汽车高电压直流电系统
纯电动汽车dcdc工作原理
纯电动汽车dcdc工作原理纯电动汽车dcdc是指直流到直流的变换器，它是电动汽车的重要组成部分，主要用于电动汽车的电子控制系统，将高压直流电池的电压转换为低压直流电压，以供电子设备使用。
本文将详细介绍纯电动汽车dcdc的工作原理。
1. 基本结构纯电动汽车dcdc由输入端、输出端和控制电路三部分组成。
输入端接收高压直流电池的电压，输出端输出低压直流电压，控制电路通过控制开关管的导通与断开，实现输入端与输出端之间电压的变换。
2. 工作原理纯电动汽车dcdc的工作原理可以分为两个部分：能量存储和能量转换。
2.1 能量存储纯电动汽车dcdc的能量存储是指将高压直流电池的电能存储在电感和电容中。
当开关管导通时，高压直流电池的电能被电感和电容存储，此时电感中的电流增加，电容中的电压增加。
当开关管断开时，电感和电容中的电能被释放，此时电感中的电流减小，电容中的电压减小。
通过周期性的导通与断开，实现电能的存储和释放。
2.2 能量转换纯电动汽车dcdc的能量转换是指将高压直流电池的电压转换为低压直流电压。
当开关管导通时，高压直流电池的电压通过电感和开关管传递到输出端，此时输出端电压增加；当开关管断开时，输出端电压由电感和电容提供，此时输出端电压减小。
通过周期性的导通与断开，实现电压的变换。
3. 控制策略纯电动汽车dcdc的控制策略主要有PWM控制和谐振控制两种。
3.1 PWM控制PWM控制是指通过控制开关管的导通与断开时间比例，实现输出端电压的控制。
当开关管导通时间增加时，输出端电压增加；当开关管断开时间增加时，输出端电压减小。
通过调节导通与断开时间比例，实现输出端电压的精确控制。
3.2 谐振控制谐振控制是指通过控制开关管的导通与断开时刻，实现谐振电路的谐振频率与输出端电压的控制。
谐振控制具有高效性和高稳定性的优点，但控制难度较大。
4. 应用领域纯电动汽车dcdc广泛应用于电动汽车、太阳能电池板、风能发电等领域，实现高压直流电压到低压直流电压的变换。
新能源汽车dcdc转换器工作原理
新能源汽车dcdc转换器工作原理
新能源汽车DC-DC转换器是一种特殊的电源转换器，用于将高电压直流电能（例如高压锂电池组输出的400V DC）转换为低电压直流电能（例如12V DC）。
这种转换器的工作原理基于电磁感应和电子元件控制技术。
在工作过程中，首先将高压直流电接入DC-DC转换器的输入端，然后通过变换器电路开始进行电源转换。
变换器电路由几个功率半导体器件组成，例如MOSFET和二极管。
通过对这些器件的控制和调节，可以将输入的高电压直流电能通过电感等元件变换为特定电压和电流的低电压直流电能输出。
在DC-DC转换器中，还有一个重要的控制单元，即PWM控制单元。
这个单元起到了监控和控制功率半导体器件的作用。
PWM控制单元以不同的占空比控制器件的导通和截止，从而控制输出电流和电压的稳定性和准确性。
综合来看，新能源汽车DC-DC转换器的工作原理建立在先进的电子元件控制和电磁感应技术之上。
它能够将高压直流电能转换为低电压直流电能，并确保输出电流和电压的稳定性和准确性。
这种转换器在新能源汽车的电力系统中具有非常重要的作用。
现代汽车42V电源系统新技术
现代汽车４２Ｖ电源系统新技术作者：刘晓岩来源：《中国新技术新产品》2009年第07期摘要：现代汽车需要更多的电力以便把最新的技术融入在他们的设计中。
目前的14伏电源总线的已成为不足。
解决方案就是把一个42伏的电源系统应用到未来的汽车，提供汽车所需要的必要电力。
这些即将到来的变化将改善燃油效率，提高动力，使汽车变得更安全，舒适，方便。
关键词：新技术；42伏电压系统；启动机与发电机一体化1为什么要采用42V 电力系统20世纪80年代以来，汽车上采用的电子新装置和新技术不断增多，汽车的电能消耗量不断增加,使汽车原有的电能供应系统出现严重不足。
现在广泛使用的12V 汽车电源已经有50 多年的历史了。
然而，随着汽车技术的快速发展，越来越多的电子元件被应用于汽车之上，在过去的20 年里，汽车上电能的消耗量增加了一倍之多。
12V 电源能提供的能量大约在3KW 左右，由图2可见，传统12V 汽车电源将严重限制未来汽车的发展。
2 为什么要采用42V 电力系统由电功率计算公式P=IU可知，在现有蓄电池或发电机直流供电系统中，当供电电压是12V额定电压时，要想为大功率用电设备或装置提供电能，必须大大提高蓄电池输出电流或大幅度增加交流发电机的输出电流。
低电压大电流输出会极大地伤害蓄电池，降低蓄电池的使用寿命甚至报废蓄电池，低电压大电流输出会降低爪极式交流发电机的效率。
为了降低直流输电线路上的电阻热损耗，导线的截面积将增加几倍，这样不仅增加了整车装备的重量，而且对发动机机舱和车厢内的空间布置也会带来困难。
提高蓄电池电压和提高交流发电机输出电压以满足汽车电子电器用电功率提高的需要，是现代汽车直流供电系统的一个主要的解决办法。
为什么电源电压不提升得更高一些？为什么不是60V 或100V？因为根据欧洲的安全法规，人体的安全电压在50V 以内，任何超过60V电压的系统，在导线及连接处都要有特殊的绝缘措施，这将势必增加系统的重量和提高成本。
电力系统的高电压直流输电技术
电力系统的高电压直流输电技术随着世界能源需求的不断增长和环境保护的日益重视，电力系统的可靠性和效率成为了当今电力行业的重要议题。
而高电压直流（High Voltage Direct Current，HVDC）输电技术因其出色的稳定性和能量传输效率，在电力系统中扮演着越来越重要的角色。
一、HVDC技术的优势传统交流输电技术在长距离传输电能时存在一系列问题，例如：输电线路损耗大、电压降低、电流负载能力限制等。
而HVDC技术则能够克服这些问题，具有以下优势。
首先，HVDC系统可以实现长距离的电能传输。
由于HVDC输电线路没有交流电流产生的电感损耗和电阻损耗，能够有效控制输电损耗，提高能量传输效率。
这意味着，HVDC可以更好地满足远程地区的能源需求，促进能源的全球交流。
其次，HVDC技术在电力系统间的互联方面具有独特的优势。
随着全球化的不断发展，HVDC技术可以实现不同电网之间的相互衔接，实现能源互通。
这为不同地区的电力供应提供了更加可靠和高效的选择，同时也增加了电力系统的稳定性。
另外，HVDC还可以提高电力系统的可靠性。
在传统交流输电系统中，由于电力负荷的变化和电力系统的故障，会形成电力系统的不稳定状态。
而HVDC技术可以通过快速响应电力系统的不稳定情况，调节电力系统中的功率平衡，提高电力系统的稳定性。
二、HVDC技术的应用领域HVDC技术在电力系统中有广泛的应用领域。
以下将对几个典型的应用领域进行简要介绍。
1. 远程能源传输HVDC技术能够实现长距离的电能传输，特别适用于远程地区的能源供应。
比如，当一个国家或地区需要从远处购买能源时，HVDC技术可以将能源从远处输送到需要的地方，满足能源需求。
这在一些资源匮乏的国家或地区非常有意义。
2. 大容量海底电网互联随着全球化的不断发展和环境问题的日益凸显，海上风电、海底电缆等海洋能源利用的重要性越来越大。
而HVDC技术在实现大容量海底电网之间的互联方面具有独特的优势。
电动汽车-高压与低压系统原理及维修实训培训讲义
双重绝缘
同时具有基本绝缘和附加绝缘的绝缘。
加强绝缘
提供相当于双重绝缘保护程度的带电部件上的绝 缘结构。
直接接触
人员与带电部件的接触。
间接接触
人员与基本绝缘故障情况下变为带电的外露可导 电部件之间的接触。
外壳防护等级（IP代码）
对带点部件的试纸、试具、试线接触所提供的防 护程度。具体参见国家标准GB4208-2008
• PEU下端结构由2个3.3KW车载充电机模组构成，安装在 PEU下方，中间是冷却水套。
PEU内部结构
MCU
DC保险 空调保险 暖风保险 OBC保险（从上 至下）
快充继电器
PTC DCDC
PEU内部模块系统主要部件组成：
• 低压直流电源：供给PEU控制部分直流电源； • 高压直流电源：MCU模块、DC-DC模块、PTC模块的高压
纯电动汽车的高压电驱动系统结构图
高压电路连接原理图
通过高压系统电路原理图说说是怎么工作的？
• 第一代纯电动汽车都基本是这样进行设计生产的，整车共 分为5段高压线缆，即连接动力电池到高压控制盒之间的 动力电池高压电缆，连接高压控制盒到电机控制器之间的 电机控制器电缆，连接快充口到高压盒之间的快充线束， 连接慢充口到车载充电机之间的慢充线束，连接高压控制 盒到DC/DC、车载充电机、空调压缩机、空调PTC之间的 高压附件线束。
50mm²
600/1000/15 00V
215A -40℃-125/150℃ 橙色
70mm²
600/1000/15 00V
260A -40℃-125/150℃ 橙色
95mm²
600/1000/15 00V
高压直流输电的基本控制原理
高压直流输电的基本控制原理引言高压直流输电（High Voltage Direct Current Transmission，简称HVDC）是利用直流电进行长距离电能传输的一种电力传输方式。
相比传统的交流输电，HVDC具有输送能力强、输电距离远、输电损耗小等优势，因此被广泛应用于长距离大容量电力传输领域。
本文将介绍高压直流输电的基本控制原理。
1. 高压直流输电系统架构HVDC系统由两个互补的部分组成：直流变换站（Converter Station）和直流输电线路（Transmission Line）。
1.1 直流变换站直流变换站有两个关键组成部分：直流输电端（Rectifier），用于将交流输电线路的电能转换为直流电能；直流送电端（Inverter），用于将直流电能转换为交流电能。
直流变换站还包括转换器阀（Converter Valve）和控制系统，用于实现电能的双向转换和控制。
1.2 直流输电线路直流输电线路是连接两个直流变换站的输电线路，通常采用高压直流输电线路（High Voltage Direct Current Transmission Line）或双回线方式。
直流输电线路的主要组成部分有导线、绝缘子、支架等。
2. 高压直流输电的基本控制原理高压直流输电系统的基本控制原理是通过控制直流变换站和直流输电线路的参数来实现对系统的稳定性、功率传输和电压/电流等的调节。
2.1 直流变换站控制直流变换站通过改变直流输电端和直流送电端的工作状态，实现电流方向和功率的控制。
主要的控制策略有以下几种： - 换流控制：控制换流阀的开关时间，改变电流的方向； - 功率控制：通过调整换流阀的开关时间，控制功率的输入和输出； - 电压/电流控制：通过调整换流阀的开关时间，控制电压/电流的大小和稳定性。
2.2 直流输电线路控制直流输电线路的控制主要包括电流控制和电压控制两个方面： - 电流控制：通过调整输电线路的电流大小和方向，实现输电功率的调整和平衡。
4.电动汽车高压系统的认知与检修(二)
车载充电机的端口定义
低压控制端 直流输出端
交流输入端
车载充电机的端口定义
车载充电机的端口定义
车载充电机的内部组成
电动汽车整车控制中包括VCU、BMS、 MCU、车身电气等系统均采用12V低压供电， 如果低压电源缺电或电压过低会导致电动汽 车不工作或不能点亮reday灯，导致无法起 动车辆。
DC-DC变换器结构及电路原理
DC-DC变换器内部结构
内部结构中主要分为高压输入部分、电路板部分、整 流输出部分。
DC-DC变换器电路工作原理
（1）主电路：前端将交流电转换为恒定电压的直流电， 主要是全桥电路整流，后端为DC/DC变换器，将前端转出 的直流高压电变换为合适的电压及电流供给动力电池。
（2）控制电路：控制MOS管的开关、与BMS之间通信、 监测充电机状态、与充电桩握手等。
（3）线束及标准件：用于主电路及控制电路的连接， 固定元器件及电路板。
DC-DC变换器的常见故障
上电后低压电池充电警告灯点亮。
故障现象：上电后，低压电池充电警告灯点亮，DC-DC电压 为零。
故障判断：DC-DC故障、外部高压电路故障或低压控制电路 故障。
排除故障：上电后测量DC-DC输出电压是否偏低或为零，测 量高压输入电压是否在240-410V之间，测量低压输出导线与 低压蓄电池的连接导通是否正常，检查低压控制线束连接是 否正常、有无退针和接触不良情况，如果上述情况正常，则 判断DC-DC故障。通过线路的修理恢复或更换DC-DC进行故障 排除。
obc拓扑pfc+ llc工作原理
Obc拓扑PFC+ LLC工作原理1. 介绍在现代汽车工业中，随着汽车电子设备的不断增多和功率需求的提高，汽车电子电源系统的设计变得越来越重要。
其中，On-Board Charger （OBC）是将交流电源转换为直流电源，并用于充电汽车电池的关键部件。
而拓扑PFC+ LLC是一种常用的OBC电源系统设计方案，本文将重点讨论其工作原理。
2. 拓扑PFC+ LLC概述拓扑PFC+ LLC即为Power Factor Correction（PFC）和Low Voltage Differential Signaling（LLC）两者的结合。
PFC主要用于改善交流输入端的功率因数，提高系统的效率，而LLC则用于输出端稳定的电压输出。
这种组合拓扑能够兼顾功率因素和输出稳定性，逐渐成为了OBC电源系统的主流设计方案。
3. PFC工作原理PFC的主要功能是调整输入端的电流波形，使其更加接近正弦波，从而提高功率因素。
其工作原理就是通过控制开关管的通断，来使得输入端的电流与电压同步，达到最大功率输出。
在PFC中，Boost型拓扑是常见的选择，通过电感和电容的组合，实现对输入电流波形的调整。
4. LLC工作原理LLC的作用是将高电压的直流电源转换为稳定的低电压输出。
其工作原理是通过电感和电容的串联并联组合，形成谐振网络，实现高效率的能量转换。
LLC拓扑能够在高频范围内工作，并且具有较低的损耗和高的稳定性，适合用于汽车电源系统中。
5. 拓扑PFC+ LLC的优势将PFC和LLC两种拓扑结合在一起，能够充分发挥它们各自的优势，提高整个OBC电源系统的性能。
PFC可以改善输入端的功率因数，降低谐波，减小电网对系统的影响；而LLC可以提供稳定的输出，同时具有高效率和高度集成度，满足汽车电子系统对功率密度和稳定性的要求。
6. 个人观点从我个人的角度来看，拓扑PFC+ LLC是一种非常有前景的OBC电源系统设计方案。
它能够兼顾输入端的功率因数和输出端的稳定性，同时具有高效率和高度集成度的特点。
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功率从原来的几百瓦增加到约1.5kW。
图1是汽车用交流发电机平均峰值功率增长图。
当时预测的2005年豪华轿车的电子电器装置用电功率见表1，夏天汽车用电功率将超过2kW。
燃油价格的不断高涨，迫使优先考虑改进汽车效率来降低燃油消耗、延长矿物类燃料的使用时间等。
同时，将汽油机汽车的发电系统电压标准由14V提高到42V，在满足汽车用电功率需求的同时，获得更高的汽车经济性能。
2. 14V变42V的解决措施
汽油机汽车采用12V直流供电电压已有30多年历史，12V电压对改善汽车起动性能和提高汽车电器效率起到了一定作用。
在功率一定的条件下，将供电直流电压提高，则供电电流将减小，从而可大大
统。
汽车信号装置、汽车仪表、电动车窗及中控门锁、发动机电控燃油喷射系统和电子点火系统等，保持14V供电系统，就可以充分利用现有的制造工艺和技术，降低电子元器件成本，为逐渐稳定地向42V系统过渡打下基础。
德尔福汽车公司在1999年9月的德国法兰克福国际汽车展中展出了14／42V过渡型电气系统设计方案。
图12-20是14／42V过渡型电气系统的几种设计方案。
2) 14V／42V过渡型电气系统的关键技术
14V／42V过渡型电气系统中需要36V和12V两组蓄电池，导致汽车整备质量增加和安装空间紧张，因此应研制体积小、质量轻和能量密度高的组合高性能蓄电池来满足双路电压输出的需要。
DC／DC转换器以脉宽调制方式，工作在很高的频率(工作频率通常为15～20kHz)，因此必须对有源滤波技术及电磁干扰控制技术进行深入研究。
同时，整流一逆变功率转换器功率双向流动对DC／DC 转换器的影响也不能忽视。
电气系统中产生的瞬态现象对功率半导体器件耐压的影响和控制及瞬态现象对14v／42V电压技术规范的兼容性有待研究解决。
2) 42V终结型电气系统的关键技术
与12V／42V过渡型电气系统一样，为了确定交流发电机和蓄电池等关键器件的容量，要计算和研究42V 终结型电气系统在汽车运行时的功率流向与分配。
电气系统中的交流发电机具有较大的输出功率和可逆性，通过配置半导体整流一逆变功率转换器，可将交流发电机和起动电动机合成为一个起动／发电复合装置。
当汽车起动时，起动／发电复合装置按起动电动机工作。
此时，36V蓄电池通过整流一逆变功率转换器向起动／发电复合装置供电。
当汽车正常运行时，起动／发电复合装置按发电机工作。
复合装置发出的42V电能经整流一逆变功率转换器整流后，向36V蓄电池充电和向其他用电设备供电。
起动／发电复合装置按发电机工作时，还可根据需要输出不同的发电电压。
这种起动／发电复合装置目前已经开发出了感应式、永磁式和开关磁阻式等几种形式。
起动／发电复合装置不仅对燃油汽车，而且对电动汽车和混合动力汽车都具有重要的意义。
该装置集起动机和发电机于一身，要求具备减振、制动能量回收和辅助驱动等功能，因而制造成本高、价格昂贵。
只有当与之相联系的其他配套系统投入使用后，起动／发电复合装置才能更好地发挥作用。
当电子电器系统中有12V和36V两种电源需要时，42V单电压交流发电机必须配备DC／DC转换器，如图12-20(a)、(c)所示。
DC／DC转换器用一组IGBT功率晶体管按脉宽调制器PWM方式工作，通过调整矩形波电压的占空比来改变输出电压的平均值，从而得到理想的两种需求电压。
3．42V电气系统对未来汽车的影响
42V电气系统的应用，将使汽车整车和零部件的设计理念产生重大变革。
传统汽车的一些零部件甚至总成将被淘汰，另一些零部件要进行优化设计，并且还要研究开发出一批适用于新电源系统的零部件。
(1) 对汽车整车的影响
有了足够功率的电源，汽车电子导航系统、全球卫星定位系统、车载计算机系统、电动动力转向、电子制动、电子伺服制动、电动水泵、电动窿椅、电加热座椅及电加热三元催化转化器等技术在汽车上都将有用武之地，汽车也将向智能化汽车方向发展。
(2) 对汽车发动机的影响
电控气门配气相位和电磁阀技术的应用，使发动机可取消传统的凸轮轴、气门挺柱挺杆、气门摇臂及轴、液力挺杆及正时齿轮等部件，使发动机结构简化，质量更轻，体积更小，而发动机效率得到提高。
(3) 对电动机及电磁阀的影响
使用36V电源，配合更好的定子绕组和电磁线圈材料，将使汽车电控系统执行部分的电动机和电磁阀的整体质量降低20％左右。
体积小、质量轻的电动机将使车门减薄，座椅周围空间增大，汽车乘坐更加宽敞舒适。
(4) 对照明系统的影响
系统电压提高后，现在的照明装置均不能采用。
前照灯必须采用高强度放电灯，并配备功能可靠的防眩目装置。
其他灯具也将采用氖气灯，以延长使用寿命。
(5) 对电气开关和连接器件的影响
42V电压引起的电气开关接触瞬间的电磁辐射要尽量降低。
传统机械式的继电器、断电保护器、调节器因产生电磁辐射，将被淘汰。
大量的功率半导体器件使熔断丝式的保护电路被废除。
具有自诊断功能和电路保护能力的多路传输控制系统将被广泛采用。
4．42V电气系统现状
从20世纪90年代中期开始，一些国际性和区域性联合研究机构，开始专门研究和制定汽车用42V直流供电标准和电气系统问题。
德国汽车制造商戴姆勒-奔驰公司和零部件供应商SICAN发起组织的车用电源论坛，参加的汽车公司有奥迪、宝马、大众、保时捷等。
美国福特汽车公司与麻省理工学院(MIT)发起组织的MIT／工业联盟车用电源论坛，参加的汽车公司有通用、戴姆勒-奔驰、宝马、欧宝、雷诺、富豪、西门子、博世、摩托罗拉、德尔福、AMP等国际汽车制造商、零部件制造商、半导体器件制造商及自动化装置制造商等。
后一组织在1998年10月的美国底特律会议上就一致赞成研制开发42V汽车用蓄电池。
为了推动这一新的汽车电气系统与相关技术的发展，美国汽车工程师协会(SAE)还成立了双电压车辆(42V系统和14／42V系统)电气系统委员会。
目前，我国汽车工程协会也在组织会议和有关汽车公司深入研讨42V电源问题。
得到国际汽车工业界广泛认可的14V／42V电气系统和42V电气系统进入实用化阶段已为期不远。
由于新系统大量采用功率半导体元器件和微电子器件结合的控制装置，不仅对传统汽车电器会带来很大的冲击，而且对汽车电子电器零部件的产业结构也会产生深远的影响。