客車整車高壓電氣原理設(shè)計規(guī)范

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上海萬象汽車制造有限公司 文件編號 文件版本 文件密級 模板版本 發(fā)放部門 客車整車高壓電氣原理設(shè)計規(guī)范 編制： 審核： 批準： 目錄 文件變更日志 前言 一、 規(guī)范性引用文件 二、 電動汽車高壓原理設(shè)計 三、 電動汽車高壓元器件的選型 文檔變更日志 版本 日期 編制 變更理由/變更內(nèi)容 備注 V1.1 20180717 初稿 前言 本設(shè)計規(guī)范意在規(guī)定客車整車高壓電氣原理設(shè)計規(guī)范。 本規(guī)范由上海萬象汽車制造有限公司技術(shù)中心電氣技術(shù)部負責起草。 本設(shè)計規(guī)范適用于上海萬象汽車制造有限公司生產(chǎn)的車輛。 一、規(guī)范性引用文件 下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。 GB/T 18384.2-2015 《電動汽車 安全要求 第 2 部分：操作安全和故障防護》。 GB/T 18384.3-2015《電動汽車 安全要求 第 3 部分：人員觸電防護》。 GB/T 18487.1-2015《電動汽車傳導充電系統(tǒng) 第 1 部分：通用要求》。 GB/T 4094.2-2005《電動汽車操縱件、指示器及信號裝置的標志》。 DB31/T 306-2015《公交客車通用技術(shù)要求》 2017暫行版：《電動客車安全技術(shù)條件》 二、電動汽車高壓原理設(shè)計 純電動客車與傳統(tǒng)汽車最大不同在于純電動客車整車電氣化程度高，并且有高壓用電設(shè)備。若使高壓電器設(shè)備能夠正常工作，關(guān)鍵是動力電池能夠提供滿足高壓用電設(shè)備正常工作時的電壓與電流。圖2-1為純電動客車整車高壓電氣系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖。 圖2-1 高壓電系統(tǒng)工作原理圖 從原理圖可知，純電動客車整車高壓電氣系統(tǒng)主要包括動力電池、驅(qū)動電機、DC/DC、高壓配電系統(tǒng)、除霜器、空調(diào)、助力轉(zhuǎn)向電機以及氣泵電機等高壓用電設(shè)備。各個高壓用電設(shè)備之間根據(jù)車輛運行要求獨立工作。純電動客車整車系統(tǒng)的動力源為動力電池，驅(qū)動裝置為電機。其余高壓用電設(shè)備由于彼此工作電壓、工作電流不同，因此動力電池提供的電壓需經(jīng)過高壓配電系統(tǒng)變換后，得到滿足正常工作要求的電壓。高壓配電系統(tǒng)輸出的電壓分為五條路徑，一路是輸入到電機控制器，經(jīng)電機控制器逆變后變成三相交流電來控制驅(qū)動電機工作，一路是輸入到DC/DC，將其從高壓配電系統(tǒng)輸出的高壓電變換為低壓，給車用24V電池充電，其余三路分別到轉(zhuǎn)向電機、氣泵電機、電除霜器以及空調(diào)。 2.1純電動汽車高壓主回路的設(shè)計 純電動汽車高壓主回路如圖2-2所示，由高壓主回路正、負接觸器，預充回路（預充電接觸器和預充電阻），高壓負載組成（電機控制器和高壓器件）組成。其中，電機控制機和其他高壓用電設(shè)備中有較大的電容電路，為了高壓電路瞬間接通的用電安全，加入了預充回路，即預充電接觸器和預充電阻。 圖2-2 純電動汽車高壓主回路原理圖 2.2純電動其汽車高壓控制回路的設(shè)計 純電動汽車的高壓控制回路，是指純電動汽車高壓主回路中高壓接觸器的低壓控制回路以及控制器等低壓控制裝置在高壓原理圖中的控制回路，如圖2-3所示，其工作電壓設(shè)定為12V/24V。 圖2-3 高壓控制回路原理圖 2.3純電動汽車高壓檢測回路的設(shè)計 在純電動汽車高壓回路的設(shè)計中，需要對高壓回路中的電壓、電流、絕緣電阻等高壓信號進行實時檢測，所以高壓檢測部分的設(shè)計是必要的，如圖2-4所示。在高壓檢測模塊上設(shè)計了CANH、CANL接口，保證外部通信。分流器完成電流檢測工作，d、e端口分別對電流正、電流負的檢測。a、b、c端口則分別完預充電壓、總正電壓、總負電壓與絕緣電壓的檢測工作。 圖2-4 高壓檢測回路原理圖 三、電動汽車高壓元器件的選型 3.1高壓接觸器的選型 高壓接觸器完成高壓回路接通和斷開的動作，是高壓回路重要的組成部分。高壓接觸器的選型要依據(jù)高壓電氣參數(shù)，主要指標有電壓等級、電流承受能力、滅弧能力、帶載能力、輔助觸點功能、安裝方式與結(jié)構(gòu)特點等。 3.2高壓熔斷器的選型 高壓熔斷器對高壓回路中高壓線束以及高壓用電設(shè)備進行過流保護，即在大電流或短路電流通過時，及時熔斷以保護高壓用電設(shè)備不因大電流的沖擊收到損壞。高壓熔斷器的選型也應(yīng)該充分考慮電壓等級、電流分段能力以及分段特性等。 3.3預充電阻和預充時間的設(shè)定 為了避免高壓電路中內(nèi)含大容量電容的用電設(shè)備在上電的過程中產(chǎn)生大電流沖擊其他高壓用電設(shè)備、高壓接觸器和高壓熔斷器，設(shè)計預充回路。預充回路的預充電阻和預充時間都要經(jīng)過科學的計算才能確定。 圖3-1 預充過程曲線圖 如圖3-1所示，預充過程曲線圖。加入預充過程，預充回路首先接通。當預充電路工作時，負載電容上的電壓越來越高，當電壓接近于電池電壓的時候，預充繼電器斷開，主繼電器吸合，高壓回路開始工作。