带你了解电动汽车高压电气系统

带你了解电动汽车高压电气系统

>>>>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

及具发展趋势。

>>>>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。

高压电控

9BMS

电池

统动力电池

系DCDC变换器

PACK环境控制

电aZ车裁充电机交流充电口

变

电

动力

速

机

成

总

箱

其他高压配件

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）。

电池模块

流出冷却液温度传感器6却液分流高氤薄藐

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5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”一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

汕汽年线束的功能之外，还负贡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。

线弟中国《

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。

C线弟牛国

纯电动技术路线

驱动方式特点构型

1.简单可H;

、永磁直驱电机的高效率

直驱2

和高转矩，电机较大；

3、阳坡能力较差；

集中式驱1、通过变速器，电机可减小，动

动力性强，路况全噩；

电机+兖速箱♦

、轻・化设计，■■更轻；

（单电机+变速箱,2

、综合能耕更低；

双电机+变速箱）3

4、相对变速箱可靠性较差；

5、成本相当.

1、可实现前后贯通的低地板

，提高车内空间利用率

、需要采用高速、高转矩驱动电

轮边/轮毅驱动2

机,并且十分抗振.可靠性较差.

噪音振动大[M

3、成本较高；

.＜线弟卬国

当前匕流技术路线储备技术路线

3、高压电气系统总集成

特点：成本降低、集成度局、电效率高、简化生产工艺。

五

电机控制器合

一

控

制

器

DCDC

同।压盒

OBC

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。

《节能与新能源技术路线图》动力电池技术路线

(1|比能昆提升提高安全性

2020年:系统比能量25OWh/kg•新型隔膜-电极安全涂层

2025年:系统比能量280Wh/kg•新型电解液•优化电池设计

陆忠寿命提升控制成本

2020年：系统使用寿命达到10年》2020年：系统成本1.0元/Wh0=

2025年：系统使用寿命达到12年•2025年：系统成本0.9元/W二线即中国

动力电池