盐雾试验逆变器

盐雾试验逆变器

       随着通信网络规模的不断扩大，通信电源设备的稳定性和安全性变得越来越重要。如果电源系统发生直流故障，常常会造成整个通信的全部中断。通信电源设备主要由交流高压、低压变配电设备，直流配电设备，交流稳压器，整流设备，UPS设备，DC/DC变换器，蓄电池，发电机组等组成。

       在安装电源系统时，首先先了解下电源的走向。第一，高压经过线路进入高低压配电室（变电所）首先进入高压配电柜；第二，高压配电柜后面就是变压器，将高压变压为380V/220V； 第三，变压器出来接的就是低压配电柜，这个配电柜和其他低压配电柜不一样，因为有油机供电，所以要起到市电油机切换的作用；第四，下来继续接低压配电柜，用交流母牌连接，将电能配送至各单体建筑；第五，如果电能配送至通信机房，则要涉及到UPS，开关电源，当然还有与之配套的蓄电池组。UPS主要保证交流不间断供电，开关电源则是保证直流不间断供电。为了保证不间断供电，UPS和开关电源都要和蓄电池搭配使用。

       通信电源建设可以分为交流供电系统建设，直流供电系统建设和接地系统建设。

       （1）．交流供电系统

       通信电源的交流供电系统一般由高压配电所、降压变压器、柴（汽）油发电机组、UPS和低压配电屏组成。高压配电所和降压变压器应按照电力部门的规范进行建设安装；柴（汽）油发电机组、UPS和低压配电屏的安装应遵照电信电源规范进行。

       柴油发电机组安装顺序为：开箱检验，安装固定，稳机找平，排气管加工套丝（或焊接），安装波纹管，安装消音器以及试车调测等。

       UPS在安装前，要对单节蓄电池进行外观检查，观察是否有渗漏液及壳体变形破裂现象，然后对单节电池进行开路电压测试并记录。电池连接结束后，要对电池总的输出电压进行测试并记录，以防部分电池极性接反。在连接UPS的交流引入线时，火线零线不允许接反（注意某些UPS还有相序之分）。

       低压配电屏安装前要对固定螺丝进行全面加固，测试屏内相间有无短路现象，安装时检查屏内压降。

       （2）．直流供电系统

       通信设备的直流供电系统一般由整流器、蓄电池、DC/DC变换器和直流配电屏等组成。分为集中供电（见图3-1）和分散供电（见图3.2）

       整流器（目前基本都用高频开关电源）安装时要对机架内加固件进行全面加固，检查输入、输出有无短路，加电后要进行电气性能测试。蓄电池在安装时要对蓄电池外观进行检查，对单节开路电压作测试并记录。电池连接结束后，应对总电压进行测试并记录。DC/DC变换器在加电前，要对输入、输出端进行测试，加电后测试输出电压值，同时要对其它性能进行调测。

       直流配电屏的安装类似于上面所讲交流屏的安装。

       图3-1 集中供电

       图3-2 分散供电

       （3）．接地系统的建设

       为提高通信质量，确保通信设备与人身的安全，通信机房都要求有良好的接地系统。通信电源接地系统通常采用联合地线的接地方式。联合接地的标准连接方式是将接地体通过汇流条（或大截面的铜芯电源线）引入到电力室的接地汇流排，直流工作地、防雷地和保护地再分别从该总地排上引接出来

       在通信电源设备的建设过程中，安装人员应本着严谨认真的工作态度去操作，否则会给维护部门造成很多麻烦，甚至造成事故。

       3.2 通信电源系统的调测

       通信电源系统的调测从工程、运行维护角度对通信电源系统运行质量指标的"五性"----稳定可靠性、可用性、可维护性、可持续性、安全性进行分析和论述，其目的是使现有在运行的系统更加高效、可靠地运行和为以后的工程提供技术支持. 衡量各设备投入运行以后的性能指标

       3.2.1 稳定可靠性

       稳定可靠性包含稳定性和可靠性两个概念，两者各有自身的含义又互相关联。

       稳定性表现在自身运行的三个方面:

       (1) 设备运行的稳定度

       设备名称 项 目

       高频开关电源 杂音指标，稳压精度，均流，负载动态响应

       UPS 频率稳定度，电压稳定度，总滤波失真，瞬态时间，动态响应等

       蓄电池 动/静态单体端电压的一致性，温升，螺栓紧密情况等

       柴油发电机组 机组运行状态，输出电压，频率的稳定度

       (2) 设备预设工作模式的持续执行

       设备名称 项 目

       高频开关电源 双路电的切换，周期性电池放电测试，周期性电池均衡充电，故障自诊断，浮充/均充的自动转换，"三遥"功能，故障回叫，报警功能，二次下电，充电限流，系统限流等。

       UPS 周期性电池放电测试，周期性电池均衡充电，故障自诊断，浮充/均充的自动转换，"三遥"功能，故障回叫，报警功能，充电限流，自动分配市电/电池供电方案，自动开/关机程序等

       蓄电池 柴油发电机组启动成功率，自启动，自投载，自停机，自补给程序

       (3) 自身产生的错误或误动作

       设备名称 项 目

       高频开关电源 温度漂移，老化漂移影响输出特性和均流；控制单元与整流模块之间的通信故障；控制链路中采样不准确或错发指令；误告警（当告警时不告警，正常时误告警）等。

       UPS 温度漂移、老化漂移影响输出特性和并机环流，数字处理器（DSP）或中央处理器（CPU）与整流部分，逆变部分，静态开关，并机板，充电器之间的通信故障或错发指令，误告警（当告警时不告警，正常时误告警）等。

       蓄电池 早期容量失效，热失控，中期锑污染，漏液，密封阀顶偏或开/闭阀不精确等。

       柴油发电机组 误启动，启动电池自放电，启动电池锑污染，柴油滤清器纸滤芯发涨变软等。

       可靠性表现在对外界因素的抵御能力和对自身故障的处理和系统操作能力两方面:

       (1) 对外界因素的抵御能力

       设备名称 项 目

       高频开关电源 市电电压瞬高、瞬低、瞬断，网侧长时过电压，网侧浪涌过电压，负载侧浪涌过电压，负载短路，负载突变，零线电位漂移，零线中断等，海拔超高、超温、超湿、粉尘、盐雾、震动等

       UPS 市电电压瞬高、瞬低、瞬断，网侧长时过电压，网侧浪涌过电压，电网波形畸变率，电网频率漂移，负载波峰因数、负载突变，负载短路，负载三相不平衡等，零线共模干扰，零线电位漂移，零线中断等，海拔超高、超温、超湿、粉尘、盐雾、震动等

       蓄电池 过充、过放、欠充等超温、超湿、粉尘、盐雾、震动、明火等

       柴油发电机组 海拔过高，负载波峰因数，负载短路，三相负载不平衡等

       (2) 对自身故障的处理和系统操作

       设备名称 项 目

       高频开关电源 容错、掩错、隔错功能故障自诊断，系统自动复位，故障回叫，报警功能等

       UPS 容错、掩错、隔错功能故障自诊断，系统自动复位，故障回叫，报警功能等主/备机切换，旁路切换，单元互助切换，双总线切换

       蓄电池 密封阀排气

       柴油发电机组 故障告警，三次不能启动告警，油压低、水温高自动保护停机，主机/备机切换，市电/油机切换等

       准确知道蓄电池容量是较准确计算蓄电池组对通信设备放电时间的前提。判断阀控式铅酸蓄电池运行状态有以下几种方法：

       （1）离线式容量测试

       工程设计中配置的蓄电池一般不少于两组，把蓄电池从供电系统中脱离，接上假负载，使电池组以10小时率或3小时率或1小时率电流放电，放电期间测量蓄电池的端电压及室温，只要电池组中有一只单体的端电压达到规定的终止电压时即停止放电，放电电流乘以放电时间就是电池组放出的实际容量。

       （2）在线式核对性放电试验

       不把蓄电池从供电系统中脱离，对通信负载（必要时接假负载）进行放电，放出蓄电池额定容量的30％～40％，运用特性对比判断蓄电池的储备容量。如果放电深度不够，会降低容量判断的准确度。

       （ 3）电导测试法和内阻测试法

       电导即蓄电池内部电阻的倒数，指传导电流的能力。蓄电池的电导与容量有很高的相关性，电导单位为西门子（S）。测量时电导仪向蓄电池两端加一个已知频率和振幅的低频交流电压信号，测量出电压与同相位的交流电流值，交流电流值和交流电压的比值即为蓄电池的电导。

       电池的电导反映电池的内部状况，如电解液干涸、板栅腐蚀、接触不良等，这些都会引起电池内阻增大、电导减小，蓄电池容量降低。

       内阻测试法与电导测试法原理基本类似，不同的是一般内阻测试仪需要离线测试，电导测试仪可在线测试。

风力发电机的制做材料

       风力发电机的制做材料 答：发电机的基本说明： 交流发电机有制作简单、故障率低、效率高、经整流转换成直流容易的优点；故，一般发电机均采用交流发电。 如果是用于照明或用于整流充电，可不考虑频率（频率由转速决定，在同转速下则由极对数决定）。 在不考虑输出频率的情况下，输出电压除了由绕组的匝数和铁芯截面积决定以外，有很大范围则是由转速决定的（正比）；输出功率则是由绕组铁芯截面积、激磁的磁力强度（电磁铁为安匝数、永磁则为每平方厘米磁力）和绕组的线径决定的。 直接用车用发电机发电： 如果仅仅需要单相电压为12-24V功率只需数百瓦（转速500～1000），汽车上的单相（或三相）交流发电机可满足要求。可到汽车配件商店或到拆旧汽车场去选择购买。 如果购买的汽车发电机（几乎都是6-8极永磁单相交流），若符合要求便可直接使用，如果在特定转速下电压有偏差，可根据绕组总匝数除以所发出的电压得到在该转速下的每伏匝数，再根据这个伏匝数据用适应的线径重绕即可满足在特定转速下的电压要求。 如果手头已有一个汽车发电机的机壳，可采用试验绕制的方法对该电机进行特定转速下的每伏匝数的数据获得，有了伏匝数据就可准确地计算匝数和线径绕制该发电机了。 把三相鼠笼异步电动机改为永磁式三相同步发电机： 三相发电机有效率高、可直接获得线电压和相电压两种、经整流获得的直流比单相平稳的优点。 把三相交流异步电动机的鼠笼转子改为强力永磁转子（极距和定子基本一致）。如果发出的三相电压不符合自己要求（频率依旧为50HZ时，输出电压和功率决定于永磁转子的磁力）可把定子绕组重绕（根据原绕组的伏匝参数作为改绕成符合电压要求的数据），使它变成符合使用要求的三相同步发电机（永磁极数对应于绕组极数，永磁转子可向磁钢厂家帮助定制，只需加热褪掉鼠笼铁芯替换成永磁钢即可）。 把三相异步电动机改为激磁式三相同步发电机： 或者将定子重绕的同时把转子换成线绕式，并增加输出滑环和碳刷（转子励磁绕组极对数对应于定子绕组），将它做成靠剩磁为触发的串励、并励和复励发电机（可在定子任意部位粘接一个小强力永磁，来克服剩磁的消失）。 注：自励式的串励、并励和复励发电机，由于需要消耗励磁电流，故而发电效率相对较低。 将电动车的无刷电机作为发电机： 两轮电动车的无刷电动机，其实它就是永磁式三相交流同步电机（直接可逆为发电机，即：在电源线上接个低压小灯泡，用手盘转即可点亮）。 如果是在山村想利用山溪或有一米以上落差的水流或风力发电，用于给电瓶充电再经逆变器，就可供家庭照明、电视、洗衣机等使用了，建议你直接用48-64伏500-1100瓦的电动车电机发电，只需拆掉内外胎加装上合适的水翼或风叶，用水力或风力推动就可直接从三根主线发出三相交流电，其电压、频率和输出功率由转速决定。如果不改绕，最大功率是在输出40-70伏左右的范围，也可根据原始绕组的伏匝数据将它重绕，把最大功率和转速效率范围定在所需要的24或36伏范围（废旧电动车电机可在电动车修理铺购买）。 注：用电动车电机作发电机，在家里还需一个在交流12-70伏范围内可正常充电工作的充电器、一个合适电压和容量的蓄电池组、一个与电池组电压相匹配，能将直流变成交流频率50HZ电压220V，输出功率合适的“逆变器”才可以。 也许你要问“问什么不能将风力发电机发出的电，直接用来照明和供电视机洗衣机使用”，那是因为自然界的风力不稳，发电机发出的电压和功率也不稳、负载大小不同给予发电机的阻力也是不同的，这两点就制约了风力发电机是不能当作稳定的电源来利用；因此它发出的电压和频率也相当不稳（非稳压器可完成，也不像汽油机和柴油机带动发电，可自动调节油门来控制出力），所以必须要将这不稳定的电压和电流，经充入12-36伏范围的大容量蓄电池（电瓶），用相对稳定的蓄电池直流电提供给逆变器，由逆变器变成相对稳定频率为50赫兹的220伏交流电，才能供家庭正常使用。 关于风力发电机： 用风力推动螺旋桨来带动发电机，这样的发电机必须要考虑转速问题。风力驱动的发电机最好是把额定转速定在200-500转/分范围（30-12极），因为风力驱动的转速较慢，只有在转速直接能匹配的状态下，才能降低损耗、才能适应弱风、才能发出最高效率的电能。 当然，对低速也可以采取变速提升若干倍的办法，来解决降低发电机的极数去匹配；但这样会使发电机在弱风状态下无法工作（弱力变速提升困难，犹如汽车挂1档停止于斜坡）；故，风力发电一般不采用增速匹配。如果必须要通过增速运行，则必须要采用轻启动的剩磁自励式发电机，以减小起动阻力（永磁式有静态吸合阻力），但自励式发电机最终在低速下会导致不能建立励磁而停止发电的弊端。 如果是欲制作家庭使用的风力发电机，我建议最好是直接使用现成的电动车电机，它随转速能发出大约24-80伏的三相交流电（效率可达80%以上），做好相应的自动调压控制，用于整流给电瓶充电可不在乎频率，它有启动所需力矩小、对风力强弱适应力强、在任何转速下都能发出相应频率和功率的电能；如果用500-1200瓦的电动车电机，在功率、电压和转速上均正好符合作为家庭风力发电机的要求，如果嫌功率不够可用安装若干台的办法来解决。 （注：拆掉电动车电机里无用的霍尔反馈装置，仅用三根电源线） 关于给去掉了外胎只剩轮毂的电动车电机，给它增加支撑架和加上螺旋桨，对于具备有一定机械知识和五金制作加工经验的人来说，会显得很简单。 至于螺旋桨的几何半径、厚度、宽窄形状的尺寸大小和桨叶角度及片数，可参考各风力螺旋浆产品或媒体和书籍资料......也可自己结合当地平均风力进行数次效果制作试验来确定。 我的原创回答完毕，希望能对朋友有所帮助。

畅巡车型的三电系统可靠性分析

       新冠肺炎疫情爆发之后，被困狭小的居室内接近3周，平时不曾过多关注的路上风景，现在却令我感受到了久违的新鲜气息。值得庆幸的是作为有车一族的我可以自驾上班，远离公共交通，避免交叉感染，一辆爱车给复工的我带来了全方位的保护。

       可以说，在抗疫期间，一辆车子可以为自己、为家人带来除口罩之外的双重安全保护。

       提到安全保护，作为汽车行业业内人士，相比传统燃油车，新能源电动汽车的安全表现也是我的重点关注对象。电动化狂潮下，2020年，合资大厂品牌、国内自主品牌、外资品牌也会按照战略规划，相继推出自己的旗舰新能源车型。

       电动车在面向市场之前，与传统燃油车一样，会经历繁复、严苛的安全测试和认证。大众、通用、本田、丰田都在深耕电动车方向，其中电动车的安全性更是重中之重。

       利益相关，作为业内人士，接触通用系的项目最多。说起来，通用在中国推纯电动车也就是近十几年才开始发展起来，其实早在一个世纪之前，通用汽车就已经开始探索电气化的未来之路，可以说是电动车鼻祖之一。

       据悉，2020年2月底通用即将上市“雪佛兰雪佛兰畅巡”车型。定位纯电城际轿跑的雪佛兰畅巡，融合了上汽通用汽车母公司双方在新能源及车联网技术方面的优势资源，区别于传统驱动技术，动力采用智能三电系统，即高性能电驱动系统、3x3电控系统、三元锂电池系统构成。三种系统有效配合，驾乘者体验到前所未有的驾驶感，更告别能耗负担，成为环保先行者。

       那么，通用的工程师们又是运用这些三电黑科技保证每一位乘客的安全呢？

       作为业内人士，通过各路渠道拿到了一部分内部消息，在这里划重点：雪佛兰畅巡的三电系统，严格按照高于功能安全的系统安全要求开发，电池组全新配备智能水循环温度管理系统，电池包满足远超国标要求的的极限安全检验，并配以3重物理防护结构设计，全面满足整车安全性。

       总结下来就是：行业领先的电池管理系统以及高完全、高可靠的动力电池包。

       1、什么是三电？三电是电动车的核心系统

       简单一句话概括：动力电池、电驱系统、电控系统。

       听起来很简单，理解起来也不难。姑且先在这里给大家简单科普下三电知识。

       1.1动力电

       目前，汽车动力电池基本上由以下5个系统组成：动力电池模块、结构系统、电气系统、热管理系统、BMS电池管理系统（电控）

       对照人体，模块就是动力电池的“心脏”，负责储存和释放能量，为汽车提供动力。锂电池模组是由几颗到数百颗电池芯经由并联及串联所组成的多个模组，除了机构设计部分，再加上电池管理系统和热管理系统就可组成一个较完整的锂电池包系统。

       目前主流使用的动力电池模块有以下几类：

钴酸锂18650电池：生产技术成熟，电池能量密度高，接近同级别磷酸铁锂电池的两倍，但是高温状态下的稳定性较其他电池差，易发生电池着火。代表车型TeslaModels

硫酸磷铁电池：是车用锂电池中安全性和稳定性最高的，在极端情况下，最大限度保证车上乘客不会因为电池爆炸或二次着火受到伤害。代表车型比亚迪秦、唐。

三元锂电池：安全性以及能量密度介于磷酸铁锂电池和钴酸锂18650电池之间，各方面相对均衡，低温时电池更加稳定。代表车型比亚迪混动宋、元，北汽EV200、EV260以及特斯拉Model3

镍氢电池：寿命长，充放电次数多，无需保养维修，可长时间内维持相对较好的性能指标的优点，但是体积大，能量密度小。代表车型丰田Prius、福特Escape、雪佛兰Malibu，本田CivicHybrid。

       结构系统

       主要由电池包上盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓组成，可以看作是电池包的“骨骼”，起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护（防水防尘）的作用。

       电气系统电气系统

       主要由高压跨接片或高压线束、低压线束和继电器组成。高压线束可以看作是电池包的“大动脉血管”，将动力电池系统心脏的动力不断输送到各个需要的部件中，低压线束则可以看作电池包的“神经网络”，实时传输检测信号和控制信号。

       热管理系统

       主要有4类：风冷、水冷、液冷、相变材料。以水冷系统为例，热管理系统主要由冷却板，冷却水管、隔热垫和导热垫组成。热管理系统相当于是给电池包装了一个空调。电池充放电的过程实际上就是化学反应的过程，化学反应会释放大量的热量，电池需要热管理系统将热量带走，让电池处于一个合理的工作温度范围内，以提高电池的寿命和可靠性。

       BMS电池管理系统

       BMS可视作电池包的“大脑”，主要由CMU和BMU组成。电池管理系统能及时检测调整电池的工作状态，保证电池的工作安全，以达到增加续航里程，延长使用寿命的目的。

       CMU单体监控单元，负责测量电池的电压、电流和温度等参数，同时还有均衡等功能。当CMU测量到这些数据后，将数据通过前面讲到的电池“神经网络”传送给BMU。

       BMU电池管理单元。负责评估CMU传送的数据，如果数据异常，则对电池进行保护，发出降低电流的要求，或者切断充放电通路，以避免电池超出许可的使用条件，同时还对电池的电量、温度进行管理。根据先前设计的控制策略，判断需要警示的参数和状态，并且将警示发给整车控制器，最终传达给驾驶人员。

       以特斯拉为例，特斯拉拥有全球领先电池管理技术，ModelS共使用了7104块18650电池，每74节并联为一个电池包，每6个电池包串联为1块电池组，16块电池组再串联排布，整体组成特斯拉的动力电池。BMS对每级实时监控，为每一个电池单元进行及时的冷却，降低彼此的温差，以防自燃。然而特斯拉能做到对每一个电池单元的监控，却无法解决电池包被冲击力极端破坏下产生燃烧爆炸的情况，这也就是今年美国两起特斯拉汽车二次着火的原因。

       1.2电驱系统

       电驱系统则主要由三部分构成：传动机构、电机、逆变器。

       传动机构

       目前国内外电动车的传动机构都是单机减速，即没有离合、没有变速。未来各电动车企业将会在传动机构上增加复杂性，同时降低对电机、电机变阻器的需求，即提高性能，降低成本。

       电机

       新能源汽车采用的电机主要有两种：永磁同步电机、异步电机。永磁电机，顾名思义就是带磁芯的电机。永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流。

       永磁同步电机的转子作为永磁体本身产生固定方向的磁场，定子旋转磁场“拖动”转子磁场（转子）转动，因此转子的速度一定等于定子的同步速，所以叫做“同步电机”。永磁同步电机的转子转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。因此，通过控制电机的定子绕组输入电流频率，电动汽车的车速可被控制。

       它与异步电机最大的不同在于转子独特的结构，在于转子上放有高质量的永磁体磁极。异步电机和永磁电机结构类似，只是没有磁芯，在没有通电的时候是没有磁场的，所以，只有通过大量耗电才能产生磁场。它最高转速能达到15000转/分钟，是高速电机，高转速产生大功率。

       异步电机相比永磁同步电机成本较低，过载能力强，结构简单，制作方便，可靠性好，但是体积庞大，能耗较大，同等电池组容量和同等车况下，采用同步电机的汽车要比采用异步电机的汽车续航里程更多。比如特斯拉ModelSP85D，整车质量超过2．1吨，就是因为异步电机的电池利用效率低体积大，所以必须多装电池。

       永磁同步电机，虽然造价比异步电机稍高，但是结构紧凑，体积小，具有较高的功率密度。有限的电池容量下可实现最佳的续航里程。雪佛兰雪佛兰畅巡正式使用了永磁同步电机

       逆变器

       逆变器是把直流电转变成交流电的设备，若一台电动汽车的逆变器能支持较高电压，则相应的电压充电流较大，功率较大，这意味着同样电流进行充电，充电功率可以等比例放大，即充电时间会缩短。若提高逆变器的支持电压，则相应的充电时逆变器产生的热量会变多，那么就需要解决逆变器中IGBT模块的散热问题，这是提高充电效率的关键问题。

       1.3电控系统

       电控系统是连接电机与电池的神经中枢，主要是对整车进行动态监控，及时反馈调整各项技术参数。可分为电机控制系统和BMS两大类，其中BMS详见上部分。

       电机控制系统作为汽车动力的指挥官，它的核心则是IGBT元件（InsulatedGateBipolarTransis，绝缘栅双极型晶体管芯片）。新能源汽车的动力电池提供的是直流电，而驱动电机所需要的则是三相交流电，这中间就需要电机控制系统来工作，将直流电转换为交流电，而完成转变的关键元件就是IGBT。

       由于篇幅限制，本篇将主要介绍雪佛兰畅巡的动力电池包的产品亮点，电机及电驱技术后续将继续展开。

       2、全新智能水循环温度管理系统

       雪佛兰畅巡410版上搭配的三元锂电池组采用了6系铝挤出托盘，1并96串电芯的结构，电池容量52.5kWh，523三元锂配方（镍钴锰），电池系统能量密度140Wh/kg

       锂离子电池的性能、寿命和安全性对温度非常敏感，可以说温度是影响锂离子电池工作性能最为突出的一个因素。锂离子电池温度范围应保持在25℃～40℃之间，单体电池之间温度差应小于5℃。如果电池在充放电过程中产生的热量没有得到适当的释放，由于热量的积聚，电池的温度会升高，极大程度上降低电池工作效率。锂离子电池每升高1℃，电池能力消退0.2%，当温度超过极限工作温度时，还会加速锂离子电池的老化。

       此外，有统计数据表明电动汽车起火事件的原因中，行驶过程中的电池自燃占比22%，停置时电池自燃占比16%，正常充电过程中起火占比14%，加起来共52%的比例。

       电动汽车起火事件起因近五年整体分布图

       也就是说，电动汽车起火事故最主要的三大起因是电池的自燃、充电和汽车碰撞。而这些起因所对应的内部机理是电池的内部短路、外部短路与过充电等故障及其进一步引发的热失控。

       电池热失控诱因总结

       热失控的触发诱因复杂，普遍认为引发电池热失控的主要故障形式概括为四类，即：内部短路、外部短路、过充电与过放电。这些故障均会引发电池温度骤升，随着电池温度的升高电池内部会发生连锁的放热反应。

       而当电池温度达到80～120℃时，覆盖在电池负极表面的SEI膜发生分解，随后负极活性物质失去保护，嵌入负极的锂金属与电解液发生反应。温度继续上升会引发电池多孔隔膜闭孔，隔膜闭孔会阻断外部短路的电流回路，起到一定的自保护作用，但如果温度继续上升，隔膜会在190℃左右解体，引发内部短路，释放大量的电能使温度迅速升高，进而引发正极分解与电解质分解反应，正极分解会释放大量的热量，将会电池包过热融化自燃起火！

       热失控触发机理

       在这里划重点：以上全部总结下来，控制好电池温度热管理，是打造出一辆安全的新能源电动车的必要条件！

       值得庆幸的是，通用将自主研发的行业领先的全新电池组智能水循环温度管理系统应用到了雪佛兰畅巡上面，打造出了一辆真正省心安全的好车。

       全新电池组智能水循环温度管理系统

液冷及电池加热技术，通过智能水温控制来稳定电池电芯保持在高效稳定的工作区间：在极寒环境中，系统驱动加热器对电池冷却液进行加热，提升充电效率；在高温环境中，通过冷却水循环使电芯温度维持在更适的工作区间（30℃-40℃，不主动沟通），进一步增强了车辆的环境适应性。

通过制冷剂侧的压力传感器采集制冷系统蒸发压力，配合电池冷却液温度传感器进行双重温度校验。通过制冷、制热模块和水泵的双重精确控制，实现电池温度精准监控。

独立的电池温度管理模块：通过智能温控算法，实时精准的进行能耗分配，始终满足电池温控需求的同时，实现乘车舱的舒适度控制。

       另外，有研究表明，电池内部温度与实际环境温度之间的温度差，以及电池组内部各单体电池之间的温度差等原因都会对电池的性能、寿命和安全产生不利的影响。所以，单体电池的内部构造、摆放位置、冷却条件等因素，导致电池组在产生热量、传递热量、散失热量时无法满足整个电池组的温度范围稳定、热量均匀分布

       而雪佛兰畅巡的电池组中电芯之间采用了航天级纳米温控材料气凝胶，通过纳米微孔有效锁止并控制温度，对单体电池期间的温度差控制以及温度隔离起到了极大的辅助。且模组与模组之间铺设了防火毯，有效的提升了阻燃能力，以进一步保证电池本身的稳定性，为防止热失控提供“硬件”基础。

       电池包按照通用全球标准订制：在电芯配方、规格、封装、防护等方面均达到行业最高标准，并且电芯之间布置航天级气凝胶、模组间和壳体内则布置高性能复合隔热材料，覆盖电芯级、模组级和壳体级的三重防护措施，有效提升了隔热与阻燃性能，提升电池包的一致性与安全性

       电芯之间布置航天级气凝胶

       整套智能水循环温度管理系统加航天级纳米温控材料气凝胶的应用同时改善了充电速度，使直流快充10分钟，即可行驶100KM（限定工况：25℃+4%SOC起充，新电池）。

       3、电池包更安全、更可

       我们同时还可以发现，电动汽车起火事件的原因中，碰撞后短路起火的占比14%，这一部分也是普通消费者相比于传统燃油车对新能源电动车安全的最大关注点。

       即：新能源电动车碰撞后的电池安全性能如何，电池会不会因为受到挤压变形爆炸自燃！

       碰撞后起火14%

       答案当然是否定的！

       动力电池在设计之初设计就考虑了碰撞、着火、防水、极端温度等极限情况，以应对突发情况的发生。

       来自知乎用户@法哥请进

       以方形电池制造基本流程为例子。每一阶段都经历设计、测试、验证方面的极限安全考量。为了在发生碰撞或拖底时，电池受到外力挤压能及时排出内部产生的气体和压力，方形电芯设计了防爆阀。同样的为了，碰撞时通过内、外部共同疏导，在极端情况时保护车辆和电池的安全，电池底壳也在设计时专门留有一定的溃缩量。

       那么雪佛兰畅巡的电池安全表现呢？通用的工程师又是如何保证电池安全的呢？

       我国动力电池有6项国家标准：GB/T31484-2015。6项国标从机械安全、环境安全、电安全三个维度对电池单体、电池模块以及电池包/系统进行测试，并给出相关判定标准。且国标测试的难度也异常苛刻：在极端温度测试时，国标要求电动车电池在零下20度到零上50度，接近70度的剧烈变化下还能正常稳定的发挥作用。在挤压和针刺考验中，要求电池受到10吨重的外力挤压，还能幸免于难；由1根近1厘米粗的钢针从几何中心穿过，电池处于短路状态，还不能爆炸，不起火。

       针刺测试

       挤压测试，挤压力100KN

       相比于国标，通用及其配件厂商对电池测试要求更加严苛，种类和难度都远超国标。通用在雪佛兰雪佛兰畅巡上对锂电池组进行了13类极限安全检验：穿刺（超出国标的模组级热扩散试验）、挤压、浸泡、火烧、过充、过放、短路等7重极限安全检验、过温、碰撞、振动、温度冲击、湿热冲击、盐雾，达到IP67级别。

       以火烧检验为例子，国标要求电池火烧130秒无爆炸，在雪佛兰畅巡搭配的动力电池包上，这个标准被提高到了火烧130秒还能正常工作、火烧1个小时无爆炸危险。

       火烧测试

       值得一提的是，通用在整车级别创新增加铁轨、跌落和高于法规要求的横向柱碰实验，确保日常使用的安全性和稳定性。

       此外，雪佛兰畅巡的电池包上采用了3重物理防护结构设计。因为相较于传统车辆，纯电动汽车前端吸能空间减少，大刚度、大质量电池的安装位置与传统发动机安装位置有较大差异，同时，电动汽车不同于传统燃油车的特殊部件也对其碰撞安全性能提出了更高的要求。

       所以，雪佛兰畅巡在车架上增加了高强度和超高强度钢打造的下防撞梁（高强钢）、双框架结构设计（超高强钢）和横向多条贯穿式梁结构设计（超高强钢），为高压电池包提供充足的保护，从而避免碰撞中高压电池包受到碰撞、挤压。相较于传统5星燃油车，多了前面两条横向贯穿式梁和电池包周边的防护梁，全方位满足安全要求。

       尾言：

       电池安全是新能源电动车安全的重要指标，只有通过最高标准设计、测试、制造的电池，才称得上安全的豪车。

       尤其针对三电系统来说，高标准的设计-制造-检验-验收，在纯电汽车产品上更为重要。在树立消费者信心的关键阶段，太多企业的半成品在使用过程中发生意外事故，留存了许多隐患。这就是整体流程体系不成熟布下的种子，甚至会对整个市场造成影响。

       而对于通用雪佛兰这样具备完整成熟体系的品牌，虽然在国产化电动车产品的路上走的稍显慢了一些，但依我看来在核心技术上是有能力做到万无一失的。

       本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

求小型风力发电机的构造原理和资料（越基础越好详细点）谢谢

       小型风力发电机介绍

       一，小型风力发电机的使用条件

        小型风力发电机一般应在风力资源较丰富的地区使用。即年平均风速在3m／s以上，全年3-20m／s有效风速累计时数3000h以上；全年3-20m／s平均有效风能密度lOOW／m2以上。在选择使用风力发电机时，要做到心中有数，避免盲目性，这样才能充分地利用当地的风力资源，最大限度地发挥风力发电机的效率，取得较高的经济效益。

        应该指出的是，在风力资源丰富地区，最好选择风机额定设计风速与当地最佳设计风速相吻合的风力发电机。如能做到这一点无论是从风力机的选择上，还是利用风力资源的经济意义上都有重要的意义。风洞试验证明，风轮的转换功率与风速的立方成正比，也就是说，风速对功率影响最大。例如，在当地最佳设计风速为6m／s的地区，安装一台额定设计风速为8m／s的风力发电机，结果其年额定输出功率只达到原设计输出功率的42％，也就是说，风力发电机额定输出功率较设计值降低了58%。若选用的风力发电机额定设计风速越高，那么其额定功率输出的效果就越加不理想。但也必须指出，风力发电机额定设计风速偏低，其风轮直径、电机相对要增大，整机造价相应也就加大．从制造和产品的经济意义上考虑都是不合算的。

        二，小型风力发电执使用的一般要求

        目前，小型风力发电机都采用蓄电池贮能，家用电器的用电都由蓄电池提供。所以，用电时总的原则是，蓄电池放电后能及时由风力发电机给以补充。也就是说，蓄电池充入的电量和用电器所需消耗的电量要大致相等(一般以日计算)。下面举一例说明这一问题：某地区使用了一台风力发电机，额定风速输出功率为IOOW,假设，该地区某日相当于额定风速的风力吹刮时数连续为4h，则该风机日输出并贮存到蓄电池里的能量为400Wh。考虑到铅蓄电池的转换效率为70%，则用户用电器实际可利用的能量280Wh。如果该用户使用的电器有：

        (1)15W灯泡两只，使用4h，耗能为120Wh；

        (Z)35W电视机一台，使用3h，耗能为105Wh；

        (3)15W收录机一台，使用4h，耗能为60Wh。

        以上总耗能为285Wh。

        这样，用电器日总耗能比风力发电机所能提供的能量超出了5Wh，也就是出现了所谓的“入不付出”用电；这种入不付出的用电，将会使蓄电池处在亏电的状态下工作。如果经常长时间地这么用电，将会使蓄电池严重亏电而损坏，缩短其使用寿命。

        上例，是假定风力发电机在额定风速状击下的用电情况，而实际上，由于风的多变性，间歇性，风既有大小的不同(风速)又有吹刮时间长短的不同(风频)。所以，在使用用电器时要做到风况好时可适当多用电，风况差时少用电。这就需要用户在使用时认真总结经验。

        另外，有条件的地区和用户可备一台千瓦级的柴油发电机组，当风况差的时候给蓄电池补充充电，做到蓄电池不间断地供电。

        三，小型风力发电机的合理配套

        小型风力发电机发出的电能首先经过蓄电池贮存起来，然后再由蓄电池向用电器供电。所以，必须认真科学地考虑，风力发电机功率与蓄电池容量的合理匹配和静风期贮能等问

        题。目前，小型风力发电机与蓄电池容量一般都是按照输入和输出相等，或输入大于输出的原则进行匹配的。即：100W风力发电机匹配120Ah蓄电池(60Ah2块)；200W风力发电机匹配120-180Ah蓄电池(60或90Ah2块)；300W风力发电机匹配240Ah蓄电(120Ah2块)；750W风力发电机匹配240Ah蓄电池(120Ah2块)；1000W风力发电机匹配360Ah蓄电池（120Ah3块）。

        实践证明：如果匹配的蓄电池容量不符合风力发电机发出能量的要求，将会产生下列问题：

        （1）蓄电池容量过大时，风力发电机发出的能量不能保证及时地给蓄电池充足电，致使蓄电池经常处于亏电状态。缩短蓄电池使用寿命。另外，蓄电池容量大，价格和使用费用随之增大，给经济上也造成不必要的浪费。

        （2）蓄电池容量过小时，会使蓄电池经常处于过充电状态。如因充足电而停止风力发电机的工作会严重影响风机工作效率。蓄电池长期过充电将会使蓄电池早期损坏，缩短使用寿命。

        另外，小型风力发电机的合理匹配，用电器的套配也是一项可忽视的内容。在选配用电器时也应按照蓄电池与风力发电机的匹配原则进行。即选配的用电器耗用的能量要与风力发电机输出的能量相匹配。但应指出的是，匹配指标所强调是“能量”，不要混淆为功率。在选用用电器时，还必须注意电压制的要求，目前，小型风力发电机配电箱上配有12V、24V和电视机专用插座，用户使用时，要针对用电器所要求的电压值选用相应的插座，电视机应专门插在电视机插座上。

        如果使用的是交流用电设备，则必须备置能够满足其功率要求的“逆变器”将蓄电池的直流电转变成电压为220V，频率为50Hz的交流电才能使用。

        第二节 小型风力发电机安装场址的选择

        小型风力发电机安装场址的选择非常重要。性能很高的风力发电机，假如没有风，它也不会工作，而性能稍差一些的风力发电机，如果安装场址选择得好，也会使它充分发挥作用。关于小型风力发电机的选址条件包含着非常复杂的因素，美国等一些国家，特为此出版了有关风力机场址选择的专著。原则上，在一年之中极强风及紊流少的地点应算最好，但有时很难选出这样的地点。

        一、场址选择原则

        1.场址应选择风能丰富区前面己介绍，风力发电机安装地点的年平 均风速越大越好，其大体上

        数字是：年平 均风速3m／s以上，3-20m／s有效风速累计时效3000h以上，全年3一20m／s平均有效风能密度100W／m2以上。只要能满足第一个条件，小型风力发电机在经济上便可认为是合算的。

        2.场址应具有较稳定的盛行风向。盛行风向是指出现频率最高的风向，气象上风向一般用16个方位表示(图4-1)。每个方位箭头的长度和数字是该风向的平均风速，并可形象地绘制出风玫瑰（图4-2）。

        从风玫瑰图中看出，盛行风向为西南风（平均风速11.7m／s）、南西南风(平均风11.5m／s)和东北风(平均风速5．9m／s)。我国是季风较强的国家，不同季节盛行风向还要变化。选址对希望盛行风向较稳定，便于考虑地形的有利影响。

        3．风机高度范围内“风切变”要小(风剪切要小) “风切变”是指短距离内风速、风向的较大变化。图4-3所示为平顶山脊顶的风切变，图中的影区说明因气流分离使风速下降，分离区上部为强切变区。风机如安在此影区，叶片将在不等速风中旋转，叶片受载不均匀，

        图4-1 风向的16个方位图

        图4-2 风玫瑰图

        降低性能，缩短风机使用寿命。所以风机应避开此强切变区，安在迎风坡上，或提高塔架。

        4.应考虑气象因素的影响

        （1） 紊流。所谓紊流是指气流速度的急剧变化，包括风向的变化。通

        常这两种因素混在一起出现。紊流能影响风力发电机功率的输出，同时使整个装置振动，损坏风机。小型紊流多数是因地面障碍物的影响而产生的，因此在安装风力发电机时，必须躲开这种地区。

        （2） 极强风。海上风速可达30m／s以上，内陆有时也大于20m／s时称为极强风。风力发电机的安装场址当然要选择风速大

        图4-3 平顶山脊顶的风场变

        的地方，但在易出现极强风的地区使用风机，要求机组具有足够的强度，一旦遇有极强风，风力发电机便成为被袭击的对象。

       （3）结冰和粘雪。在山地和海陆交界处设置的风力发电机，容易结冰和粘雪。叶片一旦结了冰，其重量分布便会发生变化，同时翼形的改变，又会引起激烈的振动，甚至发生破坏。

        （4）雷。因为风力发电机在没有障碍物的平坦地区安装得较高，所以经常发生雷击事故，为此风机最好增设防雷装置。

        （5）盐雾损害。在距海岸线10-15km以内的地区安装风力发电机，必须采取防盐雾损害的措施。因为盐雾能腐蚀叶片等金属部分，并且会破坏装置内部的绝缘体。

        (6)尘砂。在尘砂多的地区，风力发电机叶片寿命明显缩短。其防护的方法，通常是防止桨叶前缘的损伤，对前缘表面进行处理。可是尘砂有时也能侵入机械内部，使轴承和齿轮机构等机械零件受到破坏。在工厂区，空气中浮游着的有害气体，也会腐蚀风力机的金属部分，应加以注意。

        二，平坦地形的场址选择

        根据能同时表示风向和风速关系的风玫瑰图，如果在风向最多的上风侧没有障碍物，一般都可以认为这个地点为平地。所谓在平地上安装风力发电机的情况，应考虑以下两个条件：

        （1）以设置地点为中心，在半径为1km的圆内，应没有障碍物。

        （2）假使有障碍物时，风力机的高度应为障碍物最高处高度的三倍以上，这个关系如图4-4所示。此条件极为严格，但对小型风力发电机可以放宽些(例如也可以把半径定为400m)。

        三，山脊或山顶地形的场址选择

        山脊和山顶有自然的高塔作用，并且气流随着靠近山脊，由于风洞效应，气流近似为流线而得到加速，能量也随之增大。如图4-5a所示。可是，风向和山脊构成的方向对

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467