪佛兰螺栓动力总成框图

图1雪佛兰螺栓动力总成框图

在雪佛兰博尔特电池组是由LG电子制造,占据了汽车的底盘的很大一部分。锂离子电池是与工作有点危险;由于非常高的电能密度和易燃的有机电解质材料的存在,TechInsights的在停车场我们的办公室的执行的基本工作拆卸在储存容器中,如示于图2。

图2 LG电子VISTA 2.0单元组装从雪佛兰Bolt

图2 LG电子VISTA 2.0单元组装从雪佛兰Bolt

图3示出了其中移除了盖的LG电子VISTA 2.0电池组的照片。该包装包括串联布线的细胞银行的并平行于产生所需的高电压和高电流。一种电池控制模块被看到在电池的左下角。此模块用于管理电池的电性能和热负荷。该电池充电和放电以同样的速度,以保证热稳定性和长寿命的电池组是非常重要的。单个电池组件从电池组进行内部结构的分析之前去除,然后拆卸以释放用于进一步分析单个SB035Z6电池单元,如图4和图5中。SB035Z6电池单元然后小心地排出电池单元的。

图3内部LG电子VISTA 2.0单元组装从雪佛兰Bolt

图3内部LG电子VISTA 2.0单元组装从雪佛兰Bolt

图4来自雪佛兰Bolt的LG电子VISTA 2.0单元模块

图4来自雪佛兰Bolt的LG电子VISTA 2.0单元模块

从雪佛兰螺栓图5 LG电子SB035Z6离子电池

从雪佛兰螺栓图5 LG电子SB035Z6离子电池

所述SB035Z6电池单元内部结构的光学截面图像如图6所示。关于锂离子电池技术的进一步讨论可以在我们最近发表的文章中找到EEPower.com。电池的形成可能使用LG的堆叠和折叠结构,用有机隔膜材料隔开阳极(-)和阴极(+)层材料。图6所示的区域靠近电池单元的边缘。分离器和铝阴极电极比铜阳极电极延伸得更远,分离器保证了阳极和阴极活性材料的完全电分离。

图6 LG电子SB035Z6离子电池电池横截面从雪佛兰Bolt

图6 LG电子SB035Z6离子电池电池横截面从雪佛兰Bolt

单元结构的更详细的SEM横截面图显示在图7我们的分析发现与LiNiMnCoO2颗粒形成的正极活性物质,而使用石墨形成负极活性层。所述隔板包括在一侧上涂覆有金属氧化物的有机膜。的结构和LG电子SB035Z6电池的材料的细节从发现TechInsights的最近的三星SDI EB-BG977ABU锂离子电池[1]的分析不同。这种电池是由三星Galaxy S10 5G SM-G977U智能手机提取和特色一个LiCo2阴极代Ni和Mn为钴有两个优点。首先,它导致较低的成本,因为钴是昂贵的,并且第二,用镍给出了一个较高的工作电压,这导致更高的效率。

从雪佛兰螺栓图7 LG电子SB035Z6离子电池SEM横截面

从雪佛兰螺栓图7 LG电子SB035Z6离子电池SEM横截面

该LG电子VISTA 2.0电池组直接将电源馈送给LG电子2429-6561单个功率逆变器模块,在图8中示出的盖从所述逆变器模块和两个印刷电路板(PCB)中除去除去,露出一个大英飞凌FS800R07A2E3 IGBT3(650 V. 800 A)功率模块安装在压铸铝外壳的底部,如图9所示。该电源模块提供驱动该驱动单元的电动马达所需要的三相交流电力。

图8 LG电子2429-6561单逆变器模块

图8 LG电子2429-6561单逆变器模块

图9内部为LG电子2429-6561单电源逆变器模块

图9内部为LG电子2429-6561单电源逆变器模块

图10显示了InfineonFS800R07A2E3去掉陶瓷盖的IGBT3。该器件由三个独立的半桥IGBT功率级组成,每个级由四对IGBT模和四个二极管模组成。FS800R07A2E3是一个IGBT3混合包TM2电源模块,具有沟槽门和场停止植入。

图10 Infineon FS800R07A2E3 IGBT3 (650 V 800 A)

图10 Infineon FS800R07A2E3 IGBT3 (650 V 800 A)

甲划定的IGBT管芯在FS800R07A2E3发现之一的SEM横截面示于图11的垂直装置具有沟槽栅极顶侧发射器/源极金属化。TechInsights的分析了几个IGBT沟槽栅IGBT技术,包括最近在InfineonFP10R12W1T7B11BOMA1 [2]发现了更先进的技术IGBT7。

图11 Infineon FS800R07A2E3 IGBT3模具截面- SEM

图11 Infineon FS800R07A2E3 IGBT3模具截面- SEM

混合动力和电动汽车技术依赖于广泛的电力电子和锂离子电池技术。作者的第一辆车是1983年的丰田花冠(Toyota Corolla)。1983年花冠的特点是一个机械分配器,控制火花塞的点火,和可能最复杂的电子器件是AM/FM收音机,其特色是机械按钮调谐。相比之下,现代的混合动力汽车和电动汽车,甚至传统的汽油驱动汽车,都充斥着复杂的电子设备。

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1三星SDI EB-BG977ABU锂离子电池探索性分析,TechInsights的,EXR-1909-801。
2英飞凌FP10R12W1T7B11BOMA1 TRENCHSTOP IGBT7电源概要,TechInsights, PEF-1912-801。

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