基于荣威/宝马/比亚迪高压系统结构的详细分析

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一、荣威E50高压配电单元

高压配电单元（（PDU）位于前舱中，固定在PEB和PDU托盘之上，主要作用为将高压电池组的高压电分配给各高压用电器，同时可以对电空调压缩机和加热器高压回路起过流保护作用。

高压配电单元线束位于车身底板下，连接在高压电池包和PDU之间，主要功能为将高压电池组直流电引到PDU上。

电空调压缩机线束位于前舱中，连接在PDU和电空调压缩机之间，主要作用为将PDU上的高压直流电引给电空调压缩机。

高压加热器线束从乘客舱的车身前围处穿到前舱和底板下，主要作用为连接PDU和加热器，将PDU的高压直流电引给加热器；连接慢充充电器和高压电池包，将慢充充电器的直流电传给高压电池组。

驱动电机线束位于前舱，连接在PEB和驱动电机之间，主要功能为将PEB上的三相交流电提供给驱动电机。

高压配电系统安装位置见图1。

高压配电箱线束连接如图2所示。

高压配电单元威廉希尔官方网站 简图如图3所示。

二、宝马i3高压系统

（1）系统组成

在配有高压系统的车辆中安装了高于60V的直流电压或高于30V的交流电压驱动的组件。这些车辆中的组件大多数需要电气功率。电动汽车的高压系统在直流电压低于650V的情况下运转，并且必须为车辆的驱动装置和一些便捷功能提供大量电力。高压系统部件分布如图4所示。

下列系统概况以带增程设备的101高压安全系统为例展示，高压系统威廉希尔官方网站 原理见图5。

①带存储器管理电子装置（SME）的高压蓄电池单元。高压蓄电池电源为101的电器驱动装置提供能量储存。它也是一个带有发动机的常规车辆燃油箱的等价物。

高压蓄电池电源由以下部分组成：

    a． 存储器电子管理系统（SME）控制单元。    b．安全箱。    c．电池监控电子设备。    d．电池模块。    e．制冷剂温度传感器。    f．带冷却通道和加热装置的热交换器（取决于装备）。   

②电机电子伺控系统（EME）。电机电子伺控系统（EME）是一个安装在铝壳内的功率电子装置（图6）。在该铝壳内具有下列组件：电机电子伺控系统（EME）控制单元，为12V车载网络供电的DC-DC变换器，变频器（逆变器和整流器），充电电子装置。

变频器（逆变器和整流器）用于将直流电压从高压蓄电池转换成三相交流电压以控制作为发动机的电机。相反，当电机作为发电机运行时，变频器把电机的三相交流电压转换成直流电压，并因此可以装载高电压蓄电池。

充电电子装置用于将从家庭电网中获得的交流电压转换为高压系统充电所需的直流电压。

③电机。电机是一个同步电机。转子（Rotor）位于内部，装备有永久磁铁。定子（Stator）是环形的，位于外面，围绕着转子，由带铁芯的三相线圈形成。如果在定子的线圈上有三相交流电压，则其形成一个旋转的磁场，该磁场（在发动机运转下）吸住转子内的磁铁。

④电动空调压缩机。电驱动的空调压缩机在高压车载网络上运行。

冷暖空调（IHKR和IHKA）的控制单元是主控制单元。冷暖空调的控制单元通过局域互联网总线与空调压缩机的电子控制装置通信。

电子控制装置和变压器均整合在空调压缩机的壳体之中。通过流经的制冷剂对这两者进行冷却。在电子控制装置中分析冷暖空调控制单元的请求。变压器将直流电压转变成交流电压，利用交流电压驱动空调压缩机。

⑤电控辅助加热器。电控辅助加热器通过高压车载网络运行。它的基本工作原理是电热水器。电控辅助加热器借助加热螺旋体按需加热加热循环回路中的冷却液。此时，以间歇方式控制加热螺旋体。

在冷暖空调控制单元中，根据不同的信号（例如脚部空间温度传感器的温度信号）生成一个针对电控辅助加热器的百分比功率请求，并将其传输到局域互联网总线。

⑥高压安全插头。高压安全开关或插人的桥是高压触点监测装置威廉希尔官方网站 的一部分。脱开高压安全开关的插头和轴套，高压触点监测装置的威廉希尔官方网站 断开。此外，高压蓄电池单元中电动机械式接触器的供电中断。因此高压系统自动向下运行，从而切断电压。

高压安全开关的插头和轴套无法完全相互脱开。两个部件在机械上是防止完全脱开的。为了断开高压触点监测装置的电压，将两个部件相互脱开，直到可以使用防止重新接通的U形锁即可。

⑦高压充电接口。高压充电接口的高压线与电机电子伺控系统（EME）连接。相线和零线设计为屏蔽型高压线。数据导线和监控导线是屏蔽的，并接在充电接口模块（LIM）中的插头上。监控导线识别充电插头是否插在充电接口上，同时确定充电电缆最大可能的电流负荷。

⑧增程设备电动机电子单元（REME ）。增程设备电动机电子单元（REME）的主要任务是控制范围扩展电机。

REME完全作为发电机进行工作。REME控制单元中的变频器将电机的三相交流电压转换为直流电压。产生的直流电压可以给高压蓄电池充电。该过程在增程设备运行时进行。

⑨便捷充电电子控制系统（KLE）。便捷充电系统仅在以7. 4kW的电功率进行交流充电以及用交流电流和直流电进行组合充电时使用。

以7. 4kW的电功率进行交流充电时便捷充电系统（KLE）的主要任务是将交流电压转换为直流电压。通过从整流器中切换完成该任务。该功率电子装置由KLE控制单元控制。    

（2）系统功能

高压系统具有以下功能：控制用于接通和关闭高压系统的接触器；主动和被动放电；监控高压系统是否有绝缘故障。下面将逐个具体介绍。

①打开和关闭高压系统。通过电机电子伺控系统EME和存储器电子管理系统SME控制单元的共同工作启动高压系统。EME此时作为主控单元，SME则成为待执行的副控单元。附属的命令作为总线信号通过PT-CAN2传输。

当总线端K1. 15接通或存在停车空调或充电请求时，EME请求启动高压系统。以多个步骤启动：

    a．测试高压车载网络（预负荷）。检查高压蓄电池单元和整个高压车载网络是否工作准备就绪。其中还包括高压触点监测装置威廉希尔官方网站 必须闭合。    b．电压升高。由于高压威廉希尔官方网站 中的电容（中间威廉希尔官方网站 电容器）将流过很高的接通电流，该电流会永久损坏中间威廉希尔官方网站 电容器和接触器，因此电压慢慢升高。    c．闭合接触器触点接头。高压系统的关闭分为常规关闭和快速关闭。常规关闭时，主要起到保护电气部件和检查高压系统的作用。例如，当电流强度降到接近0A数值时，应打开电动机械式接触器触点接头，否则会施加高负荷。

出于安全考虑，高压系统的电压必须尽快降到无危险值时，必须快速关闭高压系统。具体情况如下。

根据事故严重程度，通过总线信号指令关闭或通过分离12V电池正极的安全蓄电池接线柱，切断电源。在第二种情况下，电动机械式接触器的供电自动断开，从而自动打开其触点接头。

      ·过电流。借助电压电流传感器监控高压车载网络中的电流强度。如果识别到过大的电流强度，则SME会要求强制打开接触器。      ·短路。      ·临界状态（单格电池上的低电压、过压或温度过高）。

      · 高压触点监测装置的威廉希尔官方网站 断路。

②主动和被动放电。高压组件在内部安装的电容器中存储电能。为了确保在高压系统关闭后或在故障情况下在较短时间内将高压威廉希尔官方网站 中储存的能量放电，集成了以下两种类型的放电。

 a．主动放电。在每次高压系统关闭后通过接通一个电阻在短于5s的时间内将存储的能量放电。如果电机或电机扩充器需仍需旋转，则通过两个电机接口的短路避免感应电压的产生。

 b．被动放电。如果主动放电失败或高压组件带着仍存储在其中的能量从电机电子伺控系统（EME）中被断开，被动放电便会产生作用。电机电子伺控系统、增程设备电动机电子单元和空调压缩机（电器）配有电阻器，以便在2 min内释放电能。

③监控高压系统是否有绝缘故障。绝缘监控用于检测，激活的高压部件（例如高压线）和车辆接地之间的绝缘电阻是否超过或低于要求的最小值。如果绝缘电阻低于最小值，则存在车辆零件处于危险电压下的危险。

绝缘监控的反应分为两个级别。如果绝缘电阻低于第一个阈值，则对人还没有直接危险，因此高压系统保持激活，不输出检查控制信息，但故障状态将被保存在故障代码存储器中。如果低于第二个更低的绝缘电阻阈值，则不仅进行故障记录，而且也会输出检查控制信息，该信息要求驾驶员探访修理厂。

（3）维修注意事项

混合动力汽车具有一个辅助高压车载网络，要注意其特殊的安全规定。

通常禁止对带电的高电压组件进行维修工作。执行涉及高压组件的每个工作步骤前，必须将高压系统切换为无电压并防止未经准许的再次试运转。

    ①关闭点火开关并让车辆休眠。    ②拔下高压安全开关（高压安全开关）。    ③锁死高压安全开关以防重新插入。    ④打开点火开关。

    ⑤务必保持10s的等候时间，直到组合仪表上显示检查控制信息“高压系统已断开”（ID 636）。 

三、比亚迪秦高压配电箱

高压配电箱主要是将电池包的电能分配给各用电模块，也将车载输出的电能分配给电池包。    

主要组成部分：车载充电器、电池管理器、高压配电箱、动力电池、驱动电机控制器及DC总成、空调PTC和压缩机。高压配电箱安装位置见图7。

配电箱本身无故障码，但是接触器及霍尔传感器可以通过电池管理器的故障码来判断。具体如表1所示。