客车整车高压电气原理设计规范

上海万象汽车制造有限公司文件编号文件版本文件密级模板版本发放部门客车整车高压电气原理设计规范编制：审核：批准：目录文件变更日志前言一、 规范性引用文件二、 电动汽车高压原理设计三、 电动汽车高压元器件的选型文档变更日志版本日期编制变更理由/变更内容备注V1.120180717初稿前言本设计规范意在规定客车整车高压电气原理设计规范。本规范由上海万象汽车制造有限公司技术中心电气技术部负责起草。本设计规范适用于上海万象汽车制造有限公司生产的车辆。一、规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 18384.2-2015 电动汽车 安全要求 第 2 部分：操作安全和故障防护。GB/T 18384.3-2015电动汽车 安全要求 第 3 部分：人员触电防护。 GB/T 18487.1-2015电动汽车传导充电系统 第 1 部分：通用要求。GB/T 4094.2-2005电动汽车操纵件、指示器及信号装置的标志。DB31/T 306-2015公交客车通用技术要求2017暂行版：电动客车安全技术条件二、电动汽车高压原理设计纯电动客车与传统汽车最大不同在于纯电动客车整车电气化程度高，并且有高压用电设备。若使高压电器设备能够正常工作，关键是动力电池能够提供满足高压用电设备正常工作时的电压与电流。图2-1为纯电动客车整车高压电气系统功能结构图。图2-1 高压电系统工作原理图从原理图可知，纯电动客车整车高压电气系统主要包括动力电池、驱动电机、DC/DC、高压配电系统、除霜器、空调、助力转向电机以及气泵电机等高压用电设备。各个高压用电设备之间根据车辆运行要求独立工作。纯电动客车整车系统的动力源为动力电池，驱动装置为电机。其余高压用电设备由于彼此工作电压、工作电流不同，因此动力电池提供的电压需经过高压配电系统变换后，得到满足正常工作要求的电压。高压配电系统输出的电压分为五条路径，一路是输入到电机控制器，经电机控制器逆变后变成三相交流电来控制驱动电机工作，一路是输入到DC/DC，将其从高压配电系统输出的高压电变换为低压，给车用24V电池充电，其余三路分别到转向电机、气泵电机、电除霜器以及空调。 2.1纯电动汽车高压主回路的设计纯电动汽车高压主回路如图2-2所示，由高压主回路正、负接触器，预充回路（预充电接触器和预充电阻），高压负载组成（电机控制器和高压器件）组成。其中，电机控制机和其他高压用电设备中有较大的电容电路，为了高压电路瞬间接通的用电安全，加入了预充回路，即预充电接触器和预充电阻。图2-2 纯电动汽车高压主回路原理图2.2纯电动其汽车高压控制回路的设计纯电动汽车的高压控制回路，是指纯电动汽车高压主回路中高压接触器的低压控制回路以及控制器等低压控制装置在高压原理图中的控制回路，如图2-3所示，其工作电压设定为12V/24V。图2-3 高压控制回路原理图2.3纯电动汽车高压检测回路的设计在纯电动汽车高压回路的设计中，需要对高压回路中的电压、电流、绝缘电阻等高压信号进行实时检测，所以高压检测部分的设计是必要的，如图2-4所示。在高压检测模块上设计了CANH、CANL接口，保证外部通信。分流器完成电流检测工作，d、e端口分别对电流正、电流负的检测。a、b、c端口则分别完预充电压、总正电压、总负电压与绝缘电压的检测工作。图2-4 高压检测回路原理图三、电动汽车高压元器件的选型3.1高压接触器的选型高压接触器完成高压回路接通和断开的动作，是高压回路重要的组成部分。高压接触器的选型要依据高压电气参数，主要指标有电压等级、电流承受能力、灭弧能力、带载能力、辅助触点功能、安装方式与结构特点等。3.2高压熔断器的选型高压熔断器对高压回路中高压线束以及高压用电设备进行过流保护，即在大电流或短路电流通过时，及时熔断以保护高压用电设备不因大电流的冲击收到损坏。高压熔断器的选型也应该充分考虑电压等级、电流分段能力以及分段特性等。3.3预充电阻和预充时间的设定为了避免高压电路中内含大容量电容的用电设备在上电的过程中产生大电流冲击其他高压用电设备、高压接触器和高压熔断器，设计预充回路。预充回路的预充电阻和预充时间都要经过科学的计算才能确定。图3-1 预充过程曲线图如图3-1所示，预充过程曲线图。加入预充过程，预充回路首先接通。当预充电路工作时，负载电容上的电压越来越高，当电压接近于电池电压的时候，预充继电器断开，主继电器吸合，高压回路开始工作。