电动汽车高压电气
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高压电气部件生产中安全性
1 电池组安装 1 )详实的电池安装操作、 使用维护手册等资料。 2 ) 安装或检验人员不可配戴金属饰品、 使用的工具须进行绝缘防护, 避免同时 触碰电芯正负极, 引起短路。 3 ) 每块电池、 每个电池箱体都有编号, 注意电池的正负, 依据图纸将电池装 入相应的电池箱内。 在搬运、 装配过程中对电池应当轻拿轻放, 严禁摔、 碰等 冲击现象发生。 4 ) 电池箱的正负引线务必标识清楚, 妥善进行布线作业, 做到高低压隔离, 做好高压安全防护; 电池连接操作过程中小心谨慎, 避免出现整组或部分电池 被反接, 或整组或部分电池被短路现象。 5 ) 按照设计的电池连接方案, 用导电条将各个电池 (组) 连接; 安装极柱螺 栓使用平垫圈和弹簧垫圈, 极柱螺栓务必拧紧。 6 ) 将电池箱装入车上的电池舱内, 电池箱安装牢固。当电池组两端电压超过人 体安全电压 36 V 时,禁止用身体直接接触电池组正负端, 以免触电, 发生意外。
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3、系统互锁
动力电源断开,高压线路上电压降至安全电压。
4、熔断 用合适的保险丝实现过电流中断电路;
高压控制策略
高压安全控制策略
高压管理系统的功能是保证整车动力电能的传输,并
随时检测整个高压系统的绝缘故障、断路故障、接地 故障和高压故障。
高压管理系统一般由车载低压电源(12V)来供电(根
据管理系统功能不同耗电量几瓦到十瓦)。
电源的电压等级为:
综合: 整车安全防护级别,电线线束防护等级、电线线束线径成本、IGBT高效 工作区、整车功率需求、现有配套体系成熟产品。 以上因素决定整车高压电路电压等级。
整车电压平台越少越安全,减少故障率,防护成本
低。
五征物流微卡电压平台为: 高压574V 低压12V 有些混合动力车型考虑轻量化会有双向逆变。
4、高压电容上下电策略控制
三、高压安全事项
主动安全:
采用物理的方法,对整车及动力系统相关部件绝缘。
5、温度监测和过热保护 主要针对电池、 电机及控制器、 电池箱上高压连接件的温度进行监测, 当其温度高于限值时, 必须采取行之有效的过热保护功能。 6、 高压余电泄放保护; 因高压电路中存在大量的容性负载, 高压电切断后, 供电回路中仍余很 高的 电压和电能。 为避免可能带来的危害, 在高压电源切断后应采用余电泄 放的方法位。 7、电压检测和保护; 主要是总电压和电池模块电压检测。 充电+放电
三、高压安全事项
主动安全:
采用物理的方法,对整车及动力系统相关部件绝缘。
11、 爬电距离设计 国标18384 1 ) 两个蓄电池连接端子间的爬电距离为 d≥0.25U+5 (d — 被测试验用动力蓄电池的爬电距离,mm ; U — 蓄电池两个 连接端子间的标称电压, V )。 2 ) 带电部件与电盘之间的爬电距离为 d≥0.125U+5。 12、电磁抗干扰设计;
五征物流车整车参数
动力 后桥
后双胎 柴油 后单胎
微卡车型
汽油 后单胎
车身 图片
单排
排半
双排
平板车
平板车 厢式车 仓栅车
平板车 厢式车 仓栅车
车型
厢式车 仓栅车
结合产品需求,选定单排厢式车型为基础车型进行开发,载质量为1500kg
系统 动力总成 动力总成及附 件 动力附件 电机 主减速器 取消进排气系统、供油系统
高压安全设计分主动安全设计与被动安全设计。
三、高压安全设计事项
主动安全:
采用物理的方法,对整车及动力系统相关部件绝缘。
1、电池包二次绝缘; 从设计上电池组与箱体绝缘、箱体再次与车体绝缘
2、高压电气部件外壳接地; 高压电器外壳接地,确保人体可触及的部位与人体是同一电位。
3、绝缘电阻检测;
对高压总线与高压部件进行绝缘电阻检测,当低于安全限制时采取相关 措施。100欧姆/v
高压系统直流侧的绝缘状态检测;
2) 具备绝缘检测模块 含一个绝缘检测模块,在电池系统内,负责整个
3) 具备高压系统下电后的主动高压放电功能; 4) 具备快慢充电口高压隔离功能,实现充电时充电口不带电;
5) 具备充电互锁和机械检修互锁功能,互锁信号可由硬件、软件或综 合判断实现,建议 由硬件实现; (1)充电互锁:通过交流充电口和快充充电口的硬件握手信号 CC 实 现; (2)在 FP 阶段,电池系统无高低压互锁,EP 阶段待定; (3)手动检修互锁由电池系统的检修开关实现;
6) 高压系统内的每一路高压回路需设置必要的过载/短路保护装置, 如熔断器; 7) 高压系统连接件具备防插错措施;
8) 各系统控制继电器的模块根据继电器的类型设置保护电路,避免出 现继电器断开瞬 间过压或过流损坏部件。
电动汽车安全课题
整车电气设计
• 主动安全设计 • 被动安全设计
高压电气生产使用
• 安全实时监测 • 诊断
高压电系统安全性设计
目的在于防止漏电、 过流、 有毒及易燃的化学
物质泄漏等。
高压电系统安全性设计
目的在于防止漏电、 过流、 有毒及易燃的化学
物质泄漏等。
成熟的电动汽车应该实时检测一下数据:
① 高压电气参数: 高压系统电压、 电流, 高压总线剩余电量;
② 高压电路参数: 动力电池绝缘电阻、 高压总线等效电容;
谢谢
采用高压设计,是为了减小电机、逆变器的成本与体积、并且利于控
制总线的工作电流在一定范围内从而保护电源系统。
根据标准要求电机及控制器必须能在电源电压为120%额定电压下安全
承受最大电流。另外电机在电源电压降为75%额定电压时,应能在最 大电流下运行。
根据前述规格及采用的蓄电池类型,来确定电源系统的标称电压。 根据国标GB-T 18488_1-2001 《电动汽车用电机及其控制器技术条件》
高压线连接
1、 应考虑线束的绝缘防护, 线束走向
高压线不能同低压线捆绑在一起。 高压线接头应避开油管路接头, 防止高压线短路; 高压线不得与安装螺栓等干涉, 并且应避开热 源、 尖锐物或旋转件;
2、 在电池箱总成之间连接线时,由具备电工资质 的人员操作。
(应带绝缘手套、 穿绝缘鞋)
3、 整车下线上电前使用绝缘检测仪进行整车高压绝 缘检测。
电动汽车高压电伤害分析
电脱离的极限电压 E=I×R=0.07×1000=70V
高压电系统安全性设计
电压平台选择 目前ISO和国标没有对高压平台进行强制性规定, 结合目前国内电机电控平台现状,有一个推荐 值。 144V 288V 320V 346V 400V 576V
目前汽车用单芯电线电压等级60V 600V两种。
微型电动物流车项目车型的高压系统包含动力电池 PACK、OBC、EAS、
PTC、MCU(MCU与 DCDC 集成在一个高压盒中)、高压盒系统,高 压系统原理设计原则如下:
1) 具备预充电电路,降低系统的电流冲击 含有两路预充电电路: 一
路在电池系统内为整个高压负责预充电; 一路在车载充电机输出端为 车载充电机输出端提供预充电;
13、技术资料的完整性; 指导装配和使用
三、高压安全事项
被动安全
1、自动危险电压断开:
在车辆发生碰撞事故、探测到强电线缆或是部件绝缘下降到 低于安全限制时,自动将危险电压隔离。自动危险电压断开装置 应具备自恢复功能,在初始条件清除后恢复牵引电压。
2、手动危险电压断开:
在车辆维修保养时可以通过断路手柄或是高压连接器实现断开电源。
在泊车期间管理系统必须停止工作,否则容易造成车
载低压电源亏电。
高压控制策略
1 电机控制器的过载能力
在额定输出电流下连续工作,允许加非周期性过载, 过载的倍数和持续时间在产品中规定。 2 电机控制器的保护功能 电机控制器应具有过电流、过电压和欠电压的保护 功能。 3 馈电要求 在电机因惯性旋转或被拖动旋转时,电机运行于发 电机状态。电机通过控制器应能给125%额定电压 的电压源充电。馈电电流的大小和馈电效率在产品 指标中规定。
底盘
电器系统
车身
外饰 内饰
电池成组电压
国内主要商用车电压水平
体积:740L
成组方案:5P157S;
标称电压:3.65*157=574V; 标称电量:69kwh; 电池模组固定采用框架式结构,分两层布置; 分箱布置
五征电动汽车高压电路示意图
高压安全管理系统拓扑图
高压供电系统方案
③ 非电测量参数: 环境温度、 湿度: ④ 数字量测控参数: 主要是开关量的输入和输出; ⑤ 辅助电压、 继电器链接状况等
一般采样频率要控制在10-100MS,对重要的安全指标 采样频率应控制在10MS。
三、高压安全事项
各国的标准对电动车辆的高压电安全及控制制
定了较为严格的标准和要求并规定了高压系统 必须具备高压自动切断系统。 其中涉及与电动车有关的电气特性有: 绝缘特性、 漏电流、 充电器的过流、 爬电距离及电气间隙等。
采用分体式高压控制系统,包括充电机、电机控制器、中控盒等 包括快充、慢充 借用 电动助力转向 根据轴荷变化情况,对制动系统进行改进优化 轮胎及车轮借用,车桥在原车基础进行改进,改为后驱形式,速比保持不变为5.375 改为CAN仪表,边界不变,表盘重新进行设计 推拉式换档机构 借用 根据客户需求,重新开发 前保险杠重新开发,以体现新能源产品差异化 1、方向盘重新开发,增加多功能按键功能 2、副仪表板根据换档机构重新开发
电动汽车高压电伤害分析
电动汽车高压电安全隐患的主要部件是动力电池系统,
包括单体电池、 电池模块、电池箱及管理系统、 充电系 统、 高压动力线等。
电伤害主要有触电和短路。 触电的种类: 接触触电指与充电接触发生的触电; 电磁感应触电是指与交流高压附近的金属相接触发生的触电; 静电感应触电指在交流高电压附近人体产生触电, 因放电时的冲击发生的触 电; 电弧触电指人体因大电流在大气中的放电被吹起而发生的触电。 人体电阻 =1000Ω (润湿状态的大致阻值)
三、高压安全事项
主动安全:
采用物理的方法,对整车及动力系统相关部件绝缘。
8、 驱动电机 驱动系统电动机应有自己的短路或过流保护装置, 采用卸载装置 以避免过热。 9、低压电源监测; 动力电池组通过 DC-DC 变换器将高压直流电转换为24V 低压直流 电,为整车低压电器和电机控制器提供电源, 一旦发生故障会造成 车辆停驶。 因此, 随时监测其工作状态十分必要,并通过声光报警, 提醒驾驶员采取措施。 10、高压交直流防护的区别;
电动汽车高压电气安全交流
电动汽车高压电气系统结构
动力电池组输出的高压直流电通过电机控制器逆变
驱动电机转动,同时通过直流电压转换器或逆变器
向空调压缩机、PTC、或外输出口等提供电能,这构
成了整车的高压电气系统。 主要分: ① 动力模块: 电机总成、 电池包总成; ② 控制模块:电机控制器、DC-DC 、BMS 等; ③ 高压辅助模块:漏电保护器、PTC、压缩机 、直流 快充、交流慢充电口、应急开关等。
开发方案 取消发动机、变速箱、离合器 增加额定功率55KW 峰值110KW永磁同步水冷电机
备注
额定功率55KW 峰值110KW永磁同步水冷电机 单级减速速比改为1.9以下
电池
高压控制
动力电池
高压控制系统 充电口 悬架 转向 制动 行驶 组合仪表 变速换档 白车身 货箱
采用三元材料电池,电池电量为69kwh