带你了解纯电动汽车高压电气系统

mengmianren

引言

纯电动汽车是以动力电池为能源，其电气系统包括高压电气系统、低压电气系统及 CAN 通讯信息网络系统。本文粗浅的介绍高压电气系统的组成及其发展趋势。

高压电气系统的组成

在纯电动汽车上，高压电气系统主要是负责启动、行驶、充放电、空调动力等。主要包括电池系统、动力总成、高压电控系统、充电系统、高压设备，及其线束系统。



电池系统

动力电池PACK总成：电动汽车的“心脏”，为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。动力电池为高压直流电，其工作电压一般为100~400V，输出电流可达到300A。三元锂电池是目前的主流。
一般来说，电动汽车动力电池PACK由以下几个部分构成：动力电池模组，结构系统，电气系统、热管理系统，电池管理系统（BMS）。



动力总成

电动汽车的动力总成主要由驱动电机与电机控制器（MCU）共同组成。

电机控制器MCU：将高压直流电转为交流电，并与整车控制器及其他模块进行信号交互，实现对驱动电机的有效控制。

驱动电机：按照电机控制器的指令，将电能转化为机械能，输出给车辆的传动系统。同时，也可以将行驶中产生的机械能（如制动效能），转化为电能，通过车载充电器输送给动力电池。当前主流驱动电机是永磁同步电机和三相交流异步电机（特斯拉）。

高压电控系统

高压配电盒（PDU）：整车高压电的一个电源分配的装置，类似于低压电路系统中的电器保险盒。



维修开关：介于动力电池和PDU之间，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，通常也会集成在PDU上。

电压转换器（DC/DC）：将动力电池的高压直流电转化为整车用电器需要的低压直流电，供给蓄电池，以能够保持整车用电平衡。

车载充电器（OBC）：将交流电转为直流电的装置。

受整车布置的影响，越来越多车型趋向于将DC/DC与OBC整合为二合一控制器，甚至将PDU、DC/DC与OBC整合为三合一控制器。

充电系统

快充口：输入高压直流电，可以直接通过PDU给动力电池充电。

慢充口：输入高压交流电，需要经过OBC进行转化后，再通过PDU给动力电池充电。

高压设备

电动汽车上的电动设备主要包括转向助力系统、制动系统、电动空调和电加热设备。

转向助力系统：由变频驱动器和转向助力油泵组成，协助车辆转动方向盘，减轻人驾驶车辆的负担。

制动系统：由变频驱动器和电动空压机组成，给制动系统、悬挂系统提供压缩空气，实现制动功能。

电空调压缩机和PTC加热器：为了调节车辆内部空间温度，电动汽车上设置冷暖空调或者空调配PTC加热。空调和加热器是电动汽车上的用电大户。

线束系统

电动汽车电气系统上各个部件通过线束相连，既有高压线束也有低压线束。

高压线束是高压电源传输的媒介，可以看作是电气系统的“大动脉血管”，将动力电池系统“心脏”—动力电池的动力不断输送到各个需要的部件中。

低压线束则可以看作电气系统的“神经网络”和“毛细血管”，除了满足传统燃油汽车线束的功能之外，还负责强电控制单元模块功能实现。



高压电气系统发展趋势

电动汽车的系统高压电气系统正逐渐向着集成化、模块化发展，逐渐衍生出了电动汽车“三大件”：电池系统、动力总成、高压电控。

1、高压电控的集成化

特点：成本降低、空间节省、高压线束减少、可靠性增强。



2、驱动系统的集成化

特点：结构紧凑、可靠性高、成本低、效率高。





3、高压电气系统总集成

特点：成本降低、集成度高、电效率高、简化生产工艺。



4、电池系统性能的提升

特点：安全、能量密度提高、功率密度提升、SOC精度提升、循环寿命提升。



动力电池关键材料国产化进程加快，性能指标稳步提升，成本明显降低;单体、电池包、BMS等方面的安全技术研究全面推进。

性能：磷酸铁锂动力电池单体比能量最高达到150Wh/kg，三元锂电池单体比能量最高可达到230Wh/kg;

成本：动力电池整体呈下降趋势，动力电池系统成本一降至2元/瓦时以下;

产能：我国动力电池产能达到100GWh。

趋势：CATL、比亚迪、国轩等动力电池电芯生产企业通过自主生产、注资、合资等方式逐步向上游材料产业链延伸。

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纯电动汽车高压电气系统概述

纯电动汽车以动力电池为核心能源，其电气系统中，高压电气系统占据重要地位。本文将简要介绍高压电气系统的构成及其发展趋势。

高压电气系统主要由电池系统、动力总成、高压电控系统、充电系统及高压设备组成，负责启动、行驶、充放电及空调动力等核心功能。其中，电池系统即动力电池PACK总成是纯电动汽车的“心脏”，为整车所有系统提供能源，其电压高、电流大，一般工作电压在100~400V之间，输出电流可能高达数百安培。目前，三元锂电池是主流选择。随着技术的发展，高压电气系统的效率和安全性将不断提高，为纯电动汽车的普及和发展提供有力支持。

开垦者

纯电动汽车高压电气系统概述

纯电动汽车采用动力电池作为能源，其电气系统中，高压电气系统占据核心地位。本文将简要介绍高压电气系统的构成及其发展趋势。

一、高压电气系统组成

高压电气系统主要负责纯电动汽车的启动、行驶、充放电及空调动力等核心功能。其构成主要包括电池系统、动力总成、高压电控系统、充电系统及高压设备，以及连接这些组件的线束系统。

二、电池系统

电池系统是高压电气系统的核心组成部分，主要为整车提供能源。当前，主流电池为三元锂电池，其工作电压范围一般为100-400V，输出电流可高达数百安培。电池系统负责存储电能并调节电流，以满足车辆不同运行状态的电力需求。

三、发展趋势

随着科技的不断进步，纯电动汽车的高压电气系统正朝着更高效、更安全、更智能的方向发展。未来，更先进的电池技术、更智能的控制系统以及更高效的电能转换技术将广泛应用于纯电动汽车的高压电气系统中。总的来说，纯电动汽车的高压电气系统是整车技术的重要组成部分，对于提升整车性能具有关键作用。