純電動汽車高壓電控總成的結構介紹

劉杰

摘 要：汽車產業是我國國民經濟的重要支柱產業，在國民經濟和社會發展中發揮著重要作用。目前我國汽車主要以汽油、柴油為燃料，隨著汽車產銷量及保有量的迅速增長，燃油汽車帶來的能源緊張問題也更加突出。基于能源結構安全和環境保護壓力，發展節能環保的新能源汽車已成為迫切需求。當前我國新能源汽車技術發展迅速，市面已經推出多款純電動汽車，但是絕大多數民眾對于純電動汽車遠遠不如汽柴油發動機汽車了解，實際上純電動汽車與傳統汽車區別并不很大，本文重點向大家普及一下純電動汽車上高壓電控總成的知識。

關鍵詞：純電動汽車；高壓電控總成；比亞迪e5

一、傳統汽車與純電動汽車的異同

1、傳統汽車與純電動汽車相類似的技術：包括汽車車身，汽車懸掛系統，制動系統，轉向系統，喇叭、燈光，升降電機等等汽車電器。

2、傳統汽車與純電動汽車區別比較明顯的技術：動力系統，高壓電控系統，行駛系中的變速系統。

純電動汽車動力系統比較簡單，汽柴油發動機換為電機，變速系統也改用更簡單的單速變速箱。但是因為純電動汽車目前多采用蓄電裝置，充放電之間的直流交流高壓低壓的逆變技術更為復雜，所以本文重點普及純電動汽車的高壓電控系統。

二、純電動汽車上高壓電控總成介紹

以比亞迪e5純電動車為例，以下介紹一下純電動汽車上的高壓電控系統。

上圖為比亞迪e5純電動汽車的高壓電控總成的分解圖。在實車上，整個總成一般是裝在鑄鋁或者鋁合金盒子之內，并在盒子各處留置有相應的端口。

純電動汽車的高壓電控總成集成了兩電平雙向交流逆變式電機控制器（VTOG）、高壓配電箱、DC-DC電壓轉換器、漏電傳感器模塊等部分。

VTOG的主要功能是驅動控制和充電控制。由大容量薄膜電容、VTOG高壓電控主板、IGBT模塊、3相交流輸出帶霍爾電流傳感器等主要原件組成。大容量薄膜電容用于快速吸收回饋制動能量，也可作為大功率放電下的輔助動力源；IGBT模塊則是電動汽車的技術核心，它通過脈沖寬度調制（PWM）的方式控制IGBT開關，將電流從DC轉換到AC（電池到電機，驅動電機）或者從AC轉化到DC（電機到電池，剎車、下坡時能量回收）；VTOG高壓電控主板的功能是控制電動機和發電機根據不同工況，控制電機的正反轉、功率、扭矩和轉速等。

高壓配電箱的主要功能是控制充放電。由功率電阻、正極霍爾電流傳感器、主接觸器、交流充電接觸器，直流充電正極接觸器、預充接觸器直流充電負極接觸器、預充電阻等原件組成。其中功率電阻分擔掉一部分功率；正極霍爾電流傳感器安裝在高壓正極一側以監控高壓端電流值；所有的接觸器負責在配電箱內不同的線路段進行通斷動作；而預充電阻是為了限流，避免剛開始充電時電池前端的大電容與主繼電器接通時產生瞬間的大電流，燒毀主繼電器。

DC-DC電壓轉換器的功能包括控制高壓交/直流電雙向逆變，驅動電機運轉，實現充、放電功能（VTOG、車載充電器）；實現高壓直流電轉化低壓直流電為整車低壓電器系統供電；實現整車高壓回路配電功能；直流充電升壓功能；CAN通信、故障處理紀錄、在線CAN燒寫以及自檢等功能。

漏電傳感器模塊含有CAN通信功能，主要監測與動力電池輸出相連接的正極或負極母線與車身底盤之間的絕緣電阻判定高壓系統是否存在漏電，漏電傳感器將漏電數據信息通過CAN信號發送給電池管理器、VTOG，采取相應保護措施。比亞迪e5采用直流漏電傳感器。當高壓系統漏電時，傳感器會發出一個信號給電池管理器，電池管理器接收到漏電信號后會根據漏電情況馬上報警或者控制馬上斷開高壓系統，防止高壓漏電對人或者物品造成傷害和損失。

三、小結

經過以上針對純電動汽車上高壓電控總成的結構及功用介紹，我們可以預見到，純電動汽車的一些核心技術已經發展得比較成熟，市面上的純電動汽車份額會逐漸增加。隨著充電樁、維修點等配套設施的完善與鋪開，人們會逐漸接受新能源汽車并開始大量使用。掌握純電動汽車一些必要的基礎知識，更利于駕駛者在使用純電動汽車時更科學合理的操作和保養，降低車子因非常規操作引起的過早損耗，延長其使用壽命。

參考文獻

[1]比亞迪汽車e5維修手冊.

[2]《純電動汽車結構及控制技術》.劉競一、汪隨風、楊建森. 重慶大學出版社，2017.8.1

（作者單位：廣西現代職業技術學院）