《新能源汽车高压安全与防护》学生手册 任务2-1 新能源汽车高压部件认知 学生手册.docx
《新能源汽车高压安全与防护》学生手册项目三高压电基础理论
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任务2新能源汽车高压部件认知
提出任务
提出任务
维修带有高电压的新能源汽车之前，必须正确认识车辆上哪些部件具有高压。你的主管让你去维修一辆纯电动汽车，但是和你一起维修的另一名技师并不了解车辆上哪些部件是危险的，你能在维修前给他正确的引导和说明吗？
任务要求
任务要求
一知识要求
一
1.能够描述新能源汽车高电压的主要位置；
2.能够描述新能源汽车高电压的特征；
3.能够描述混合动力汽车高电压的部件及特点；
4.能够描述纯电动汽车高电压的部件及特点。
二能力要求
二
1.能够正确判断混合动力汽车高电压部件位置；
2.能够正确判断纯电动汽车高电压部件位置。
相关知识
相关知识
1.新能源汽车高电压的主要位置
纯电动汽车与混合动力汽车设计有高电压。如图3-2-1所示，高电压车辆的高电压部件主要集中在以下几个位置：
（1）驱动系统。包括动力电池和三相电动机，以及电动机驱动控制器和逆变器。
（2）空调与加热系统。包括有高压电驱动的压缩机，高压的PTC加热器。
（3）充电系统。包括有为动力电池充电的车载充电器和充电接口。
（4）电源系统。主要是DC/DC转换器。
此外，用于连接高压部件之间的导线也属于高电压部件。
图3-2-1高压部件在车辆上的位置
高电压车辆的高压部件安装位置具有以下特点：
1）高压部件主要集中在整体式车身的外部。除了少数的混合动力汽车动力电池安装在车辆后部位置外，大多数车辆动力电池、逆变器等都布置在乘客舱外部，而且高压导线也是沿着底盘外布置的。图3-2-2所示是北汽新能源纯电动汽车位于底盘的橙色高压导线位置。
图3-2-2北汽新能源纯电动汽车位于底盘的橙色高压导线
2）高压部件都具有明显的橙色标识，或者部件的醒目位置粘贴有高压标识，如图3-2-3所示。
2.高电压车辆高压特征
（1）高电压类型
纯电动汽车和混合动力汽车，其高电压系统均同时具有直流高压和交流高压，如图3-2-4所示。
图3-2-3北汽新能源纯电动汽车高压电缆采用橙色绝缘层
图3-2-4高电压车辆的主要高压类型
直流高压主要分布在动力电池到各个驱动部件的位置，如动力电池到驱动逆变器之间连接的是直流高电压；动力电池到高压压缩机之间连接的是直流高电压。
交流高压主要分布在逆变器与驱动电动机之间，以及充电接口与车载充电器之间。不同的是逆变器与驱动电动机之间的交流高电压电压通常都在300V左右，而充电接口与车载充电器之间的交流高电压即为外部电网的220V50Hz的电压。
（2）存在时间
高电压车辆上的高电压并不是持续存在的，除了动力电池会持续存在高电压外，其他的系统或部件只有在运行的时候才具有高电压。
充电系统部件仅在车辆充电期间存在高电压，这包括来自外部电网的220V交流高压，以及车载充电器与动力电池之间的直流高压，如图3-2-5所示。
图3-2-5充电期间具有高电压的部件
逆变器、高压压缩机、PTC加热器以及DC/DC转换器部件只有在系统运行时，来自动力电池的高电压才会加载到这些部件上。
3.主要高电压部件及特点
（1）混合动力汽车高电压部件
如图3-2-6所示，为典型混合动力汽车驱动系统结构示意图。
驱动车辆时，其主要的高压部件有动力电池、逆变器和电动机。在逆变器内部具有的逆变转换，包括直流变直流、交流变直流及直流变交流。
1）直流/直流：把动力电池高电压的直流电转换为车辆电气系统所用的直流电，并给车辆12V蓄电池充电。
2）交流/直流：把三相交流电转换成直流电给动力电池充电。
3）直流/交流：把动力电池的直流电转换成三相交流电给电动机供电。
图3-2-6混合动力汽车驱动系统
图3-2-7是现在有些车型组合逆变器的工作原理，该逆变器的特点是具有控制电动机和DC/DC转换器的组合功能，此外在逆变器内部还会并联一条高压线路给空调压缩机供电。
用于控制电动机的逆变器工作时，在U、V和W相位连接点处晶体管的作用下，高压动力电池的直流电通过脉宽调制的方式转换为交变连接的三相。每一相的极性都以频率函数的形式进行翻转。为了使电压具有交流电特性，产生正半波或负半波的脉宽调制的宽度为调制后的窄/宽/窄，并用电容器来滤波。
图3-2-7组合逆变器内部结构原理
（2）纯电动汽车高电压部件
如图3-2-8所示，为典型纯电动汽车的驱动系统结构示意图。
纯电动汽车驱动系统的驱动结构与混合动力汽车类似，有区别的是在逆变器前方增加了一个充电器。
图3-2-8纯电动汽车驱动系统
（3）高电压部件的位置及特点
1）电机。如图3-2-9所示为驱动电机内部具有高压的部件位置。当电动机运行时，位于电动机的高压电缆、