項(xiàng)目五

電動(dòng)汽車高壓電路原理與檢修一、情境引入一輛2017年生產(chǎn)的吉利純電動(dòng)汽車，上時(shí)電，電工修理師傅聽到了高壓配電箱中繼電器閉合工作的聲音，但車輛掛擋后仍無法加速，經(jīng)診斷儀檢查上電后變頻器沒有真正被供電。電工修理師傅進(jìn)行了高壓線路檢查，可在進(jìn)行高壓線路供測量時(shí)都是帶電測量，而在學(xué)校里老師教的是下了高壓電才能進(jìn)行高壓測量，請問哪個(gè)正確或更好。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)能畫出吉利純電動(dòng)汽車電池箱中繼電器組的工作原理圖；能畫出比亞迪純電動(dòng)汽車高壓配電箱中的繼電器工作原理圖；能畫出上汽榮威純電動(dòng)汽車高壓配電箱中的繼電器工作原理圖；三、技能目標(biāo)能在帶電測量高壓配電箱前進(jìn)行正確的防護(hù)；能帶電測量高壓配電箱診斷高壓配電箱中的配電故障；能更換純電動(dòng)汽車高壓配電箱中的繼電器、保險(xiǎn)或電流傳感器。1任務(wù)一

吉利電動(dòng)汽車高壓電路認(rèn)知2一、高壓電路組成及功能圖5-1吉利車系高壓電路原理圖3吉利EV300高壓電路原理圖，新款EV350T和EV450及以后更長里程電動(dòng)汽車與本車采用相同的高壓電路，只是電池箱中的電池容量或串的電池?cái)?shù)增中，并不影響對原理的認(rèn)知。二、高壓上電工作原理主供電工作原理：踩下制動(dòng)踏板，按下供電開關(guān)，可聽見電池箱內(nèi)繼電器J2及J3開關(guān)閉合的“咔嗒”聲音。此時(shí)為負(fù)極主繼電器和正極預(yù)充繼電器開關(guān)同時(shí)閉合工作，大約幾十毫秒，汽車變頻器內(nèi)電容被正極預(yù)充繼電器電阻充電完成。這時(shí)正極主繼電器開關(guān)再閉合工作，此時(shí)正極預(yù)充繼電器開關(guān)斷開退出工作。注意主供電電流是左側(cè)的鋰電池向右側(cè)的電子功率單元（簡稱PDU）?！翱斐?、快充-”外接帶有保險(xiǎn)絲和車載充電機(jī)的電子功率單元，簡稱PDU。快充電流是從右側(cè)的電子功率單元（簡稱PDU）向左側(cè)的鋰離子電池供電。由于動(dòng)力電池本身也是一個(gè)大的電容，在充電時(shí)采用了負(fù)極主繼電器和正極快速預(yù)充繼電器，來防止充電機(jī)開始工作，充電機(jī)控制部分未進(jìn)入電流控制時(shí)造成回路的電流過大。當(dāng)充電電流被充電機(jī)控制后，快速充電正極繼電器開關(guān)閉合工作，此時(shí)正極快速預(yù)充繼電器退出工作。當(dāng)然，充電機(jī)控制若能在快充電時(shí)能及時(shí)起作用，正極快速預(yù)充繼電器是可以取消的。4三、高壓繼電器觸點(diǎn)監(jiān)控圖5-2繼電器觸點(diǎn)開關(guān)監(jiān)測下邊高壓配電繼電器盒中引出到BMS控制單元的紅線，就是為實(shí)現(xiàn)繼電器觸點(diǎn)監(jiān)測而設(shè)計(jì)的。圖5-3繼電器開關(guān)兩端的繼電器監(jiān)測線束可見有6根紅線連到繼電器觸點(diǎn)接線柱上。5四、電池箱的輸入/輸出接口圖5-4電池箱的輸入/輸出接口6總正+和總負(fù)-是電池的對外輸出；外接機(jī)倉配電箱?？斐?和快充-外接直流充電口。整車控制通訊12針插孔有兩個(gè)，分別是A插頭和B插頭，包括電池管理系統(tǒng)（BMS）的供電、對充電機(jī)的控制線、與整車控制器的通訊、充電口輔助模塊(EV300有，后期車輛取消）任務(wù)二

比亞迪電動(dòng)汽車高壓電路認(rèn)知7一、典型車型簡介比亞迪電動(dòng)汽車的E5和E6是兩款保有量較大的電動(dòng)汽車，本節(jié)以E5為例介紹。比亞迪E5為前輪驅(qū)動(dòng)汽車，其動(dòng)力電池額定總電壓為653.4V，儲(chǔ)電量為42.47kWh。電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩在0～4775r/min之間輸出160N.m；電機(jī)在0～4929r/min之間最大輸出轉(zhuǎn)矩為310N.m；電機(jī)在4775～12000r/min時(shí)可額定功率為80kW；電機(jī)4929～12000r/min最大輸入功率160kW；電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)速為12000r/min。電機(jī)動(dòng)力總成總成重量為103kg，，采用固定速比的減速器，總減速比9.342。一級傳動(dòng)比為3.158；主減速傳動(dòng)比為2.958；變速箱潤滑油量為1.8L；變速箱潤滑油類型：齒輪油標(biāo)號為SAE80W-90(冬季環(huán)境溫度低于-15℃地區(qū)推薦換用SAE75W-90)。8

二、高壓電路作用1.高壓配電箱

高壓配電箱（HVDB，HighVoltageDistributionAssembly）位于機(jī)倉內(nèi)，高壓配電箱的作用是為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻器供電，變頻器將高壓直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟姡粸閭鹘y(tǒng)的電氣元件供電。2.空調(diào)壓縮機(jī)

電動(dòng)空調(diào)經(jīng)變頻空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)的變頻器逆變?yōu)榻涣麟娊o電機(jī)的定子線圈，電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)的吸入低溫、氣態(tài)制冷劑，排出高溫、液壓制冷劑。

3.PTC加熱器PTC加熱器為電動(dòng)汽車空調(diào)蒸發(fā)箱內(nèi)的高壓電加熱元件供電。高壓電加熱元件為正溫度系數(shù)（PTC）元件，隨加熱溫度提高電阻增大，電流得以自動(dòng)限制，防止了過熱。4.直流直流轉(zhuǎn)換器

直流/直流轉(zhuǎn)換器簡稱DC/DC，作用是將電池箱電壓降為14V為12V鉛酸蓄電池充電。

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二、高壓電路作用5.直流充電口繼電器

直流充電口作用是在不充電時(shí)直流充電口正極和負(fù)極繼電器都斷開，可防止人員（特別是小孩）因意外接觸直流充電口遭到電擊傷害。6.交流充電繼電器交流充電繼電器的作用是在交流充電過程中專門提供一個(gè)工作路徑。單相交流電L1、N的電能經(jīng)車載充電機(jī)給高壓蓄電池充電或三相交流充電L1、L2、L3的電能流經(jīng)變頻器內(nèi)部的快速充電機(jī)給鋰離子蓄電池充電時(shí)經(jīng)交流充電繼電器接通鋰離子蓄電池的正極。7.分壓繼電器在需要電池箱內(nèi)的電池組與電池組之間斷開時(shí)（比如：在打開電池箱后需要在較安全的電壓下操作時(shí)）分壓繼電器提供了自動(dòng)斷開操作。8.保險(xiǎn)絲電池組內(nèi)部的保險(xiǎn)絲可在拆開電池箱時(shí)出現(xiàn)電池組外部通過殼體短路時(shí)提供保護(hù)，同時(shí)在變頻器控制失效或電池包外部正、負(fù)線路間短路時(shí)起保護(hù)作用。10三、高壓上電流程圖5-5比亞迪E5高壓元件的電路11分壓繼電器的作用是在低壓斷電后，能給電池間斷開，在電池裝箱和拆箱維修時(shí)可以將電池?cái)喑蓭捉M電壓，這幾組電壓將會(huì)在100多伏，盡管直流安全電壓是60V，實(shí)際經(jīng)測120V直流電壓對人基本沒有傷害，這就大大降低了電池裝箱和拆箱維修時(shí)風(fēng)險(xiǎn)，也是一種安全措施。

保險(xiǎn)絲F1、F2、F3串在電池中間在

拆箱時(shí)先拔下，裝箱后再插上。也可將電池?cái)喑蓭捉M電壓，作用與分壓繼電器相同?？傊淌菫榱税踩?。

三、高壓上電流程圖5-5比亞迪E5高壓元件的電路12

正極繼電器是為電池箱本身的安全設(shè)計(jì)的，對外上電原理上是正極繼電器、預(yù)充繼電器、負(fù)極繼電器同時(shí)閉合；幾十毫秒之后，正極主繼電器閉合，稍后預(yù)充繼電器斷開。

霍爾電流傳感器用于母線電流測量，主要用于動(dòng)態(tài)SOC計(jì)算。

絕緣檢測采用交流電注入法。

車載充電機(jī)有單相和三相兩種。

帶有VTOG的變頻器可逆向輸出交流電。

任務(wù)三、上汽通用電動(dòng)汽車高壓電路認(rèn)知13一、榮威Ei5電動(dòng)汽車簡介

榮威汽車標(biāo)志的中央是兩只站立的東方獅子?！皹s威純電動(dòng)車包含有有榮威ERX5、榮威MARVELX、榮威Ei5。榮威是上海汽車工業(yè)總公司旗下的汽車品牌，于2006年10月推出。

榮威Ei5是上汽首款完全基于新能源純電動(dòng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的房車。新款Ei5搭載電機(jī)，最大功率85千瓦，最大續(xù)航里程420公里。14二、高壓元件電路組成及作用如圖5-6所示為榮威Ei5純電動(dòng)汽車的高壓電路原理圖，電池箱內(nèi)電池共有7個(gè)模塊串聯(lián)，檢修塞（TW)位于串聯(lián)電池的中間位置，放電工作過程和充電工作過程原理如下：1.電池對外放電放電時(shí)，電池正極電流經(jīng)后部第一組電池下部向前至主正繼電器和并聯(lián)的放電繼電器至主正兼直流電正。負(fù)極經(jīng)后部向前數(shù)第三列的4組電池上部流出經(jīng)高壓測量裝置至主負(fù)繼電器，再至電池箱的主負(fù)端口。152.對電池充電

（1）交流充電過程車載充電機(jī)將單相交流換流成直流電經(jīng)交流充電正和保險(xiǎn)流入，由于電流小，可經(jīng)主正繼電器和并聯(lián)的預(yù)充繼電器給電池充電，電流經(jīng)主負(fù)繼電器至電池箱主負(fù)端子。（2）直流充電過程車外直流充電樁電流經(jīng)直流充電正經(jīng)主正繼電器和并聯(lián)的預(yù)充繼電器給電池充電，由于電流大，電流經(jīng)充電繼電器和并聯(lián)的充電預(yù)充繼電器至電池箱直流充電負(fù)端子。一個(gè)位于電池管理控制單元旁邊的紅色裝置是美國通用公司開發(fā)的高壓測量裝置（在國內(nèi)車型中多直接由電池管理系統(tǒng)直接完成）。這個(gè)高壓測量裝置有三個(gè)功能：一是利用精密電阻進(jìn)行電流測量；二是進(jìn)行5個(gè)繼電器的觸點(diǎn)檢測；三是進(jìn)行絕緣檢測。16二、高壓元件電路組成及作用圖5-6榮威E550電動(dòng)汽車電池箱內(nèi)部高壓電路17二、高壓元件電路組成及作用任務(wù)四、大眾電動(dòng)汽車高壓電路認(rèn)識18一、大眾ID.4電動(dòng)汽車簡介2020年11月大眾汽車正式推出國產(chǎn)版大眾ID.4系列車型，新車分為兩個(gè)國產(chǎn)版本，一汽大眾和上汽大眾。其中，一汽大眾版稱為ID.4CROZZ，上汽大眾版稱為ID.4X。提供經(jīng)濟(jì)、舒適、運(yùn)動(dòng)和個(gè)性化四種模式。19二、高壓元件電路組成及作用圖5-7純電動(dòng)汽車ID4后驅(qū)車型高壓元件電路組成20三、高壓元件電路組成參數(shù)圖5-8電池組9組的配置和排列21圖5-9電池組12組的配置和排列22三、高壓元件電路組成參數(shù)三、高壓元件電路組成參數(shù)單擊此處編輯副標(biāo)題圖5-9電池組12組的配置和排列2223圖5-10電池箱為12組電池箱的實(shí)物24三、高壓元件電路組成參數(shù)四、高壓電路元件電路連接關(guān)系圖5-11大眾ID4純電動(dòng)汽車（SUV車型）高壓電路2526五、大眾ID4電動(dòng)汽車的總線圖5-12上汽大眾ID4純電動(dòng)汽車的網(wǎng)絡(luò)通訊27圖5-13維修插頭TW和SC28保險(xiǎn)六、大眾ID4低壓檢修塞電路28任務(wù)五

電動(dòng)汽車高壓電路檢修29一、帶電測量高壓配電箱電動(dòng)汽車的高壓被一部分一知半解的人妖魔化，過分強(qiáng)調(diào)高壓，以至于給人造成的心理壓力遠(yuǎn)超過其實(shí)際的危險(xiǎn)性，在這里要說明的是電動(dòng)汽車的安全要比你日常生活中插電飯鍋插頭或插電腦供電線的安全性要安全的多，何況這兩種情況在日常生活中的頻率非常高，而在電動(dòng)汽車上高壓作業(yè)的情況非常少，帶電高壓作業(yè)測量就更少了?！炯紟熤笇?dǎo)】上邊的話，不是說電動(dòng)汽車不具危險(xiǎn)，而是要大家正確看待危險(xiǎn)水平。要強(qiáng)調(diào)的是在高壓配電箱上的高壓帶電測量作業(yè)具有危險(xiǎn)性，一定按安全操作規(guī)程，兩人中一人操作，一人看護(hù)，看護(hù)人有提醒錯(cuò)誤操作，并準(zhǔn)備意外事故的處理工作。30二、高壓配電箱組裝要點(diǎn)注意

1.開蓋后的高壓配電箱的異物侵入，比如鐵屑、塵土和水氣等，所以開蓋前清理好工作現(xiàn)場；2.絕對禁止帶電測量時(shí)工具掉落到高壓配電箱內(nèi)，這時(shí)將形成極嚴(yán)重的短路；3.絕對禁止無高壓防護(hù)的人員在高壓配電箱上帶電測量；4.絕對禁止無汽車高壓產(chǎn)品培訓(xùn)合格資格的人員在高壓配電箱上帶電測量；5.要有拆卸作業(yè)，一定在拆卸前進(jìn)行拍照，注意：要拍到關(guān)鍵易錯(cuò)的點(diǎn)，也可用漆筆先做記號；6.工作人員要有邊工作邊思考的思維模式，不可大量的隨意拆卸，做有目的小范圍的拆卸；7.工作人員要有原位安裝的意識，不可隨意調(diào)換似乎相同的元件；8.嚴(yán)格按照廠家要求校準(zhǔn)力矩，并用漆筆做記號，防止因螺栓未擰到位，導(dǎo)致力矩不足產(chǎn)生接觸電阻；9.一定要防止某個(gè)螺栓的力矩過大造成接線柱和元件內(nèi)部斷開或形成新的接觸電阻；10.能通過聞、看、聽初步觀察配電箱的內(nèi)部情況，形成一個(gè)初步判斷。31三、高壓注意圖5-14帶護(hù)目鏡圖5-15圖帶絕緣手套直流耐壓1000V，不要錯(cuò)誤購買交流耐壓手套，以免手套過厚造成操作不便。32四、低壓參考點(diǎn)的選取圖5-16以蓄電池負(fù)極為參考點(diǎn)圖5-17以車身金屬為參考點(diǎn)33圖5-18以動(dòng)力蓄電池負(fù)極為參考點(diǎn)圖5-19錯(cuò)以以車身金屬為參考點(diǎn)時(shí)測得的是絕緣檢測用電壓四、低壓參考點(diǎn)的選取34五、高壓直流保險(xiǎn)絲測量圖5-20保險(xiǎn)絲一端有動(dòng)力電池電壓圖5-21保險(xiǎn)絲另一端有動(dòng)力電池電壓35六、高壓直流繼電器測量圖5-22繼電器一端有動(dòng)力電池電壓圖5-23繼電器另一端有動(dòng)力電池電壓36課后題1.判斷題（1）動(dòng)力電池母線經(jīng)高壓配電箱后分配給其它用電器（）；（2）動(dòng)力電池的高壓配電箱對外供電采用三個(gè)繼電器（）；（3）動(dòng)力電池的高壓配電箱的預(yù)充繼電器可位于正極母線，也可位于負(fù)極母線（）；（4）電動(dòng)汽車采用檢測預(yù)充電路預(yù)充完成后，再閉合與其并聯(lián)的繼電器（）；（5）動(dòng)