电动汽车高压配电箱(PDU)又称为高压配电盒,是高压系统分配单元。 电动汽车具有高电压和大电流的特点,通常配备300V以上的高压系统,工作电
流可达200A以上,可能危及人身安全和高压零部件的使用安全性。因此,在设计和规划高压动力系统时,不仅要充分满足整车动力驱动要求,还要确保汽车运行安全、驾乘人员安全和汽车运行环境安全高压配电箱实物如图2-26所示。
电动汽车高压配电箱的功能是保障整车系统动力电能的传输,是动力电池与各高压设备的电源和信号传递的桥梁,并随时检测整个高压系统的绝缘故障、断路故障、接地故障及高压故障等。
高压配电箱在电动汽车上的位置如图2-27所示。它与动力电池及管理系统、电机控制器、车载充电机、非车载充电设备及电动附件等相连。
电动汽车高压配电箱里面主要有高压继电器、高压连接器、高压线束和熔断器等。
1.高压继电器电动汽车主电路电压一般都大于200V,远高于传统汽车的12~48V电动汽车除需要传统汽车所需的低电压继电器以外,还需配备5~8只特殊
的高压直流继电器,分别是2个主继电器、1个预充电器、2个急速充电器、2个普通充电继电器和1个高压系统辅助机器继电器。电动汽车中电路属于高压直流,一般继电器无法满足要求,目前应用最多的是真空型和充气型继电器。
2.高压连接器电动汽车使用的连接器不同于传统汽车使用的连接器,传统的连接器难以满足电动汽车大电流、高电压的要求。所以,电动汽车必须使用针对电动汽车的大功率连接产品。
3.高压线束高压线束是电动汽车上的连接器和线缆在整个汽车运行当中非常关键的连接件,影响高压线束的隐患主要是过热或燃烧,恶劣环境对线束还有屏蔽性能、进水和进尘的风险等。不同于传统汽车12V线束,高压线束还需要考虑与整车电气系统的磁兼容性。
在实际使用中,电动汽车受到的电磁干扰是传统内燃机汽车的近百倍。电动汽车的高压线束是高效的电磁干扰发射天线和接收天线,是导致电动汽车出现电磁兼容故障及辐射干扰超过法规要求的最重要原因高压线束产生的磁干扰会影响到汽车信号线路中数据传输的完整性和准确性,严重时会影响到整车的操控性和安全性。所以,在高压线束外边常常采用注胶、包裹屏蔽线等方式来减少对整车的磁干扰。
4.熔断器熔断器有交流和直流用途之分,交流应用于工业配电系统。车载的锂电池、储能电容、电机、变流器和电控线路均属直流系统,都需要直流类型的熔断器做短路保护,才能保证安全可靠的正常运行和超强能力的短路开断效果。
电动汽车高压配电箱中,输出端主要连接汽车辅助电源系统,在配电盒内部般情况下会包括电加热风机支路、空调压缩机支路、DC/DC变换器支路及充电机支路。这4个支路上,每个支路都需要安装线路保护熔断器,目的是在各负载发生短路时能够及时切断电源保护线路,避免车辆发生火灾图2-28所示为高压配电箱连接的高压电气零部件。
图2-29所示为北汽新能源EU5的高压配电箱。
目前大多数电动汽车的系统最大电压一般为700VDC以下,也有少数车型会略高于此电压,所以用于电池保护的熔断器可分为500VDC和700VDC两种为主,电流等级多为200~400A。
