纯电动汽车高压电控总成的结构介绍

刘杰

摘 要：汽车产业是我国国民经济的重要支柱产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。目前我国汽车主要以汽油、柴油为燃料，随着汽车产销量及保有量的迅速增长，燃油汽车带来的能源紧张问题也更加突出。基于能源结构安全和环境保护压力，发展节能环保的新能源汽车已成为迫切需求。当前我国新能源汽车技术发展迅速，市面已经推出多款纯电动汽车，但是绝大多数民众对于纯电动汽车远远不如汽柴油发动机汽车了解，实际上纯电动汽车与传统汽车区别并不很大，本文重点向大家普及一下纯电动汽车上高压电控总成的知识。

关键词：纯电动汽车；高压电控总成；比亚迪e5

一、传统汽车与纯电动汽车的异同

1、传统汽车与纯电动汽车相类似的技术：包括汽车车身，汽车悬挂系统，制动系统，转向系统，喇叭、灯光，升降電机等等汽车电器。

2、传统汽车与纯电动汽车区别比较明显的技术：动力系统，高压电控系统，行驶系中的变速系统。

纯电动汽车动力系统比较简单，汽柴油发动机换为电机，变速系统也改用更简单的单速变速箱。但是因为纯电动汽车目前多采用蓄电装置，充放电之间的直流交流高压低压的逆变技术更为复杂，所以本文重点普及纯电动汽车的高压电控系统。

二、纯电动汽车上高压电控总成介绍

以比亚迪e5纯电动车为例，以下介绍一下纯电动汽车上的高压电控系统。

上图为比亚迪e5纯电动汽车的高压电控总成的分解图。在实车上，整个总成一般是装在铸铝或者铝合金盒子之内，并在盒子各处留置有相应的端口。

纯电动汽车的高压电控总成集成了两电平双向交流逆变式电机控制器（VTOG）、高压配电箱、DC-DC电压转换器、漏电传感器模块等部分。

VTOG的主要功能是驱动控制和充电控制。由大容量薄膜电容、VTOG高压电控主板、IGBT模块、3相交流输出带霍尔电流传感器等主要原件组成。大容量薄膜电容用于快速吸收回馈制动能量，也可作为大功率放电下的辅助动力源；IGBT模块则是电动汽车的技术核心，它通过脉冲宽度调制（PWM）的方式控制IGBT开关，将电流从DC转换到AC（电池到电机，驱动电机）或者从AC转化到DC（电机到电池，刹车、下坡时能量回收）；VTOG高压电控主板的功能是控制电动机和发电机根据不同工况，控制电机的正反转、功率、扭矩和转速等。

高压配电箱的主要功能是控制充放电。由功率电阻、正极霍尔电流传感器、主接触器、交流充电接触器，直流充电正极接触器、预充接触器直流充电负极接触器、预充电阻等原件组成。其中功率电阻分担掉一部分功率；正极霍尔电流传感器安装在高压正极一侧以监控高压端电流值；所有的接触器负责在配电箱内不同的线路段进行通断动作；而预充电阻是为了限流，避免刚开始充电时电池前端的大电容与主继电器接通时产生瞬间的大电流，烧毁主继电器。

DC-DC电压转换器的功能包括控制高压交/直流电双向逆变，驱动电机运转，实现充、放电功能（VTOG、车载充电器）；实现高压直流电转化低压直流电为整车低压电器系统供电；实现整车高压回路配电功能；直流充电升压功能；CAN通信、故障处理纪录、在线CAN烧写以及自检等功能。

漏电传感器模块含有CAN通信功能，主要监测与动力电池输出相连接的正极或负极母线与车身底盘之间的绝缘电阻判定高压系统是否存在漏电，漏电传感器将漏电数据信息通过CAN信号发送给电池管理器、VTOG，采取相应保护措施。比亚迪e5采用直流漏电传感器。当高压系统漏电时，传感器会发出一个信号给电池管理器，电池管理器接收到漏电信号后会根据漏电情况马上报警或者控制马上断开高压系统，防止高压漏电对人或者物品造成伤害和损失。

三、小结

经过以上针对纯电动汽车上高压电控总成的结构及功用介绍，我们可以预见到，纯电动汽车的一些核心技术已经发展得比较成熟，市面上的纯电动汽车份额会逐渐增加。随着充电桩、维修点等配套设施的完善与铺开，人们会逐渐接受新能源汽车并开始大量使用。掌握纯电动汽车一些必要的基础知识，更利于驾驶者在使用纯电动汽车时更科学合理的操作和保养，降低车子因非常规操作引起的过早损耗，延长其使用寿命。

参考文献

[1]比亚迪汽车e5维修手册.

[2]《纯电动汽车结构及控制技术》.刘竞一、汪随风、杨建森. 重庆大学出版社，2017.8.1

（作者单位：广西现代职业技术学院）