新能源汽車構(gòu)造 課件 6-1 認知新能源汽車電子電氣系統(tǒng)架構(gòu)

《新能源汽車構(gòu)造》任務(wù)一認知新能源汽車電子電氣系統(tǒng)架構(gòu)能力模塊六掌握電子電氣系統(tǒng)構(gòu)造與拆裝方法和汽車新時代的領(lǐng)導(dǎo)者一起成長目錄CONTENTS3整車網(wǎng)絡(luò)控制概述1新能源汽車電氣系統(tǒng)概述2集成式車身控制器概述情境導(dǎo)入隨著技術(shù)的發(fā)展，新能源汽車的越來越多功能都實現(xiàn)了電子自動化，車身電子控制單元多達數(shù)百個，電子器件分布更是復(fù)雜。作為某車企的技術(shù)培訓(xùn)師，領(lǐng)導(dǎo)安排你向4S店的維修技師介紹電動汽車電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，你要如何完成這個任務(wù)呢？01新能源汽車電氣系統(tǒng)概述電氣系統(tǒng)是電動汽車的神經(jīng)，承擔(dān)著能量與信息傳遞的功能，對純電動汽車的動力性、經(jīng)濟性、安全性等有很大的影響，是電動汽車的重要組成部分。主要由三大部分組成：低壓電氣系統(tǒng)、高壓電氣系統(tǒng)、整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。定義新能源汽車電氣系統(tǒng)概述新能源汽車電氣系統(tǒng)概述純電動汽車整車電氣圖如下:1.高壓電氣系統(tǒng)由動力電池、驅(qū)動電機、功率變換器等高壓電氣設(shè)備組成；2.低壓電氣系統(tǒng)由直流12V或24V的電源提供電源。一方面為燈光、雨刮等常規(guī)低壓電器供電，另一方面為整車控制器、輔助部件、高壓電氣設(shè)備的控制電路供電。主要由DC/DC功率變換器、輔助蓄電池、控制器單元和若干低壓電氣設(shè)備組成。汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能優(yōu)點行駛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)純電動車電氣系統(tǒng)3.整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)新能源汽車整個電氣系統(tǒng)(如驅(qū)動電機控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、車載充電系統(tǒng)、電動輔助系統(tǒng)、高)低壓電氣系統(tǒng)等)由中央控制單元ECU通過CAN總線傳輸信號或指令，控制各種執(zhí)行器件按照駕駛員的意圖來控制整車運行，并由各種傳感器反饋整車運行的實時信息，由中央控制單元ECU進行運算和調(diào)整，確保新能源汽車運行的可靠性及安全性。主要組成：整車控制器、電機控制器、電池管理系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)和通信總線CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能優(yōu)點行駛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)純電動車電氣系統(tǒng)02集成式車身控制器概述集成式車身控制器：(簡稱BCM)，在汽車工程中是指用于控制車身電器系統(tǒng)的電子控制單元，是汽車的重要組成部分之一。秦EV的集成式車身控制器的功能包括：控制電動車窗、電動后視鏡、為空調(diào)控制器提供電源、燈光系統(tǒng)、引警聲模擬發(fā)生器控制、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、防盜鎖止系統(tǒng)、中控鎖、除霜裝置等。車身控制器可以通過總線與其他車載ECU相連。集成式車身控制器概述（一）集成式車身控制器介紹集成式車身控制器概述（一）集成式車身控制器介紹BCM的重要任務(wù)是簡化操作，減少乘員的手動操作，以免分散乘員的注意力。BCM包括汽車安全、舒適性控制和信息通訊系統(tǒng)，主要是用于增強汽車的安全性、舒適性和方便性。(1)增強汽車安全性：安全氣、安全帶、中央防盜門鎖；(2)增強汽車舒適性：自適應(yīng)空調(diào)、座椅控制(高配車型)；秦EV出行版沒有此功能；(3)增強汽車方便性：自動車窗、電動門鎖、電動后視鏡、電動天窗(裝有時)等和滿足多種用電設(shè)備需求的電源管理系統(tǒng)等。集成式車身控制器概述（二）集成式車身控制器功能接收傳感器或其他裝置輸入的信息，將輸入的信息轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑻幚砥魉芙邮盏男盘?；存儲、計算、分析處理信息，分析輸出值所用的程序，存儲該車型的特點參數(shù)、運算中的數(shù)據(jù)(隨存隨取)、存儲故障信息；運算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)據(jù)，將輸入的信息與標準值對比，查處故障；輸出執(zhí)行命令。將弱信號轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行命令，輸出故障信息，自我修正。集成式車身控制器概述（三）集成式車身控制器組成(1)輸入回路輸入車身控制器的傳感器信號有兩種：一種是模擬信號；另一種是數(shù)字信號。信號的類型不同，輸入車身控制器后的處理方法也不一樣。從傳感器輸出的信號輸入車身控制器后，首先通過輸入回路，輸入回路將模擬信號和數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為合適的電平后信號輸入微控制器。集成式車身控制器概述（三）集成式車身控制器組成(2)微控制器微控制器的主要功能是根據(jù)車身控制的需要，把各種傳感器送來的信號用內(nèi)存的程序和數(shù)據(jù)進行運算處理，并把處理結(jié)果送往輸出回路；(3)輸出回路由于微控制器輸出的是電壓很低的數(shù)字信號，這種信號一般是不能直接驅(qū)動執(zhí)行元件的，而輸出回路的功用就是將微控制器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓤?zhí)行元件的輸入信號。（四）集成式車身控制器安裝位置集成式車身控制器概述集成式車身控制器BCM安裝在駕駛室位，方向盤下方。如圖所示，為集成式車身控制器的位置。03整車網(wǎng)絡(luò)控制概述整車網(wǎng)絡(luò)控制概述（一）網(wǎng)關(guān)控制功能由于車載總線中存在幾個網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)之間進行通訊的時候就是利用網(wǎng)關(guān)進行維系，因此，網(wǎng)關(guān)是網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的中間體。2020款秦EV出行版的網(wǎng)關(guān)控制器是一個獨立個體，21款秦EV的網(wǎng)關(guān)控制器功能集成于集成式車身控制模塊中(即多合一模塊)。網(wǎng)關(guān)控制器有以下3個功能：報文路由：網(wǎng)關(guān)具有轉(zhuǎn)發(fā)報文的功能，并對總線報文狀態(tài)進行診斷。信號路由：實現(xiàn)信號在不同報文之間的映射。網(wǎng)絡(luò)管理：對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測與統(tǒng)計，進行錯誤處理，休眠喚醒等。整車網(wǎng)絡(luò)控制概述（一）網(wǎng)關(guān)控制功能如圖所示為秦EV整車部件網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)圖。通過關(guān)聯(lián)圖我們可以知道，網(wǎng)關(guān)控制器與整車控制器、前驅(qū)電動總成、電池管理器、駐車控制器等都有關(guān)聯(lián)。整車控制器（簡稱“VCU”)通過各種傳感器及各模塊的控制器反饋信息，判斷當前車輛所處運行狀態(tài)，合理控制整車，輸出相對應(yīng)的使能信號。VCU作為新能源汽車的關(guān)鍵控制部件之一，具有協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、高低壓能源系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、安全保護及具備故障診斷等作用。VCU主要功能有：車輛驅(qū)動控制功能、高壓上下電功能、輔助功能、系統(tǒng)安全、CAN通訊、故障診斷和保護等功能。整車網(wǎng)絡(luò)控制概述（二）整車控制器功能1.車輛驅(qū)動控制功能按照駕駛?cè)艘庠?、車輛載荷、路面情況和氣候環(huán)境的變化，進行調(diào)節(jié)車輛的動力性、經(jīng)濟性和舒適性。2.高壓上下電功能車輛上電時，車輛未接收到車輛任何故障時，整車正常上電，儀表點亮“OK”指示燈。整車網(wǎng)絡(luò)控制概述（二）整車控制器功能整車網(wǎng)絡(luò)控制概述當VCU接收到動力電池溫度高于55°C時，VCU通過動力CAN在網(wǎng)關(guān)控制器內(nèi)與空調(diào)控制器通訊給動力電池散熱，儀表提示“請檢查動力系統(tǒng)”警示，當動力電池的溫度無法下降時，協(xié)調(diào)電池管理器控制電池包內(nèi)的正負極接觸器斷開，車輛下電。車輛行駛時，電機、電機控制器以及動力電池的溫度上升至車輛報警閾值時，如動力電池溫度高于55°C、電機溫度高于110°C、電機控制器的IGBT高于85°C時等，儀表提示“請檢查動力系統(tǒng)”警示，電池管理器控制電池包正負極接觸器斷開，車輛下電。當VCU接收到碰撞信號時，電池管理器控制電池包正負極接觸器斷開，電機控制器控制主動或被被動泄放，車輛下電。（二）整車控制器功能3.輔助模式車輛冷卻系統(tǒng)以及真空泵控制。4.系統(tǒng)安全對車輛進行安全控制，當出現(xiàn)嚴重故障時，執(zhí)行下電停車等指令。整車網(wǎng)絡(luò)控制概述（二）整車控制器功能5.CAN通訊與網(wǎng)關(guān)控制器進行通訊。6.故障診斷和保護進行故障診斷，并及時進行相應(yīng)的安全保護處理，故障碼的存儲和回調(diào)。整車網(wǎng)絡(luò)控制概述（二）整車控制器功能前驅(qū)電動總成中的電機及電機控制中，電機控制器是將充配電總成輸出的高壓直流電通過控制器內(nèi)的IGBT模塊進行逆變，輸出三相可調(diào)電壓、可變頻率的交流電給驅(qū)動電機提供電能，驅(qū)動車輛前進或后退。它是通過主動工作來控制電機按照設(shè)定的方向、速度、角度、響應(yīng)時間進行工作的集成電路。車輛制動能量回饋時，電機控制器接收到VCU通過動力CAN傳輸過來的加速踏板開度為0%的信號時，電機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能通過電機控制器整流成高壓直流電給動力電池充電。電機控制器實時監(jiān)控電機及控制系統(tǒng)的狀態(tài)。整車網(wǎng)絡(luò)控制概述（三）電機及電機控制部分電池管理系統(tǒng)實現(xiàn)充/放電管理、電池?zé)峁芾?、接觸器控制、功率控制、電池異常狀態(tài)報警和保護、SOC/SOH計算、自檢以及通訊功能等。整車網(wǎng)絡(luò)控制概述（四）電池管