如何打造你自己的电动汽车：高压大电流动力系统

图9-16中粗线缆代表大电流连接。当你把电动机、控制器、电池和充电机都放到你的电动汽车上时，你需要接触器、断路器和熔断器来切换相应的大电流。我们来仔细研究一下这些大电流部件吧。

图9-16 电动汽车基本布线图

主接触器

主接触器就像一个继电器。它的重负荷触头（一般额定在150～250安）可以让你以较低的电压来控制较大的电流。单触头，作为常开的主接触器位于电池、控制器和电动机之间的大电流线路上。当你给它通电时——通常就是打开点火开关——大电流将可以到达控制器和电动机。

换向接触器

这种接触器用于电控（不是机械式）传动控制以改变车辆前后行驶方向时。这种双触头的接触器用串励直流电动机的励磁绕组以改变电流方向。使用这种接触器时，需要在低压布线系统中点火开关之后加装前后档开关。

它可以实现正反或串并联转换以及串并联接触器控制。图9-17用来改变串励直流电动机的电流方向。使用这种接触器时，需要在低压布线系统中点火开关或按钮之后上加装前后档开关。

主断路器

断路器就像一个开关和重置式熔断器。这种重载断路器（一般额定电流300～500安）的目的是为了在驱动系统发生故障的情况下能够瞬间切断主电池电源，以及维修或充电时例行切断电池电源。为了方便起见，这种断路器通常都是安装在电池组附近。开关板和安装部件都很有用——用大写的字提醒用户关于断路器的功能。

安全熔断器的目的是在电池组偶然出现短路的情况下能够切断电源。换句话说，在你焊接电池箱边框并毁坏掉电池组之前，你的熔断器就熔断了，如图9-18所示。

图9-17 主接触器——单触头

图9-18 断路器

安全连锁

有些电动汽车的变流器在大电流系统中安装有一个额外的开关，通常是在控制面板上以红色的大旋钮或按钮的形式出现——紧急安全连锁或称“切断开关”。当有任何其他故障的时候，一按这个按钮就等于把插头从你的电池电源上拔出。

低电压、低电流的仪表系统

仪表系统包括主开关、踏板控制和监测布线。由点火钥匙控制的主开关布线从辅助电池或DC/DC变换器开始一直延伸到电动汽车运行时你所需要控制的任何一样东西：车灯、车内照明灯、喇叭、雨刮、风扇、收音机等。踏板控制布线包括与所有重要的节流电位器相连接的一切部件。监测布线涉及电流、电压、温度和消耗能量的远程感测，它与控制面板上安装的各种仪表相连。我们再更细致地看一看这些低压元器件吧。

节流电位器

通常是一个5千欧姆的电位器，但是它却有着特殊的用途和重要的安全作用。柯蒂斯的这款电位器主要设计是与其控制器配套并互补，并可使用与你电动汽车相连的现有的加速踏板。还有一款同样的产品用于替换使用，或为没有安装加速踏板的车辆使用。有了这两款中的任一个，当踩下踏板时，电位器将提供较高的踏板禁用选择来限制控制器的输出；也就是说，你不得用脚踩节流器的方式启动你的电动汽车——这是一个令人满意的安全特性。因为柯蒂斯控制器也包含有一个错误输入模式，在发现电位器开启输入的情况下（如断线的情况）可以关闭控制器——一种可能导致失控的条件——通过使用带有较高踏板禁用选项的柯蒂斯控制器和节流器，这两种情况你都可以避免。图9-19所示为节流电位器线束直接控制器输入相连，带有可互换的电位器引线和常闭触点。

图9-19 带有高踏板禁用开关的柯蒂斯节流电位器（注意左边三个开关触点）

据Grassroots电动汽车公司，它是市场上最好的节流器之一（我只是转述公司的说法而已，你也可以到别处去买）。价格大约为180美元，我想不会给你带来财务上的负担。换向接触器如图9-20所示。

图9-20 换向接触器——双触头，与48-96伏电池组交叉连接

踏板总成使用优质的原始设备制造商（OEM）提供的踏板位置传感器（TPS），标称有1百万次循环。TPS及其电气连接件都是完全密封的。

辅助继电器

图9-21所示是一些非常有用的20安额定/12伏直流的双头继电器。这种交流线圈的经典用途就是当做充电机连锁装置。与车载充电机串联，如果在充电机输入接线柱上检测到交流电压就会通过断开辅助电池主开关的方式立即阻断电池组的电流输出，然后打开主接触器。直流线圈的使用仅受你的想象力的限制：额外的安全连锁，如图9-22所示；电压、电流或温度连锁；以及控制灯光，风扇和仪表。

图9-21 辅助继电器——20安额定/12伏直流(www.xing528.com)

接线板

无论你在电气部门做什么，图9-23所示的简单的接线板都会使你的布线更简单而又整齐。使用一个或多个这样的便捷打结触点不仅可以在首次改装布线时降低出错的可能性，也能在后来进行必要检查时使连接变得更简单。

图9-22 准备安装的维修断开和安全连锁装置。注意这一部件——以德语和英语说明的

图9-23 接线板

分流器

分流器是一种刻度精密的电阻器，有电流通过时通过测量压降来确定电流的大小。图9-24所示为两种分流器：左侧可测量0～50安的电流，右侧可测量0～500安的电流。

图9-24 分流器——50安（左）和500安（右）

安培表

你的电动汽车车载仪器中最有用的是你的安培表。量程较大的安培表可以用来确定你的电动机的瞬间最大电流；它的工作方式更像内燃机中的真空表——电流越小，量程越大，以此类推。量程较小的安培表的作用和你的内燃机汽车仪表板上的安培表一样——它会告诉你你的12伏的附件正在消耗的电流量。

电压表

第二个最有用的车载仪表就是你的电压表。TurnE Conversions的产品仅用作测量电压的目的，但是其他产品可以通过旋转开关提供50～150伏或9～14伏测量量程。较大的量程可以使你确定你的电池组瞬时的电压（他就像是你的内燃机汽车上的油量表——电压越低，剩余的行驶里程就越少）。较小量程的作用和你的内燃机汽车仪表板上的电压表一样——它会告诉你你的系统的状态。

图9-25 经典的Curtis电池测试器

电量指示器

用户要么非常喜欢电量指示器要么认为它（和电压表一起）是多余的，因此在你购买之前一定要了解清楚。图9-25中的柯蒂斯900型显示的是你上一次充满电后电池组的SOC。电量指示器直接连接到电池上，就像是一个电压表。模块内部的专有线路将电压状态整合成剩余电量的读出值，显示在LED灯上。尽管对于车载充电来说这不是很有用，并且一点也不接近电池能量管理系统，但是对于那些仅在固定地点充电的客户来说还是有用的，它可以作为下一次充电的参考。

旋转开关

旋转开关，例如四极、双位开关，是你的仪表的理想伙伴，可用于量程、传感器和功能的切换。尽管在你已改装完成电动汽车上你可以只选择一种安培表和一种电压表，但是在测试阶段你还想检查各个位置的电压和电流。一些旋转开关可以帮你解决任一情况下的问题。

风扇

风扇属于强制性要求的范畴，用于防止发动机舱内部温度上升和充电时保持电池组内部通风。无论是主开关电路上的全时直流电，还是继电器控制的间歇直流电，或者是插座上的交流电，无火花、无刷型12伏直流电机风扇和120伏交流电机风扇都是你要选择的型号。如图9-26所示，几乎每一组电池都安装有风扇。

图9-26 冷却这些电池

低压保护熔断器

所有的仪表和超低压部件都需要1安的熔断器（汽车级产品就可以）来保护，如图9-27所示。

图9-27 仪表——电动版保时捷Speedster

低压连锁

许多电动汽车改装者倾向于采用“切断开关”，参见本节早些时候关于低压的论述。这个通常比较简单，因为已经存在许多连锁装置——座椅、电池、碰撞等。此外，使用低压只需要一个简单的开关，可能是一个继电器和一些连接线——最多几盎司重，而大电流的方案要用好几磅的线材以及折弯和装配等。