Помимо традиционной 12-вольтовой системы бортовой сети, в электромобилях и гибридных автомобилях имеется и вторая – высоковольтная сеть. Бортовая низковольтная сеть 12 В подает питание, как и в традиционных автомобилях, для функционирования систем освещения, сигнализации, безопасности и др. Высоковольтная сеть используется для снабжения электропривода большой мощностью и напряжением. Напряжение высоковольтной сети обычно составляет от 400 до 800 вольт и выше. Такая его величина позволяет передавать электроэнергию, достаточную для движения автомобиля с относительно небольшим сечением провода. При фиксированном уровне мощности более высокие напряжения позволяют уменьшить силу тока, соответственно, и потерю электроэнергии.
Высоковольтная система обеспечивает работоспособность при следующих условиях безопасности:
- 12-вольтовая батарея должна быть подключена к бортовой низковольтной системе;
- зажигание должно быть включено;
- сервисный выключатель или главный выключатель высоковольтной системы должен быть включен;
- изоляция высоковольтных компонентов и высоковольтных проводов должна быть проверенной системой проверки изоляции и соответствовать необходимым значениям;
- все штекерные соединения должны быть исправны;
- датчик удара не активирован.
Если хотя бы одно из этих основных условий не выполняется, высоковольтная система не будет готова к работе.
ECU (Electronic Control Unit) (ЭБУ) высокого напряжения 6 (рис. 5.1) питается от низковольтной бортовой сети и активируется электрическим замком зажигания. ЭБУ объединен в сеть с традиционными системами автомобиля и наиболее важными высоковольтными компонентами. Основной обмен данными с датчиками и исполнительными механизмами происходит по шине CAN 9. Благодаря полученным сигналам электронный высоковольтной системы ЭБУ реализует соответствующую стратегию работы по заданному алгоритму. ЭБУ использует в информацию, поступающую от локальных ЭБУ высоковольтной батареи, электродвигателя и тормозной системы.
Для определения необходимого потребления электроэнергии от высоковольтной АКБ для обеспечения требуемой частоты вращения ротора электродвигателя и создаваемого соответствующего крутящего момента на ведущих колесах ЭБУ воспринимает сигналы от датчиков органов управления и заданного водителем режима движения:
- положение педали акселератора (хода) или сигнал нагрузки;
- положение педали тормоза;
- скорость автомобиля (датчик скорости);
- включение в данный момент времени режима движения;
- состояние заряда тяговой батареи, ее температура и др.
1 – электродвигатель рулевого управления; 2 – электровакуумный насос; 3 – щиток приборов; 4 – педаль акселератора; 5 – педаль тормоза; 6 – ЭБУ высокого напряжения, 7 – рычаг выбора режимов движения; 8 – зарядная розетка; 9 – шина CAN; 10 – ЭБУ высоковольтной батареи; 11 – бортовой зарядный блок; 12 – DC/DC преобразователь; 13 – инвертор; 14 – ЭБУ кондиционера; 15 — высоковольтная батарея; 16 — датчик батареи, 17 – аккумуляторная батарея; 18 – электродвигатель; 19 – трансмиссия; 20 – компрессор кондиционера; 21 – отопитель; 22 – разъем быстрой зарядки
Все высоковольтные кабели сети (рис. 5.2) можно отличить по их оранжевому цвету. Кабели могут быть как одножильными, так и двухжильными.
а – одножильный высоковольтный кабель; б – двухжильный высоковольтный кабель; 1 – минусовой провод; 2 – плюсовой провод; 3 – экран; 4, 6, 8 – изоляция; 5 – токопроводящая жила; 7 – экран
Учитывая, что модули силовой АКБ электротранспортных средств имеют общий вывод, высокие напряжения и большую силу тока для их соединений применяются специальные электрические шины (рис. 5.3).
1 – шина для соединения модулей; 2 – общая шина