高压配电盒常用电气件选型介绍

韩震坡

苏州英威腾电力电子有限公司 江苏省苏州市 215000

1 常用电气件选型介绍：

1.1 高压继电器选型介绍：

（1）继电器简单理解一般用用几安培的电流去控制大电流的一种自动开关。继电器或者接触器在电路中起着电路通断，安全保护，自动调节负载工作或信号通断等作用。

继电器的常用参数：

触点参数 常开触点 常闭触点 性能参数 绝缘电阻 耐压 工作电流 工作电压安装孔尺寸 安装孔大小

（2）让客户提供初步需求：额定电压，额定电流，充放电峰值电流，峰值电流持续时间，抗震性能，工作环境要求，寿命要求。

（3）先根据额定电压选匹配型号，大多继电器电压范围很广，可以匹配大多应用场景，这个只是参考。

（4）根据额定电流继续缩小范围选择型号，选择比额定电流大，且接近的继电器，比如额定电流200A，例如某厂商额定电流200A继电器，上面规格是额定电流250A继电器，暂时选择250A后，进一步确认信息，继电器技术参数见下页图1。

（5）根据客户提供峰值电流预估预期使用寿命，见下页图2继电器预期寿命。

（6）根据电池包电气性能预估短路电流，根据预估短路电流估算短路电流，根据电路电流预估继电器失效时间；见图3。

（7）比较重要的一步：把短路时继电器失效时间和熔断器失效时间做对比，短路时继电器失效时间比熔断器失效时间要长，自行比对或者让继电器厂商做比对都可以。非常重要的是：车厂对质保周期要求一般为3年或10万公里，所以要确保我们的电气选型没有问题。

1.2 熔断器选型介绍：

（1）熔断器作用：正常情况下，熔断器在电路中是导体，工作电流正常通过熔断器；非正常（超负载）情况下，熔断器通过自身熔断安全切断并保护电路， 此时熔断器在电路中是是安全保护元件。熔断器的作用是保护电气设备，防止电气设备因过载造成损坏

熔断器的常用参数

额定电压 48V——1000V

图1 继电器技术参数

图2 继电器预期寿命曲线（带载通断，大多3000次）

额定电流 5A——4000A

极限分断 200KA

这是熔断器在故障条件下能可靠的分断最大短路电流，它是熔断器的主要技术指标之一。

（2）让客户提供初步需求：额定电压，额定电流，充放电峰值电流，峰值电流持续时间，抗震性能，工作环境要求，寿命要求。

（3）先根据额定电压选匹配型号，熔断器工作电压不小于配电盒额定电压

（4）根据额定电流及峰值电流继续缩小范围选择型号，选择比额定电流大，且小于峰值电流的继电器，比如配电盒工作额定电流200A，峰值电流400A，熔断器额定电流正常应该在300A或者350A之间选择。

（4）根据图三熔断器电流与熔断时间曲线表，校正PDU峰值电流持续时间是否小于熔断器熔断时间，如果小于，确认选型正确。

（7）继电器，保险丝熔断时间匹配曲线

关于保险丝选型

最好有整车厂提供车辆行驶条件与电流的关系，并且不同位置的短路所导致的

过电流值或持续时间也会有所不同，根据整车厂提供行驶条件和电流关系，根据上图对保险丝和继电器的匹配性做实际短路试验。短路时，确保保险丝先熔断，否则高压接触器有爆炸的危险。

1.3 预充电阻选型介绍：

在电动汽车的内核设备上电前两端电压为零，上电瞬间相当于短路，直接上电会产生大电流冲击高压用电器、高压接触器和高压熔断器等元器件，为了高压电路接通瞬间的用电安全，因此在预充电过程中在充电回路中并联预充电电阻及预充电容，电路供电时预充回路首先接通，此时高压系统关闭；当预充电路工作时，负载电容上的电压越来越高，当电压接近于电池电压的时候，预充继电器断开，高压主继电器吸合，高压回路开始工作。通常选择预充电电阻范围为20-100Ω.

1.4 放电电阻选型介绍

同预充电阻一样，在高压系统下电后，那些内部含有大容量电容的高压用电设备还储存有大量的电能，对整车和人员的安全产生极大的危险，所以需要设计放电电路泄放掉大容量电容内的电能，一般要求高压用电设备自带泄放回路，但不满足这一要求用电设备的车辆，就需要单独设计泄放回路，泄放回路中电阻和时间的确定也是有科学的理论计算依据的，如式2。

根据公式 Vc=E*e-（t/R*C）（式 2）

式2中，Vc=36V（安全电压），E为动力电池两端电压，C为高压回路总电容值，t为放电时间，R为放电电阻。

1.5 霍尔传感器选型介绍：

（1）先根据客户给出的使用情况电气参数做初步选型：额定电压，额定电流，充放电瞬间的最大电流选出几个品牌型号供参考，在根据客户给出的PDU外部尺寸，装配便利性，维护便利性，确定最终型号。

由于现实中的合作社鱼龙混杂，存在不少虚假合作社，加上很多合作社组织机构不健全且大多虚置，权责关系混乱，登记注册股份成员大多与实际不相符，使得合作社社会形象的认可度较低，制约了合作社外部商业资源的获取。此外，合作社也难以获取需要全部社员签名确认的政府扶持资源和合作机会。其原因在于：一是农户大多具有根深蒂固的小农意识，对签名行为十分谨慎，加上普通社员获得的盈余分配激励往往较低甚或没有，使得社员配合签名的意愿较低；二是社员数量众多，可能存在部分兼业化社员外出打工、转业社员未注销退出等现象，使得合作社很难及时获取这些社员农户的签名。

（2）客户有指定品牌我们再指定品牌里面选型，客户不指定品牌根据产品利润，厂商应用的车型，价格，保修期，产品误差范围，信赖性等选用合适型号，价格不是决定因素。

（3）如果客户有提出需要侦测峰值电流，我们选用电流最大量测比峰值电流接近的，大于峰值电流好了；

1.6 分流器选型介绍：

（1）分流器精度没有霍尔传感器高，客户一般优选霍尔传感器，但是客户处于其他考量，会指定用分流器。分流器实际就是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生压降，供直流电流表显示，常用的是75mV或45mV，我们一般选用满度值75mV分流器.

（2）收集客户使用信息：如果客户有提出需要侦测峰值电流，我们选用电流最大量测比峰值电流接近的，大于峰值电流好了；

如果客户不需要侦测峰值电流，我们选用接近额定电流，但是大于额定电流的传感器型号即可。

（3）电流计算原理：例如我们选用额定电流100A的分流器，当有100A电流通过时，压降75mV，反应到电流表上是100A；当有50A电流通过时，压降是37.5mV，电流表显示50A，电流表其实是电压表，但是显示的是电流。

图3 熔断器电流与熔断时间曲线表

（7）主控电池管理系统BMS介绍：

电 池 管 理 系 统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）电池管理系统（BMS）是电池与用户之间的桥梁，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电的情况，过度充电和过度放电会缩短电池的使用寿命及容量.

客户会指定BMS品牌型号，我们只需要知道PDU内部放了一个BMS电路板即可。BMS外壳常用铝压铸外壳。铝压铸外壳一般不需要考虑EMC，金属外壳有屏蔽信号作用.

（8）DC-DC电源介绍：

1）DC/DC电源的主要功能的电流的转换，将额定电压的直流电源转换成不同电压的直流电源。

PDU连接的电池包一般是几百伏的高压直流电转成车载电器需要的12V，24V的低压直流电，我们一般称这样的DC-DC电源为高压电源；低压DC-DC电源一般是24V转12V或5V等不超过60V之间的电压转换电源。

2）PDU内部如有DC-DC电源，客户一般会指定厂商及型号，客户如果不指定厂商及型号，我们需要了解客户电池电压，PDU外接电器电压，外接电器总功率，根据客户提供信息选用合适型号。PDU设计时必须考虑散热和EMC。

（9）车载充电机介绍：

1）车载充电机：通过交流电输入，直流电输出，为电动汽车动力电池安全，自动充满电的一种电源设备，充电机依据电池管理系统（BMS）提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。

2）目前PDU内部一般没有车载充电机，DCDC电源，但是车载充电机，DCDC电源，BMS集成在一起是后续发展方向。

3）客户如果在PDU里面安装车载充电机，必定指定品牌型号，牵涉到的散热设计，EMC设计，要和车载充电机厂商协助开发。

（10）连接器选型介绍：

1）PDU外接连接器选用前提条件是防护等级IP67

2）端子型号，数量根据客户电气原理图初步选型

3）根据额定电流，客户外接高压设备选用大电流连接器；根据客户信号线数量选用信号连接器；连接器设计时，根据使用状况，一般连接器设计电压都符合使用场景。

2 高压配电盒电气性能测试介绍

样品测试一般有下列项目：

1.硬件测试，2.软件测试，3.绝缘耐压测试，4.寿命可靠性，5.安规测试：绝缘电阻，泄露电流等，6.环境适应性测试：盐雾，高低温，7.机械强度测试：振动，8.客户要求的其他性能测试及现场整车测试。

3 结语

上诉电气件选型介绍是高压配电盒高压配电盒电气件选型原则，供行业内人士做设计参考。