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纯电动汽车高压电气系统设计原理来源：线束工程师技术丨编辑 / 小连整理 / 小连本文介绍了纯电动汽车高压电气系统原理设计的各个方面和注意事项，文章对多个研发项目中纯电动汽车高压电系统出现的故障及存在的安全隐患进行分析，并提出一整套针对高压电系统安全防护、故障处理及碰撞安全的设计方案，对纯电动汽车高压系统安全设计具有一定的参考意义。
以下为正文。
一、纯电动汽车电气系统安全分析纯电动轿车电气系统主要包括低压电气系统、高压电气系统及CAN 通讯信息网络系统。
1.低压电气系统采用 12 V 供电系统，除了为灯光照明系统、娱乐系统及雨刷器等常规低压用电器供电外，还为整车控制器、电池管理系统、电机控制器、DC/DC 转换器及电动空调等高压附件设备控制回路供电；2.高压电气系统主要包括动力电池组、电驱动系统、DC/DC 电压转换器、电动空调、电暖风、车载充电系统、非车载充电系统及高压电安全管理系统等；3.CAN 总线网络系统用来实现整车控制器和电机控制器、以及电池管理系统、高压电安全管理系统、电动空调、车载充电机和非车载充电设备等控制单元之间的相互通信。
人体的安全电压及电流纯电动汽车电压和电流等级都比较高，动力电压一般都在300～400 V（直流），电流瞬间能够达到几百安。
人体能承受的安全电压值的大小取决于人体允许通过的电流和人体的电阻。
有关研究表明，人体电阻一般在 1 000～3 000 Ω。
人体皮肤电阻与皮肤状态有关，在干燥、洁净及无破损的情况下，可高达几十千欧，而潮湿的皮肤，特别是受到操作的情况下，其电阻可能降到1 000 Ω 以下。
由于我国安全电压多采用 36 V，大体相当于人体允许电流 30 mA、人体电阻 1 200Ω的情况。
所以要求人体可接触的电动汽车任意2 处带电部位的电压都要小于36 V。
根据国际电工标准的要求，人体没有任何感觉的电流安全阈值是 2 mA，这就要求人体直接接触电气系统任何一处的时候，流经人体的电流应该小于2 mA 才认为整车绝缘合格。
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。
大众ID.4纯电动汽车是2021年世界年度车型，高电压系统经过全新设计，与模块化纯电动平台架构无缝集成。
动力蓄电池是车辆底盘的一部分，安装在车辆下部，以提供较低的重心。
ID.4纯电动汽车高电压系统如图1所示。
图1 ID.4纯电动汽车高电压系统ID.4上市后先配备了82kWh的动力蓄电池，稍后将提供62kWh动力蓄电池的车型。
82kWh动力蓄电池在12个电池模块中有288个单体电池。
这些电池模块安装在一个轻型铝制结构的壳体中，动力蓄电池外壳用螺栓固定在车身上。
ID.4可以通过交流(AC)和直流(DC)快速充电桩充电。
车载充电器允许ID.4充电使用家用或公共2级充电桩，动力蓄电池充电1h，可以行驶约53km，并在约7.5h内充满电(图2)。
在直流快速充电站，使用125kW的充电桩，ID.4可以在大约38min内从5%充电到80%，充电口如图3所示。
图2 ID.4充电◆文/北京 冯永忠大众ID.4纯电动汽车高电压系统详解(上)图3 ID.4充电口一、电气元件位置ID.4纯电动汽车的高电压电气元件包括动力蓄电池AX2、电压转换器A19、高电压加热器(PTC)ZX17、PTC加热器元件Z132、空调压缩机VX81、动力蓄电池充电器AX4、充电口UX4、三相电流驱动电机VX54、电机电力和控制电子装置JX1，电气元件位置如图4所示。
图4 电气元件位置图1-动力蓄电池；2-高电压加热器；3-PTC 加热器元件；4-空调压缩机；5-电压转换器；6-充电口；7-动力蓄电池充电器；8-三相电流驱动电机；9-电机的电力和控制电子装置。
二、动力蓄电池AX282kW h锂离子动力蓄电池A X 2的最大交流充电功率为11kW，最大直流充电功率为125kW。
包括12个蓄电池模块，如图5所示。
62kWh锂离子动力蓄电池的最大交流充电功率为7.2kW，最大直流充电功率为50kW。
包括9个蓄电池模块，如图6所示。
图5 82kWh动力蓄电池图6 62kWh动力蓄电池锂离子动力蓄电池AX2的技术规范包括质量382~503kg，净能量含量58~77kWh，额定电压400V，蓄电池模块数量9～12个，容量156 ~234Ah，冷却系统使用液体冷却，工作温度范围为-28~60℃，防护等级IP6K7、IP6K9K。
了解新能源汽车高压系统的运行原理新能源汽车的出现为我们提供了一种更加环保和节能的交通方式。
而新能源汽车的核心技术之一就是高压系统。
了解新能源汽车高压系统的运行原理对于我们更好地理解和使用新能源汽车至关重要。
本文将介绍新能源汽车高压系统的运行原理，帮助读者更好地了解这一技术。
一、高压系统的概述新能源汽车的高压系统是指其电动机所需的高压电能供应系统。
高压系统由电池组、高压控制器和驱动器组成。
电池组提供电能，高压控制器负责电能的转换和管理，驱动器则控制电动机的启停和运行。
二、电池组电池组是新能源汽车高压系统的核心部分，它储存着电能并供应给电动机。
电池组一般由多个电池单体串联而成，以达到所需的高电压输出。
常见的电池类型包括锂离子电池、镍氢电池等。
电池组必须通过电池管理系统进行监控和管理，以确保其安全可靠地工作。
在充电过程中，电池组会接受来自外部充电设备的电能输入，以便储存电能；而在行驶过程中，则会释放电能供给电动机。
三、高压控制器高压控制器是连接电池组和电动机的关键装置。
它可以将电池组输出的直流电能转换为交流电能，并通过调节输出电流和电压来控制电动机的运行。
高压控制器还负责监控电池组的电压和温度等参数，以确保系统的安全运行。
在系统出现异常时，高压控制器会切断电源，以防止可能的事故风险。
四、驱动器驱动器是高压系统的重要组成部分，它控制电动机的启停和运行。
驱动器接收高压控制器发出的指令，将其转化为电动机能够理解的信号，并控制电动机的转速和转向。
驱动器还负责对电动机进行保护，以避免超载或过热等问题，并通过监控电动机的工作状态，实时调整控制策略，以提高系统的效率和稳定性。
五、高压系统的工作原理当车辆启动时，电池组通过高压控制器将储存的电能供应给驱动器和电动机。
高压控制器根据车辆的需求，将直流电能转换为交流电能，并对电动机进行控制。
驱动器接收到高压控制器发出的信号后，将电动机启动并控制其转速和转向。
在车辆行驶过程中，高压控制器会根据车速和加速度等参数动态调整电动机的输出功率，并通过控制驱动器来实现对电动机的精确控制。
新能源汽车高压系统组成工作原理随着环保意识的增强和能源危机的加剧，新能源汽车逐渐成为人们关注的焦点。
新能源汽车通过电能储存和转换，减少对传统燃油的依赖，从而降低尾气排放和对化石能源的消耗。
在新能源汽车的动力系统中，高压系统是其核心组成部分之一。
本文将从新能源汽车高压系统的组成和工作原理两个方面进行阐述。
一、高压系统的组成1. 电池组：新能源汽车的动力源来自电池组，电池组是高压系统最基本的组成部分。
电池组通常采用锂离子电池，它能够高效地存储电能并提供给电动汽车的驱动电机。
2. 高压控制器：高压控制器是用来监控和调节电池组输出的直流电压，并将其转换为交流电，以供电动汽车的电机使用。
高压控制器还具有过流、过压、短路等保护功能，确保电池组和电动汽车的安全运行。
3. 高压载波装置：高压载波装置是用来降低电源线上的电磁干扰和提高能量利用率的装置。
通过高压载波装置，可以降低电压波动和电磁辐射，保证高压系统的稳定和安全运行。
4. 高压线束：高压线束将电池组、高压控制器、电动汽车的驱动电机等连接在一起，传输高压直流电能。
高压线束需要具有良好的绝缘性能和耐高温性能，以防止电能泄漏和线束短路。
5. 高压插头：高压插头是新能源汽车充电时的接口，它能够稳定地传输高压直流电能，快速充电，并且具有防水、防尘等功能。
二、高压系统的工作原理1. 充电阶段：当新能源汽车接入外部电源进行充电时，电能通过高压插头进入电池组，高压控制器将电能转换为适合电机使用的交流电。
在充电过程中，高压控制器会实时监测电池组的电压、电流等参数，确保充电过程稳定可靠。
2. 供能阶段：当新能源汽车需要行驶时，电池组将储存的电能通过高压线束传输至电动汽车的驱动电机，驱动电机将电能转换为机械能，从而推动车辆行驶。
高压控制器会根据车辆驾驶的实时需求，控制电能的输出，并实现能量的高效利用。
3. 能量回收阶段：在行驶或制动过程中，电动汽车的驱动电机会产生一定的电能，这部分电能通过高压线束返回到电池组中进行储存，以实现能量的再生利用。
