混合动力电动汽车带来设计挑战
现在,消费者在购买电动汽车时必须权衡与传统燃料汽车相比的重大折中。相对较高的购买价格、电池更换成本和有限的行驶里程足以让消费者去追捧传统燃料汽车,而且劣势还不止这些。
很多原始设备制造商选择结合使用电动与传统燃料发动机技术来生产混合动力汽车。这些平台同时发挥了电池与传统技术的长处。
混合动力汽车的电池要比纯电动汽车的小,因为它只是间歇地使用。较小的电池组使设计人员更容易将其设计进汽车中,同时使汽车成本和重量保持在可控范围。汽车在运转的同时电池也可以充电。但是混合动力电动汽车(及众多衍生品)和纯电动汽车的推进技术使得汽车的电气内容和复杂性显著增加。
所有电动汽车平台都会带来很多新的设计挑战,涉及系统模拟、电磁干扰 (EMI)、失效模式与效果分析 (FMEA)、潜在通路分析 (SCA) 等等。
设计数据管理是解决电气设计复杂性问题的核心所在。以数据为中心的配电系统 (EDS) 设计工具包(如图2所示)就扮演着这个核心角色,并辅以根据各自交流电分析能力而选择的其它工具。
图2:以数据为中心的流程在从产品定义一直到维修点的设计过程中提供了一致的数据基础。
模拟、建模和参数分析相互协作
混合动力汽车和电动汽车无疑增加了模拟的复杂性。传统的模拟场景离不开定性逻辑型电流或数值型直流电模拟发动机,但无法处理多相交流电电压和电流以及高达50千赫的转换频率。此外,各汽车系统域之间相互作用的加强也使多模型系统的验证成为一个关键的考虑因素。
当设计师在一个"类似的"混合动力配置中为一辆汽车同时配备传统的汽油发动机和电动机,除了必须模拟常见的直流弱电流电路行为之外,设计师还要对各种相互影响进行评估,其中包括直流-直流转换器对整辆车的影响。