纯电动汽车结构原理及检修(PDF38页).pdf
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1、奇瑞奇瑞M1EV纯电动汽车原理纯电动汽车原理与故障诊断与故障诊断M M1 1纯电动车采用纯电力驱动系统纯电动车采用纯电力驱动系统,实现零油耗实现零油耗、零零排放及强动力的全新驾驶体验排放及强动力的全新驾驶体验。整车配备整车配备2929/ /4040KWKW永磁同步电机永磁同步电机、336336V V高压锂电池高压锂电池,采用自主研发的整车控制系统采用自主研发的整车控制系统、高压电池管理系统及高压电池管理系统及DSPDSP控制技术控制技术,采用固定速比减速器采用固定速比减速器,通过整车控制器通过整车控制器与电机控制器及电池管理系统的协同控制与电机控制器及电池管理系统的协同控制,可实现整车可实现整
2、车较强的动力性和舒适性较强的动力性和舒适性。整车同时配备了整车同时配备了ABSABS制动防抱死系统制动防抱死系统,更好地保证更好地保证了整车制动安全了整车制动安全。整车系统各网络节点间通过整车系统各网络节点间通过CANCAN总线总线通讯通讯,数据通信实时性强数据通信实时性强。一、一、 M1EVM1EV系统组成系统组成M1 M1 原车原车1.3L1.3L汽油发动机汽油发动机起动起动/发电机等附件发电机等附件发动机控制单元发动机控制单元ECUECU油箱油箱变速箱变速箱M1M1原车与纯电原车与纯电动车动力系统区别动车动力系统区别M1M1纯电动车纯电动车29/40KW29/40KW永磁同步电机永磁同步
3、电机电机管理系统电机管理系统MCUMCU336V336V锂电池包锂电池包电池管理系统电池管理系统BMSBMS整车管理系统整车管理系统VMSVMS固定速比减速器固定速比减速器一、一、 M1EVM1EV系统组成系统组成左前轮左前轮右前轮右前轮左后轮左后轮右后轮右后轮内燃机变速箱ECU油箱ICUABS固定速比减速器电机电机管理系统MCU逆变器VMS电池系统BMS电池本体12V蓄电池车载用电器发电机DCDC高低压转换器CANCANCANCAN高压连接高压连接机械连接机械连接系统结构图解系统结构图解常规汽油车常规汽油车纯电动车纯电动车CLM左前轮左前轮右前轮右前轮左后轮左后轮右后轮右后轮固定速比减速器1
4、2V蓄电池车载用电器DCDC高低压转换器CANCANBMSBMS电池电池电机电机VMSVMSMCUMCU系统结构图解系统结构图解VMSICUMCUBMSCANCANCANMotor Control Unit电机控制单元电机控制单元Battery Management System电池管理系统电池管理系统Vehicle Management System整车控制系统整车控制系统Instrument Cluster UnitInstrument Cluster Unit仪表显示单元仪表显示单元CANCAN一、一、 M1EVM1EV系统组成系统组成电动电动空调空调M1M1电动车通过电动压缩机满足用户
5、制冷要求,通过电动车通过电动压缩机满足用户制冷要求,通过PTCPTC满足系满足系统取暖、除霜、除雾要求。统取暖、除霜、除雾要求。操作方法:同常规车,操作仪表台相关按钮或旋钮即可实现;操作方法:同常规车,操作仪表台相关按钮或旋钮即可实现;说明:当动力电池电量较低时,优先考虑车辆动力性需求,强说明:当动力电池电量较低时,优先考虑车辆动力性需求,强制关闭空调系统以节约电力供车辆驱动。制关闭空调系统以节约电力供车辆驱动。电动助电动助力转向力转向通过电动转向可以解决转向困难的问题。通过电动转向可以解决转向困难的问题。说明:驾驶员无需手动控制,系统自动完成。说明:驾驶员无需手动控制,系统自动完成。电动真电
6、动真空助力空助力通过电动真空泵的作用解决了由于取消发动机引起的制动踏板过通过电动真空泵的作用解决了由于取消发动机引起的制动踏板过硬的感觉。硬的感觉。说明:电动真空泵位于车辆驾驶员侧的前舱内部,当驾驶员踩下说明:电动真空泵位于车辆驾驶员侧的前舱内部,当驾驶员踩下制动踏板时,系统根据制动压力值自动控制泵的打开与关闭。制动踏板时,系统根据制动压力值自动控制泵的打开与关闭。其他部件介绍其他部件介绍二、纯电动汽车的结构原理二、纯电动汽车的结构原理燃油汽车主要由发动机燃油汽车主要由发动机,底盘底盘、车身和电气四大部分车身和电气四大部分组成组成,纯电动汽车的结构与燃油汽车相比纯电动汽车的结构与燃油汽车相比,
7、主要增加主要增加了电力驱动控制系统了电力驱动控制系统,而取消了发动机而取消了发动机,电力驱动控电力驱动控制系统的组成与工作原理如图所示制系统的组成与工作原理如图所示,它由它由电力驱动主电力驱动主模块模块、车载电源模块和辅助模块车载电源模块和辅助模块三大部分组成三大部分组成。二、纯电动汽车的结构原理二、纯电动汽车的结构原理当汽车行驶时当汽车行驶时,由蓄电池输出电能由蓄电池输出电能( (电流电流) )通过控制通过控制器驱动电动机运转器驱动电动机运转,电动机输出的转矩经传动系统电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退带动车轮前进或后退。电动汽车续驶里程与蓄电池电动汽车续驶里程与蓄电池容量有关容量
8、有关,蓄电池容量受诸多因素限制蓄电池容量受诸多因素限制。要提高一要提高一次充电续驶里程次充电续驶里程,必须尽可能地节省蓄电池的能量必须尽可能地节省蓄电池的能量。二、纯电动汽车的结构原理二、纯电动汽车的结构原理驾驶室显示操纵台蓄电池电源充电控制器辅助动力源动力转向单元能源管理系统中央控制单元辅助装置(照明、空调等)车轮车轮机械传动装置电机驱动控制器电网电源加速踏板制动踏板档位杆车载电源模块辅助模块电力驱动主模块方向盘控制信号流向;动力电源流向;机械方式连接二、纯电动汽车的结构原理二、纯电动汽车的结构原理1 1电力驱动主模块电力驱动主模块电力驱动主模块主要包括中央控制单元、驱动控制器、电力驱动主模
9、块主要包括中央控制单元、驱动控制器、电机、机械传动装置和车轮等。电机、机械传动装置和车轮等。它的功用是将存储在蓄它的功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能,并能够在汽车电池中的电能高效地转化为车轮的动能,并能够在汽车减速制动时,将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。减速制动时,将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。中央控制单元中央控制单元根据加速踏板和制动踏板的输入信号,向根据加速踏板和制动踏板的输入信号,向驱动控制器发出相应的控制指令,对电动机进行启动、驱动控制器发出相应的控制指令,对电动机进行启动、加速、减速、制动控制。加速、减速、制动控制。二、纯电动汽车的结构原理二、纯电动汽车的结构
10、原理1 1电力驱动主模块电力驱动主模块驱动控制器驱动控制器是按中央控制单元的指令和电动机的速度、电流反馈是按中央控制单元的指令和电动机的速度、电流反馈信号,对电动机的速度、驱动转矩和旋转方向进行控制。信号,对电动机的速度、驱动转矩和旋转方向进行控制。驱动控驱动控制器必须和电动机配套使用制器必须和电动机配套使用。电机在电动汽车中被要求承担电动和发电的双重功能电机在电动汽车中被要求承担电动和发电的双重功能,即在正常,即在正常行驶时发挥其主要的电动机功能,将电能转化为机械能;在减速行驶时发挥其主要的电动机功能,将电能转化为机械能;在减速和下坡滑行时又被要求进行发电,将车轮的惯性动能转化为电能。和下坡
11、滑行时又被要求进行发电,将车轮的惯性动能转化为电能。机械传动装置是将电动机的驱动转矩传输给汽车的驱动轴,从而机械传动装置是将电动机的驱动转矩传输给汽车的驱动轴,从而带动汽车车轮行驶。带动汽车车轮行驶。二、纯电动汽车的结构原理二、纯电动汽车的结构原理2 2车载电源模块车载电源模块电源电源模块主要包括电源电源模块主要包括蓄电池电源、能量管理系统和充电蓄电池电源、能量管理系统和充电控制器等控制器等。它的功用是向电动机提供驱动电能、监测电源。它的功用是向电动机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。纯电动汽车的能量管理主要是指纯电动汽车的能量管理主
12、要是指电池管理系统电池管理系统,它的主要,它的主要功用是对电动汽车用电池单体及整组进行实时监控、充放功用是对电动汽车用电池单体及整组进行实时监控、充放电、巡检、温度监测等。电、巡检、温度监测等。充电控制器充电控制器是把交流电转化为相应电压的直流电,并按要是把交流电转化为相应电压的直流电,并按要求控制其电流。求控制其电流。二、纯电动汽车的结构原理二、纯电动汽车的结构原理3.辅助模块辅助系统主要包括辅助动力源、动力转向系统、驾驶室显示操纵台和各种辅助装置等。辅助系统除辅助动力源外,依据不同车型而不同。辅助动力源主要由辅助电源和DC/DC功率转换器组成,其功用是供给电动汽车其它各种辅助装置所需要的动
13、力电源,一般为12V或24V的直流低压电源,它主要给动力转向、制动力调节控制、照明、空调、电动窗门等各种辅助装置提供所需的能源。二、纯电动汽车的结构原理二、纯电动汽车的结构原理3.3.辅助模块辅助模块动力转向系统动力转向系统为实现汽车的转弯而设置的,它由转向盘、转向器、为实现汽车的转弯而设置的,它由转向盘、转向器、转向机构和转向轮等组成。作用在转向盘上的控制力,转向机构和转向轮等组成。作用在转向盘上的控制力,通过转向器和转向机构使转向轮偏转一定的角度,实通过转向器和转向机构使转向轮偏转一定的角度,实现汽车的转向。现汽车的转向。二、纯电动汽车的结构原理二、纯电动汽车的结构原理驾驶室显示操纵台驾驶
14、室显示操纵台类同于传统汽车驾驶室的仪表盘,不过其功能根据电动汽类同于传统汽车驾驶室的仪表盘,不过其功能根据电动汽车驱动的控制特点有所增减,其信息指示更多地选用数字或车驱动的控制特点有所增减,其信息指示更多地选用数字或液晶屏幕显示。液晶屏幕显示。辅助装置辅助装置主要有照明、各种声光信号装置、车载音箱设备、空调、主要有照明、各种声光信号装置、车载音箱设备、空调、刮水器、风窗除霜清洗器、电动门窗、电控玻璃升降器、电刮水器、风窗除霜清洗器、电动门窗、电控玻璃升降器、电控后视镜调节器、电动座椅调节器、车身安全防护装置控制控后视镜调节器、电动座椅调节器、车身安全防护装置控制器等。它们主要是为提高汽车的操控
15、性、舒适性、安全性而器等。它们主要是为提高汽车的操控性、舒适性、安全性而设置的,根据需要进行选用。设置的,根据需要进行选用。三、三、 驱动系统布置形式驱动系统布置形式电动汽车的驱动系统是电电动汽车的驱动系统是电动汽车的核心部分,其性动汽车的核心部分,其性能决定着电动汽车运行性能决定着电动汽车运行性能的好坏。能的好坏。电动汽车的驱动系统布置电动汽车的驱动系统布置取决于电机驱动系统的方取决于电机驱动系统的方式,可以有多种多样。式,可以有多种多样。常见的驱动系统布置形式常见的驱动系统布置形式如图所示。如图所示。三、三、 驱动系统布置形式驱动系统布置形式( (1 1) ) 传统的驱动模式传统的驱动模式
16、。图图(a a)与传统汽车驱动系统的布置方式一致与传统汽车驱动系统的布置方式一致,带有变速带有变速器和离合器器和离合器,只是将发动机换成电动机只是将发动机换成电动机,属于改造型电动属于改造型电动汽车汽车。这种布置可以提高电动汽车的起动转矩这种布置可以提高电动汽车的起动转矩,增加低速增加低速时电动汽车的后备功率时电动汽车的后备功率。三、三、 驱动系统布置形式驱动系统布置形式( (2 2) ) 电动机电动机- -驱动桥组合式驱动模式驱动桥组合式驱动模式。图图(b b)和和(c c)取消了离合器和变速器取消了离合器和变速器,但具有减速差但具有减速差速机构速机构,由由1 1台电动机驱动两车轮旋转台电动
17、机驱动两车轮旋转。优点是可以继续优点是可以继续沿用当前发动机汽车中的动力传动装置沿用当前发动机汽车中的动力传动装置,只需要一组电只需要一组电动机和逆变器动机和逆变器。三、三、 驱动系统布置形式驱动系统布置形式( (2 2) ) 电动机电动机- -驱动桥组合式驱动模式驱动桥组合式驱动模式。这种方式对电动机的要求较高这种方式对电动机的要求较高,不仅要求电动机具有较不仅要求电动机具有较高的起动转矩高的起动转矩,而且要求具有较大的后备功率而且要求具有较大的后备功率,以保证电以保证电动汽车的起动动汽车的起动、爬坡爬坡、加速超车等动力性加速超车等动力性。三、三、 驱动系统布置形式驱动系统布置形式(3) (
18、3) 电动机电动机- -驱动桥整体式驱动模式。驱动桥整体式驱动模式。图(图(d d)是将电动机装到驱动轴上,直接由电动机实现变)是将电动机装到驱动轴上,直接由电动机实现变速和差速转换。这种传动方式同样对电动机有较高的要求,速和差速转换。这种传动方式同样对电动机有较高的要求,大起动转矩和后备功率,不仅要求控制系统有较高的控制大起动转矩和后备功率,不仅要求控制系统有较高的控制精度,而且要具备良好的可靠性,从而保证电动汽车行驶精度,而且要具备良好的可靠性,从而保证电动汽车行驶的安全、平稳。的安全、平稳。三、三、 驱动系统布置形式驱动系统布置形式(4) (4) 轮毂电机驱动模式。轮毂电机驱动模式。图(
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