电动汽车电池包电气设计简介

1、高压箱系列化原理图讲解电动汽车电池包系统电气介绍电动汽车电池包电气设计简介第1页目录元器件介绍电气控制电路图介绍低压线束部分介绍总结及提议电动汽车电池包电气设计简介第2页 电动汽车电池包电气部分主要有以下几大类：电池模组、电池管理系统（BMS）、电气部件（继电器、接触器、保险、传感器、预充电阻等）、高低压线束和连接器。电气系统设计实现功效为基础，以安全为第一，可靠性为主，输出可靠高效电能为整车提供动力。电动汽车电池包电气设计简介第3页1. 接触器 接触器是一个用来频繁接通或断开交直流主电路及大容量控制电路自动切换电器。它是利用电磁吸力和弹簧反作用配合动作而使触头闭合或分断一个电器，还含有低压释

2、放保护功效，并能实现远距离控制，在自动控制系统中应用得相当广泛。 接触器按其主触头经过电流种类不一样，可分为直流接触器和交流接触器。一 元器件介绍电动汽车电池包电气设计简介第4页直流接触器电动汽车电池包电气设计简介第5页接触器选择普通依据以下标准来选择接触器：（1）接触器类型 交流负载选交流接触器，直流负载选直流接触器，依据负载大小不一样，选择不一样型号接触器。（2）接触器额定电压 接触器额定电压应大于或等于负载回路电压。（3）接触器额定电流 接触器额定电流应大于或等于负载回路额定电流。对于电动机负载，可按下面经验公式计算： Ij=1.3Ie 其中： Ij为接触器主触点额定电流； Ie为电动机

3、额定电流。 电动汽车电池包电气设计简介第6页 （4）吸引线圈电压吸引线圈额定电压应与被控回路电压一致。 （5）触点数量 接触器主触点、常开辅助触点、常闭辅助触点数量应与主电路和控制电路要求一致。电动汽车电池包电气设计简介第7页2.1电磁式继电器 电磁式继电器是使用最多一个继电器，其基本结构和动作原理与接触器大致相同。但继电器是用于切换小电流控制和保护电器，其触点种类和数量较多，体积较小，动作灵敏，无需灭弧装置。2.继电器是一个依据外界输入信号（电量，如电压、电流；非电量，如时间、速度、热量等）来控制电路通、断自动切换电器，其触点常接在控制电路中。值得注意是，继电器触点不能用来接通和分断负载电路

4、，这也是继电器作用与接触器作用区分。电动汽车电池包电气设计简介第8页（a）图形、文字符号 （b）中间继电器结构示意图图111 中间继电器结构示意图和符号 电动汽车电池包电气设计简介第9页3熔断器 熔断器是一个用于短路保护电器，它是由熔体（俗称保险丝）和安装熔体绝缘底座或绝缘管等组成。熔断器符号如图131所表示。 熔体呈片状或丝状，用易熔金属材料如锡、铅、铜、银及其合金等制成，熔丝熔点普通在200300。熔断器使用时是串接在要保护电路上，当正常工作时，熔体相当于一根导体，允许经过一定电流，熔体发烧温度低于熔化温度，所以长久不熔断；而当电路发生短路或严重过载故障时，流过熔体电流大于允许正常发烧电流

5、，使得熔体温度不停上升，最终超出熔体熔化温度而熔断，从而切断电路，保护了电路及设备。熔体熔断后要更换熔体，电路才能重新接通工作。电动汽车电池包电气设计简介第10页 熔断器主要技术参数有：额定电压、熔体额定电流、支持件额定电流、极限分断能力等，见表110所列。惯用熔断器有瓷插式熔断器 、螺旋式熔断器、螺旋式快速熔断器及有填料封闭管式熔断器等类型。电动汽车电池包电气设计简介第11页 图1-31 熔断器(a) 瓷插式熔断器； (b) 无填料封闭管式熔断器； (c) 螺旋式熔断器； (d) 有填料封闭管式熔断器； （e） 电气符号 电动汽车电池包电气设计简介第12页 熔断器选取: 在照明和电热电路中选

6、取熔体额定电流应等于或略大于保护设备额定电流， 而保护电动机熔体为了预防在起动时被熔断，又能在短路时尽快熔断， 普通可选取熔体额定电流约等于电动机额定电流（1.52.5）倍。 熔断器作用短路保护 熔断器FU是作为主电路短路保护用，但达不到过载保护目。这是因熔断器规格是根据电动机启动电流大小作适当选择，其次熔断器保护特征分散性很大，即使是同一种规格熔断器，其特征曲线也往往很不相同。电动汽车电池包电气设计简介第13页4.分流器 选型时在满足精度同时，其选取电流大小可与FUSE熔断电流相靠近。惯用型号及参数以下：品牌型号电流范围（A）精度备注浙江超光FL-2 20A/75mv-20200.5级FL-

7、2 50A/75mv-50500.5级FL-2 100A/75mv-1001000.5级FL-2 150A/75mv-1501500.5级FL-2 200A/75mv-2002000.5级FL-2 300A/75mv-3003000.5级FL-2 500A/75mv-5005000.5级电动汽车电池包电气设计简介第14页5.预充电电阻预充电工作原理：通常情况下电机前端会有一电容C,为了预防在继电器S1接通瞬间出在大电流，所以在高压柜内设置了预充电电阻进行限流。在继电器S1闭合之前，闭合预充电继电器S3,待电容C上电压到达一定电池电压百分比（通常为80%100%）后，再闭合继电器S1，断开S3。

8、自S3闭合后电容上电压、电流：uc=Us(1-e-t/)，i=( Us * e-t/)/R。其中Us：电池电压，：时间常数RC，t:以闭合S3为起点时间。当电容电压uc到达95%时，(1-e-t/)0.95；计算得t=3经过预充电电阻上峰值电流为继电器闭合瞬间电流： Us/R，在选取预充电电阻时峰值电流按此选取，峰值电流时间可按1选取，取符合上述两个条件最小电阻、功率预充电电阻。比如：Us360V，R50，C=3300uF，则1RC50*3300*10-6S0.165S，峰值电流Us/R7.2A。惯用型号及参数以下：电动汽车电池包电气设计简介第15页品牌型号阻值功率峰值电流峰值电流时间备注RX

9、G24-100W-50RJ50100100.3后两项为估算值RXG24-100W-100RJ501005.40.5后两项为估算值RXG24-200W-50RJ100200110.5后两项为估算值RXG24-200W-100RJ1002008.60.4后两项为估算值电动汽车电池包电气设计简介第16页二 电气控制电路图介绍高压箱控制系统设计，普通包含确定控制方案、选择电气元器件和设计电气控制线路。电路图种类(1) 电气原理图 它是指表示该设备电气工作原理图样，所以反应是用图形符号和项目代号表示电路中各电器元件之间连接关系图形。电气原理图普通绘制标准是指电器未通电时状态，机械开关置于循环开始前状态；

10、图形上主电路、控制电路和信号电路能够分开绘出；图形中动力部分电源电路绘成水平线，受电动力装置(如电动机)及其保护电器支路普通垂直电源电路画出。原理图应将其图幅分区，并标明该区电路用途与作用；在继电器、接触器线圈下方可列有触点表以说明线圈和触点隶属关系。 电动汽车电池包电气设计简介第17页电动汽车电池包电气设计简介第18页1、原理图介绍：经典高压箱原理图 经典高压箱配置：总正总负接触器，预充接触加预充电阻，配置电流传感器、电压传感器和保险；详细项目可依据需求进行针对性设计。电动汽车电池包电气设计简介第19页 因S1、S2、S4在动作时线圈电流较大通常不能直接由BMS驱动，可经过中间车载继电器进驱

11、动。驱动原理以下：电动汽车电池包电气设计简介第20页混动客车高压原理图电动汽车电池包电气设计简介第21页电动汽车电气原理图电动汽车电池包电气设计简介第22页2、电器位置图 (电器布置图) 它是表示电气控制系统中各电器元件实际安装位置图样。在图中应详细绘制出电气设备零件安装位置，图中各电器代号应与电原理图、安装接线图及电器元件朋细表中代号相同。在位置图中应为以后修改留有余地，普通留有 10备用面积及导管线(槽)位置。图中普通不需要注明尺寸。 电动汽车电池包电气设计简介第23页电动汽车电池包电气设计简介第24页3、电气安装接线图 它是按电气原理图及各电气元件安装位置来绘制。电气接线图是安装电气设备

12、或检验线路故障依据。 在电气安装图里要表示出各电气元器件相对位置及各元器件之间相互接线关系。所以接线图中各电气元器件相对位置与电器位置图中位置一致，而且与电气原理图不一样是同一个电器元件必须画在一起，而且各电气元器件文字符号与原理图一致。电气安装图中对外部接线应经过端子板进行，并注明外部接线去向。 电动汽车电池包电气设计简介第25页电动汽车电池包电气设计简介第26页三 低压线束部分 电压线束部分包含:电池系统电压采样线束、温度采集线束、电流电压采集线束、控制线束和通讯线束等。 线束接插件选型： 接插件是线束关键部件，接插件性能直接决定线束整体性能，而且对全车电器稳定性、安全性起着决定性作用。接

13、插件选取要确保与电器件接触良好，是接触电阻降到最低，为提升可靠性，优先选取双弹簧式压紧结构接插件。 线束选型：惯用导线通常使用多股绞合铜导线，聚缘皮为PVC绝缘材料。线束用导线要有耐温、耐油、耐磨、防水、防腐蚀、抗氧化、阻燃等特征。汽车惯用导线种类有日标（AVSS）、国家标准（QVR）、德标（FLRY）、美标等几大系列。 线束包扎：线束外包扎起到耐磨、阻燃防腐蚀、预防干扰、降低噪声、美观等作用，普通依据工作环境和空间大小制订包扎方案。 电动汽车电池包电气设计简介第27页采取结节连结电压采集线束电动汽车电池包电气设计简介第28页总结与提议电气设计主要注意事项：1）各高压部件应确保不工作不带电，杜绝