新能源汽車關鍵技術簡介（純電動汽車基礎技術）

1、新能源汽車關鍵技術簡介（純電動汽車基礎技術） 先說幾句各位老師都關心和思考的熱門話題： 新能源汽車專業(yè)的學生學習內(nèi)容是哪些？ “ 傳統(tǒng)汽車技術 + 新能源汽車技術” 原由：新能源汽車上還有許多傳統(tǒng)汽車技術； 新能源汽車的市場保有量目前還較少； 新能源汽車的維修通常與傳統(tǒng)車一起。 因此，新能源汽車是技術提升或新技術融入。 如同90年代起汽車的電控技術的發(fā)展。 新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的主要區(qū)別在哪里？ 傳統(tǒng)能源汽車以機械系統(tǒng)為基礎，例如； 發(fā)動機動力機械。 傳統(tǒng)能源汽車的機械維修是以形象思維為基礎。 新能源汽車以電氣系統(tǒng)為基礎，例如； 電動機、動力電池電器總成。 新能源汽車的電氣維修是以邏輯思維為基

2、礎。 新能源汽車的核心是“三電”技術： 發(fā)動機 電動機 油 箱 電 池 VCM ECM純電動汽車關鍵技術簡介北汽EV160北汽E160純電動汽車基本組成動力電池電機控制器高壓控制盒DC/DC轉(zhuǎn)換器車載充電器驅(qū)動電機慢充充電口VCU快充充電口一、充電系統(tǒng)（動力電池系統(tǒng)） 由動力電池組件、DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、高壓控制盒、快充口（直流）、慢充口（交流）、等組成。1、充電系統(tǒng)控制設計 充電系統(tǒng)控制設計架構2、車載充電器 車載充電機主要功能是將220Vac轉(zhuǎn)換為320Vdc高壓直流電給動力電池進行充電。同時提供過壓、欠壓、過流、欠流等多種保護措施，當充電系統(tǒng)出現(xiàn)異常會切斷供電。3、高壓控制盒

3、高壓控制盒主要用于對動力電池中儲存的電能進行輸出及分配，實現(xiàn)對支路用電器件的切斷和保護。 高壓控制盒共有5出接線口，分別連接快充、動力電池、電機控制器和其它高壓接插件。高壓控制盒高壓附件插件 A：DC/DC 電源正極 B：PTC 電源正極 C：壓縮機電源正極 D：PTC-A 組負極 E：充電機電源正極 F：充電機電源負極 G：DC/DC 電源負極 H：壓縮機電源負極 J：PTC-B 組負極 L：互鎖信號線 K：空腳4、DC/DC DC/DC變換器主要作用是完成320Vdc轉(zhuǎn)換成14Vdc,向低壓蓄電池及全車低壓用電設備供電；共有4處接線口，分別為低壓輸出負極、低壓輸出正極、低壓控制端、高壓輸入

4、端。5、動力電池系統(tǒng) 動力電池系統(tǒng)主要由動力電池模組、電池管理系統(tǒng)、動力電池箱及輔助元器件等四部分組成。動力電池模組 電池單體：構成動力電池模塊的最小單元。 電池模塊：一組并聯(lián)的電池單體組合，可作為一個單元替換。 電池模組：多個電池模塊或單體電芯串聯(lián)組成的一個組合體。 額定電壓=單體電芯額定電壓單體電芯串聯(lián)數(shù)； 電池容量=單體電芯容量單體電芯并聯(lián)數(shù)量； 電池總能量=動力電池系統(tǒng)的額定電壓動力電池系統(tǒng)容量。 動力電池高壓系統(tǒng)基本組成示意圖6、慢充口（交流） 慢充（交流）充電接口參數(shù)值： 額定電壓 250V， 額定電流 16A、32A。7、快充口（直流） 快充（直流）充電接口參數(shù)值： 額定電壓 7

5、50V， 額定電流 125A、250A。二、電驅(qū)系統(tǒng) 由驅(qū)動電機組件、電機控制器、電驅(qū)冷卻系統(tǒng)和減速器總成等構成，通過高低壓線束，冷卻管路與整車系統(tǒng)連接。電驅(qū)系統(tǒng)的連接示意圖電驅(qū)系統(tǒng)原理示意圖 北汽EV160電驅(qū)系統(tǒng)的主要功能是將電能轉(zhuǎn)化為機械能，或者將機械能轉(zhuǎn)化為電能。1、永磁同步電機（PMSM） 效率高、體積小、重量輕及可靠性高。 電機使用了一些傳感器來提供電機的工作信息： 旋轉(zhuǎn)變壓器：用以檢測電機轉(zhuǎn)子位置； 溫度傳感器：用以檢測電機的繞組溫度。2、旋轉(zhuǎn)變壓器 簡稱旋變是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號元件。當勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)

6、關系，或保持某一比例關系，或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角成線性關系。3、電機控制器 電機控制器是電驅(qū)系統(tǒng)的控制中心，主要由DC-AC逆變模塊、AC-DC整流模塊、溫度保護模塊以及電子控制器組成。 電機控制系統(tǒng)使用的傳感器有電流傳感器、電壓傳感器、 溫度傳感器等。三、電控系統(tǒng) 由加速踏板位置傳感器、制動踏板位置傳感器、電子換檔器等輸入信號傳感器，整車控制器（VCU）、電機控制器（MCU）、電池管理系統(tǒng)（BMS）等控制模塊和驅(qū)動電機、動力電池等執(zhí)行元件組成。電控系統(tǒng)基本組成 傳感器控制單元執(zhí)行器檔位傳感器VCU動力電池加速踏板位置傳感器BMS電機制動踏板位置傳感器MCU電力電子箱電機旋變和溫度傳感器高壓

7、配電單元電機控制器溫度傳感器電池溫度傳感器電池電壓和電流傳感器1、電控系統(tǒng)的上電控制 高壓上電 點火鑰匙ON檔，BMS、MCU當前狀態(tài)正常、且在之前一次上下電過程中整車無嚴重故障。 a）BMS、MCU初始化完成，VCU確認狀態(tài)； b）閉合電池繼電器； c） 閉合主繼電器； d）MCU高壓上電； e）如檔位在N檔，儀表顯示Ready燈點亮。2、電控系統(tǒng)的下電控制 下電順序： 純電動車下電只需點火鑰匙打到OFF檔，即可實現(xiàn)高壓、低壓電的正常下電； 1）點火鑰匙到OFF檔，主繼電器斷開、MCU低壓下電； 2）輔助系統(tǒng)停止工作，包括DC/DC、水泵、空調(diào)、暖風； 3）BMS斷開電池繼電器； 4）整車控

8、制器下電（VCU）； 整車控制器在下電前會存儲行車過程中發(fā)生的故障信息。3、電控系統(tǒng)故障診斷及處理 電控系統(tǒng)根據(jù)電機、電池、EPS、DC/DC等零部件故障、整車CAN網(wǎng)絡故障及VCU硬件故障進行綜合判斷，確定整車的故障等級，并進行相應的控制處理。等 級 名 稱 故障后處理 一級致命故障緊急斷開高壓二級嚴重故障二級電機故障零扭矩，二級電池故障20A放電電流限功率三級一般故障進入跛行工況/降功率四級輕微故障只儀表顯示，四級故障屬于維修提示，但是VCU不對整車進行限制。四級能量回收故障，僅停止能量回收，行駛不受影響。4、高壓系統(tǒng)常見故障指示燈 8跛行指示燈9蓄電池故障指示燈10電機及控制器過熱指示燈

9、11動力電池故障指示燈12動力電池斷開指示燈13系統(tǒng)故障燈四、高壓安全保護 高壓安全保護主要包括以下幾個方面： 1、通過BMS和漏電傳感器（絕緣電阻20M）對整車進行持續(xù)的漏電檢測； 2、維修人員在帶電時拔開插件或打開高壓器件蓋子時，高壓互鎖可使整車高壓系統(tǒng)立即斷電，并快速釋放電機控制器等里的大電容。 3、慣性開關會在車輛發(fā)生重大碰撞時，立即斷開高壓系統(tǒng)并釋放大電容。北汽EV160高壓互鎖電路 新能源汽車整車安全防護 電源極性反接防護、碰撞保護、主動泄放、被動泄放、高壓互鎖、開蓋檢測等。電源極性反接保護當電源供電電壓極性意外反接時，MCU、DC/DC轉(zhuǎn)換器、BMC等均可保護而不被燒壞。碰撞保護

10、當車輛發(fā)生碰撞時，BMS檢測到碰撞信號大于一定閾值，會立即切斷高壓系統(tǒng)電氣連接，同時激活MCU的主動泄放，可使發(fā)生碰撞時的短路危險、人員電擊危險降低到最低。 新能源汽車整車安全防護主動泄放MCU中有主動泄放電路，車輛發(fā)生較大碰撞或高壓回路中接插件處于拔開狀態(tài)或高壓器件存在開蓋情況，可在很短時間內(nèi)將高壓回路直流母線電壓泄放到60V以下，迅速釋放危險電能，最大限度保證人員安全。被動泄放在含有主動泄放電路的同時，MCU、空調(diào)控制器等內(nèi)部含有高壓的器件同時設計有被動泄放回路，被動泄放作為主動泄放失效的二重保護，也可在較短時間內(nèi)將高壓回路中直流母線電壓泄放到60V以下。 新能源汽車整車安全防護高壓互鎖

11、結構互鎖：在主要高壓電氣接插件和蓋上都帶有互鎖回路，當某個被帶電斷開，VCU(BMS)會檢測到電路，將立即報警并會斷開主高壓回路電氣連接，同時激活主動泄放。功能互鎖：當車輛在進行充電或插上充電槍時，VCU會限制整車不能通過自身驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動，以防止可能發(fā)生的充電線束拖拽或安全事故。開蓋檢測車輛高壓器件具有開蓋檢測功能，當在整車高壓回路連通的情況下打開時，會立即報警，同時斷開高壓主回路電氣連接，激活主動泄放。上汽榮威E50純電動汽車一、充電系統(tǒng)（動力電池系統(tǒng)） 由動力電池組件、車載充電器、高壓配電單元、快充口（直流）、慢充口（交流）、電池冷卻系統(tǒng)等組成。 充電系統(tǒng)控制設計 高壓配電單元 高壓配電單元用于分配電能。 高壓配電單元有5處接線口，通過高壓線分別與空調(diào)壓縮機、空調(diào)加熱器、快充充電口、電力電子箱以及高壓電池包相連。 高壓配電單元結