這是一個(gè)關(guān)于汽車電氣系統(tǒng)PPT，這節(jié)課主要是了解5.1電氣系統(tǒng)概述5.2電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)5.3功率變換器5.4電動(dòng)汽車高壓安全5.5電氣系統(tǒng)的電磁兼容性等等介紹。電動(dòng)汽車采用漏電保護(hù)器是必要的，一旦有正或負(fù)母線與車身相連，保護(hù)器報(bào)警，這就避免了電機(jī)殼體漏電成為高壓正極，站在車上的人觸摸負(fù)極造成電擊傷。這樣的設(shè)計(jì)也可避免空調(diào)系統(tǒng)高壓、DC/DC系統(tǒng)高壓的泄漏。
逆變器封密在高壓盒中，非工作人員不能拆開。但會(huì)有工作人員疏忽和非工作人員的強(qiáng)行拆開情況，為防止電擊傷在逆變器盒蓋上設(shè)計(jì)有高壓互鎖開關(guān)，只要逆變器盒體打開，開關(guān)動(dòng)作，控制器收到信號(hào)斷開系統(tǒng)的主繼電器，可以避免意外電擊出現(xiàn)，歡迎點(diǎn)擊下載汽車電氣系統(tǒng)PPT哦。

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5.1　電氣系統(tǒng)概述5.2　電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)5.3　功率變換器5.4　電動(dòng)汽車高壓安全5.5　電氣系統(tǒng)的電磁兼容性5Vx紅軟基地
電動(dòng)汽車的“神經(jīng)”5Vx紅軟基地
分類：低壓電氣系統(tǒng)、高壓電氣系統(tǒng)5Vx紅軟基地
① 電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)空調(diào)系統(tǒng)可以采用全封閉的HFC134a(目前汽車空調(diào)主要用制冷劑)系統(tǒng)及制冷劑回收技術(shù)，整體的高度密封性可以減小正常運(yùn)行以及修理維護(hù)時(shí)制冷劑的泄漏損失，從而減少了對(duì)環(huán)境的污染。5Vx紅軟基地
② 電動(dòng)空調(diào)的壓縮機(jī)靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此可以通過精確的控制以及在常見熱負(fù)荷工況下的高效率運(yùn)行來降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，從而提高整車的經(jīng)濟(jì)性。5Vx紅軟基地
③ 采用電驅(qū)動(dòng)，噪聲較低、可靠性高、使用壽命長、故障率低。④ 對(duì)于一體式電動(dòng)壓縮機(jī)，取消了發(fā)動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)之間的傳動(dòng)帶，沒有了張緊件的質(zhì)量，相對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減小了整車質(zhì)量。5Vx紅軟基地
⑤ 可以在上車之前預(yù)先遙控起動(dòng)電動(dòng)空調(diào)，對(duì)車廂內(nèi)的空氣進(jìn)行預(yù)先調(diào)節(jié)，相比傳統(tǒng)空調(diào)可增加乘客的舒適性。5Vx紅軟基地
① 可實(shí)現(xiàn)完全由空調(diào)自身獨(dú)立實(shí)現(xiàn)制冷、制熱功能。② 可根據(jù)車廂內(nèi)熱負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷量輸出，達(dá)到節(jié)能降耗的要求。③ 壓縮機(jī)直接由電驅(qū)動(dòng)，這對(duì)于電動(dòng)客車而言，動(dòng)力機(jī)構(gòu)不再布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)可集成設(shè)計(jì)全部放在車頂。5Vx紅軟基地
④ 采用制冷能力更強(qiáng)的R407C制冷劑(傳統(tǒng)燃油汽車普遍采用R134a制冷劑)，減少產(chǎn)品尺寸，減少能源消耗。5Vx紅軟基地
⑤ 電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)采用變頻調(diào)速的電動(dòng)一體化壓縮機(jī)取代了傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)方式的壓縮機(jī)；由于取消了冷卻系統(tǒng)，將采用電加熱器進(jìn)行冬天供暖。5Vx紅軟基地
(1)全封閉柔性渦旋壓縮機(jī)5Vx紅軟基地
(2)高效率的制冷劑5Vx紅軟基地
(3)高效傳熱和散熱機(jī)構(gòu)5Vx紅軟基地
(4)全焊接、高集成5Vx紅軟基地
(5)變頻器技術(shù)5Vx紅軟基地
(6)智能化模糊控制5Vx紅軟基地
(7)獨(dú)特的控制系統(tǒng)5Vx紅軟基地
半導(dǎo)體制冷又稱為熱電制冷，是固態(tài)制冷技術(shù)，不用制冷劑，沒有運(yùn)行件。5Vx紅軟基地
熱電堆起著壓縮式制冷壓縮機(jī)的作用，5Vx紅軟基地
冷端及其熱交換器則相當(dāng)于壓縮式制冷蒸發(fā)器，5Vx紅軟基地
熱端及其熱交換器相當(dāng)于冷凝器。5Vx紅軟基地
① 熱泵5Vx紅軟基地
由傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)的直流無刷電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)汽車熱泵式空調(diào)系統(tǒng)工作原理如圖5-7所示。5Vx紅軟基地
空調(diào)系統(tǒng)的制冷／制熱模式由四通換向閥轉(zhuǎn)換，實(shí)線箭頭表示制冷工況，虛線箭頭表示制熱工況。5Vx紅軟基地
② PTC電加熱器5Vx紅軟基地
采用PTC熱敏電阻元件為發(fā)熱源的一種加熱器。5Vx紅軟基地
通常是用半導(dǎo)體材料制成的，它的電阻隨溫度變化而急劇變化，當(dāng)外界溫度降低，PTC電阻值隨之減小，發(fā)熱量反而會(huì)相應(yīng)增加。5Vx紅軟基地
按材質(zhì)可以分為陶瓷PTC熱敏電阻和有機(jī)高分子PTC熱敏電阻。用于空調(diào)輔助電加熱器的是陶瓷PTC熱敏電阻。5Vx紅軟基地
具有隨環(huán)境溫度高低的變化，其電阻值隨之增加或減小的變化特性，所以PTC加熱器具有節(jié)能、恒溫、安全和使用壽命長等特點(diǎn)。5Vx紅軟基地
① 不同電源之間的特性匹配。例如，可利用DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)燃料電池和動(dòng)力電池之間的特性匹配。② 驅(qū)動(dòng)輔助系統(tǒng)中的直流電動(dòng)機(jī)。在小功率(一般低于5kW)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等輔助系統(tǒng)中，一般直接采用DC/DC變換器供電。5Vx紅軟基地
③ 給低壓輔助蓄電池充電。在電動(dòng)汽車中，需要高壓電源通過降壓變換器給輔助電池充電。5Vx紅軟基地
① 變換功率大。5Vx紅軟基地
② 輸出響應(yīng)快捷。5Vx紅軟基地
③ 工作穩(wěn)定，抗電磁干擾。5Vx紅軟基地
④ 控制方便、準(zhǔn)確。5Vx紅軟基地
⑤ 具有能量回饋功能。電動(dòng)汽車的功率變換器一般為雙向設(shè)計(jì)。5Vx紅軟基地
(1)直流斬波(Buck)式降壓功率變換器(2)單端正激式降壓功率變換器5Vx紅軟基地
① 供電的所有動(dòng)力電池做到分組串聯(lián)，且每組電壓小于96V，并配熔斷器，可在發(fā)生意外短路時(shí)斷開電池組之間的連接。② 將一個(gè)含有多個(gè)動(dòng)力電池包、兩個(gè)高壓直流接觸器以及熔斷器各自集成在絕緣封閉殼體內(nèi)，這樣就可以將高電壓的帶電部件與外部環(huán)境隔絕，同時(shí)相互之間的電磁干擾也得到了較好的屏蔽。5Vx紅軟基地
③ 設(shè)計(jì)的高壓電安全監(jiān)控系統(tǒng)也安裝在一個(gè)絕緣封閉殼體內(nèi)，而且布置位置需要盡量靠近電池包以便在發(fā)生高壓故障時(shí)可及時(shí)切斷高壓回路。5Vx紅軟基地
④ 高壓電安全監(jiān)控系統(tǒng)包含有高壓回路預(yù)充電電路，目的是為了防止高壓系統(tǒng)容性負(fù)載產(chǎn)生的瞬態(tài)沖擊，在系統(tǒng)斷電后，保證預(yù)充電繼電器能夠完全斷開。5Vx紅軟基地
⑤ 高壓電安全監(jiān)控系統(tǒng)通過控制高壓接觸器通斷，可以確保電動(dòng)汽車高壓回路的安全性，且在系統(tǒng)斷電后，兩個(gè)高壓接觸器能夠完全斷開。⑥ 在高壓回路中布置高壓環(huán)路互鎖電路，以確保電池組外的所有高壓電路的連續(xù)性。⑦ 設(shè)置手動(dòng)切斷高壓回路裝置，用于維修或者緊急情況下手動(dòng)切斷高壓回路。5Vx紅軟基地
① 人體的安全電壓低于36V，觸電電流和持續(xù)時(shí)間乘積的最大值小于30mA.s。② 絕緣電阻除以電池的額定電壓至少應(yīng)該大于100Ω/V，最好是能夠確保大于500Ω/V。5Vx紅軟基地
③ 對(duì)于高于60V的高壓系統(tǒng)的上電過程至少需要100ms，在上電過程中應(yīng)該采用預(yù)充電過程來避免高壓沖擊。④ 在任何情況下繼電器斷開時(shí)間為20ms，當(dāng)高壓系統(tǒng)斷開后1s，汽車的任何導(dǎo)電部分應(yīng)該和可觸及的部分對(duì)地電壓的峰值應(yīng)當(dāng)小于42.4V(交流)或60V(直流)，儲(chǔ)存的能量應(yīng)該小于20J。5Vx紅軟基地
① 高壓電氣參數(shù)：高壓系統(tǒng)電壓、電流，高壓總線剩余電量。② 高壓電路參數(shù)：動(dòng)力電池絕緣電阻、高壓總線等效電容。5Vx紅軟基地
③ 非電測量參數(shù)：環(huán)境溫度、濕度。④ 數(shù)字量測控參數(shù)：主要是開關(guān)量的輸入和輸出。5Vx紅軟基地
電動(dòng)汽車采用漏電保護(hù)器是必要的，一旦有正或負(fù)母線與車身相連，保護(hù)器報(bào)警，這就避免了電機(jī)殼體漏電成為高壓正極，站在車上的人觸摸負(fù)極造成電擊傷。這樣的設(shè)計(jì)也可避免空調(diào)系統(tǒng)高壓、DC/DC系統(tǒng)高壓的泄漏。5Vx紅軟基地
逆變器封密在高壓盒中，非工作人員不能拆開。但會(huì)有工作人員疏忽和非工作人員的強(qiáng)行拆開情況，為防止電擊傷在逆變器盒蓋上設(shè)計(jì)有高壓互鎖開關(guān)，只要逆變器盒體打開，開關(guān)動(dòng)作，控制器收到信號(hào)斷開系統(tǒng)的主繼電器，可以避免意外電擊出現(xiàn)。5Vx紅軟基地
較高的供電電壓對(duì)整車的電氣安全就提出了更高的要求，尤其是對(duì)高壓系統(tǒng)的絕緣性能提出了更為苛刻的要求。絕緣電阻是表征電動(dòng)汽車電氣安全好壞的重要參數(shù)，相關(guān)電動(dòng)汽車安全標(biāo)準(zhǔn)均作了明確規(guī)定，目的是消除高壓電對(duì)車輛和駕乘人員人身的潛在威脅，保證純電動(dòng)汽車電氣系統(tǒng)的安全。5Vx紅軟基地
① 輔助電源法。在我國某些電力機(jī)車采用的漏電檢測器中，使用一個(gè)直流110V的檢測用輔助蓄電池，蓄電池正極與待測高壓直流電源的負(fù)極相連，蓄電池的負(fù)極與車輛機(jī)殼實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)連接。在待測系統(tǒng)絕緣性能良好的情況下，蓄電源沒有電流回路，漏電流為零；在電源線纜絕緣層老化或者環(huán)境潮濕等情況下，蓄電池通過電源線纜絕緣層形成閉合回路、產(chǎn)生漏電流，檢測器根據(jù)漏電流的大小進(jìn)行報(bào)警，并關(guān)斷待測系統(tǒng)電源。5Vx紅軟基地
② 電流傳感法。將待測系統(tǒng)中電源的正極和負(fù)極一起同方向穿過電流傳感器，當(dāng)沒有漏電流時(shí)，從電源正極流出的電流等于返回到電源負(fù)極的電流，因此穿過電流傳感器的總電流為零，電流傳感器的輸出電壓為零；當(dāng)發(fā)生漏電現(xiàn)象時(shí)，電流傳感器輸出電流不為零。根據(jù)電壓的正負(fù)可以進(jìn)一步判斷產(chǎn)生漏電流的來源是來自電源正極引線電纜還是電源負(fù)極引線電纜。5Vx紅軟基地
    但是，應(yīng)用此方法的前提是待測電源必須處于工作狀態(tài)。5Vx紅軟基地
為了監(jiān)測上述絕緣電阻，直接將車載高壓電源作為監(jiān)測電源。電源正極、負(fù)極和車輛底盤之間建立了橋式阻抗網(wǎng)絡(luò)，如圖5-20所示。5Vx紅軟基地
這主要是指車上各種電子電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾。5Vx紅軟基地
車載干擾源主要有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力電池、功率變換器、繼電器、電動(dòng)輔助系統(tǒng)、開關(guān)、通訊設(shè)備以及微處理器等電子設(shè)備。      5Vx紅軟基地
車載干擾源的電磁傳播模式很復(fù)雜，它有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種形式。 5Vx紅軟基地
一般情況下，在電動(dòng)汽車系統(tǒng)的輻射干擾中，共模高頻干擾占據(jù)著主導(dǎo)地位，而其他頻段干擾較小。5Vx紅軟基地
自然干擾源是指由自然現(xiàn)象引起的電磁干擾。5Vx紅軟基地
比較典型的自然界電磁現(xiàn)象產(chǎn)生的電磁噪聲有大氣噪聲、太陽噪聲、宇宙噪聲以及靜電放電等。5Vx紅軟基地
大多數(shù)情況下，這種電磁噪聲非常復(fù)雜，并且對(duì)汽車的干擾影響可以忽略。5Vx紅軟基地
但是，閃電和靜電放電可能會(huì)產(chǎn)生很大的瞬變場強(qiáng)。5Vx紅軟基地
人為干擾源是指由汽車外部人工裝置產(chǎn)生的電磁干擾。5Vx紅軟基地
主要有其他車輛的輻射干擾，車外的雷達(dá)、無線電臺(tái)發(fā)射機(jī)、移動(dòng)通訊設(shè)備等發(fā)射的電磁波干擾，以及高壓輸電線的電暈放電等。5Vx紅軟基地
為了增強(qiáng)抗擾度并抑制騷擾，應(yīng)從電磁敏感度、電磁騷擾發(fā)射、芯片封裝和電源電壓等四個(gè)方面優(yōu)選有源器件。由于噪聲電流和瞬態(tài)負(fù)載電流是傳導(dǎo)騷擾和輻射騷擾的初始源，為實(shí)現(xiàn)電源的完整性，應(yīng)優(yōu)選多層板，盡可能減小引線電感；減小門電路驅(qū)動(dòng)線對(duì)地分布電容和驅(qū)動(dòng)門輸入電容；選用SMD；安裝本地去耦電容和整體去耦電容。5Vx紅軟基地
PCB設(shè)計(jì)具體方法主要包括：5Vx紅軟基地
①優(yōu)選多層板。②布局布線原則 。③層間安排原則 。5Vx紅軟基地
④遵循2H和2W設(shè)計(jì)原則 。5Vx紅軟基地
分析系統(tǒng)內(nèi)各類部件的騷擾特性、敏感特性、各電路的工作電平、信號(hào)種類和電源電壓；將地線分類、劃組；畫出系統(tǒng)布局；畫出系統(tǒng)地線網(wǎng)。在1MHz以下低頻電路部分采用單點(diǎn)接地，10MHz以上高頻部分采用多點(diǎn)接地；電源地線都接到電源總地線上，信號(hào)地都接到信號(hào)總地線上，兩根總地線最后匯總到一個(gè)公共入地點(diǎn)搭車體連接；信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層在信號(hào)側(cè)接地；多個(gè)信號(hào)屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，360度搭接；采用信號(hào)隔離變壓器、平衡變壓器、光耦合器和差動(dòng)放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)地環(huán)路的隔離；PCB表面覆銅一定要良好接地；多層板中間層的空曠區(qū)不要覆銅等。5Vx紅軟基地
采用高導(dǎo)電率材料加屏蔽體接地進(jìn)行靜電屏蔽和電場屏蔽；采用高磁導(dǎo)率材料進(jìn)行低頻磁場屏蔽；采用高導(dǎo)電率材料進(jìn)行高頻磁場屏蔽；采用高導(dǎo)電率材料加接地進(jìn)行遠(yuǎn)場電磁屏蔽。永久性接縫采用焊接方式；非永久性接縫采用導(dǎo)電襯墊。通風(fēng)空采用蜂窩狀通風(fēng)板。單根導(dǎo)線或電纜穿過屏蔽體時(shí)，采用饋通濾波器；一組導(dǎo)線或電纜穿過屏蔽體時(shí)，采用濾波器連接器；在I/O端口加裝濾波器；屏蔽電纜與屏蔽體連接時(shí)應(yīng)成啞鈴狀，屏蔽層與屏蔽體360度搭接。5Vx紅軟基地
反射式低通濾波器按源阻抗和負(fù)載阻抗選擇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并核算其插入損耗和頻率特性；反射式低通濾波器安裝時(shí)使輸入線盡可能短，輸出線與輸入線隔離，并良好接地；吸收式低通濾波器采用鐵氧體元件，用于電源線、數(shù)據(jù)線和PCB上，安裝在騷擾附近；采用長而細(xì)的鐵氧體元件抑制效果好。5Vx紅軟基地
屏蔽是在兩個(gè)區(qū)域之間建立電磁屏障保護(hù)系統(tǒng)中的電路不受電磁環(huán)境損壞的最直接方法。5Vx紅軟基地
可采取兩種屏蔽方式：其一，主動(dòng)屏蔽；其二，被動(dòng)屏蔽。5Vx紅軟基地
屏蔽的設(shè)計(jì)原則：高頻電場屏蔽應(yīng)用銅、鋁和鎂等良導(dǎo)電材料；低頻磁場屏蔽應(yīng)用磁性材料，如鐵和鎳鐵高導(dǎo)磁合金；足夠厚度的屏蔽層可屏蔽任何頻率的電場，且有很高的屏蔽效能；多層屏蔽（包括機(jī)殼與電纜）能在寬頻帶上提供高屏蔽有效度；用來密封縫隙的各種結(jié)合面必須清潔，不能有不導(dǎo)電的涂層；為了保持外殼的屏蔽效能，對(duì)必不可少的穿線孔應(yīng)加導(dǎo)電襯層、彈簧墊圈、波導(dǎo)衰減器和柵網(wǎng)等。5Vx紅軟基地
屏蔽主要是為了解決輻射干擾，而濾波則主要是解決通過傳導(dǎo)途徑造成的干擾。5Vx紅軟基地
完成濾波作用的部件稱為濾波器。5Vx紅軟基地
濾波器主要抑制通過電路通路直接進(jìn)入的干擾，它是應(yīng)用最普遍的抗干擾方法。5Vx紅軟基地
根據(jù)信號(hào)與干擾信號(hào)之間的頻率差別，可以采用不同性能的濾波器，抑制干擾信號(hào)，提高信噪比。5Vx紅軟基地
① 合理規(guī)劃線束。在線束布置上，使小功率敏感電路緊靠信號(hào)源，大功率干擾電路緊靠負(fù)載，盡可能分開小功率電路和大功率電路，減小線束間的感應(yīng)干擾和輻射干擾。不同用途、不同電平的導(dǎo)線，如輸入與輸出線、弱電與強(qiáng)電要遠(yuǎn)離，盡量不要平行；接地線長度要盡量短，截面要盡量大。關(guān)鍵元件、電路和走線都要加屏蔽，屏蔽要合理接地。對(duì)較長的線束，為減小傳導(dǎo)和輻射干擾，應(yīng)在線束上增加濾波，比較方便的方法是套接合適的鐵氧體磁環(huán)。5Vx紅軟基地
② 元器件選擇和電路設(shè)計(jì)。元器件選擇和電路設(shè)計(jì)是抗電磁干擾和電磁兼容性設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。通過選擇元件及抗擾篩選，以得到高抗干擾門限值的元件，采用屏蔽的雙絞線作連線，縮短元件和電路的連線。另外，還要考慮到數(shù)字電路比線性、模擬電路抗擾性強(qiáng)，低速數(shù)字電路比高速數(shù)字電路有更低的電磁靈敏度。5Vx紅軟基地
① 在某所電磁兼容試驗(yàn)室，對(duì)某電動(dòng)客車進(jìn)行檢驗(yàn)，表5-3為試驗(yàn)條件。檢測和判定方法依據(jù)GB/T 18387—2001《電動(dòng)車輛電磁場輻射強(qiáng)度的限值和測量方法寬帶9kHz~30MHz》。② 電磁場輻射強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果。5Vx紅軟基地
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