(完整版)第7章电动汽车的电气系统
电动汽车高压电气课件
高压电气系统概述
高压电气系统是电动汽车的重要 组成部分，负责提供动力和能源
。
高压电气系统包括电池组、电机 控制器、电机、车载充电机等关
键部件。
高压电气系统的设计、制造和安 装需要遵循相关标准和规范，以
确保安全可靠。
高压电气系统的组成
电池组
是高压电气系统的核心 部分，负责储存电能并
输出直流电。
电机控制器
新型高压电气系统的应用
随着研究的深入，新型高压电气系统将逐渐应用于实际生产中。这将有助于提高电动汽车的安全性和可靠性，同 时降低生产成本。
高压电气系统与其他系统的集成与优化
高压电气系统与动力系统的集成
为了提高电动汽车的性能，需要将高压电气系统与动力系统进行集成。这将有助于实现能源的更高效 利用，提高电动汽车的续航里程。
在制动或滑行状态下，将 车辆的动能转化为电能并 回收到电池中，提高能源 利用效率。
故障诊断与保护
对电机进行实时监测和故 障诊断，确保电机安全可 靠运行，并在必要时采取 保护措施。
充电机与充电接口
Байду номын сангаас
充电机
提供直流或交流充电功能，根据电池管理系统需求调整充电 电流和电压。
充电接口
连接充电机和车辆的高压电气接口，需满足安全、可靠、便 捷的要求。
高压电气系统与控制系统的优化
为了实现更好的控制效果，需要将高压电气系统与控制系统进行优化。这将有助于提高电动汽车的安 全性和稳定性。
高压电气系统的发展趋势与挑战
高压电气系统的发展趋势
随着技术的不断进步，高压电气系统将 朝着更高效、更安全、更智能的方向发 展。这将有助于提高电动汽车的性能和 用户体验。
是高压电气系统的控制 中心，负责调节电机的 工作状态和能量回收。
电动汽车高压电气通用课件
能减排的可持续发展理念。
促进智能交通发展
03
高压电气系统与智能驾驶技术的结合将推动智能交通的发展，
改变人们的出行方式。
2023-2026
END
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REPORTING
PART 02
电动汽车高压电气系统的 工作原理
高压电气系统的基本原理
高压电气系统由高压电缆、车载充电机、动力电池组、电机控制器、驱动电机等组 成。
高压电气系统通过高压电缆连接，将动力电池组中的电能传输到电机控制器，再由 电机控制器将电能转换为机械能驱动电机运转，从而驱动电动汽车行驶。
高压电气系统的工作电压一般为300-600VDC，远高于传统汽车的12VDC电压。
高压电气系统的定期保养
定期更换
根据使用情况定期更换高 压电气元件，如高压电缆 、高压保险丝等。
性能检测
定期对高压电气系统进行 性能检测，确保系统工作 正常，无异常噪音或振动 。
润滑保养
对高压电气系统的运动部 件进行润滑保养，以减少 磨损和保持良好运转。
高压电气系统的故障诊断与排除
故障识别
通过观察、听诊、触觉等方法识别高压电气系统的故 障现象。
针对不同车型和用途，高压电气系统将呈现出更加多样化的定制化 需求。
技术融合
高压电气系统将与其他新能源汽车技术相互融合，共同推动新能源 汽车的发展。
高压电气系统对未来交通出行的影响与变革
减少碳排放
01
高压电气系统的广泛应用将有助于减少交通出行的碳排放，推
动绿色出行的发展。
提高能源利用效率
02
高压电气系统能够提高能源利用效率，减少能源浪费，符合节
PART 04
电动汽车的电气系统
电池的充电与维护
1 2 3
充电方式
电动汽车充电方式包括快充和慢充，快充适用于 应急充电，慢充则适用于长时间停车或夜间充电。
充电设施
电动汽车充电设施包括充电桩、充电站等，随着 电动汽车普及，城市规划中应考虑充电设施的布 局和建设。
电池维护
定期对电池进行检查和维护，包括清洁、紧固、 检查电缆连接等，以确保电池安全可靠运行。
电动汽车电气系统的组成与功能
组成
电动汽车电气系统主要由电池组、电 动机、控制器、充电设备、电力电子 设备等组成。
功能
电气系统的主要功能是提供动力、控 制车辆运行、充电以及能量回收等。
电动汽车电气系统的发展趋势
高效能电池技术
随着电池技术的不断发展，电动 汽车的续航里程和充电速度将得 到显著提升。
集成化与智能化
运行的影响。
接地处理
03
正确接地可以降低电磁干扰的影响，提高电气系统的稳定性和
可靠性。
故障诊断与处理系统
故障检测
实时监测电气系统的各项参数，及时 发现潜在的故障隐患。
故障诊断
根据监测数据和故障现象，对故障进 行准确诊断，为后续处理提供依据。
故障处理
根据故障诊断结果，采取相应的处理 措施，如切断故障部位电源、修复受 损元件等。
未来电动汽车电气系统将更加集 成化、智能化，实现更高效、更 安全、更便捷的驾驶体验。
充电设施建设
随着充电设施的不断完善，电动 汽车的使用将更加便利，推动电 动汽车的普及。
02
电池系统
电池的种类与特性
锂离子电池
具有高能量密度、长寿命和快速充电能力，是目前电 动汽车主流电池类型。
铅酸电池
成本低、可靠性高，但能量密度较低，充电速度较慢， 主要用于低端电动汽车。
新能源车辆电气系统设计与控制
新能源车辆电气系统设计与控制一、引言随着环境保护意识的不断提高，新能源车辆已经成为了汽车领域内的一股新势力。
和传统的燃油车相比，新能源车辆在动力系统、底盘系统、电气系统等方面均有较大的不同。
其中，电气系统作为新能源汽车的关键部分，起到了电能转化、存储和传输的重要作用。
本文将对新能源车辆的电气系统进行详细介绍，并探讨其设计和控制方面的关键技术。
二、新能源车辆的电气系统1. 架构新能源车辆的电气系统通常由电池组、电机控制器、直流-直流变换器、直流-交流变换器、充电机等模块组成。
其中，电池组是整个电气系统的能量源，而电机控制器则是用来控制电机的转速和扭矩输出。
直流-直流变换器则用于调节电压和电流，直流-交流变换器则用于将直流电转换为交流电以驱动电动机。
充电机则用于给电池组充电。
2. 电池组电池组是新能源车辆电气系统的核心组件，其性能将直接影响整个电气系统的效率和稳定性。
目前，主流的电池类型包括锂离子电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、氢燃料电池等。
其中，锂离子电池是目前应用最广泛的电池类型，其能量密度高、可重复充电寿命长、自放电率低等特点得到了广泛认可。
3. 电机控制器电机控制器是新能源车辆电气系统中的关键组件，其主要作用是控制电机的启动和停止、转速、扭矩输出等。
一般来说，电机控制器可以使用斩波控制、矢量控制、FOC控制等不同的控制策略。
其中，FOC控制由于其速度响应快、输出扭矩平稳等优点，在新能源车辆中得到了广泛应用。
4. 直流-直流变换器直流-直流变换器是新能源车辆电气系统中的一个重要组件，其主要作用是调节电池组的电压和电流。
由于电池组的电压可能会发生波动，直流-直流变换器可以通过控制输出电流来调节电压，从而保证整个电气系统的稳定性和效率。
5. 直流-交流变换器直流-交流变换器是用于实现电动汽车电机驱动器与电池之间的直接能量转换的核心器件。
其主要作用是将电池组输出的直流电转换为交流电以驱动电动机。
同时，交流变换器还可以通过调节输出电压的幅值和频率来调整电机的转速和扭矩。
新能源汽车电气系统的组成
新能源汽车电气系统的组成随着现代汽车工业的发展，新能源汽车已经成为了一个趋势。
新能源汽车包括了电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。
其中，电动汽车是最主要的一类。
而这些车辆的核心是电气系统。
电气系统是新能源汽车动力系统的重要组成部分，它包括了电动机、电池、控制器、传感器、充电系统等。
1. 电动机汽车电气系统的核心是电动机。
电动机是将电能转换为机械能的装置。
电动汽车中的电动机通常采用交流异步电动机或直流电机，而燃料电池汽车中则采用氢气和氧气化合产生电能直接驱动电动机。
电动机的控制是电气系统的核心，电动汽车和混合动力汽车的电动机控制系统仿佛一个大脑，它根据车辆驾驶状态、能量需求和车速等信息，动态地控制电机的运转参数，提供电机的最佳工作点，以达到最佳的动力输出和能量消耗效率。
2. 电池电池是电动汽车的能量存储装置，它是电气系统的重要组成部分。
电池包括锂离子电池、钠离子电池、镍氢电池、铅酸电池等多种类型。
电池存储着汽车的能量，可以在需要时释放出来，供电动机驱动、车载系统等使用。
然而电池的能量密度有限，是电动汽车当前面临的技术难题之一，为了解决这个问题，现在许多电动汽车和混合动力汽车都采用了多电池组合的方式，以提高电池的能量密度和储能量。
3. 控制器电动汽车控制器是电气系统中重要的组成部分。
控制器是电动汽车电气系统的大脑，负责对电池储存的电能进行变换、控制和分配，在车辆加速、制动等操作中，调节驱动力和制动力的输出、实现能量回馈等功能，保证整个系统的高效运行和电能的最优利用。
目前市场上的电动汽车控制器主要采用电扇冷却，采用内部嵌入式系统，或运用模块化设计等，满足更高性能、更精密、更安全、更可靠的要求，这些技术的应用不仅可以提高电动汽车的驾驶体验，更方便车主对电动汽车进行管理和控制。
4. 传感器传感器是电动汽车电气系统的感知模块，位于汽车不同的位置。
传感器可以感知各种动态状态信息，包括速度、加速度、制动力、转向信号、电压等等。
新能源汽车电气系统的基本构成
新能源汽车电气系统的基本构成随着对环境保护意识的不断提高和对汽车能效要求的不断增加，新能源汽车逐渐成为人们关注的焦点。
而新能源汽车的核心是其电气系统。
本文将从基本构成的角度，介绍新能源汽车电气系统的组成部分。
1. 电池组电池组是新能源汽车电气系统的核心，主要负责储存和释放能量。
电池组一般由多个电池单体串联组成，通常采用锂离子电池或镍氢电池。
电池组的电压和容量决定了新能源汽车的续航里程和性能。
2. 控制器控制器是对电池组进行管理和控制的主要设备。
它通过监测电池组的状态，控制电池的充放电，保证电池组的安全可靠运行。
同时，控制器还负责控制电动机的启停、转向和制动等功能。
3. 电动机电动机是新能源汽车的动力来源，它将电能转化为机械能，驱动车辆运动。
目前，新能源汽车主要采用交流电动机或永磁同步电动机。
电动机的性能和效率直接影响着车辆的加速性能和续航里程。
4. 充电系统充电系统是新能源汽车电气系统中必不可少的一部分。
它包括充电接口、充电桩和充电控制器等设备。
充电系统可以通过外部电源为电池组充电，提供车辆行驶所需的电能。
5. 驱动电路驱动电路是控制电动机转速和转向的关键设备。
它通过控制电流和电压的大小和方向，实现对电动机的精确控制。
驱动电路的设计和优化对提高车辆的动力性能和能效至关重要。
6. 辅助电气系统辅助电气系统包括车灯、空调、音响等设备，为车辆提供舒适和安全的驾乘环境。
辅助电气系统一般由12V电池供电，与高压电池系统相互独立，确保了车辆的可靠性和安全性。
7. 能量回收系统能量回收系统是新能源汽车的特色之一。
它通过制动能量回收、惯性能量回收等方式，将部分能量转化为电能，再存储到电池组中。
能量回收系统的应用可以提高车辆的能效和续航里程。
总结起来，新能源汽车电气系统的基本构成包括电池组、控制器、电动机、充电系统、驱动电路、辅助电气系统和能量回收系统。
这些组成部分密切配合，共同完成对电能的储存、控制和利用，实现新能源汽车的高效动力输出和环保性能。
电动汽车结构与原理电动汽车电气系统教学课件
车辆清洁
保持车辆外观整洁，定期清洗车身， 避免污垢和腐蚀。
检查轮胎
每日检查轮胎气压、磨损情况及是否 有裂纹等，确保行车安全。
检查电量
每日启动车辆后，检查电池电量，确 保正常行驶。
检查灯光
每日出车前检查灯光是否正常，包括 前大灯、转向灯、刹车灯等。
定期保养
更换滤清器
检查刹车系统
根据保养手册建议，定期更换空气滤清器 和空调滤清器，保证进气质量和车内空气 质量。
控制器具有过流、过压、欠压等保护 功能，确保电机和电池的安全运行。
算法
采用先进的控制算法，如PID控制和 模糊控制等，实现精确的电机控制。
充电系统工作原理
充电接口
符合国际标准的充电接口，支持 快速充电和慢速充电。
充电站
提供充电服务，包括快充站和换 电站等。
充电协议
充电系统与电池管理系统之间的 通信协议，实现电池的智能充电
故障排除流程
遵循故障排除流程，从易到难逐一排查故障 原因，修复故障。
常见故障处理
掌握常见故障的处理方法，如电池故障、电 机故障、电气线路故障等。
预防性维护
通过预防性维护，提前发现潜在问题，降低 故障发生概率。
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控制车辆的电气系统，实现车 辆的启动、停止、加速、减速
等操作。
03
电动汽车工作原理
电池工作原理
电池组
由多个单体电池串联而成 ，为电动汽车提供动力。
充电与放电
通过充电系统和放电系统 实现电池的充放电过程， 保证电动汽车的正常运行 。
能量回收
在刹车或减速时，电机转 化为发电机，将机械能转 化为电能并储存于电池中 。
电池管理系统
新能源汽车电气系统的基本组成
新能源汽车电气系统的基本组成新能源汽车电气系统的基本组成引言：随着全球对环境保护和可持续发展的关注增加，新能源汽车作为传统燃油车的替代品正逐渐受到人们的青睐。
而新能源汽车的核心是电动机，而电动机则依赖于电气系统的支持才能正常运行。
本文将深入探讨新能源汽车电气系统的基本组成，帮助读者更好地理解这一关键部分所承担的功能和作用。
第一部分：电池组概述：电池组是新能源汽车电气系统中最重要的组成部分，其功能是提供电能储存和释放。
新能源汽车通常采用锂离子电池作为动力电源，其具有高能量密度、长寿命和良好的充放电性能等优点。
1.1 组成：电池组由数十甚至上百个电池单体组成，这些电池单体以串联或并联的方式排列在一起。
电池组还包括了电池管理系统（BMS）和热管理系统。
1.2 功能：电池组的一个主要功能是存储能量。
当车辆行驶时，电池组会向电动机提供所需的能量。
当车辆减速或刹车时，电池组会将能量回收储存，以提高能源利用率。
第二部分：电动机控制器概述：电动机控制器是新能源汽车电气系统的另一个关键组成部分，其功能是控制电动机的转速和扭矩，确保车辆的正常行驶和动力输出。
2.1 组成：电动机控制器由电子控制单元（ECU）、功率电子器件、传感器和执行器等组成。
其中，电子控制单元是整个控制系统的核心，通过对传感器信号的采集和处理，实现对电动机的精确控制。
2.2 功能：电动机控制器的主要功能是将电池组提供的直流电转换为电动机所需的交流电，并控制电动机的转速和扭矩。
通过对电压、电流和相位的控制，电动机控制器能够实现电动机的启动、加速和制动等操作。
第三部分：辅助电器系统概述：辅助电器系统包括各种电子设备和传感器，用于提供车辆各部分的电力供应和监测功能。
3.1 组成：辅助电器系统由电源管理模块、照明系统、空调系统、车载娱乐和导航系统等组成。
这些设备通过车载电瓶或者直接与电池组连接来获取所需的电能。
3.2 功能：辅助电器系统的主要功能是提供车辆的照明、通风、空调以及娱乐等功能。
第7章电动汽车电气系统
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
规格严格 功夫到家
7. 2. 2 能源管理系统
➢ 纯电动汽车的能源管理系统
•电池荷（充）电状态指示器
电动汽车蓄电池中储存多少电能，是电动汽车行驶中必 须知道的重要参数，满足这一需要的仪表即电池荷（充） 电状态指示器。 电池充、放电时呈现明显的非线性和非常小的动态内阻， 并且随着充电次数的增加，各特性参数均有变化。电池能 够放出电量的多少与充电状态、放电方式等有关。 计算静态剩余电量时，应考虑电池放电电流、温度、电 池老化和自放电等对容量的影响。剩余电量的预测可采用 检测电压和内阻，进一步计算电量的方法。
第7章电动汽车电气系统
（威海） 汽车工程学院
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
规格严格 功夫到家
7. 2. 2 能源管理系统
➢ 纯电动汽车的能源管理系统 •组成
第7章电动汽车电气系统
（威海） 汽车工程学院
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
电动汽车尤其注重安全性能。为了安全行驶，电量参数、 温度参数、电压参数及绝缘性能均设有两级报警。
电量参数控制 温度参数控制 绝缘性能控制
第7章电动汽车电气系统
（威海） 汽车工程学院
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
由动力电池/燃料电池、驱动电机和功率转换器等大功率、高 电压电气设备组成；
根据车辆行驶的功率需求完成从动力电池或燃料电池到驱动 电机的能量变换与传输过程。
电动汽车电气系统
图5-15 全桥逆变式升压变换器的电路原理
3 双向功率变换器 双向功率变换器采用Buck-Boost复合电路结构，
如图5-16所示。
图5-16 双向功率变换器的电路原理
图5-17 双向功率变换器实物及示意
图5-4 整车高压电气系统原理
图5-5 高压电器组成部件设计图与实物图
二、电动汽车空调系统
1 电动汽车空调的发展现状 1、空调系统是传统汽车和电动汽车功耗最大的辅助子 系统，它的功耗占所有辅助子系统功耗的60%以上。 2、与传统汽车空调系统不同： （1）需要采用热泵型空调系统或辅助加热器； （2）压缩机可以采用电动机直接驱动。
暖风机空调系列-加热器.PTC加热器
图5-8 粘接式陶瓷PTC加热器 1—散热片(铝片) 2—插片 3—铝管 4—绝缘纸
PTC发热片 6—电极(不锈钢)
5—陶瓷
③ 余热+辅助PTC。利用大功率器件(功率变换、驱动电机、 电机控制器等)工作时产生的热量，对车内环境进行热交 换。当热量不足时，启用辅助PTC加热器。
电动汽车电气系统
一 电气系统概述 二 电动汽车空调系统 三 功率变换器 四 电动汽车高压安全 五 电气系统的电磁兼容性
一、电气系统概述
电动汽车的“神经” 分类：低压电气系统、高压电气系统
图5-1 电动汽车电气系统的结构原理
图5-2 典型的电动汽车高低压电路原理
1、低压电气系统
（1）组成：DC/DC功率变换器、辅助蓄电池和若干低 压电器设备。如图5-3所示。
(1)直流不停电电源系统(DC-UPS) 图5-18是一种DC-UPS的结构框图，由AC/DC
电动汽车电气组成结构
电动汽车的电气组成结构主要包括以下几个部分：
1. 电池组：电动汽车的动力来源是电池组，它通常由大量的电池单体组成，采用锂离子电池、镍氢电池等技术。
电池组一般位于车辆底盘或车辆后部，并负责储存和释放电能。
2. 电动机：电动汽车的主要动力装置是电动机，它将电能转化为机械能，驱动车辆运行。
电动汽车常用的电动机类型有直流无刷电机和交流感应电机等。
3. 控制器：控制器是电动汽车的大脑，负责控制电能的流向和电机的转速。
它接收来自车辆各个部件的信号，根据驾驶员的操作指令，控制电池组和电动机之间的能量转换。
4. 充电系统：电动汽车通过充电系统获取电能。
充电系统包括充电插头、充电桩和充电设备等。
充电插头连接车辆和充电桩，将交流电能转化为直流电能供给电池组。
5. 逆变器：逆变器将电池组提供的直流电能转换为交流电能，以满足车辆其他电气设备的需求，如空调、音响等。
6. 辅助电气系统：电动汽车还包括一些辅助电气系统，如车载电脑、车载娱乐系统、制动能量回收系统等。
这些系统通过电源管理模块进行电能的调度和管理。
7. 电子控制单元（ECU）：电动汽车内部的各个部件通过电子控制单元进行通信和协调。
ECU负责监测和控制车辆的各项功能，确保电动汽车的正常运行。
总体来说，电动汽车的电气组成结构比传统汽车更加复杂，涉及到电池组、电动机、控制器、充电系统、逆变器、辅助电气系统和电子控制单元等多个部分的协同工作，才能保证电动汽车的正常运行。
电动汽车电气系统简析
电动汽车电气系统简析01电动汽车电气系统架构电动汽车电气系统主要包括高压电气系统和低压电气系统两部分。
高压电气系统主要由动力电池系统（数百伏特）、驱动电机和电机控制系统、DC-DC 电压转换器、高功率变换器、车载充电机、电动压缩机和PTC 等高压电气设备组成。
其主要功用是根据车辆行驶的功率需求完成从动力电池或燃料电池到驱动电动机的能量变换与传输过程。
在传统的燃油汽车中，电动助力转向系统、制动系统等主要由低压电气系统供电，而在电动汽车中，为了节约能源，对于功率较大的子系统，如制动气泵电动机、电动助力转向系统和电动空调等一般也采用高压供电。
高压动力电池系统通过车载充电器进行充电,车载充电机由电网供电，将220 V 交流电经整流滤波变成300 多V直流电为动力电池补充电能。
低压电气系统采用12V 蓄电池直流电源，一方面为灯光、仪表和雨刷等常规低压电器供电，另一方面为整车控制器、电机控制系统IC、电池管理系统IC以及高压电气设备的控制器IC和冷却电动水泵等辅助部件供电。
12V低压电气系统由高压动力电池通过DC-DC变换器为其充电。
CAN 通讯网络系统为整车控制器与汽车其他控制单元进行信息通讯。
电动汽车电气系统简要架构框图如下所示:02电动汽车高低压电气系统的绝缘隔离值得注意的是，在电动汽车电气系统中，存在多处高压系统与低压系统有交集的模块或子系统。
例如：电池管理系统中，需要采集各节电池的电压电流温度等信息发送给监控芯片,然而监控芯片工作所需电源来源于12V直流蓄电池，且一般须经过降压，出于安全考虑，给监控芯片须采用隔离降压电路供电。
下图示出的即电池管理系统(BMS)最常用的动力电池监控芯片Linear LTC6804的隔离降压供电电路。
又例如，电机控制器部分，IGBT的驱动控制由12V直流蓄电池通过Flyback或推挽电路提供正负偏压，此驱动控制电路须与IGBT的主电路进行隔离。
此外，车载充电机ECU、制动气泵电动机ECU、助理转向电动机ECU和电动空调ECU等的供电和通讯电路也都须采用隔离方式，与车载充电机及各自对应的高功率变换器实现电气隔离。
电动汽车的电气系统
CAN 总线
CAN（Controller Area Network）总线：最初出 现于20世纪80年代末，由德国Bosch公司最先提出。 采用双线串行通信方式，总线信号通过差分电压 进行传送，两条信号线分别为CANH和CANL。所 有节点通过CAN收发器连接CANH和CANL，总 线末端有抑制反射的负载电阻（120Ω),作用是避 免信号传输至终端反射回来产生反射波而使数据 遭到破坏。 当网络上的节点发送信息时，信息从发送节点向 传输线的两端发送，每个节点都会检查数据，各 节点根据网络协议可通过滤波仅接收需要的报文， 通信介质采用双绞线、同轴电缆或光纤。
升压功率变换器
如果V1周期性地导通与截止，开关周期为T，其 中导通时间为ton，截止时间为T-ton 输出电压与输入电压的关系： Uo= Uin T/(T-ton) 当T不变，改变ton，即可改变输出电压（升压）。
升压功率变换器
2.全桥逆变式升压功率变换器
升压功率变换器
当V1和V4同时导通、V2和V3同时截止，输入电压 Uin通过V1和V4加到变压器Tr的一次绕组上，即一 次电压UTr=Uin； 当V1和V4同时截止、V2和V3同时导通，输入电压 Uin通过V2和V3反方向加到变压器Tr的一次绕组上， 一次电压UTr = -Uin； 当V1-V4同时截止：UTr = 0； 通过开关管V1-V4的交替导通与截止，将输入的直 流电压转换成交流电压加到变压器上，其二次电 压通过VD1和VD2整流，输出为直流电压。
电动汽车的电气系统
1.电气系统的组成
电气系统是电动汽车的神经，承担着能量与信息 传递的功能，对纯电动汽车的动力性、经济性、 安全性等有很大的影响，是电动汽车的重要组成 部分。 组成：低压电气系统、高压电气系统、整车网络 化控制系统
电动汽车高压电气系统介绍
电动汽车高压电气系统介绍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。
一、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。
1、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）。
2、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）。
3、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整合为控制器，甚至将PDU、DC/DC与OBC整合为三合一控制器。
4、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。
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规格严格 功夫到家
7. 1. 3 电动汽车控制系统工作流程
➢ 充电过程
在充电时需要对电量参数、温度参数、电压参数及 绝缘性能进行检测。
一旦有部分系统参数出现故障，就会提示断开充电 系统，停止充电，避免出现安全隐患。
电动汽车技术与原理 第 9 页
电动汽车控制系统工作流程图
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•如果电动汽车采用CAN总线控制技术，则可以 将各个分 系统（模块）通过通信方式连接， 从而实现整车控制。
•采用CAN总线的电气系统更加简洁，布置更加 简单。
电动汽车技术与原理 第 5 页
基于CAN总线的电气系统结构原理图
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HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
（4）系统故障的判断和存储，动态检查系统信息，记录出 现的故障。
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
规格严格 功夫到家
7. 2 电动汽车整车网络化控制系统
➢ 7. 2. 1整车控制器 ➢ 7. 2. 2能源管理系统 ➢ 7. 2. 3通信系统
电动汽车技术与原理 第 11 页
（威海） 汽车工程学院
当钥匙打到“ST”挡时，车辆高压启动系统开始工作，进行 一系列预充电和自检后将主接触器接通，启动高压系统。
为了保证车辆安全，还要进行一系列绝缘监测、电池系统 检测以及主电机控制器等检测，这些检测通过之后，车辆 方能进入可行驶状态。
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➢ 各种电气设备的工作统一由整车控制系统协调控制。
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一般电动汽车电气系统结构原理图
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7. 1. 2 基于CAN总线技术的电动汽车电气系统的组成
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第7章 电动汽车电气系统
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➢ 7. 1电动汽车电气系统的组成 ➢ 7. 2电动汽车整车网络化控制系统 ➢ 7. 3整车网络化控制系统设计实例 ➢ 7. 4车辆高低压电气系统
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7. 1. 1 一般电动汽车电气系统的组成
➢ 包括低压电气系统、高压电气系统和整车网络化控制系统。
➢ 高压电气系统
由动力电池/燃料电池、驱动电机和功率转换器等大功率、高 电压电气设备组成；
根据车辆行驶的功率需求完成从动力电池或燃料电池到驱动 电机的能量变换与传输过程。
➢ 低压电气系统
采用直流12V或24V电源，一方面为灯光、刮水器等车辆的 常规低压电器供电；
另一方面为整车控制器、高压电气设备的控制电路和辅助部 件供电。
电动汽车尤其注重安全性能。为了安全行驶，电量参数、 温度参数、电压参数及绝缘性能均设有两级报警。
电量参数控制 温度参数控制 绝缘性能控制
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7. 1. 3 电动汽车控制系统工作流程
➢ 行驶过程
为了保障安全，车辆在行驶中需要随时监测各种参数，如 电量参数、温度参数、电压参数、绝缘性能、车辆其它关 键辅助系统的参数等，这些参数将影响车辆的行驶功能、 行驶距离和行驶安全。
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7. 1 电动汽车电气系统的组成
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➢ 7. 1. 1一般电动汽车电气系统的组成 ➢ 7. 1. 2基于CAN总线技术的电动汽车电气系统的组成 ➢ 7. 1. 3电动汽车控制系统工作流程
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规格严格 控制器主芯片，Flash存储器和RAM储存器及相关电路 控制器主芯片的输出与Flash存储器和RAM存储器的输入相
连。
通过CAN总线接口连接到整车的CAN网络上与整车其余控 制节点进行信息交换和协调控制。
控制器硬件
微处理器、CAN通信模块、BOM调试模块、 串口通信模块、电源及保护电路模块等
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7. 1. 3 电动汽车控制系统工作流程
➢ 启动过程
当钥匙打到“ACC”挡位时，车辆部分电器如音响系统，视 频系统等娱乐系统启动。
当钥匙达到“ON”挡位时，此时需要对车辆的部分系统进行 供电，此时多数车辆低压辅助系统全部工作，为高压启动 进行准备工作。
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7. 2. 1整车控制器
➢ 功能
（1）接受、处理驾驶员的驾驶操作指令，并向各个部件控 制器发送控制指令，使车辆按驾驶期望状态行驶。
（2）与电机、DC/DC、蓄电池组等进行可靠通信，通过 CAN总线进行状态的采集输入及控制指令的输出。
（3）接收并处理各个零部件信息，结合能源管理单元提供 当前的能源状况信息。