高壓配電盒常用電氣件選型介紹

韓震坡

蘇州英威騰電力電子有限公司 江蘇省蘇州市 215000

1 常用電氣件選型介紹：

1.1 高壓繼電器選型介紹：

（1）繼電器簡單理解一般用用幾安培的電流去控制大電流的一種自動開關(guān)。繼電器或者接觸器在電路中起著電路通斷，安全保護，自動調(diào)節(jié)負(fù)載工作或信號通斷等作用。

繼電器的常用參數(shù)：

觸點參數(shù) 常開觸點 常閉觸點 性能參數(shù) 絕緣電阻 耐壓 工作電流 工作電壓安裝孔尺寸 安裝孔大小

（2）讓客戶提供初步需求：額定電壓，額定電流，充放電峰值電流，峰值電流持續(xù)時間，抗震性能，工作環(huán)境要求，壽命要求。

（3）先根據(jù)額定電壓選匹配型號，大多繼電器電壓范圍很廣，可以匹配大多應(yīng)用場景，這個只是參考。

（4）根據(jù)額定電流繼續(xù)縮小范圍選擇型號，選擇比額定電流大，且接近的繼電器，比如額定電流200A，例如某廠商額定電流200A繼電器，上面規(guī)格是額定電流250A繼電器，暫時選擇250A后，進一步確認(rèn)信息，繼電器技術(shù)參數(shù)見下頁圖1。

（5）根據(jù)客戶提供峰值電流預(yù)估預(yù)期使用壽命，見下頁圖2繼電器預(yù)期壽命。

（6）根據(jù)電池包電氣性能預(yù)估短路電流，根據(jù)預(yù)估短路電流估算短路電流，根據(jù)電路電流預(yù)估繼電器失效時間；見圖3。

（7）比較重要的一步：把短路時繼電器失效時間和熔斷器失效時間做對比，短路時繼電器失效時間比熔斷器失效時間要長，自行比對或者讓繼電器廠商做比對都可以。非常重要的是：車廠對質(zhì)保周期要求一般為3年或10萬公里，所以要確保我們的電氣選型沒有問題。

1.2 熔斷器選型介紹：

（1）熔斷器作用：正常情況下，熔斷器在電路中是導(dǎo)體，工作電流正常通過熔斷器；非正常（超負(fù)載）情況下，熔斷器通過自身熔斷安全切斷并保護電路， 此時熔斷器在電路中是是安全保護元件。熔斷器的作用是保護電氣設(shè)備，防止電氣設(shè)備因過載造成損壞

熔斷器的常用參數(shù)

額定電壓 48V——1000V

圖1 繼電器技術(shù)參數(shù)

圖2 繼電器預(yù)期壽命曲線（帶載通斷，大多3000次）

額定電流 5A——4000A

極限分?jǐn)?200KA

這是熔斷器在故障條件下能可靠的分?jǐn)嘧畲蠖搪冯娏鳎侨蹟嗥鞯闹饕夹g(shù)指標(biāo)之一。

（2）讓客戶提供初步需求：額定電壓，額定電流，充放電峰值電流，峰值電流持續(xù)時間，抗震性能，工作環(huán)境要求，壽命要求。

（3）先根據(jù)額定電壓選匹配型號，熔斷器工作電壓不小于配電盒額定電壓

（4）根據(jù)額定電流及峰值電流繼續(xù)縮小范圍選擇型號，選擇比額定電流大，且小于峰值電流的繼電器，比如配電盒工作額定電流200A，峰值電流400A，熔斷器額定電流正常應(yīng)該在300A或者350A之間選擇。

（4）根據(jù)圖三熔斷器電流與熔斷時間曲線表，校正PDU峰值電流持續(xù)時間是否小于熔斷器熔斷時間，如果小于，確認(rèn)選型正確。

（7）繼電器，保險絲熔斷時間匹配曲線

關(guān)于保險絲選型

最好有整車廠提供車輛行駛條件與電流的關(guān)系，并且不同位置的短路所導(dǎo)致的

過電流值或持續(xù)時間也會有所不同，根據(jù)整車廠提供行駛條件和電流關(guān)系，根據(jù)上圖對保險絲和繼電器的匹配性做實際短路試驗。短路時，確保保險絲先熔斷，否則高壓接觸器有爆炸的危險。

1.3 預(yù)充電阻選型介紹：

在電動汽車的內(nèi)核設(shè)備上電前兩端電壓為零，上電瞬間相當(dāng)于短路，直接上電會產(chǎn)生大電流沖擊高壓用電器、高壓接觸器和高壓熔斷器等元器件，為了高壓電路接通瞬間的用電安全，因此在預(yù)充電過程中在充電回路中并聯(lián)預(yù)充電電阻及預(yù)充電容，電路供電時預(yù)充回路首先接通，此時高壓系統(tǒng)關(guān)閉；當(dāng)預(yù)充電路工作時，負(fù)載電容上的電壓越來越高，當(dāng)電壓接近于電池電壓的時候，預(yù)充繼電器斷開，高壓主繼電器吸合，高壓回路開始工作。通常選擇預(yù)充電電阻范圍為20-100Ω.

1.4 放電電阻選型介紹

同預(yù)充電阻一樣，在高壓系統(tǒng)下電后，那些內(nèi)部含有大容量電容的高壓用電設(shè)備還儲存有大量的電能，對整車和人員的安全產(chǎn)生極大的危險，所以需要設(shè)計放電電路泄放掉大容量電容內(nèi)的電能，一般要求高壓用電設(shè)備自帶泄放回路，但不滿足這一要求用電設(shè)備的車輛，就需要單獨設(shè)計泄放回路，泄放回路中電阻和時間的確定也是有科學(xué)的理論計算依據(jù)的，如式2。

根據(jù)公式 Vc=E*e-（t/R*C）（式 2）

式2中，Vc=36V（安全電壓），E為動力電池兩端電壓，C為高壓回路總電容值，t為放電時間，R為放電電阻。

1.5 霍爾傳感器選型介紹：

（1）先根據(jù)客戶給出的使用情況電氣參數(shù)做初步選型：額定電壓，額定電流，充放電瞬間的最大電流選出幾個品牌型號供參考，在根據(jù)客戶給出的PDU外部尺寸，裝配便利性，維護便利性，確定最終型號。

由于現(xiàn)實中的合作社魚龍混雜，存在不少虛假合作社，加上很多合作社組織機構(gòu)不健全且大多虛置，權(quán)責(zé)關(guān)系混亂，登記注冊股份成員大多與實際不相符，使得合作社社會形象的認(rèn)可度較低，制約了合作社外部商業(yè)資源的獲取。此外，合作社也難以獲取需要全部社員簽名確認(rèn)的政府扶持資源和合作機會。其原因在于：一是農(nóng)戶大多具有根深蒂固的小農(nóng)意識，對簽名行為十分謹(jǐn)慎，加上普通社員獲得的盈余分配激勵往往較低甚或沒有，使得社員配合簽名的意愿較低；二是社員數(shù)量眾多，可能存在部分兼業(yè)化社員外出打工、轉(zhuǎn)業(yè)社員未注銷退出等現(xiàn)象，使得合作社很難及時獲取這些社員農(nóng)戶的簽名。

（2）客戶有指定品牌我們再指定品牌里面選型，客戶不指定品牌根據(jù)產(chǎn)品利潤，廠商應(yīng)用的車型，價格，保修期，產(chǎn)品誤差范圍，信賴性等選用合適型號，價格不是決定因素。

（3）如果客戶有提出需要偵測峰值電流，我們選用電流最大量測比峰值電流接近的，大于峰值電流好了；

1.6 分流器選型介紹：

（1）分流器精度沒有霍爾傳感器高，客戶一般優(yōu)選霍爾傳感器，但是客戶處于其他考量，會指定用分流器。分流器實際就是一個阻值很小的電阻，當(dāng)有直流電流通過時，產(chǎn)生壓降，供直流電流表顯示，常用的是75mV或45mV，我們一般選用滿度值75mV分流器.

（2）收集客戶使用信息：如果客戶有提出需要偵測峰值電流，我們選用電流最大量測比峰值電流接近的，大于峰值電流好了；

如果客戶不需要偵測峰值電流，我們選用接近額定電流，但是大于額定電流的傳感器型號即可。

（3）電流計算原理：例如我們選用額定電流100A的分流器，當(dāng)有100A電流通過時，壓降75mV，反應(yīng)到電流表上是100A；當(dāng)有50A電流通過時，壓降是37.5mV，電流表顯示50A，電流表其實是電壓表，但是顯示的是電流。

圖3 熔斷器電流與熔斷時間曲線表

（7）主控電池管理系統(tǒng)BMS介紹：

電 池 管 理 系 統(tǒng)（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）電池管理系統(tǒng)（BMS）是電池與用戶之間的橋梁，主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電的情況，過度充電和過度放電會縮短電池的使用壽命及容量.

客戶會指定BMS品牌型號，我們只需要知道PDU內(nèi)部放了一個BMS電路板即可。BMS外殼常用鋁壓鑄外殼。鋁壓鑄外殼一般不需要考慮EMC，金屬外殼有屏蔽信號作用.

（8）DC-DC電源介紹：

1）DC/DC電源的主要功能的電流的轉(zhuǎn)換，將額定電壓的直流電源轉(zhuǎn)換成不同電壓的直流電源。

PDU連接的電池包一般是幾百伏的高壓直流電轉(zhuǎn)成車載電器需要的12V，24V的低壓直流電，我們一般稱這樣的DC-DC電源為高壓電源；低壓DC-DC電源一般是24V轉(zhuǎn)12V或5V等不超過60V之間的電壓轉(zhuǎn)換電源。

2）PDU內(nèi)部如有DC-DC電源，客戶一般會指定廠商及型號，客戶如果不指定廠商及型號，我們需要了解客戶電池電壓，PDU外接電器電壓，外接電器總功率，根據(jù)客戶提供信息選用合適型號。PDU設(shè)計時必須考慮散熱和EMC。

（9）車載充電機介紹：

1）車載充電機：通過交流電輸入，直流電輸出，為電動汽車動力電池安全，自動充滿電的一種電源設(shè)備，充電機依據(jù)電池管理系統(tǒng)（BMS）提供的數(shù)據(jù)，能動態(tài)調(diào)節(jié)充電電流或電壓參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的動作，完成充電過程。

2）目前PDU內(nèi)部一般沒有車載充電機，DCDC電源，但是車載充電機，DCDC電源，BMS集成在一起是后續(xù)發(fā)展方向。

3）客戶如果在PDU里面安裝車載充電機，必定指定品牌型號，牽涉到的散熱設(shè)計，EMC設(shè)計，要和車載充電機廠商協(xié)助開發(fā)。

（10）連接器選型介紹：

1）PDU外接連接器選用前提條件是防護等級IP67

2）端子型號，數(shù)量根據(jù)客戶電氣原理圖初步選型

3）根據(jù)額定電流，客戶外接高壓設(shè)備選用大電流連接器；根據(jù)客戶信號線數(shù)量選用信號連接器；連接器設(shè)計時，根據(jù)使用狀況，一般連接器設(shè)計電壓都符合使用場景。

2 高壓配電盒電氣性能測試介紹

樣品測試一般有下列項目：

1.硬件測試，2.軟件測試，3.絕緣耐壓測試，4.壽命可靠性，5.安規(guī)測試：絕緣電阻，泄露電流等，6.環(huán)境適應(yīng)性測試：鹽霧，高低溫，7.機械強度測試：振動，8.客戶要求的其他性能測試及現(xiàn)場整車測試。

3 結(jié)語

上訴電氣件選型介紹是高壓配電盒高壓配電盒電氣件選型原則，供行業(yè)內(nèi)人士做設(shè)計參考。