《汽车之友》杂志是由中国汽车工程学会主办，全国发行，影响力广泛的汽车刊物。
前面几节课，我们已经学习了很多关于新能源汽车的相关知识。但是，我们要从事新能源汽车的维修，更多是要和电打交道，那首先就必须掌握基本的电学常识，而传统的燃油车维修工更多擅长机械维修，往往电学基础不够扎实，转型起来有很大困难。而那些原来做家电维修的师傅，倒是更容易上手，因为他们更了解电，更擅长电工活。
所以，这节课我们就要回归到电学的基础知识，给那些电工基础差的学员补补课。
关于电学，最基础的知识，最基本的概念是什么？没错，就是电压、电流、电阻、电感、电容，这些东西大家在上学的时候应该都学过，不知道还能记得多少？概念是否清晰？
接下来，我们就带大家一起进入奇妙的电学世界，重温这些最最基本的电学常识，这节课我们重点来聊一下电压。
电压是什么？
电压，也被称为“电势差” 或“电位差”，它就像是电气世界里的“海拔落差”。
任何一条河流，从高处的源头到低处的入海口，肯定存在着海拔高度差（几千米），正是因为有了这个高度差，才促使水流奔腾不息。在电路中，电压就相当于这个高度差，它像一只无形的手，用看不见的神秘力量，推动电荷在导线和用电设备中勇往直前、有序流动，这样才能形成电流。可以这么说，电压是所有电路的动力源泉，也是电学当中最重要的参数。
电势差就像海拔落差
电压的单位及由来
在国际单位制中，电压以“伏特（V）” 为单位，这就好比我们衡量高度用“米” 一样，是电压的专属“度量衡”。常见的电压单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）和微伏（μV），它们之间是千进制的换算关系，就像长度单位里的千米（公里）、米、毫米一样，方便我们在不同场景下描述电压的大小。
对了，关于电压的大小，大家应该有基本概念吧？比如，我们日常生活当中使用的小电池，它的电压只有1.5V。小汽车上面用的铅酸蓄电池，电压是12V。大货车呢，它的蓄电池的电压就更高一些，通常是24V。
我们平常用的电，电网给咱们的电灯、插座供的交流电，也叫“市电”，它的电压是220V。
城市之间的高压输电线路，电压就会高达110 千伏、220 千伏甚至更高，那就是非常危险的高压电了。
为什么电压的单位是“伏特（V）”呢？那得从220多年，也就是18世纪末说起。
那时候的电学领域是一片等待探索的神秘新大陆，当时人们对电的认知还停留在静电现象，只能通过摩擦来产生转瞬即逝的电火花，还没有找到稳定、持续的电源，也就无法对电进行深入的研究。
意大利有一位物理学家叫做亚历山德罗・伏特，他对电的奥秘无比痴迷。那时流行的“青蛙实验”，也就是金属触碰青蛙腿部引发肌肉抽搐的现象，让众多学者困惑不解。但伏特却从中敏锐地捕捉到了研究线索，一头扎进实验当中，最后终于有了重大突破。伏特将锌板和铜板交替堆叠，中间用浸过盐水的湿布隔开，成功发明了“伏打电堆”。这个“伏打电堆”第一次实现了稳定、持续的极板电压和电流输出，没错，它就是人类历史上第一个化学电池。
伏打电堆
电池的发明，堪称电学史上的里程碑，为整个电学研究奠定了基础，人类就此推开了电学这个神秘的大门。为了纪念伏特这一具有开创性的重大发明，科学界就将电学里面最重要的一个参数，也就是电压，把它的单位命名为“伏特”！
我们现在能用上新能源汽车，也必须感谢伏特，正是他最先发明了化学电池，为电化学这个行业奠定了基础，才让后来锂电池技术的应用和发展成为可能。如果没有化学电池，就别说新能源汽车了，我们连手电筒都用不了，可能还停留在中世纪的黑暗当中。
新能源汽车上的电压类型
我们再来看看，在新能源汽车的各个系统当中，电压是什么样的？大概的电压值又是多少？
相比普通的电器和电子设备，比如手机、电视、空调这些，新能源汽车是个较为复杂的电气设备，它除了能够在路上行驶，还集成了很多的附属功能，比如空调、显示、通讯等等。所以，它既有高压系统，又有低压系统，车上既有直流电，还有交流电。
接下来，我们把这些主要系统的电压都过一遍，大家就清楚了，新能源汽车其实也没那么复杂，从电压这个维度来看，就只有那几个系统，几种的电压类型。
1、高压系统（直流）
我们先来看看新能源汽车的高压系统，之前也讲过，新能源汽车高压系统的供电，就是来自于它的动力电池，这个动力电池输出的都是直流电，它的输出电压，就是高压系统的系统电压。但是，新能源汽车这个高压系统的电压值，并没有统一的标准，只有大概的范围，大多数新能源汽车的高压系统，它的电压通常在240 - 420V 之间。实际上，这个电压高低，完全决定于整车厂的设计，不同的品牌，不同的车型，都会有所不同。
特斯拉 Model Y
比如，特斯拉MODELY是355.2V、小鹏G3是390V。比较特殊的是那些小型电动车，因为它的动力电池电量小，所需要的电压也就比较低，比如五菱宏光MINI的短续航版，它的高压系统电压只有96V。
小鹏G3
五零宏光MINIEV
现在的发展趋势是，为了缩短充电时间，让“快充”能更加快，高压系统平台的电压会设计得越来越高。比如，保时捷的电动车早就达到了800V，它能够实现所谓的“超级快充”功能，而比亚迪最新推出的高压平台架构，电压甚至高达1000V（所以被称为“闪充”）。
比亚迪超级e平台
上面讲的，是新能源汽车高压系统的输出电压，也可以称为“系统电压”。我们再来看看，要给这个高压系统，给这个动力电池充电，充电的电压又是多少？
我们都知道，动力电池充电的时候，无论是慢充还是快充，充入的电也都是直流电，而且充电的电压要略高于动力电池的电压（大概要比电池高几十到一百伏），这样才能充得进去。
所以，不管是将交流电通过慢充口引入，再经过车载充电机整流之后，所输出的高压直流电（小电流），还是从快充口直接导入的高压直流电（大电流），它的电压都要与动力电池完美“适配”，才能保证充电能顺利进行。
2、高压系统（交流）
再来看看新能源汽车上面的交流电，它的电压范围。
交流电在新能源汽车上，用得最多的就是外接的交流电，也就是说，把电网的交流电（市电）引入到车内，来给动力电池充电，这也就是所谓的“交流慢充”。
既然是电网过来的交流电，它肯定是严格执行国家的相关标准，电压就只有2种标准制式。
一种是单相交流电，它的电压是220V（火线和零线之间），我们家里和办公室里用的电，通常都是这种单相交流电，可以给功率需求不大的电器来使用。
单项交流电
另一种是三相交流电，电压是380V（各个相线之间的电压，也叫“线电压”），它比单相交流电多了2相，输出的功率更大，可以提供给大功率的电气设备来使用，比如电梯、举升机等等。
三项交流电
每辆车都会接入的，就是单相交流电。当然，有些车还可以接入三相交流电，这样充电功率可以更大（能到11kW以上），充电可以更快。能不能接入三相交流电，这要看车辆充电系统的具体设计。
刚才说的是外接充电，我们再来看看用电端，在新能源汽车上面，使用到交流电的地方，又有哪些？
一个是驱动电机，现在的新能源汽车，基本用的都是三相交流电动机，通过U、V、W这3根相线，引入三相交流电，来为电机提供驱动。当然，这个交流电不是直接来自于外接电源，而是通过电机控制器的整流，将动力电池过来的高压直流电，转换为三相交流电，再输入到驱动电机。
这些驱动线的电压是多少呢？一般不会超过高压系统直流电的母线电压。比如，400V的高压系统，电机工作的时候，它的驱动线电压一般会在0-400V之间变化。以后在专门学习驱动电机的时候，我们再深入学习电机方面的知识。
另外一个用到交流电的地方，那就是电动空调压缩机，它实际也是个小型的交流电动机，也是通过内部整流，将动力电池过来的高压直流电转换为三相交流电，来驱动这个电机旋转。和驱动电机一样，这3根电机驱动线的电压也是变化的。
驱动电机的三根驱动线
3、低压系统（直流）
1）系统电压
在新能源汽车当中，低压系统也是车辆电气架构中至关重要的部分，它主要用来给车上那些基础用电设备供电。比如最重要的控制系统，还有照明、娱乐等等这些附属用电设备。
低压系统的供电，一方面是来自于动力电池，将动力电池的高压直流电转化为低压直流电，就可以供给低压系统使用；另外一方面，低压系统本身也有个蓄电池，在动力电池还没有激活启动的时候，这个蓄电池也能给低压系统供电。
这个低压系统的电压值，会因车型而异，不同类型的新能源汽车，电压值会不一样。
先来看看新能源乘用车，也就是日常所见的小汽车。主流的新能源乘用车，它的低压系统，电压基本都是12V，和咱们的传统燃油车的电压是一样的。
也有特例，极个别的新能源汽车可能会采用48V 的低压系统，代表车型就是特斯拉那台电动大皮卡Cybertruck，大家都知道，这款车的设计非常激进、非常前沿，无论是它的外观，还是电气系统的架构，都特立独行与众不同。为什么要采用48V？原因也很简单，因为相比12V 系统，48V 能承载更大功率的负载，还能降低对供电线路的电流需求，可以使用更细的电线，来给车上的用电设备供电。
特斯拉Cybertruck
虽然说48V可能会是将来新能源汽车电气系统的发展方向，但是目前，整个行业的生态链，尤其是核心部件的供应商，都还停留在12V的技术平台上面，所以短期内肯定还是12V占主流。
再来看看新能源的商用车，这些车由于工作特性和负载需求，低压系统的电压要比乘用车更高一些，通常是24V。无论是城市配送的小型电动货车，还是更大型的电动大巴、物流重卡，这类车辆都需要驱动比乘用车功率更大的用电设备，比如货车需要更亮的工作灯，用于夜间装卸货物，客车也需要给更多的室内灯供电，采用24V 电压可以更好地保障电力充足。
2）传感器的基准电压
在新能源汽车的低压控制系统中，有很多传感器，它们的基准电压值会比系统电压低一些，具体的数值也并非“一刀切”，而是根据不同类型与功能，有着特定的设定。
比如常见的温度传感器、压力传感器等模拟信号传感器，基准电压多为5V。这5V 就像一把“标准尺子”，传感器将感知到的物理量（如温度高低、压力大小）转化为在0 - 5V 区间内变化的电压信号，传送给车辆的电子控制单元（ECU），ECU 再依据预先设定的程序将这些电压信号“翻译” 成实际的物理量数值，以此来监控和调节车辆的运行状态。
另外，也有部分传感器采用3.3V 作为基准电压，这类传感器通常用于对功耗要求更为严格、信号处理相对简单的场合，像一些车内的舒适性传感器，它们在较低的基准电压下也能精准地将检测到的信息转化为电信号，既能满足车辆控制需求，又能降低能耗。此外，在一些高精度的压力、位置传感器中，可能会使用更高精度、更稳定的基准电压源，确保传感器输出的信号准确无误，从而为新能源汽车的动力系统、制动系统等关键部位提供可靠的反馈数据，保障车辆安全、稳定运行。
怎么测量电压？
我们检查新能源汽车各个系统的电压，有很多方法。
比如，用诊断仪来连接车辆的车载诊断系统（OBD/UDS），就可以读取到各个系统的电压数据，但是同学们要知道一点，这些数据都是经过控制电脑采集和检测的数据，不是一手信息，有可能出现偏差。
作为一名电工，在实际检修电路和元器件的时候，更多是要通过仪表来直接进行测量。我们最常用的就是所谓的“万用表”。之所以叫“万用表”，就是因为它是一个通用的测量设备，能够检测很多的电学参数，包括电压、电流、电阻等等。
电压的测量其实非常简单，先连接好表笔，红色表笔应插入标有“VΩ” 或“+” 的插孔，黑色表笔应插入标有“COM” 或“-” 的插孔，再选择好合适的档位和量程，就可以测量了。注意，这个档位和量程非常重要，因为在新能源汽车上面，既有直流电也有交流电，既有高压电也有低压电，测量不同类型、不同数值范围的电压，就要选用不同的档位和量程（比如，测量交流电要用专用档位V~），所选量程必须高于被测电压。