纯电动汽车具有(「专业知识」纯电动汽车的技术特性)

1）高电压特性

纯电动汽车的主要特点是具有高电压。由于纯电动汽车的能源供给是动力电池，因此车辆上很多系统的设计也是围绕动力电池和高压来实施的。

下图所示是典型纯电动汽车高压部件结构示意图，主要的高压部件有动力电池、逆变器、驱动单元、车载充电器、DC/DC转换器，如果是配有空调的车辆还有高压压缩机和PTC加热器等，这些部件都是通过橙色的高压电缆连接起来的。为方便理解，我们将用以下两个图进行示意。

典型纯电动汽车高电压部件

典型的纯电动汽车高压部件连接关系示意图

很多车辆在动力电池附近或者靠近逆变器位置都设计有一个BDU部件，用于将来自动力电池输出的电能并联分配到逆变器、高压压缩机、PTC加热器以及车载充电器中。BDU电能分配单元内部主要是继电器和电路，由车辆动力系统控制模块根据点火开关或充电需求控制对应继电器的接通和断开。下图所示是比亚迪E6车辆的BDU。

比亚迪E6的BDU

纯电动汽车在运行时，动力电池的电能主要去向有以下5个：

（1）动力电池→BDU→逆变器：为驱动电机提供电能并接受制动能量回收电能。

（2）动力电池→BDU→高压压缩机：为车载空调提供制冷。

（3）动力电池→BDU→DC/DC转换器：为车辆低压电器提供电源和给12V蓄电池充电。

（4）动力电池→BDU→PTC加热器：为车载暖风系统提供加热功能。

（5）外部220V电源→车载充电器→BDU→动力电池：使用外部220V电源为动力电池充电。

2）冷却特性

纯电动汽车很多部件需要保持稳定的工作温度。大多数纯电动汽车设计有以下两个热交换系统。

（1）动力电池加热与冷却系统

动力电池的冷却和加热系统，用于维持电池在最佳的工作温度。为了尽可能延长电池的使用寿命并获得最大功率。如果是锂电池，它的有效工作温度通常在-40～50℃，因此车辆通常设计有风冷或水冷系统来对动力电池进行维持稳定的工作温度。

风冷的动力电池一般安装在车辆的底盘位置，当车辆行驶时，通过底盘流动的空气对动力电池进行冷却，没有单独设计其他辅助部件，如下图所示。

动力电池风冷结构形式

采用水冷的动力电池，会设计有一套较为复杂的冷却回路，如下图所示。当电池组温度过高时，利用空调系统运行先对电池组的冷却液进行降温，再冷却电池组；当电池组温度过低时，通过加热电池组内的冷却液来给电池组升温。需要注意的是，整个电池组的冷却液都是由电动循环泵来让电池组内冷却液保持循环的。

动力电池水冷结构形式

（2）逆变器与电机的冷却

逆变器和电机的冷却，用于降低逆变器和电机工作时产生的高温，防止部件过热产生功能失效。例如，目前所采用的大多数永磁三相电机，当电机的温度超过一定值以后，其永磁转子的磁性会急剧下降，从而导致电机的输出功率降低。对电机或逆变器的冷却通常设计有两种方式，分别是水冷和风冷。图a所示为水冷型的电机，电机的外壳设计有冷却水道；图b所示为风冷型的电机，电机的外壳上设计有很多的散热片。

电机冷却方式结构示意图

（3）其他部件的冷却

纯电动汽车中其他部件，例如DC/DC转换器、车载充电器等部件，由于这些部件在工作时产生的热量较少，因此通常采用风冷的结构形式。下图所示的车载充电器，在壳体的上面设计有很多的散热片。

车载充电器上的散热片

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