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高压电池系统

高压电池系统即俗称的高压电池包或高压电池组，一般来讲都是把电池模组经过串/并联方式连接，并用满足各项要求的壳体封样成整体安装在汽车上。但实际上高压电池系统除了电池包以外，还需要配备电池管理系统（BMS），冷却系统以及部分低压/高压线束等附件，只不过为了保证安全性和密封性，通常是作为一个整体装在汽车上，普通用户从外观上通常都认为是一整个电池包。

高压电池系统主要包括了电池管理系统、动力电池包、电池包冷却系统。下面针对这三方面展开分析。

 

一、电池管理系统

BMS主要可分为三块内容：BMC（Battery Management Controller）：动力电池管理控制器；BJB（Battery Junction Box）：高压电池连接盒；CMC（Cell Management Controller）：动力电池单体控制单元。

BMC主要是检测整个电池包的温度、电流、电压等信息，并负责与车辆CAN总线进行通讯诊断功能；

BJB主要是作为保险丝监测并控制电池包的运行，一旦系统判定电池包处于异常状态便切换高压回路，目前BJB基本都会集成在BMC内部；

CMC主要是控制单个模组内所有电芯的单体电压、模组电压、模组温度等信息。

电池智能单元：丰田普锐斯THS系统中，HV电池包中安装有电池智能单元，其功能类似于BMC，主要功能是实时监测HV电池的温度、电压、电流数据信息，与动力控制单元实时交互和传递信息。

高压系统继电器（SMR）：在普锐斯混动系统中，SMR起到类似BJB的作用，主要是负责连接/断开HV电池和高压线束。

SMR继电器在上电和下电过程中是按照一定顺序吸合和断开的。上电过程中，顺序是1、SMRP和SMRB吸合；2、SMRG吸合；3、SMRP断开。下电过程中，顺序是1、SMRG断开；2、SMRB断开。

纯电动汽车以BYD E6B车型为例，其BMS控制器叫做PBMS。PBMS负责整车电动系统的电力控制并实时监测高压电力系统的用电状态，及时采取保护措施，保证车辆安全行驶。从外观上可以直观看到的是电压采样和温度采样接口，以及CAN整车通讯接口。

二、动力电池包

混动汽车以丰田普锐斯混动汽车为例，其车载电池主要由244.8V的HV电池总成和12V的辅助电池组成。HV电池用于高压系统，如驱动电机、空调压缩机等高压设备的运行，辅助电池主要用于普通车载12V低压系统，如门控制器、大灯、车内阅读灯、仪表等设备。

HV电池的主要应用有以下三点：1是通过增压和DC/AC转换驱动电机；2是给高压部件提供能源，例如EKK、PTC；3是经过DC/DC降压为车载14V电池和用电器供电。

HV电池：普锐斯THS3.0的HV电池主要由电池模块、电池智能控制单元、电池冷却风扇、接线盒总成、服务插销等几部分组成，具体位置如下图所示。

HV电池模块是由34块电池模块组成，每块模块包含6块电芯，每块电芯提供1.2V电压。将所有这些模块串联起来，就得到了HV电池包的输出DC电压，即1.2V*6*34=244.8V。

纯电动汽车以BYD E6B车型为例，该款纯电动汽车电池采用的是磷酸铁钴锂电池，单体电压3.3V，整车使用11个模组共96节电池芯片组成，电池标称电压316.8V，容量210Ah。

服务插销：HV电池包的服务插销是用于手动关闭高压电路的设备，在NEV汽车维修的时候，首先要做的就是切断高压电路，保证维修过程中的安全性。下图所示为普锐斯的服务插销基本结构，服务插销串联在整车高压回路的电池模块中，拔开服务插销意味着高压回路形成断路，同时服务插销还连接着互锁开关回路，拔开后互锁开关回路也会断路。

高压互锁：高压互锁开关是串联在整车高压系统部件中的接地回路，通常情况下高压互锁需要经过所有高压插头和元器件，形成闭环。主要作用是在车辆正常工作或者维修过程中，防止由于人为操作不当、车辆振动、产品老化、线路磨损等情况造成安全隐患，同时也可以通过低压控制高压断路的方式进行断电安全操作。

下图所示为普锐斯THS的互锁示意简图，互锁开关经过HV电池包、线束连接器、变频器端子，最终连接到动力管理模块中，并在此处实时监测端子电压。正常情况下互锁开关接地，电压始终为0V，如果断开，则端子电压为辅助电压12V。互锁开关可以保护混合动力系统在维修时运作或者SMR结合，避免高压安全事故。

 

 

3、电池包冷却系统

普锐斯HV电池的散热系统进气口在后副驾座椅的右下侧，经过冷却风扇后流经HV电池实现冷却功能，然后由排风管排出，排风管位于后备箱右侧。