720V重卡磷酸铁锂电池400kWh电池包电气架构

重卡（即重型卡车）电池包的电气架构（Electrical Architecture）是整车电动化系统的核心之一，它直接决定了车辆的动力性能、安全性、可靠性与维护便利性。下面我为你系统梳理一下典型的重卡电池包电气架构设计方案。

一、总体目标

重卡电池系统需满足以下要求：

• 高电压高功率输出：典型系统电压为 600V～800V，部分重卡平台上升至1000V；

• 大容量：单车总电量通常在 200～500 kWh；

• 安全性高：具备完善的高压隔离、绝缘监测、熔断保护、热管理与BMS多级防护；

• 可靠通信：支持CAN、CAN FD或Ethernet，满足整车控制器（VCU）与充电系统通信；

• 模块化/可扩展性：便于多Pack并联使用。

二、系统电压与拓扑架构

1. 电压平台

三、重卡电池包电气架构组成

1. 主回路结构

主电路通常包括：

高压正极：+HV → 主接触器 → 预充接触器/电阻 → 电流传感器 → 熔断器 → 输出至高压配电箱（HVJB）
高压负极：−HV → 主负接触器 → 电流传感器 → 输出至HVJB

主要分支包括：

• 动力驱动（电机控制器MCU）

• 充电分支（DC/DC、OBC）

• 辅助系统分支（空调压缩机、加热器、气泵等）

2. 控制与低压系统

低压系统通常为 12V或24V，由以下部分构成：

• DC/DC转换器（高压转低压）

• BMS主控板（BMU）+ 从控板（BMC）

• 绝缘监测单元（IMD）

• 高压互锁回路（HVIL）

• 继电器控制回路与故障诊断接口

• CAN通信接口与VCU通信

3. 模块与Pack层级架构

重卡电池系统一般采用多层级电气架构：

Cell → Module → Pack → System

• Cell层：单体锂电池（通常磷酸铁锂或高镍三元）

• Module层：通常16~24串，具备采样板BMS从控（BMC）

• Pack层：由多个Module组成，含高压继电器、保险、采样总线、温度采集与热管理接口

• System层：多个Pack并联或串联后由系统BMS（BMU）统一管理

四、电气架构典型拓扑图（文字示意）

[高压正极] → 熔断器 → 预充电阻 → 预充接触器 → 主接触器(+) → 电流传感器 → HVJB → 电驱/OBC/DC-DC
[高压负极] → 主接触器(−) → 电流传感器 → HVJB
                         ↑
                     绝缘检测模块(IMD)
                         |
                     BMS主控(BMU)
                         |
              CAN通信 ↔ VCU/充电机
                         |
                    BMC模块采样单元

五、安全与防护设计要点

1. 高压互锁 (HVIL)：检测连接器状态，防止带电插拔。

2. 预充电回路：避免主接触器吸合瞬间电流冲击。

3. 熔断与短路保护：主熔断器 + 模块级保险丝。

4. 绝缘检测：实时监控对地绝缘阻抗，防止漏电。

5. 热管理联动：BMS监控温度并联动液冷系统。

6. 防反接、防电弧设计：插座及继电器带防误插结构。

六、典型参数参考

七、扩展：多Pack并联系统

重卡常采用双Pack或四Pack并联方式，以实现大容量与冗余设计。
电气架构需具备：

• 每Pack独立BMS与主接触器；

• 系统级BMU集中协调；

• 并联均衡管理（主从电流共享策略）；

• 维护时可单Pack下线。