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電瓶并上電容有害處嗎?

鉅大LARGE  |  點擊量:5637次  |  2019年05月20日  

摘要
電容加載電瓶車上是否有用,說的當然是在電瓶兩端并聯一個大電容,會帶來什么效果或者是不良影響。我們先來簡單了解一下電瓶車控制機理,本質就是通過PWM斬波的方法來控制施加在直流電機上的電壓,起到調整電機轉速的作用,這個有點類似變頻器的逆變調速過程,當然變頻器是控制頻率同時又保持電壓/頻率的比值不變

電容加載電瓶車上是否有用,說的當然是在電瓶兩端并聯一個大電容,會帶來什么效果或者是不良影響。我們先來簡單了解一下電瓶車控制機理,本質就是通過PWM斬波的方法來控制施加在直流電機上的電壓,起到調整電機轉速的作用,這個有點類似變頻器的逆變調速過程,當然變頻器是控制頻率同時又保持電壓/頻率的比值不變,不用懷疑,變頻器主回路是裝有大的電容組來起到濾波而又穩壓的作用的,沒有大電容參與工作,母線電壓會波動,輸出的電壓也會不動,無法正常滿足斬波控制需求,那么對于車載控制器,因為母線是電瓶供電,是否就應該取消工業變頻器那類母線電容了呢?請關注:容濟點火器


一張經過實際應該用過的,24V電瓶車有刷直流電機控制器的內部原理圖,可以看到,在24伏電瓶的正負端,是并有兩只330μF的點解電容的,加起來是660μ。如果只是考慮去耦濾波這些功能,一般是要使用瓷片這些小電容,不應該使用這種大容量的極性電解電容的。


再來看一張人家畫出來的無刷直流電機控制器主回路的結構圖,雖然沒有標出電容容量,但是同樣可以看到母線回路會有大的電解電容。


說明大的電容在車類直流控制器的母線主回路上,是不可缺少的,因為MOS或者IGBT管工作時候,開關頻率非常都,都是幾十K的,而電機是感性負載,電流不能突變,這樣會產生瞬間高壓,電容能及時平緩抑制掉這類型的高次諧波,避免輸出電壓波動或者產生很大的干擾。


有人要說事了,電瓶也就是電池組,本身已經是一個能量池,電壓非常穩定,已經取代了電容的作用了,沒有必要再在母線回路加大的電容。這個聽起來有幾分道理,但是實際上電池未必能起到這個作用。


普通的鉛酸電池放電能力是0.2C,電動車這些動力類的是0.5C,如果電池容量是20AH,20*0.5=10A,如果電機是350瓦的,48伏的額定電流大概是7.3安,在電池放電范圍以內,但是啟動和爬坡時候,將值這個額定值的2到3倍,有些甚至高達5倍,這樣瞬間可能會輸出20-30安培以上的電流,電瓶放電會無法滿足這個瞬間電流而讓電動車輸出扭力不夠,所以廠家在設計控制器的時候考慮到這個問題,會在直流母線上并聯一些大點規格的電解電容,通過電容瞬間來釋放能量補充,緩解電機這邊的動力需求。


電容之所以有這個能力,是因為電容充放電非???,而電容內部幾乎沒有什么內阻,甚至可以把里邊儲藏的電能全部放光,也不會影響到它的壽命,這個電池是無法作用的。


既然這樣,為什么不直接讓電容全部取代電池來給控制器供電呢,很簡單,電容的能量密度太低了,而價格又貴,遠遠滿足不了續航需求。像一些短途可以充放電的車子,比如有軌電車,的確直接在母線上安裝了超級電容來取代電池,因為每跑一段路,可以停下來充電,電容充電非???,基本上是秒級別的,所以能滿足要求。


回到了題目本身,直接在電動車兩端加電容,是不是都是如此美好呢,答案是不一定。因為電動車控制器里邊,廠家設計時候已經考慮了這個電容來緩沖電壓了,并聯上去相當于加大了母線電容的容量,也許對于重負荷場合使用比較多的三輪電瓶車有點好處,可能可以緩解電瓶的硫化,但是對于輕負荷的兩輪電動車,幾乎作用非常微小。


而且電容要加的大一點,需要使用那種法拉級別的超級電容,才可以帶來相對的效果,比如10F以上的,但是這種電容相當貴,加上去不見得能從經濟方面帶來直接的好處。


電瓶并上電容,是不是可以延長電瓶壽命,有害處嗎?


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而且有個副作用不容忽視,那就是電解電容或者法拉電容的漏電流比較大,如果產品質量不過關,可能會引起電瓶的漏電流過大而傷害電瓶,除非你能設計一種不用車時候斷掉電容回路,否則可能得不償失。


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