干货 | 纯电动汽车中的搭铁到底是怎么回事?
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很多刚接触新能源纯电动汽车的朋友,不清楚为何电动汽车里面的器件为何要搭铁,哪些用电器需要搭铁,哪些不需要搭铁,以及如何搭铁。加上纯电动汽车的动力电池组的电压比较高,高电压需要避免漏电,因此,动力电池组及电驱动系统,不能搭铁,高压部分搭铁会造成整个车带电,对接触该电动车的人员造成伤害的。
还有很多人认为搭铁就将车身用个铁链接到大地上,记得原来一位朋友跟我开玩笑说,共地,就是从器件上引条链子出来拖到地上,这样就实现了共地,这样的设计就稳定了,电动汽车也是的,必要拖个链子跑。另一个朋友说,要是这样能稳定,叫共地,那么在天上飞的卫星,是不是也得拖个链子到地球上,才能正常运行呢?说这个笑话的目的,是告诉大家,搭铁的目的有些类似PCB中的接地,所有得地都要就近接到覆铜的GND上类似,这个地,不是大地的地。
目前,纯电动汽车的低压电路部分的供电电源一般采用12V/24V的铅酸蓄电池,由于这个电压远低于人体36V的安全电压,故称为低电压。因此,纯电动汽车中能够搭铁的器件一般是工作电压为12V/24V的器件。
那么纯电动汽车为什么要采用低电压、单线制和负极搭铁的方法呢?
首先,看一下简单电动汽车的高低压电路示意图(这个电路图虽然简单,但是信息量很大的),如下图所示,该图中带接地符号标志的都需要搭铁的。
单线制的,是指从蓄电池正极出来经过保险丝盒输出到各用电器,各用电器直接搭铁到车身上,蓄电池负极也搭铁到车身上,形成回路。如上图所示绿色线连接各用电器,各用电器的负极、蓄电池的负极均接地,即各用电器就近搭铁。
看完上面的图,应该大体明白电动汽车低压部分的那些器件需要搭铁了。这里再强调一下纯电动汽车的动力电池组由于电压高于36V,因此不能搭铁的。
一个完整的电路必然包括三个元素“电源、用电器、导线”。汽车上的电器也是这样,电源就是汽车的低压蓄电池,灯光、起动机、各执行机构等就是用电器,剩下的就是导线了。因此,该电路可以等效为下图:
从电源正极引出一根导线到用电设备,并且使汽车车身的金属机体与蓄电池的负极相连,作为用电设备的公用导线;然后使用电设备的金属壳体与车身相连,这样电流从蓄电池正极→用电设备→车身→蓄电池负极,构成了一个完整的回路,用电设备就可以正常工作了。
采用搭铁后的汽车电气接线制度就叫单线制。采用单线制的好处在于:一方面可以节约导线支出费用,降低整车成本;另一方面,可以减少因过多导线造成的铺线困难、故障点多的问题。
早期的汽车,是采用正极搭铁的;但是这样的汽车有一个致命缺陷,就是车身腐蚀严重。这是由于电化学原理造成的。后来人们发现,使用负极搭铁,就可以很好的解决这个问题。所以,汽车负极搭铁很快就普及了。现在世界上的汽车都采用负极搭铁的电气系统。
这里仅介绍了电源和器件负极共地的情况,实际纯电动汽车搭铁上,还涉及到屏蔽线层搭铁,信号线搭铁共地,模拟信号线搭铁共地等。
以上是本人就以前项目设计中的一些心得和体会,希望大家多多发表自己的观点和看法,帮助更多新入新能源汽车行业的朋友。