纯电动汽车中的搭铁详细介绍

alan000345

纯电动汽车中的搭铁详细介绍 [复制链接]

 

    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。

okhxyyo

谢谢楼主分享！非常给力。内容写的很详细明了！赞

star_66666

很复杂啊

英尚微电子

landeng1986

谢谢！第一眼看成铁塔了。。。

新能源车上动力系统磷酸铁锂和三元电池用的最多，其他系统还用铅酸电池吗？

Lance93

landeng1986 发表于 2018-6-19 14:57
谢谢！第一眼看成铁塔了。。。

新能源车上动力系统磷酸铁锂和三元电池用的最多，其他系统还用铅酸电池吗 ...

是高压动力电池是磷酸铁锂和三元锂电池，小电瓶还是用户铅酸的

landeng1986

Lance93 发表于 2018-6-19 17:43
是高压动力电池是磷酸铁锂和三元锂电池，小电瓶还是用户铅酸的

那新能源的低压系统还是用铅酸电池？

xinjitmzy

楼主好像还是没又说，为何要搭铁呢？

xinjitmzy

楼主好像还是没又说，为何要搭铁呢？

alan000345

landeng1986 发表于 2018-6-19 14:57
谢谢！第一眼看成铁塔了。。。

新能源车上动力系统磷酸铁锂和三元电池用的最多，其他系统还用铅酸电池吗 ...

新能源电动汽车上有两个电池箱，一个是动力电池箱，电压很高的一般都三四百伏的，这个动力电池箱体里装的都可能是三元或者是磷酸铁锂材料的，一般平铺在电动汽车的车身底部，用来给电机供电，驱动后轮旋转；还有一个是12v或者24v的铅酸蓄电池，跟传统汽车一样装在电动汽车的前箱，用来给电动汽车开关点火，车内灯光，车内电子锁还有行车仪表使用，这里说的搭铁指导就是12v或者21v的这个铅酸蓄电池的搭铁，其实跟传统车理论上也是一样的，就是电动汽车里的低压元件比传统车会多个bms和绝缘检测仪等。

alan000345

landeng1986 发表于 2018-6-20 08:24
那新能源的低压系统还是用铅酸电池？

目前市面上的电动汽车，低压用的都是铅酸电池的。用锂电的几乎没有的。

alan000345

xinjitmzy 发表于 2018-6-20 08:51
楼主好像还是没又说，为何要搭铁呢？

在pcb布板中， 覆铜，就是将PCB上闲置的空间作为基准面，然后用固体铜填充，这些铜区又称为灌铜。覆铜的意义在于，减小地线阻抗，提高抗干扰能力;降低压降，提高电源效率;还有，与地线相连，减小环路面积。
我理解的电动汽车搭铁是将车身就视为覆铜了，主要还是为了减小地线阻抗，提高抗干扰能力的。

landeng1986

alan000345 发表于 2018-6-20 09:32
目前市面上的电动汽车，低压用的都是铅酸电池的。用锂电的几乎没有的。

嗯嗯，学习了，谢谢~~

combat

谢谢分享

Lance93

landeng1986 发表于 2018-6-20 08:24
那新能源的低压系统还是用铅酸电池？

是的

cbyellt

感谢楼主分享

alan000345

     其实搭铁还是很重要的，有些事故都是搭铁不好引起的。
     在因线路故障引发的起火自燃事故中，主要原因是“搭铁”。这一种现象主要是由于线路老化、过载、短路、接触不良或磨损“搭铁”的问题，“搭铁”处能够产生非常大的热量。如果电线的质量不够好，或者周边的易燃易爆的物品多，就容易造成起火自燃的事故。例如：电缆线与车架、线夹之间由于震动摩擦产生破皮;尾灯、制动灯导线等由于震动摩擦而产生破皮;灯座安装处由于震动、连接件的破损而使绝缘件松脱、损坏等，都会在车辆行驶或停车时自行“搭铁”而长时间跳火，产生高温，引起电器、开关、导线的绝缘破坏，进而加大跳火范围，扩大高温区域，最后导致与油漆、泄漏的汽油、易燃物品等接触而自燃着火。

285448182

我有一个疑问，电动汽车上高压直流系统，如果直流正极对车身短路，而车身又是与低压12或24伏电池负极相连，这样会有什么后果？

alan000345

285448182 发表于 2019-1-9 22:43
我有一个疑问，电动汽车上高压直流系统，如果直流正极对车身短路，而车身又是与低压12或24伏电池负极相连， ...

不明白你怎么想的，你用正极去接车身。人家还都怕高压直流系统漏电的，都做漏电保护呢，真短路肯定整个车体都带电呗，谁碰车，谁牺牲啦。

285448182

alan000345 发表于 2019-1-10 08:39
不明白你怎么想的，你用正极去接车身。人家还都怕高压直流系统漏电的，都做漏电保护呢，真短路肯定整个车 ...

只是正极漏电接触车身，直流负极并没有漏电，这样都没有形成回路，怎么可能会触电？况且车上都还有等电位设计。我想知道的是是高压直流正极经车身与低压的12/24V铅酸电池负极相连了，这样会不会有问题？虽然这样也是没有形成闭合回路