电动车高压系统构成及工作原理

慧聪汽服网 https://qipei.hczyw.com 2024-01-11 出处:有驾 责任编辑:HC1

纯电动汽车整个电桥电气系统分为高压和低压两个系统。其中高压系统主要是64V/72V动力电源,主要负责启动、行驶、充放电、空调动力。其工作原理和系统构成如下:

一、高压配电系统原理

下图为高压配电系统电气原理图

电动车高压系统构成及工作原理

1、分线盒

分线盒也叫高压配电箱,是将动力电池总成输送的电能分配给电机控制器、空调缩机和PTC加热器。此外,交流慢充时,充电电流也会经过分线盒流入动力电池为其充电。

分线盒内对电动压缩机回路、PTC加热器回路、交流慢充回路各设有一个的熔断器。当上述回路电流超过90A时,熔断器会在15s内熔断;当回路电流超过150A时,熔断器会在1内熔断,保护相关回路。分线盒电器原理如下所示。

电动车高压系统构成及工作原理

2、直流充电接口

直流充电接口能接收直流充电桩的电能,并通过高压线束将电能输送给动力电池总成,为其充电。

3、交流充电接口(如配备)、直流母线

如下图所示,交流充电接口能接收交流充电桩的电能,并通过高压线束将电能输送给车载充电机,车载充电机将交流电转化成直流电再传递给分线盒,分线盒经过直流母线将直流电传递到动力电池,为其充电。

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4、电机三相线

车辆行驶时,电流从动力电池依次经过直流母线、分线盒、电机控制器高压线、电机控制器、电机三相线到达驱动电机,产生驱动力,能量传递路径示意点图如下(能量回收时传递路线相反)。

电动车高压系统构成及工作原理

二、高压配电系统构成

1、动力电池

作为车载电源,用周期性的充电来补充电能。动力电池组是电动车(EV)的关键装备,储存的电能、质量和体积对EV性能有决定性影响,也是发展EV的主要研究和开发对象。EV的发展症结在于电池,电池技术对EV的制约仍然是EV发展的瓶颈。

动力电池是电动汽车中能源供给装置,需要给整车所有系统提供能源。当电量消耗后,也需要给他进行充电。因此其能源流动既有流出,也有流入。

a、动力电池组提供约155~380V高压直流电。

b、动力电池组是供电机工作的唯一动力电源。

c、空调系统的空压机,动力转向系统的油泵和制动系统的真空泵等,也需要动力电池组提供动力电能。

2、高压配电盒(PDU)

PDU可以认为是一个电源中转分配的地方,高压系统中各个组件都需要它进行电量分配。比如高压压缩机、PTC、电机控制器等。

以320E为例,高压盒作为整个高圧系统电力分配的枢组,是动力电池和各高压设备最主要的中间环节,一旦某件高压电器件出现不工作或异常的现象,应第一时间考虑高压盒的供电是否正常,然后再根据体的故障现象,一一测量排查,直到找到根本的故障点。

3、维修开关

维修开关介于动力电池和PDU之间,这是个必须的元件。当维修动力电池时,使用它可以进行整车高压电的切断,确保维修安全。

4、电机控制器与驱动电机

电机控制器将取自PDU的高压直流电转为三相交流电提供给驱动电机。而驱动电机将电能转为机械能,提供车辆行驶的动力。同时,驱动电机也可以将行驶中产生的机械能(如制动效能)转化为电能,最终输送给动力电池进行电量的补充

5、快充口

快充口的电是高压直流电,可以不经过处理直接通过PDU输送给动力电池进行充电。

电动车高压系统构成及工作原理

6、慢充口

慢充口的电是高压交流电,需要经过二合一控制器中的车载充电器(OBC)单元,或OBC(没有二合一控制器,OBC与DC/DC是分离的)进行转化。转化后的高压直流电经过PDU给动力电池充电。

7、DC/DC

为了达到整车电平衡,需要动力电池提供整车用电器的电源,同时能够给蓄电池充电。但是动力电池的电是高压电,因此需要通过DC/DC装置,将高压直流电转化为低压直流电。

低压系统的12V电源主要由蓄电池供给,著电池由DC转換器将高压72V64V转換成12V供给。

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8、行驶系统

行驶系统主要包括电机控制器、电机、油门踏板、制动踏板,换挡机构。

电机控制器:目前汽车专用电机驱动系主要有三大驱动系,直流电机驱动系、永磁同步电机驱动系及交流感应电机驱动系。

9、电压转换系统

电压转换系统主要包括充电机和DC转器。

充电机:将市电220V交流电转換成电池组直流电压。

DC转器:将电池组高电压转换成低电压供给蓄电池。


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