在新能源汽车的世界里，高压系统如同强大的 “心脏”，为车辆的运行提供源源不断的动力。而高压系统的上下电流程，就像是控制这个 “心脏” 跳动与停歇的精密开关，不仅关系到车辆的安全启动、行驶与停止，还影响着整个系统的稳定性和使用寿命。”

1 高压系统的组成

新能源汽车的高压系统是一个由多个关键部件协同工作的复杂网络，各部件各司其职，共同保障车辆的正常运行。

图：新能源汽车高压系统架构图

能量核心 - 动力电池：作为车辆的能量存储单元，动力电池储存着大量电能，为整车的驱动、电子设备运行等提供动力来源。

电池 “管家” - 电池管理系统：电池管理系统时刻监控电池的电压、电流、温度和荷电状态等参数，通过优化电池的充放电过程，延长电池的使用寿命，保障电池的安全和性能。

动力转化器 - 驱动电机：驱动电机是将动力电池中的电能转化为机械能的关键部件，通过旋转产生动力，驱动车轮使车辆行驶。

电机 “指挥官” - 电机控制器：电机控制器负责控制电机的启动、停止和速度调节，确保电机按照车辆的需求稳定运行。

电流转换专家 - 逆变器：逆变器通常集成在电机控制器（MCU）中，它的主要任务是将动力电池输出的直流电转换为交流电，供驱动电机使用，同时精确控制电机的转速和扭矩，保证车辆的动力性能。

电力分配中心 - 高压配电箱：高压配电箱负责管理高压电力的分配，连接动力电池与其他高压部件，确保电力能够准确无误地输送到各个需要的地方。

空调 “新动力” - 电动压缩机：在新能源汽车的空调系统中，电动压缩机取代了传统的发动机驱动压缩机，为车内的制冷和制热提供动力支持，让乘客在舒适的环境中出行。

电压转换桥梁 - DC/DC 转换器：DC/DC 转换器将高压直流电转换为低压直流电，为车辆的 12V 电气系统供电，保证车辆的灯光、仪表、音响等低压设备正常工作，是连接高压与低压系统的重要桥梁。

充电 “小助手” - 车载充电机：车载充电机负责将外部的交流电转换为直流电，为动力电池充电，确保动力电池随时保持充足的电量。

温度调节能手 - PTC 加热器：PTC 加热器可用于车内供暖以及电池温度调节，在寒冷的天气里为车内提供温暖，同时保证电池在适宜的温度环境下工作，提升电池性能和寿命。

连接 “纽带” - 高压线束：高压线束连接着高压系统中的各个部件，采用专用的绝缘和屏蔽材料，确保高压电的安全传输，避免漏电和电磁干扰，是整个系统不可或缺的连接 “纽带”。

安全 “卫士” - 高压互锁回路：高压互锁回路是一种重要的安全机制，它时刻监测高压电路的完整性。一旦检测到异常，会立即自动断开高压电路，有效防止高压电泄漏，保障人员和车辆的安全，堪称高压系统的 “安全卫士”。

整车 “大脑” - 整车控制器：整车控制器作为车辆的 “大脑”，协调高压系统与其他车载系统的工作，管理车辆的整体运行，根据驾驶员的操作指令和车辆的实时状态，做出最优的决策，确保车辆平稳、高效地行驶。

混动 “发电站” - 发电机（混动系统）：在混动系统中，发电机通过与发动机的连接，实现热能到电能的转换，完成自主发电功能，为车辆补充电能，提高能源利用效率。

发电机 “管理者” - 发电机控制器：发电机控制器管理发电机的工作，并将发电机发出的交流电转换为直流电，为动力电池充电，确保发电机稳定运行，合理分配电能。

这些部件相互协作，构成了新能源汽车高效、安全的高压系统架构，为车辆的正常运行提供了坚实的保障。

2 高压系统上下电相关模块联动原理

在新能源汽车的高压上下电流程中，多个关键模块协同工作，它们之间的联动就像是一场默契十足的团队合作，每个模块都发挥着不可或缺的作用，共同保障高压系统的稳定运行。

2.1 整车控制器（VCU）

VCU 在高压上下电过程中扮演着指挥官的角色，它负责协调整个高压系统的上下电过程。

VCU 会实时监测车辆的各种状态信息，包括车速、挡位、电池状态等，还会接收驾驶员的操作指令，如启动、停车、加速、减速等 。然后，根据这些信息，发出相应的控制指令，控制高压系统各组件的工作状态，保障车辆的正常行驶。

当驾驶员按下启动按钮时，VCU 会首先唤醒低压系统，为后续的高压上电流程做好准备；在高压下电时，VCU 会判断车辆状态，确保满足下电条件后，才会发出下电指令，控制高压继电器断开，实现高压系统的安全下电。

2.2 电池管理系统（BMS）

BMS 主要负责监控电池组的电压、电流、温度等参数，并向 VCU 提供准确的电池状态信息。

在高压上电前，BMS 会进行严格的自检，确保电池组处于安全状态。BMS检查电池的电压是否在正常范围内，温度是否过高或过低，以及电池的健康状态等，如果发现电池存在异常，及时发出警报，并采取相应的保护措施，防止电池在不安全的状态下进行上电操作，避免引发安全事故 。在充电过程中，BMS 也起着关键作用，它会根据电池的状态，控制充电电流和电压，确保电池能够安全、高效地充电。

2.3 电机控制器（MCU）

MCU 是控制电机工作的关键部件，在高压上电后，它会根据 VCU 的指令对电机进行精准控制。

当车辆需要加速时，VCU 会向 MCU 发送指令，MCU 根据指令控制电机输出相应的转矩，驱动车辆加速前进；当车辆需要减速或制动时，MCU 会控制电机进入再生制动模式，将车辆的动能转化为电能并存储到电池中，实现能量回收 。MCU 还会对电机的工作状态进行实时监测，包括电机的转速、温度、电流等参数，确保电机在安全、高效的状态下运行。如果发现电机出现故障，MCU 会及时采取保护措施，如限制电机的输出功率或停止电机的运行，防止故障进一步扩大。

2.4 高压继电器

高压继电器是连接和断开高压电路的关键执行元件，控制着高压电流的通断。

图：高压继电器

在高压上电时，高压继电器会在 VCU 的控制下闭合，连接高压电池和负载，使高压电能能够传输到各个高压部件，为它们提供运行所需的能量；在高压下电时，高压继电器会在 VCU 的指令下断开，切断高压电池与负载之间的连接，防止电池继续放电，确保电路安全 。

高压继电器的动作需要精准可靠，它的质量和性能直接影响到高压上下电过程的安全性和稳定性。为了确保高压继电器的正常工作，通常会采用一些特殊的设计和保护措施，如采用高耐压的触点材料，增加灭弧装置等，以防止在高压通断过程中产生电弧，损坏继电器或引发安全事故。

2.5 充电机（OBC）

在充电状态下，充电机与 BMS 协同工作，共同控制充电过程，确保电池能够安全、高效地充电。

充电机负责将外部的交流电转换为直流电，并根据 BMS 的指令，调整充电电流和电压的大小 。BMS 则会实时监测电池的状态，包括电池的电压、电流、温度、荷电状态（SOC）等参数，并根据这些参数向充电机发送控制指令，控制充电的开始、停止以及充电的速率。当电池电量较低时，BMS 会指示充电机以较大的电流进行快速充电；当电池电量接近充满时，BMS 会控制充电机降低充电电流，采用涓流充电的方式，以保护电池，避免过充。充电机还会与车辆的其他系统进行通信，如与 VCU 通信，告知充电状态和充电进度等信息，以便车辆进行相应的显示和控制。

3 高压系统上下电安全保护措施

在新能源汽车的高压系统中，安全保护措施至关重要，以下是一些常见的安全保护措施：

3.1 高压互锁

高压互锁通过低压信号监测高压回路的完整性及连续性，时刻守护着高压系统的安全。

只有当所有高压连接器连接正常，高压互锁信号回路完整时，高压系统才能上电。如果高压互锁信号中断，就说明高压回路存在异常，车辆会立即采取相应的保护措施，如禁止上电、报警提示或者切断高压电源等，以防止人员触电和电气设备损坏 。比如，当车辆在行驶过程中，如果某个高压连接器松动，高压互锁系统会迅速检测到信号的变化，并及时切断高压电源，避免发生危险。

3.2 过流、过压、欠压、过温保护

过流保护就像是电路的 “保险丝”，当高压系统中的电流超过设定值时，它会迅速动作，切断电路，防止因电流过大而导致电气设备过热、损坏甚至引发火灾等严重后果。

过压保护则是防止电压过高，当电压超过正常范围时，过压保护装置会启动，通过调整电路参数或者切断电源等方式，保护电气设备免受过高电压的冲击。

欠压保护主要是针对电压过低的情况，当检测到电压低于设定的阈值时，欠压保护机制会启动，防止电池在低电压下过度放电，从而保护电池的性能和寿命。

过温保护会实时监测高压系统中关键部件的温度，当温度过高时，过温保护装置会采取措施，如降低功率输出、启动散热风扇或者切断电源等，防止因温度过高而损坏设备 。例如，在炎热的夏天，当车辆长时间高速行驶时，电机控制器的温度可能会升高，如果没有过温保护，电机控制器可能会因过热而损坏，而过温保护装置会在温度达到一定值时，自动启动散热风扇，降低电机控制器的温度，确保其正常运行。

3.3 绝缘监测

绝缘监测是新能源汽车高压系统安全保护的重要环节，它通过各种检测方法，持续监测高压系统与车身之间的绝缘状态，防止漏电事故的发生。

如果绝缘电阻值低于规定的安全阈值，就说明存在漏电风险，车辆会立即发出警报，并采取相应的措施，如切断高压电源，以确保人员和车辆的安全 。

常见的绝缘检测方法有直流注入法、交流注入法和电桥法等，这些方法各有优缺点，但都能有效地检测高压系统的绝缘状态。例如，在车辆充电过程中，绝缘监测系统会实时监测充电线路和电池组的绝缘情况，一旦发现绝缘电阻下降，就会立即停止充电，并提示用户检查充电设备和车辆的绝缘状态。

4 高压系统上下电流程

新能源汽车的上电分为高压上电和低压上电，高压上电流程一般理解为高压件通电的过程，具体流程如下：

1、点火开关处于ON档时，仪表盘点亮，低压电接通。

2、VCU、BMS、MCU等控制模块依次被唤醒并开始进行自检。

3、BMS对电池的电压、压差、温度进行自检。

4、高压互锁和绝缘进行自检。

5、VCU判断自检是否正常，如果没有问题就会发送BMS闭合高压继电器的指令。

6、BMS先后闭合主负继电器和预充继电器进行预充电。

7、当电机控制器检测到预充电压达到动力电池总电压的90%，判断预充电完成并告知BMS。

8、BMS发送指令闭合主正继电器，断开预充继电器，车辆完成上电，仪表亮READY或OK指示灯。

4.1 常规高压上电流程

当驾驶员未踩下制动踏板，操作钥匙开关将低压电源从 OFF 位置切换至 ACC 或 ON 时，车辆的低压电气系统开始供电，并进行系统自检，确保各个低压设备正常工作。此时，部分高压系统被激活，但由于钥匙档位未处于 START，车辆还不能进入 Ready 状态。

当驾驶员踩下制动踏板并将钥匙开关切换至 START 档时，以整车控制器（VCU）为控制核心，高压上电流程正式开始。VCU 首先控制主负接触器闭合，为后续的操作做好准备。接着，预充继电器闭合，预充回路被激活。预充回路中的预充电阻起着关键作用，它能够限制高压电路中瞬时电流的大小，防止在主接触器闭合瞬间，高压电池直接与高压系统其他组件相连时产生过大电流，对系统造成冲击。

在预充过程中，预充电阻逐渐将高压电池的电压引入高压系统，使系统电压缓慢提升至稳定状态。这一过程减少了对高压系统中电容的冲击，有效防止了电压浪涌。当监测到系统电压达到阈值（通常是系统稳态工作电压的 90% 左右）时，表明预充过程完成。此时，系统会断开预充回路，移除预充电阻，然后闭合主正接触器，使高压电池的正极与高压系统直接相连，形成完整的高压供电回路。

图：上电过程时序图

高压系统正式上电后，DC/DC 转换器等相关高压组件开始工作。车辆在确认制动、驾驶档位处于安全状态后，进入 Ready 状态，准备好启动并行驶。预充电阻的选择与系统电压、系统电容、预充时间以及效率密切相关，需要根据实际项目进行合理平衡。

4.2 常规高压下电流程

驾驶员将车辆停稳后，把档位切换至 P 档，确认车辆完全停止，然后将钥匙开关切换至非 Start 位置。此时，VCU 接收到关闭指令，开始进行系统检测，确认车辆是否处于安全状态。

确认安全后，VCU 会先断开主正接触器，切断高压电池与高压系统的直接连接。由于系统中的电容需要时间放电，VCU 会监测高压电路中的电压，等待其下降至安全水平，这个过程称为 “泄放”。在确认电压降到安全水平后，VCU 控制主负接触器断开，完全隔离高压电池。

之后，电池管理系统（BMS）和 VCU 会继续监控高压系统，确保没有意外的电流流动，同时记录车辆状态和电池健康信息。当高压系统完全下电后，低压电气系统也逐渐进入休眠模式，以节约能源。需要注意的是，VCU 等关键节点的下电会延迟于高压系统，这是为了确保整个系统安全稳定地关闭。

4.3 紧急高压下电流程

当车辆发生故障或出现紧急情况时，如碰撞、电池过热、电气系统短路等，为了保障人员安全和防止故障进一步扩大，系统会自动触发紧急断电机制，迅速切断高压电路 。紧急断电系统通常会与车辆的安全气囊、碰撞传感器等设备联动，一旦检测到异常情况，会立即发出指令，使高压继电器迅速断开，切断高压电池与负载之间的连接，从而实现高压系统的快速断电。有些车辆还配备了手动紧急断电开关，当驾驶员遇到紧急情况时，可以手动操作开关，切断高压电源，增加了一层安全保障。

在遇到紧急情况时，首先断开主正接触器，接着断开主负接触器，快速切断高压电源。然后进行低压下电，并存储相关数据，确保车辆在紧急情况下能够迅速停止高压供电，避免危险的发生。

4.4 充电模式高压上下电流程

在充电状态下，高压上下电的流程与行车状态有所不同，车载系统的激活由外部充电设施信号触发，因此不再对钥匙信号进行判断，同时需要对车速进行检测，保证车辆始终处于停止状态，总之，需要考虑充电机的控制逻辑。整个充电模式高压上下电流程围绕着充电的安全性和稳定性展开，涉及对充电信号、电池状态、车辆状态等多个方面的检测和判断。满足所有条件后，车辆进入充电状态，充电结束后则按照相应流程进行下电操作，确保充电过程安全可靠。

当车辆处于充电状态时，充电机首先会与车辆的 BMS 进行通信，进行握手和参数配置，确定充电的电压、电流等参数。在充电上电过程中，需要先闭合一些与充电相关的继电器，如充电接触器，确保充电电路的连接正常，然后才会进行后续的高压上电操作 。而在充电下电时，也需要先停止充电，断开充电接触器，再进行高压系统的下电操作，防止在充电过程中突然断电，对电池和充电机造成损坏。

在快充过程中，由于充电电流较大，对高压系统的稳定性和安全性要求更高，所以充电上下电的流程会更加严格和复杂，需要更加精准地控制各个环节，以确保充电的安全和高效。

5 总结

新能源汽车的高压上下电流程，涵盖了从车辆启动到行驶，再到停车的全过程，涉及多个关键模块的协同工作和一系列严格的安全保护措施。了解这一流程，不仅能让我们更好地掌握新能源汽车的工作原理，也能在日常使用和维护中，更加规范地操作，确保车辆的安全运行 。随着技术的不断发展，新能源汽车高压系统在智能化、分布式控制和无线通信等方面有着广阔的发展前景，未来，新能源汽车将为我们带来更加安全、高效、智能的出行体验。希望大家通过这篇文章，对新能源汽车高压上下电流程有更深入的认识，在享受新能源汽车带来的便利时，也能时刻牢记安全第一，规范操作。