新能源汽车BJEV高压系统
BJEV高压系统
学习目标
1.能够熟知车辆的高压系统注组成部分；
2.能够看懂拓扑图并描述个高压部件在车辆上的安装位置；
3.能够说出各部件的功能、结构；
4.能够对车辆的基本故障进行排查。
重点
1.能够熟知车辆的高压系统注组成部分及其功能、结构；
2.能够对车辆的基本故障进行排查。
难点
1.能够看懂拓扑图并描述个高压部件在车辆上的安装位置
2.能够对车辆的基本故障进行排查。
理论知识
一、高压系统组成部分
（一）动力电池组
车辆行驶过程中，随着电量的消耗，SOC表上指针指示的数值会逐渐减小。当SOC减小到
电池管理必须解决的问题：
使用100个电芯串并联，必须解决的问题：
1 电芯制造、选择一致性：容量、内阻一致；同一批次
2 电池包电量监测
电芯荷电电量监测
电芯充放电电压：某一个电芯充电到3.5V就全部停止充电；某一个电芯放电到2V就全部停止放电。
个别电芯均衡充电
电池热管理、电池低温环境下加热
3 电池高压安全管理措施：上下电控制、维修开关、绝缘监测
（二）高压控制盒
高压控制盒：是完成动力电池电源的输出及分配，实现对支路用电器的保护及切断。
1.1高压控制盒：内部结构
PTC控制板
四个熔断器
PTC熔断器
空调压缩机熔断器
1.2高压控制盒：内部原理
1.3高压控制盒：外部接口定义
接高压盒
1脚：电源负极
2脚：电源正极
3脚：互锁信号线
4脚：互锁信号线（到盒盖开关）
高压控制盒：外部接口定义
1.4高压控制盒：互锁线接线图
（三）永磁驱动电机&电机控制器
1传统直流电机
定子线圈，通电产生磁场；转子线圈通电产生磁场，磁场相互作用是转子转过一个角度，用整流子换另一组线圈通电，继续转过一个角度。是电机转动。
带负载后，可以通过加大线圈的电流来保证电机的扭矩输出。
转子转动会在定子绕组上感生电动势，感生电动势方向与定子线圈上的电压方向相反；定子上电流不能无限加大。
2传统交流异步电机
三相交流电在三个定子绕组上产生旋转磁场；转子是鼠笼结构，旋转磁场在转子的导电鼠笼上感生出电流，形成磁场，驱动转子转动。
转子转速由转子极对数和交流电频率决定。从外部改变交流电的频率就可以改变电机的转速。变频电机就是用变频器改变输入到电机的频率，调整电机的转速的。
三相永磁结构
定子铁芯分布三个绕组、三对磁极（120°分布）（六个磁极）
转子上嵌有两对永磁材料做成的磁极(4个磁极）。
当为某一个磁极通直流电时，转子永磁极就会转向通电的定子磁极。然后本相线圈断电，下一个定子线圈通电，转子继续转向下一个定子磁极。
问题是：1如何判断转子磁极初始在电机内部什么角度位置，以便根据转向要求决定通电是哪一个线圈？2转子磁极转到什么角度位置时刻，为下一相线圈开始通电？
用传感器判断转子转角位置：
光电编码传感器、霍尔传感器、三线圈磁阻式转子传感器
永磁驱动电机：
1.驱动电机控制器其将动力电池提供的直流电，转化为交流电，然后输出给电机；
2.通过电机的正转来实现整车加速、减速；通过电机的反转来实现倒车；
3.其通过有效的控制策略，控制动力总成以最佳方式协调工作。
三线圈磁阻式转子传感器（磁阻式旋转变压器）
（四）DC/DC
2.1将动力电池的高压直流电转换为整车低压12V直流电，给整车低压用电系统供电及铅酸电池充电。
2.2DC/DC：接口定义
2.3DC/DC：工作条件及判断
工作条件：
（1）高压输入范围为DC 290~420V
（2）低压使能输入范围为DC 9~14V
判断DC/DC是否工作的方法:
第一步，保证整车线束正常连接的情况下，上电前使用万用表测量铅酸蓄电池端电压，并记录；
第二步，整车上ON电，继续读取万用表数值，查看变化情况，如果数值在13.8~14V 之间，判断为DC工作。
（五）空调制冷压缩电机
（六）车载充电机
车载充电机将220V交流电转换为动力电池的直流电，实现电池电量的补给。车载充电机：接口定义
交流输入端
1脚：L（交流电源）
2脚：N（交流电源）
3脚：PE（车身地（搭铁））4脚：空
5脚：CC（充电连接确认）6脚：CP（控制确认线）直流输出端
A脚：电源负极
B脚：电源正极
低压控制端
1脚：新能源CAN_L
2脚：新能源CAN_GND
5脚：互锁输出（到高压盒
低压插件）
8脚：GND
9脚：新能源CAN_H
11脚：CC信号输出
13脚：互锁输入（到空调
压缩机低压插件
15脚：12V+ OUT
16脚：12V+ IN
二、E150高低压电分布结构图
三、基本故障排查
（一）高压互锁故障排查
1.高压互锁的定义
在ISO国际标准《ISO 6469-3: 2001电动汽车安全技术规范第3部分：人员电气伤害防护》中，规定车上的高压部件应具有高压互锁装置。高压互锁，也指危险电压互锁回路（HVIL-Hazardous Voltage Interlock Loop):通过使用电气小信号，来检查整个高压产品、导线、连接器及护盖的电气完整性（连续性），识别回路异常断开时，及时断开高压电。
回路如图2所示。当整车发生碰撞时，碰撞传感器发出碰撞信号，触发HVIL 断电信号，整车高压源会在毫秒级时间内自动断开，以保障用户的安全，如图3所示。
图2高压互锁回路示意图图3碰撞时HVIL断开高压电
高压互锁回路
2.高压互锁的组成
2.1互锁信号回路
高压互锁信号回路包括两部分，如图2中黑线和虚线所示。
1）黑线部分用于监测高压供电回路的完整性，可以分为两种形式：一种是与高压电源线并联，并在所有高压连接器端与连接器监测器连接，将所有的连接串接起来组成一个完整的回路（图4)，可以利用高压线上的屏蔽线组成信号回路的一部分，以使整个系统变得更简单和可靠；另外一种形式为各个高压部件控制器负责监测各自的HVIL信号，只有当全部的控制器收到HVIL接通信号时，才允许接通高压源，如图5所示。
图4高压供电监测回路1 图5高压供电监测回路2 2）虚线部分用来监测所有高压部件保护盖是否非法开启，利用信号线将所有高压器件上的监测器全部串联起来，组成另外一条监测信号回路，即互锁信号回路。高压回路内某一个部位没有连接好，互锁信号送入整车控制器内，整车控制器就不使动力电池对外供电。
2.2 互锁监测器
监测器分为两类，一种用于监测高压连接器连接是否完好，另外一种用于监测高压部件的保护盖是否开启。
1）高压连接器监测器如图6所示，图6a为将监测器设置在连接器上的一体式的设计，图6 b为通用的最新专利设计。
图6 高压连接器监测器
通用监测器的设计是利用压接方法在连接器自锁结构上增加电气连接作为自锁回路短接信号，这种设计既保证了连接器防水等级又能不增加冗余的空间，非常巧妙。图7中白色方框区为某车型动力电池动力母线互锁监测器，在动力母