汽車高壓電系統的案例
談談純電動汽車高壓電氣系統設計原理
為避免由于上述狀況而引起的汽車安全問題，可通過一些相關的傳感器（如碰撞傳感器、角度傳感器）來檢測汽車的狀態，當高壓管理系統接收到相關傳感器發出的信息后，立即關閉高壓電，并利用高壓系統余電放電電路將汽車高壓部件電容端的電壓在 1 s 內放掉，避免火災或漏電事故引起的人員觸電事故的發生 。
六、結論
通過參與大量的電動汽車開發項目設計，文章對多個研發項目中純電動汽車高壓電系統出現的故障及存在的安全隱患進行分析，并提出一整套針對高壓電系統安全防護、故障處理及碰撞安全的設計方案，對純電動汽車高壓系統安全設計具有一定的參考意義。
展開 純電動汽車高壓電氣系統設計原理
根據國際電工標準的要求，人體沒有任何感覺的電流安全閾值是 2 mA，這就要求人體直接接觸電氣系統任何一處的時候，流經人體的電流應該小于2 mA 才認為整車絕緣合格。
因此，在純電動汽車的開發過程中，應特別考慮電氣系統絕緣問題，嚴格按照電動汽車相關國標標準要求設計，確保絕緣電阻能夠滿足人身安全需求，保證絕緣電阻值大于 100 Ω/V。
02
電動汽車高壓電氣系統安全設計概述
相對于傳統汽車而言，純電動汽車采用了大容量、高電壓的動力電池及高壓電機和電驅動控制系統，并采用了大量的高壓附件設備，如：電動空調、PTC 電加熱器及 DC/DC 轉換器等。由此而隱藏的高壓安全隱患問題和造成的高壓電傷害問題完全有別于傳統燃油汽車。
根據純電動汽車的特殊結構及電路的復雜性，并考慮純電動汽車高壓電安全問題，必須對高壓電系統進行安全、合理的規劃設計和必要的監控，這是電動汽車安全運行的必要保證。
1、高壓系統構成
圖1示出純電動汽車高壓系統框圖。作為純電動汽車高壓系統安全管理的單元，合理的功能布局和安全可靠的控制策略是實現該系統功能的重要保證。
圖1 純電動汽車高壓系統框圖
2、高壓電氣安全系統的總目標
高壓電氣系統控制與安全管理和故障診斷的總目標是確保純電動汽車在靜止、運行及充電等全過程的高壓用電安全。
03
高壓電氣系統安全設計
根據純電動汽車安全標準要求，并從車載儲能裝置、功能安全、故障保護、人員觸電防護及高壓電安全管理控制策略等方面綜合考慮，應對電動汽車高壓電系統進行以下四方面設計。
展開 ID.4X高壓電系統概述
高壓蓄電池1 AX1
后驅電機APP310:三相電流驅動裝置V663
前驅電機AKA150:三相電流驅動裝置V662
高壓蓄電池充電插座1 UX4
高壓蓄電池充電單元1 AX4
電驅動系統的功率和控制電子裝置JX1
空調壓縮機V454
PTC加熱元件3Z132
電壓轉換器A48
高壓加熱器（PTC）Z130
高壓組件（后驅）
高壓組件（四驅）
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展開 高壓繼電器的作用實時監測電力系統，發揮著控制的重要作用
在電力系統中，高壓繼電器是一種至關重要的設備，它發揮著不可或缺的作用。高壓繼電器主要在高壓環境下工作，其首要任務是保護電力系統，確保設備的安全運行，防止因過載、短路等故障引起的重大事故。
一、高壓繼電器的作用
（1）保護功能：高壓繼電器能夠實時監測電力系統的運行狀態，一旦發現異常，如電流、電壓超出設定范圍，設備會立即切斷電源，防止設備受到損壞，甚至防止火災等安全事故的發生。
（2）控制功能：除了保護功能，高壓繼電器還具備控制功能。它可以按照預設的程序，自動控制電路的通斷，實現遠程控制和自動化管理，提高電力系統的運行效率。
二、高壓繼電器的應用
高壓繼電器廣泛應用于電力、化工、交通等各個領域。在電力系統中，高壓繼電器主要用于保護發電機、變壓器、輸電線路等重要設備；在化工領域，高壓繼電器主要用于控制和保護各種復雜的生產過程；在交通領域，高壓繼電器主要用于控制和保護鐵路、公路等交通設施的供電系統。
三、高壓繼電器的未來發展
隨著科技的不斷進步和電力系統的日益復雜化，高壓繼電器的性能和功能也在不斷升級和完善。未來，高壓繼電器將更加智能化、自動化，能夠更好地適應各種復雜環境和應用需求。同時，隨著環保意識的提高，高壓繼電器的節能、環保性能也將得到進一步提升。
高壓繼電器是電力系統中不可或缺的重要設備，它發揮著保護和控制的重要作用。隨著科技的發展和應用的深化，高壓繼電器的性能和功能將不斷提升和完善，為電力系統的安全、穩定運行提供更加可靠的保障。讓期待高壓繼電器在未來能夠發揮出更大的潛力，為人類的生產和生活提供更加優質的服務。
文章來源：https://www.zhboyang.com/news/xydt/5710.html
展開 電動汽車用高壓直流繼電器選型與匹配
當短路電流＞交點Q對應的電流時，繼電器的過載時間變小，同時電流可能已經超過了繼電器的最大切斷電流，導致繼電器不能正常切斷，此時，熔斷器的熔斷時間應小于繼電器和系統回路能承受的時間，確保其能迅速斷開，爆護繼電器和回路安全。
4. 結語
高性能車載高壓繼電器是電動汽車動力電池系統必不可少的保護設備與控制設備，因此，只有熟悉繼電器特性，才能對其正確選型匹配，從而確保整個系統設備的安全運行以及人車安全，促進電動汽車行業的健康發展。
展開 如何看待電動汽車高壓系統保護器件的革新？
隨著電池越來越大、電機驅動的功率提升和快充功率提升，在高壓系統方面的保護能力提升，是否具有涵蓋不同工況電流和短路電流的保護能力，就成了衡量一個設計是否優秀最主要的考量。
從深層次考慮，電動汽車上目前還沒有特別多的高壓問題事故，但是將來情況會發生變化，一方面充電樁的狀態是分布式的（直流充電這塊有老爺爺樁，也有最新的高功率樁），另一方面從投資方向來看，BDU和PDU這樣的鐵疙瘩是不值得投資的，因此里面的保護系統涉及到直流接觸器和熔絲的進化，值得我們關注。
備注:整體工程化的節奏和實用化需要很多時間，我理解在這個領域有很多突破式的想法。
圖1 保護很簡單，就是要通過12V的控制讓高壓回路斷開，功能安全等級一般在ASIL D
Part 1 伊頓的思考
伊頓上來就先來個徹底變革，如下所示，方案考量的是整個替代方式。
之前和很多朋友聊過，可能并不透徹，現在可以看這個圖來進行比較，現有的方案其實有幾種：
傳統熔絲+接觸器：被動防護，最大的挑戰是電流和觸點動作匹配困難，有些高電流短時間點蝕，會讓接觸器粘連并且讓熔絲無法動作
Pyro熔絲+接觸器：主動防護，這個主要的問題是Pyro如何控制
傳統熔絲+Pyro熔絲+接觸器：這個目前在800V上，大家為了主動和被動安全控制，都上。缺點是成本比較高，整體保護策略怎么個動作機制也是比較麻煩
圖2現有的高壓系統架構保護形式
雖然伊頓說起來很簡潔，但是其實設計中還是依靠工業技術的斷路器來做第四種方案。
這條路是配置了一個斷路器和傳統熔絲的方法來做的，好處如下所示，整體的方案來看相對比較簡潔。
展開 新能源汽車高壓系統的安全與防護
③ 當充電q插上時，不允許閉合控制高壓電輸出的接觸器。
④ 當充電回路絕緣電阻小于標準要求的阻值時，應當停止充電并斷開高壓接觸器。
一汽奔騰 | 電動汽車高壓系統電磁輻射發射的建模與仿真
文章來源：1.一汽奔騰轎車有限公司，2.中國汽車技術研究中心有限公司
1 前言
目前，對汽車 EMC 的仿真主要從電磁輻射、傳導騷擾、線束串擾、抗擾以及天線輻射性能幾個方面展開。 在整車級的電磁耦合預測方面，國內外已形成系列方法。
Chen 通過獲得散射參數（Scattering Parameters，S 參 數），在臺架試驗中預測整車 EMC 性能。Zeng 等利用 傳遞函數法預測整車電磁耦合問題。Hiroki 等采用傳遞函數的方式進行電動汽車的 EMC 設計。 高鋒等 基于多端口理論方法，通過臺架試驗模擬整車輻射發 射問題。葉城愷等基于多端口理論法預測汽車電機 系統對外的輻射發射，并進行了實測驗證。
以上方 法取得了較好的預測效果 ，本 文在上述方法的基礎 上，更加全面地進行高壓系統電磁輻射發射仿真并與 GB/T 18387—2017《電 動車輛的電磁場發射強度的限值和測量方法》 實測結果進行對比分析。利用 FEKO軟件進行高壓系統輻射發射仿真建模，計算高壓系統各部件端口間的S參數，獲得高壓系統端口耦合特性；根據GB/T 18387—2017中的試驗布置以及測量方法，分別從車輛預掃描結果和終掃描結果等多方面驗證該方 法在整車電磁輻射發射仿真預測應用中的可靠性。
2 高壓系統 S 參數仿真模型建立
在 FEKO 軟件中導入整車網格模型并建立高壓系 統輻射發射線束模型，計算車內高壓線束與車外測試天 線端口之間耦合的 S 參數。在整車前艙內建立高壓系 統線束模型如圖 1 所示，搭建高壓線束 S 參數仿真端 口。為保證 S 參數仿真的準確性，前艙網格模型需盡可 能符合實際結構。
展開 剖析瑞虎3xe電動汽車高壓線束系統環路故障
本文將對瑞虎3xe電動汽車高壓線束系統環路故障進行簡析。值得注意的是，要保持高壓插件的線束端和配電盒端在正常插合狀態下，進行下述各項環路檢測。
一、放電環路互鎖故障
1．配電盒內部故障
拔開高壓配電盒低壓插件，用萬用表測量配電盒端低壓插件1孔和2孔是否導通（圖1、圖2），導通則說明配電盒內放電環路互鎖回路為正常。如果不導通，則說明配電盒內部回路異常。
2．低壓回路故障
（1）拔開高壓配電盒低壓插件，用萬用表測量配電盒低壓插件整車線束端1孔（見圖2線束端低壓插件）與動力電池管理系統（BMS）轉接低壓插件整車線束端4孔（圖3、圖4）是否導通。
（2）然后再用萬用表測量配電盒低壓插件整車線束端2孔與主駕座椅下方的整車控制器（VCU）插件的38孔（圖5）是否導通。
上述檢測，如果導通則說明低壓回路正常，如果不導通則需檢測低壓相關回路。
二、附件環路互鎖故障
1．配電盒內部故障
拔開高壓配電盒低壓插件，用萬用表測量配電盒端低壓插件7孔與8孔是否導通（圖2），導通則說明配電盒內放電環路互鎖回路為正常。如果不導通，則說明配電盒內部回路異常。
2．低壓回路故障
（1）拔開高壓配電盒低壓插件，用萬用表測量配電盒低壓插件整車線束端7孔與主駕座椅下方的VCU插件的50孔（圖5）是否導通。
（2）再用萬用表測量配電盒低壓插件整車線束端8孔與VCU插件的45孔（圖5）是否導通。
上述檢測，如果導通則說明低壓回路正常，不導通則需檢測低壓相關回路。
展開 
達索汽車官方直播｜汽車內外飾、底盤、結構仿真、電驅系統、動力總成
主講人
曹鵬（達索系統SIMULIA高級行業技術顧問）
直播時間
2022年7月29日 14：00-15:00
三.多學科仿真驅動電驅系統創新設計
隨著人們對環保要求的不斷提高，近十幾年來新能源汽車由于其低碳排放，低能源消耗的特點，得到了長足的發展。無論是純電驅動，還是混合動力的新能源汽車，電驅系統都是核心的動力部件。動力總成供應商和主機廠都在共同促進電驅系統的優化設計，在保證和提高動力輸出的基礎上，實現更高的節能減排效率。同時，隨著不斷加劇的市場競爭，要求供應商和主機廠都能夠以更快的速度開發出新的產品。在這樣的背景下，仿真作為提高研發效率的催化劑，在各大企業都有非常廣泛和深入的應用。電驅系統的仿真涉及多個學科，包括結構、電磁、流體、噪聲等，而且很多工況都涉及多個物理場的耦合，具有很大的復雜性和挑戰性。為了更快速得到更準確的仿真結果，企業需要建立和不斷加強研發階段多物理場聯合仿真的能力，并能夠高效地基于多物理場仿真進行產品設計的優化。
直播簡介
達索系統SIMULIA提供完整的多學科仿真軟件和平臺體系。目前已涵蓋結構、疲勞、流體、電磁、聲學等多個學科，并通過設計仿真平臺將各個仿真工具無縫集成于研發體系。能夠實現針對電驅系統的高效率仿真和多學科優化，從而為產品創新設計提供助力。
本次講座將介紹達索系統SIMULIA針對電驅系統多學科優化驅動創新設計的方案和案例。
展開 國外電動汽車三合一電驅系統
國外電動汽車三合一電驅系統
電動汽車用三合一電驅動系統設計與驗證
作者：陳 雷丨上海汽車電驅動有限公司
本文基于一款新能源乘用車驅動系統高度集成化的開發需求，研發了一款三合一電驅動系統，闡述了該驅動系統的結構方案及電氣原理，介紹了系統冷卻方案，并針對系統的散熱性能進行熱仿真分析研究，最后制作樣機進行臺架測試，測試結果表明，本文設計的三合一電驅動系統具有良好的輸出性能。
1 結構設計與電氣原理
1.1 集成結構設計
如圖1所示，電機、控制器、減速器構成了三合一電驅動系統總成開發的關鍵技術。
展開 國外電動汽車三合一電驅系統
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