2.4
高压电系统

2.4.1 主要组成

电机控制器、高压盒、充电机、DC/DC可以分体，如图2-8所示；将后三者集成后称电源分配单元（PDU），如图2-9所示；将四者集成后称PEU，如图2-10所示。因各厂家设计思路不同，因此集成方式不同，例如有的车型将高压盒与充电机集成，将DC/DC与电动压缩机控制器集成。

分体式高压系统的优点是更换成本低，缺点是部件多、部件间的连接线多。集成式的优点是体积小、质量轻，缺点是更换成本高。为便于初学者学习，本书以北汽新能源EV150的分体式高压系统为例进行介绍。EV150是北汽新能源最早生产的车型，虽然技术早已更新，但是可以为下一步学习打好基础。为便于记忆，本书说成“大三电”“小五电”，如图2-11所示，红色字是“大三电”，蓝色字是“小五电”，红色箭头是动力电池放电，黄色箭头是动力电池充电。

2.4.2 大三电

1）动力电池：如图2-12所示，动力电池箱的作用如同燃油汽车的燃油箱，主要采用三元锂电池或磷酸铁锂电池。不同车型的电压为200～800V，能量为15～120kW·h；动力电池的电能来源有慢充、快充、动能回收。主要由电池包、电池管理系统（BMS）、辅助元件、外壳组成。

2）驱动电机：如图2-13所示，驱动电机的作用如同燃油汽车的发动机，但具有动能回收功能，大多采用三相交流同步电动机，装有旋变传感器，也有些采用三相交流异步电动机。

3）电机控制器：如图2-14所示，电机控制器的作用是将高压直流电逆变成三相交流高压电，并调整频率，主要由绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和控制器主板组成。

2.4.3 小五电

1）高压盒：如图2-15所示，高压盒亦称高压分配盒、高压控制盒，作用是分配高压电，如同12V系统的继电器盒。内部设有快充高压正、高压负继电器，有些车高压盒的内部装有PTC控制器。

2）车载充电机（OBC）：如图2-16所示，车载充电机的作用是为动力电池充电，内部有整流器，输入的是220V交流电，输出是高压直流电。

3）直流电压变换器（DC/DC）：如图2-17所示，DC/DC的作用如同燃油汽车的发电机，为全车低压电设备供电和为12V蓄电池充电。

4）电动压缩机：如图2-18所示，燃油汽车由发动机传动带驱动制冷压缩机，电动汽车采用与压缩机集成的高压直流电动机或三相交流电动机驱动压缩机。

5）PTC：如图2-19所示，PTC为正温度系数热敏电阻，亦称加热器，其作用是为驾驶室加热，图2-19所示为空气加热器，还有一种是水加热器。

2.4.4 高压电缆

高压电缆分为单线制和双线制，前者用于大功率高压设备，后者用于小功率及辅助高压设备，如电动压缩机、PTC。单线制高压电缆结构如图2-20所示，铜导线外面包有绝缘层和屏蔽层，铜丝编织的屏蔽层连接搭铁，作用是将导线电流产生的电磁波，感应生成电压并对地短路，不使其干扰其他无线电设备和控制单元。双线制高压电缆结构如图2-21所示。

高压电缆在纯电动汽车上的应用包括：

1）慢充电缆：如图2-22a所示，由慢充口至充电机，输送220V交流电。

2）快充电缆：如图2-22b所示，由快充口至高压盒，输送高压直流电。

3）高压盒→电机控制器电缆：如图2-22c所示，输送高压直流电。

4）电机控制器→电动机电缆：如图2-22d所示，输送三相交流变频高压电。

5）高压附件线束：如图2-23所示，高压盒通过高压附件线束分别连接充电机、DC/DC、电动压缩机、PTC。

2.4.5 慢充口、快充口

符合国家标准规定的慢充口、快充口如图2-24所示，各车型安装位置不统一。慢充口设有7个插孔，如图2-25a所示，中间三个插孔分别连接零线（N）、保护地线（PE）和相线（L）；快充口设有9个插孔，中间两个插孔为左高压负极、右高压正极，下方中间插孔连接保护地线（PE）。

2.4.6 维修开关

维修开关亦称维修插头，如图2-26所示，上为维修开关，下为开关的底座；维修开关是一个带有快速熔断器的开关，有的车型将快速熔断器单独安装。熔断器的作用是防止放电过电流、能量回收过电流，一般为250A 500V。维修开关安装在动力电池串联模组的中间，如图2-27所示，可以手动切断或接通高压电路，作用是维修高压系统时保证断电操作。