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主题:电动车电压越高越好吗?

查看:14261
头衔:少尉
发帖: 3
注册时间: 2017/3/31
楼主 只看楼主
发表于:2017/3/31 16:15:00   楼主 

电动车行业日趋火爆,但作为一个新兴产业,多思维多路线发展,没有形成行业固有模式,里面很多东西让消费者越来越看不懂。

 

比如说电池的电压,最开始的电动自行车,一般是 36V(伏),有的是 24V,甚至有 12V 的(以 12V 为一档是因为当年都是用铅酸电池,一节铅酸电池电压就是 12V ),后来的电动踏板车电压上升到 48V,60V,72V,84V,甚至有超过100V 的。


而电动汽车行业因为需要更大的功率,电池电压一般都是 100V  以上,300V 居多,甚至最高有 600 多伏的。

 

很多人就疑惑了,电动车的电池电压到底是高一点好还是低一点好呢?是不是电压越高代表车性能越好呢?

 

要搞清楚这个问题,首先要先了解电压、电流、功率3者的关系,公式很简单


电压*电流=功率


比如一辆电动车,电池电压 48V,工作电流 30A(安培),那么这个电池输出的功率就是 48*30=1440W,也就是 1.44千瓦。


骑电动车的朋友应该有体会,这个功率的车其实动力很一般,想要更大的功率就两个办法,要么加高电池电压,要么加大工作电流。


所有很多人把原本的电动车加 1~2 块电池,电压从 48V 变成 60V,或者72V,那么即使不对车辆做其他改装,工作电流不变,总功率也会提高到 72*30=2160W,就是  2.16千瓦,升压到 120V,功率就有 3.6千瓦了。 这么看似乎电压越高越好。

头衔:少尉
发帖: 3
注册时间: 2017/3/31
楼主 只看楼主
发表于:2017/3/31 16:18:00   沙发 

但是电压升高会带来两个最大的缺点:安全和电气部件设计难度。


直流电比同电压的交流电更加危险,各国法规不同,一般规定小于等于 36V 或者 48V 的直流电才被认为是安全电压,超过60V的电压就已经可以对人体产生伤害。欧盟电气法规中,高于 48V 的产品都是需要额外的电气安全认证的。原则上,高于48V的电池,都应该做符合法规要求的电气绝缘和防水保护。


电动汽车的动力线路都是具备 1000V以上绝缘保护和 IP67 防水等级的,而这些防护,需要大量的成本,也会占据车体布置的空间。



网图:特斯拉Model S 电池组,近900公斤


市场上很多电动车动不动就配置 72~110V 电压,却因为成本或者空间布置问题,没有相应等级的绝缘保护,存在极大

的安全隐患。


再者,高压电路的电子电气设计,也是很大的难点。因为电子元件都是有耐压等级的。要做到更高的耐压,往往意味着电气部件需要更高的成本,更大的体积。而且高压必然需要电池电芯的串联数量加多,电池管理系统更加复杂,同样造成成本大幅上升。



宝马 C-Evolution 模组化电池结构


可以看出,高压带来的是成本的上升和装配空间的要求,所以现在一般是电动汽车这种大尺寸、高价值的产品使用高压电池比较多。

头衔:少尉
发帖: 3
注册时间: 2017/3/31
楼主 只看楼主
发表于:2017/3/31 16:21:00   藤椅 

反过来说通过加大电流的方式也可以增大功率。比如说同样 48V 的电池电压,但是电流从 30A 增大到 50A,功率就是 2.4千瓦,增大到 80A 功率就是 3.84千瓦,这样就不会因为电池电压提高而对人造成危险,也不需要做额外的安全防护,同时电池管理系统只有输出继电器需要变更成大电流,就可以有效提高功率。


但是增大电流的缺点也很明显,线路本身也是有电阻的,那么电流通过线路时就会因为电阻发热而消耗电能,电流越大,传输线路上损失浪费的电能就越大,同时线路本身发热也会带来隐患。这就是国家电网为什么要用几万伏几十万伏的电压输电。


同时,大电流工作对电子部件也提出了更高的要求,只要有细微的设计不合理或者缺陷,大电流就会把问题放大造成快速损坏甚至引发线路燃烧等更大的危险。




那么电动车辆到底是用高压小电流还是低压大电流更好呢?其实这个问题整个行业也是争论不休,没有形成统一的观点。


各个厂家也都有各自不同的发展方向,比如汽车领域,因为空间大,可以布置大尺寸的高压部件,同时产品价值较高,可以承受高成本的部件,所以大多采用 300V 以上的高压系统。


而摩托车等小尺寸车辆则更多的是采用 120V 以内的低压系统。


但是近年来,大众对于电磁辐射和人身安全等方面的诉求变得越来越强烈。很多汽车企业也开始推动低压方案,比如丰田为代表的日本汽车厂家已经开始在电动汽车上使用 48V 的系统方案。


所以,电动汽车领域在电压之争上可能还会继续博弈,但电动摩托车领域,低电压方案必然是未来的趋势。


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