2024年3月13日发(作者：长安欧尚7座suv报价及图片)
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李玉茂 (本刊编委会委员、特约编辑)
中国汽车工程学会认证资深工程师、中国汽车工程学会汽车应用与服务分
会特聘专家，从事汽车维修工作40余年，在大众车系电控系统故障诊断领
域经验丰富。现任北京市工业技师学院汽车技术应用系顾问，清华大学、
北京理工大学师资培训基地汽车专业专家。
纯电动汽车学习入门(一)
——纯电动汽车概述(上)
◆文/北京 李玉茂
一、纯电动汽车的4种电压
燃油汽车只有一种12V电压，纯电动汽车有4种电压。
引出相线记作“U、V、W”，两条相线之间是线电压380V。
三相绕组的集结点称中性点N，引出的线称零线，记作“N”，
相线与零线之间是相电压220V。中性点N通过钢缆埋入大地，
同时引出一条线称保护地线。金属外壳的用电设备必须使用三孔
插座，左插孔为零线“N”，右插孔为火线“L”，中间插孔为
保护地线“PE”。车身与保护地线连接，当连接慢充枪后，如
果“L”线与车身存在短路故障，熔断器立即熔断，防止车身带
电，避免人身触电。
1.12V直流电压
燃油汽车的电源包括蓄电池和发电机，是为全车电器电子设
备供电的。纯电动汽车为全车12V设备供电的是蓄电池和DC-
DC(直流电压转换器)。电动汽车与燃油车一样仍采用铅酸蓄电
池，有些电动汽车采用磷酸铁锂蓄电池，如图1所示，该电池单
体电压为3.2V，采用4PNS(4串N并)，电压在12.8～14.4V。
DC-DC将直流高压电转换成给12V蓄电池充电的电压。
3.直流高压
直流充电桩与快充枪、快充口与高压盒、高压盒与其他高压
部件之间的橘黄色电缆，为直流高压电，如图3所示。不同车型
的直流高压电在300～700V之间，电压越高越能减小传输电线的
横截面积，从而减小重量和体积，但给安全性带来不利，必须提
高电线和设备的绝缘能力。
图1 12V电源的变化
2.220V交流电压
交流充电桩或住宅插座与慢充枪、慢充口与充电机之间的慢
充电缆是220V交流电，如图2所示。电力变压器次级三相绕组，
图3 直流高压电
4.三相交流高压
电机控制器与驱动电机之间是三相交流电，如图4所示，U相
为红色，V相为绿色，W相为黄色。电机控制器将高压直流电逆
变成三相交流电，供给三相交流同步电机。电机控制器通过改变
交流电的频率控制电机转速，通过改变相序变换电机转动方向，
从而控制车速和行驶方向。电机控制器内设有电流传感器测量三
图2 220V交流电
相电流，不测量三相电压。
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2021/07·
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图4 三相交流电
二、高压电IT网络
纯电动汽车高压电均采用IT网络，第1位“I”表示高电压与
车身绝缘，第2位“T”表示高压设备外壳连接车身。优点：如
图5所示，高压电正极如与设备外壳发生短路故障，人体触摸设
备外壳，因无电流回路不会触电。
3.高压电部件外壳装有等电位线，亦称均衡线，作用是避免
出现接触电压。
4.高压插头和连接器都有防接触措施。
5.动力电池中间装有维修开关，维修开关中装有快速熔断器。
6.采用电绝缘式DC-DC转换器，保证高压电不会与12V电
直接连接。
7.高压部件内的电容器，当高压下电后会自动放电。
8.高压元件插头有高低压互锁线，如插头未连接，高压不会
上电；如运行中插头脱开，高压立即下电。
9.对高压元件采用绝缘监控，实时监测高压正、高压负与车
身搭铁之间的电阻值，如异常高压立即下电。
图5 高压电的IT网络
图7 等电位线断路故障
10.当高压电系统出现故障或车辆发生碰撞事故时，高压立
即下电。
如高压正极与设备A外壳短路，高压负极与设备B外壳短
路，当人体同时触摸设备A和设备B时，则人体构成电流回路遭
到触电，如图6所示。纯电动车的各个高压设备外壳均用电缆连
接，称作等电位线，当高压正极与高压负极同时出现短路故障
时，熔断器立刻熔断。
四、高压电系统
1.主要组成
纯电动汽车设有“大三电”，
即动力电池、电动机、电机控制
器；设有“小三电”，即高压盒、
充电机、DC-DC。也有观点认为
电机控制器、高压盒、充电机、
DC-DC集成在一起称作电力电子
集成模块PEU，“小三电”应是电
动压缩机、加热器PTC、电动转向
助力。
图8 分体式
图6 等电位线
电机控制器、高压盒、充电
机、DC-DC可以分体，如图8所
示。可以将后三者集成称高压配
电盒PDU，如图9所示。可以将四
者集成称PEU，如图10所示。还
有其他集成方式，例如充电机与
DC-DC集成，因各厂家设计思路
不同而集成方式不同。
图10 四合一PEU
图9 三合一PDU
必须保证各高压设备的等电位线连接可靠，如若等电位线发
生断路故障，则人员有触电危险，如图7所示。
三、高压电绝缘措施
1.关闭点火开关后，VCU执行下电程序，动力电池的高压正
和高压负继电器自动断开，高压下电。
2.高压正、高压负电缆为单线制或双线制，外皮为橘黄色。
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分体式的优点是更换成本低，缺点是部件多、相互间的连接
线多。集成式的优点是体积小、质量轻，缺点是更换成本高。分
体式便于初学，所以我们学习从分体式入手，为便于学习记忆，
本篇文章说成“大三电”“小五电”，如图11所示。红色字是
“大三电”，蓝色字是“小五电”，红色箭头是动力电池放电，
黄色箭头是动力电池充电。
(2)驱动电机
如图13所示，作用如同燃油车的发动机，但具有动能回收功
能，大多采用三相交流同步电机，装有旋变传感器。也有采用三
相交流异步电机的。
图13 驱动电机
(3)电机控制器
如图14所示，作用是将直流高压电逆变成三相交流高压电，并
调整频率，主要由IGBT(绝缘栅双极型晶管体)和控制主板组成。
图11 大三电与小五电
2.大三电
(1)动力电池
如图12所示，作用如同燃油车的燃油箱，主要采用三元
锂或磷酸铁锂电池。不同车型的电压为300～700V，能量为
30～70kWh。动力电池的电能来源有慢充、快充、动能回收。
动力电池箱由电池包、BMS(电池管理系统)、辅助元件、外壳
组成。
图14 电机控制器
3.小五电
(1)高压盒
如图15所示，亦称高压分配盒、高压控制盒，作用是分配高
压电，如同12V系统的继电器盒。内部设有快充高压正、高压负
继电器，有些车高压盒内部设有PTC控制器。
1-维修开关插座；2-维修开关；3-高压负极；4-高压正极；5-低压插座。
图12 动力电池箱
图15 高压盒
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(2)充电机
如图16所示，作用是为动力电池充
电，内部有整流器，输入的是交流220V，
输出是直流高压电。
(5)PTC
如图19所示，PTC的全称是正温度系
数热敏电阻，即加热器，作用是为驾驶室
供热，图中是空气加热器，还有一种是水
加热器。
(2)快充电缆，如图23所示，由快充口
至高压盒，输送直流高压电。
图23 快充电缆
(3)高压盒至电机控制器电缆，如图24
所示，输送直流高压电。
图16 充电机
(3)DC-DC
DC-DC如图17所示，作用如同燃油
车的发电机，为全车低压电设备供电和为
12V蓄电池充电。
图19 PTC
4.高压电缆
高压电缆分为单线制和双线制，前者用
于大功率高压设备，后者用于小功率及辅助
高压设备，如电动压缩机、PTC。单线制高
压电缆的结构如图20所示，铜导线外面包有
绝缘层和屏蔽层，插头采用不同的机械连接
结构。双线制高压电缆结构如图21所示。
图24 高压盒至电机控制器电缆
(4)电机控制器至电机电缆，如图25所
示，输送三相交流变频高压电。
1-铜导线(例如横截面积25mm2)；2-屏蔽线；
3-锁止机构。
图17 DC-DC
图20 单线制高压电联
图25 电机控制器至驱动电机电缆
(4)电动压缩机
如图18所示，燃油车由发动机传动皮
带驱动制冷压缩机，电动车采用与压缩机集
成的高压直流电机或三相交流电机驱动压缩
机。
1-两根铜导线(横截面积2×4mm2)；2-屏蔽线；
3-互锁线；4-互锁接触器。
(5)高压附件电缆，如图26所示，高
压盒通过高压附件电缆分别连接充电机、
DC-DC、电动压缩机、PTC。
图21 双线制高压电缆
(1)慢充电缆，如图22所示，由慢充口
至充电机，输送220V交流电。
1-高压盒；2-PTC；3-DC-DC；4-电动压缩机；
5-充电机。
图26 高压附件电缆
图18 电动压缩机与控制器
图22 慢充电缆
(未完待续)
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