纯电动汽车高压原理设计
147_纯电动汽车高压原理设计
纯电动汽车高压原理设计一、纯电动汽车高压原理设计1.1 纯电动汽车高压主回路设计纯电动汽车的高压主回路如图1.1所示，由动力电池、正、负极接触器、预充电回路（预充电接触器和预充电阻）、高压负载（电机控制器和高压器件）组成。
其中，由于电机控制器和一些高压用电设备内部有较大的电容电路，为了高压电路接通瞬间的用电安全，设计了预充电回路，即预充电接触器和预充电阻。
图1.1 纯电动汽车高压主回路图1.2纯电动汽车的控制回路设计纯电动汽车的控制回路，是指纯电动汽车高压主回路里面高压接触器的低压控制回路以及控制器等低压控制装置在高压原理图中的控制回路，如图1.2所示，主要工作电压为12/24V。
图1.3 纯电动汽车的控制回路设计1.3纯电动汽车的高压检测回路设计纯电动汽车的高压原理图设计中，需要对高压回路中的电压、电流、绝缘电阻等高压信号进行实时检测，所以高压原理图中的高压检测设计是十分重要的，如图1.3所示。
图1.3高压检测设计1.4 纯电动汽车高压原理图设计如图1.4所示，为某车型纯电动汽车的高压原理图。
图中高压原理设计了高压配电系统的开盖互锁、高压接插件互锁、充电互锁、放电控制等高压安全控制电路。
图1.4 纯电动汽车高压原理图二、纯电动汽车高压器件选型2.1 高压接触器选型高压接触器起着高压回路接通与切断的作用，是高压回路重要开关，在选型时要根据高压电气参数做适当选择，主要指标有电压等级、电流承受能力、带载切断能力与次数、灭弧能力、辅助触点功能、安装方式与结构特点等，如图2.1为美国泰科高压接触器的外形图。
泰科LEV100 泰科EV200图2.1泰科接触器外形图2.2 高压熔断器选型高压熔断器起到对高压回路中高压线束以及高压用电器的过流保护的作用，即在大电流或短路电流通过的时候，及时熔断以保护高压用电器不因大电流的冲击而受到损害盒保护过流导致高压线束的升温甚至熔断起火。
高压熔断器选型也应考虑电压等级，电流分断能力，分断特性等要求，如图2.2为巴斯曼高压熔断器外形图。
新能源汽车高压预充电路简析
新能源汽车高压预充电路简析发布时间：2022-03-06T06:03:11.340Z 来源：《探索科学》2021年11月上21期作者：董超[导读] 为了提高电动车辆的动力性及续时里程等车辆必备特性，电动车辆使用的电机功率越来越大，动力电池的电压及存储电能越来越大。
因此，电动汽车的可靠性及安全性是有待提升的重中之重。
根据电动车自身特点，在车辆上电瞬间，电池上的大电压会瞬间加在用电器正负极，如果此时回路没有吸收大电压产生的大电流的能力，则会造成用电器瞬间被大电流冲击烧毁。
因此，需要在回路中设计可以吸收大电流的能力，在吸收完成后用电器达到可工作电压，并且时间相对较短。
电压型变频器用电容储能，电流型变频器用电感储能。
安徽江淮汽车集团股份有限公司董超安徽省合肥市 230601摘要：为了提高电动车辆的动力性及续时里程等车辆必备特性，电动车辆使用的电机功率越来越大，动力电池的电压及存储电能越来越大。
因此，电动汽车的可靠性及安全性是有待提升的重中之重。
根据电动车自身特点，在车辆上电瞬间，电池上的大电压会瞬间加在用电器正负极，如果此时回路没有吸收大电压产生的大电流的能力，则会造成用电器瞬间被大电流冲击烧毁。
因此，需要在回路中设计可以吸收大电流的能力，在吸收完成后用电器达到可工作电压，并且时间相对较短。
电压型变频器用电容储能，电流型变频器用电感储能。
目前行业中多使用电压型变频器，回路需增加母线电容。
母线电容的作用是保护逆变器或者变频器不受电网瞬时峰值冲击，吸收急停状态时所有功率开关器件关断下的电机去磁能量。
因为有母线电容，需要在回路中增加分压作用的电阻，也称为预充电阻，否则母线电容会被击穿。
关键词：电动汽车；预充电阻；预充电电路引言随着国家政策的积极引导及能源消耗和环境污染等方面的问题，使得高效节能的新能源汽车成为汽车领域的发展趋势。
目前新能源汽车在人们的日常生活中已经非常普遍，了解新能源汽车预充电过程对动力系统部件的选型及整车安全可靠性研究有至关重要的影响。
新能源汽车EV300高压互锁原理与检修
车辆高压互锁结构原理与检修
-----以吉利帝豪EV300为例
实例情境：小王开着吉利EV300在高速上高速行式，突然仪表盘 提示报警，同时车辆速度逐渐降低下来，小王为了安全期间，逐 将车辆停在应急车道；待新能源汽车技师赶来，对车辆进行诊断 发现整车高压互锁出现故障。
目录
Contents
一 高压互锁的简介 二 高压互锁的组成 三 高压互锁的控制策略 四 EV300高压互锁的线路介绍 五 常见的高压互锁问题及诊断
一 高压互锁的简介
电动汽车高压互锁，也指危险电压互锁回路，简称HVIL。通过使 用电气小信号，来检查车辆高压器件、线路、连接器及护盖的电气完 整性，若识别出回路异常断开时，则会毫秒级时间内断开高压电，保 障用户安全。
四 吉利EV300互锁线路的介绍
用示波器检测器正常波形如图所示，即发送和接收的都是50%占空比的 PWM 信号，最高电 压约为 10V 左右，使用万用表直流档检测工作电压约为 5V。
PWM 型高压互锁检测波形
五 吉利EV300常见的互锁问题及诊断
互锁故障的原因主要有 VCU 自身和互锁线路两个方面，互锁线路方面又分断路、短路 、虚接等多种情况。比如下面一些故障例子
（2）切断高压源
当电动汽车在停止状态时，高压互锁系统在 识别严重危险情况时，除了进行故障报警，还应 通知系统控制器断开自动断路器，使高压源被彻 底切断，避免可能发生的高压危险，确保财产和 人身安全。
仪表盘显示故障灯 电动车停止状态
三 高压互锁的控制策略
（3）降功率运行
电动汽车在高速行车过程中，高压互锁系统 在识别到危险情况时，不能马上切断高压源，应 首先通过报警提示驾驶员，然后让控制系统降低 电机的运行功率，使车辆速度降下来，以使整车 高压系统在负荷较小的情况下运行，尽量降低发 生高压危险的可能性，同时也允许驾驶员能够将 车辆停到安全地方。
纯电动汽车高压电气系统原理
纯电动汽车高压电气系统原理一、引言随着环保意识的不断提高，纯电动汽车越来越受到人们的关注。
纯电动汽车的高压电气系统是其关键部件之一，它负责将电池组储存的能量转化为驱动电机所需的直流高压电能。
本文将详细介绍纯电动汽车高压电气系统的原理。
二、纯电动汽车高压电气系统概述纯电动汽车高压电气系统主要包括以下部分：1. 电池组：用于储存能量；2. 交流/直流变换器：将交流充电桩提供的交流电转化为直流高压电；3. 高压配电盒：将直流高压电分配到各个用电设备中；4. 驱动控制器：控制驱动电机的转速和扭矩；5. 驱动电机：提供牵引力。
三、纯电动汽车高压电气系统原理1. 交流/直流变换器原理交流/直流变换器是纯电动汽车中最重要的部件之一，它负责将交流充电桩提供的交流低压（220V或380V）转化为直流高压电（通常为200V-400V）。
变换器由三个部分组成：整流器、滤波器和逆变器。
整流器将交流电转化为直流电，滤波器用于去除直流电中的杂波信号，逆变器将直流电转化为高频交流电，以便驱动驱动电机。
2. 高压配电盒原理高压配电盒是纯电动汽车中的一个关键部件，它负责将直流高压电分配到各个用电设备中。
高压配电盒通常由主接触器、保险丝、开关和连接线组成。
主接触器是用于控制高压系统开关的装置，保险丝用于保护高压系统不受过载损坏。
3. 驱动控制器原理驱动控制器是纯电动汽车中另一个重要部件，它负责控制驱动电机的转速和扭矩。
驱动控制器通常由微处理器、功率模块和传感器组成。
微处理器负责计算出需要输出的马达扭矩和转速信号，并通过功率模块将信号传输到驱动电机上。
4. 驱动电机原理驱动电机是纯电动汽车中最重要的部件之一，它负责提供牵引力。
驱动电机通常由电机本体、减速器、传感器和控制单元组成。
电机本体是驱动部分，减速器用于降低转速并增加扭矩，传感器用于检测电机转速和位置，控制单元用于控制电机的运行。
四、纯电动汽车高压电气系统安全纯电动汽车高压电气系统具有较高的危险性，因此安全是其设计和使用中最重要的考虑因素之一。
纯电动汽车高压互锁的工作原理
纯电动汽车高压互锁的工作原理
纯电动汽车高压互锁是一种安全措施，用于确保在电动汽车高压电池系统充电或维修时，电池系统没有电流流动，以防止电击和其他潜在的危险。
工作原理如下：
1. 高压互锁装置通常包括一个电气互锁开关和一个机械互锁开关。
2. 当车辆处于工作状态时，电气互锁开关通常关闭，允许高压电流在电池系统中流动。
3. 当车辆需要进行充电或维修时，操作员必须首先关闭电气互锁开关，切断高压电流的流动。
4. 机械互锁开关会在电气互锁开关关闭后自动锁定，确保无法再次启动高压电流的流动。
5. 在电气互锁开关关闭和机械互锁开关锁定之后，操作员可以安全地进行充电或维修，并避免电击风险。
6. 在工作完成后，操作员必须解锁机械互锁开关，并打开电气互锁开关，才能恢复高压电流的流动。
纯电动汽车高压互锁的工作原理主要是通过电气和机械互锁的方式，确保在必要时切断高压电源，以保护操作员的安全。
这种安全装置是纯电动汽车中重要的安全措施之一。
新能源汽车电动汽车高压系统的能量管理与分配策略
智能驾驶与能量管理的融 合
结合人工智能、大数据等技术 ，研究智能驾驶与能量管理的 深度融合，实现电动汽车在复 杂交通环境下的自适应能量管 理和优化控制。
高压系统轻量化与集成化
针对电动汽车高压系统体积大 、重量重的问题，未来研究可 致力于高压系统的轻量化与集 成化设计，提高系统的紧凑性 和便携性。
极端环境下的性能验证
03
监督学习
强化学习
深度学习
通过训练数据集学习能量管理策略，利用 已有的经验数据指导新情况下的能量管理 。
通过与环境的交互学习能量管理策略，不 断优化决策以达到更好的能量利用效果。
利用深度神经网络学习复杂的非线性关系 ，实现更精准的能量管理策略。
04
能量分配策略
基于瞬时优化的能量分配策略
瞬时功率分配
实验结果分析与讨论
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数据处理
对实验数据进行整理和分析，提取关键指标和特 征。
结果展示
采用图表等形式展示实验结果，便于直观分析和 比较。
3
结果讨论
根据实验结果，评估高压系统能量管理和分配策 略的有效性和可行性，提出改进和优化建议。
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结论与展望
研究成果总结
能量管理策略优化
本研究成功开发出一种高效、可靠的能量管理策略，通过实时监测车辆状态和驾驶需求， 实现了能量的最优分配，显著提高了电动汽车的续航里程和动力性能。
04
复合行驶工况
综合考虑匀速、加速和减速等 工况，分析高压系统的综合能
量管理和分配策略。
实验设计与实施过程
01
02
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实验设备
准备电池模拟器、电机模 拟器、逆变器、高压配电 盒等实验设备。
实验环境
搭建符合安全标准的实验 环境，确保实验过程的安 全性。
项目五 电动汽车高压电路原理与检修
继电器触电监测功能：取消检修塞后增加的功能。 优点：节省一个检修塞 缺点：在上电继电器开关虚接焊在一起时只能报 警，不能人为强行执行下电操作，
接于继电器开关两端 的继电器监测线束
图5-2继电器触点开关监测 六条红线包线管用 图5-3继电器开关两端的继电器监测线束
于监测继电器开关
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四、电池箱的输入/输出接口
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三、高压注意
图5-14带护目镜
图5-15图带绝缘手套
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四、低压参考点的选取
图5-16以蓄电池负极为参考点
图5-17 以车身金属为参考点
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图5-18以动力蓄电池负极为参考点 图5-19错以以车身金属为参考点时测得的是绝 缘检测用电压
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五、高压直流保险丝测量
图5-20保险丝一端有动力电池电压
荣威Ei5是上汽首款完全基于新能源纯电动架构设计的房车。新款 Ei5搭载电机，最大功率85千瓦，最大续航里程420公里。
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二、高压元件电路组成及作用
如图5-6所示为荣威Ei5纯电动汽车的高压电路原理图，电池箱内电池共 有7个模块串联，检修塞（TW)位于串联电池的中间位置，放电工作过程和 充电工作过程原理如下：
电池箱的输入/输出接口功能分别为： 1.“总正+、总负-”端口：接变频器（厂家 称为电子功能控制单元PDU）
2.“快充+、快充-”端口：接快速充电口 “DC+、DC-”。 3.整车通信12P-A（即12针的引脚A）和整车 通信12P-B：外接低压供电电源、外接总线、 整车控制器和车载充电机。
图5-4电池箱的输入/输出接口 10
PTC加热器为电动汽车空调蒸发箱内的高压电加热元件供电。高压电加热 元件为正温度系数（PTC）元件，随加热温度提高电阻增大，电流得以自动 限制，防止了过热。 4.直流直流转换器
纯电动汽车高压部件结构原理
纯电动汽车高压部件结构原理一、引言纯电动汽车是指以电池组为主要能源储存装置，以电动机为主要动力源，通过电子控制系统控制电机驱动轮胎行驶的汽车。
其中，高压部件是纯电动汽车的重要组成部分之一。
二、高压部件概述高压部件包括高压直流电池组、高压直流充电器、高压直流-交流变换器、高压配电盒等。
其结构和原理如下：1. 高压直流电池组高压直流电池组是纯电动汽车的核心部件之一，主要由锂离子电池单体、连接器、保险丝等组成。
其结构和原理如下：（1）锂离子电池单体：锂离子电池是目前应用最广泛的一种蓄能装置。
它由正极、负极、隔膜和电解液等组成。
正极材料通常采用钴酸锂或三元材料，负极材料通常采用石墨或硅碳复合材料。
（2）连接器：连接器主要用于将多个锂离子电池单体连接成一个整体，以提供更大的电压和电流输出。
（3）保险丝：保险丝用于保护电池组，一旦电池组出现故障或短路，保险丝会自动断开电路，避免发生火灾等危险情况。
2. 高压直流充电器高压直流充电器是纯电动汽车的充电设备之一，主要由变压器、整流桥、滤波器、控制器等组成。
其结构和原理如下：（1）变压器：变压器用于将市电交流转换为适合锂离子电池组充电的高压直流。
（2）整流桥：整流桥用于将交流转换为直流，并通过滤波器去除噪声和杂波。
（3）滤波器：滤波器用于去除充电时产生的高频噪声和杂波，以保证充电质量。
（4）控制器：控制器用于监测充电状态并控制充电过程，以确保安全可靠。
3. 高压直流-交流变换器高压直流-交流变换器是纯电动汽车的关键部件之一，主要由逆变桥、输出滤波器、控制器等组成。
其结构和原理如下：（1）逆变桥：逆变桥用于将高压直流转换为交流，并通过输出滤波器去除噪声和杂波。
（2）输出滤波器：输出滤波器用于去除逆变后产生的高频噪声和杂波，以保证输出质量。
（3）控制器：控制器用于监测电机状态并控制输出功率，以确保安全可靠。
4. 高压配电盒高压配电盒是纯电动汽车的分配设备之一，主要由开关、继电器、保险丝等组成。
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总结与期望
专利=乐于动手+善于总结+勤于思考
谢谢！
泰科高压接触器
3.2 高压熔断器选型
高压熔断器起到对高压回路中高压线束以 及高压用电器的过流保护的作用。
高压熔断器选型也应考器
3.3 预充电阻和预充时间
Vc为预充电容两端电压，E为动力电池两端 电压，C为预充总电容，t为充电时间，R为 预充电阻。 由上式计算出充电电阻R和预充电时间t。
纯电动汽车高压原理设计
2.1 纯电动汽车高压主回路设计
2.2纯电动汽车的控制回路设计
纯电动汽车的高压检测回路设计
纯电动汽车高压原理图设计
纯电动汽车高压器件选型
3.1 高压接触器选型
高压接触器起着接通与切断高压回路的作用，是 高压回路重要电器件。 在选型时要根据高压电气参数做适当选择，主要 指标有电压等级、电流承受能力、带载切断能力 与次数、灭弧能力、辅助触点功能、安装方式与 结构特点等。
3.4 放电电阻和时间的确定
Vc=36V（安全电压），E为动力电池两 端电压，C为高压回路总电容值，t为放 电时间，R为放电电阻。 由此计算出放电电阻R和放电时间t。
高压原理设计中的改进和创新
1、互锁设计 2、预充电设计 3、放电设计 4、绝缘电阻实时监测系统设计 5、EMS和EMI设计（EMC）
1.3 电动汽车的历史
早在1873年，由英国人罗伯特· 戴维森用一次电池作动力发明了可供实用的电 动汽车，这比德国人戴姆勒和本茨发明汽油发动机汽车早了10年以上。 从1881年开始，广泛应用了可以充放电的二次电池，由此电动汽车需求量有 了很大提高。由于当时车用内燃机技术还相当落后，行驶里程短，故障多， 维修困难，而电动汽车却维修方便，所以在19世纪的下半叶成为交通运输的 重要产品。 当时汽车使用主要有蒸汽机汽车、电动汽车、内燃气车，由于受当时生产力 和发展的限制，电动汽车充电时间长、续驶里程短的问题还不突出，在1900 年美国制造的汽车数量中，电动汽车为15755辆，蒸汽机汽车1684辆，而汽 油机汽车只有936辆。 可是进入20世纪以后，由于内燃机技术的不断进步（启动电机技术的应用、 高性能点火装置等），1908年美国福特汽车公司T型车问世，以流水线生产 方式大规模批量制造汽车使汽油机汽车开始普及，致使在市场竞争中蒸汽机 汽车与电动汽车由于存在着技术及经济性能上的不足，使前者被无情的岁月 淘汰，后者则呈萎缩状态。
目前电动汽车上应用最广泛的动力电源是锂离子动力电池。
1.2 电动汽车的分类 电动汽车的种类： 纯电动汽车(BEV，battery electric vehicle )； 混合动力汽车(HEV，Hybrid-electric vehicle)； 燃料电池汽车(FCEV，Fuel cell electric vehicle ) 串联式混合动力汽车（SHEV）：车辆的驱动力只来源 于电动机。 并联式混合动力汽车（PHEV）：车辆的驱动力由电动 机及发动机同时或单独供给。 混联式混合动力汽车（CHEV）：同时具有串联式、并 联式驱动方式。
纯电动汽车高压原理设计
目录
电动汽车概述 纯电动汽车高压原理设计 纯电动汽车高压器件选型 高压原理设计中的改进和创新
电动汽车概述
1.1 电动汽车定义及组成
电动汽车（EV，electric vehicle）是指以车载电源为动力，由电 动机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
电动汽车区别于内燃机汽车的最大不同点是动力系统由电力驱动 系统组成。 现阶段电动汽车用驱动电机广泛采用为永磁无刷或异步交流电机。