低温18650 3500
无磁低温18650 2200
过针刺低温18650 2200
低温磷酸3.2V 20Ah
21年专注锂电池定制

电容加在电瓶车上有用吗?要加多大的电容?

钜大LARGE  |  点击量:8931次  |  2021年04月15日  

电容加载电瓶车上是否有用,说的当然是在电瓶两端并联一个大电容,会带来什么效果或者是不良影响。我们先来简单了解一下电瓶车控制机理,本质就是通过PWM斩波的方法来控制施加在直流电机上的电压,起到调整电机转速的用途,这个有点类似变频器的逆变调速过程,当然变频器是控制频率同时又保持电压/频率的比值不变,不用怀疑,变频器主回路是装有大的电容组来起到滤波而又稳压的用途的,没有大电容参与工作,母线电压会波动,输出的电压也会不动,无法正常满足斩波控制需求,那么关于车载控制器,因为母线是电瓶供电,是否就应该取消工业变频器那类母线电容了呢?


24V电瓶车有刷直流电机控制器的内部原理图,可以看到,在24伏电瓶的正负端,是并有两只330μF的点解电容的,加起来是660μ。假如只是考虑去耦滤波这些功能,一般是要使用瓷片这些小电容,不应该使用这种大容量的极性电解电容的。


说明大的电容在车类直流控制器的母线主回路上,是不可缺少的,因为MOS或者IGBT管工作时候,开关频率非常都,都是几十K的,而电机是感性负载,电流不能突变,这样会出现瞬间高压,电容能及时平缓抑制掉这类型的高次谐波,防止输出电压波动或者出现很大的干扰。


有人要说事了,电瓶也就是电池组,本身已经是一个能量池,电压非常稳定,已经取代了电容的用途了,没有必要再在母线回路加大的电容。这个听起来有几分道理,但是实际上电池未必能起到这个用途。


普通的铅酸电池放电能力是0.2C,电动汽车这些动力类的是0.5C,假如电池容量是20AH,20*0.5=10A,假如电机是350瓦的,48伏的额定电流大概是7.3安,在电池放电范围以内,但是启动和爬坡时候,将值这个额定值的2到3倍,有些甚至高达5倍,这样瞬间可能会输出20-30安培以上的电流,电瓶放电会无法满足这个瞬间电流而让电动汽车输出扭力不够,所以厂家在设计控制器的时候考虑到这个问题,会在直流母线上并联一些大点规格的电解电容,通过电容瞬间来释放能量补充,缓解电机这边的动力需求。


电容之所以有这个能力,是因为电容充放电非常快,而电容内部几乎没有什么内阻,甚至可以把里边储藏的电能全部放光,也不会影响到它的寿命,这个电池是无法用途的。


既然这样,为何不直接让电容全部取代电池来给控制器供电呢,很简单,电容的能量密度太低了,而价格又贵,远远满足不了续航需求。像一些短途可以充放电的车子,比如有轨电车,的确直接在母线上安装了超级电容来取代电池,因为每跑一段路,可以停下来充电,电容充电非常快,基本上是秒级别的,所以能满足要求。


回到了题目本身,直接在电动汽车两端加电容,是不是都是如此美好呢,答案是不一定。因为电动汽车控制器里边,厂家设计时候已经考虑了这个电容来缓冲电压了,并联上去相当于加大了母线电容的容量,也许关于重负荷场合使用比较多的三轮电瓶车有点好处,可能可以缓解电瓶的硫化,但是关于轻负荷的两轮电动汽车,几乎用途非常微小。


而且电容要加的大一点,要使用那种法拉级别的超级电容,才可以带来相对的效果,比如10F以上的,但是这种电容相当贵,加上去不见得能从经济方面带来直接的好处。


而且有个副用途不容忽视,那就是电解电容或者法拉电容的漏电流比较大,假如产品质量不过关,可能会引起电瓶的漏电流过大而伤害电瓶,除非你能设计一种不用车时候断掉电容回路,否则可能得不偿失。


钜大锂电,22年专注锂电池定制

钜大核心技术能力