新能源汽车关键技术简介_（纯电）.pptx

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1、,1,新能源汽车关键技术简介,（纯电动汽车基础技术）,2,先说几句各位老师都关心和思考的热门话题： 新能源汽车专业的学生学习内容是哪些？ “ 传统汽车技术 + 新能源汽车技术” 原由：新能源汽车的市场保有量目前还较少； 新能源汽车的维修通常与传统车一起； 新能源汽车上还有许多传统汽车技术。 因此，新能源汽车是技术提升或新技术融入。,。,如同90年代起汽车的电控技术的发展。,3,新能源汽车与传统汽车的主要区别在哪里？ 传统能源汽车以机械系统为基础，例如；,发动机动力机械。,传统能源汽车的机械维修是以形象思维为基础。,新能源汽车以电气系统为基础，例如；,电动机、动力电池电器总成。,新能源汽车的电气

2、维修是以逻辑思维为基础。,4,新能源汽车的核心是“三电”技术：,发动机,电动机,油 箱,电,池,VCM,ECM,新能源汽车整车安全防护 电源极性反接防护、碰撞保护、主动泄放、被动泄放、高 压互锁、开盖检测等。,电源极性反接 保护 碰撞保护,当电源供电电压极性意外反接时，MCU、 DC/DC转换器、BMC等均可保护而不被 烧坏。 当车辆发生碰撞时，BMS检测到碰撞信 号大于一定阈值，会立即切断高压系统电 气连接，同时激活MCU的主动泄放，可 使发生碰撞时的短路危险、人员电击危险 降低到最低。 5,新能源汽车整车安全防护,主动泄放 被动泄放,MCU中有主动泄放电路，车辆发生较大碰 撞或高压回路中接

3、插件处于拔开状态或高 压器件存在开盖情况，可在很短时间内将 高压回路直流母线电压泄放到60V以下，迅 速释放危险电能，最大限度保证人员安全。 在含有主动泄放电路的同时，MCU、空调 控制器等内部含有高压的器件同时设计有 被动泄放回路，被动泄放作为主动泄放失 效的二重保护，也可在较短时间内将高压 回路中直流母线电压泄放到60V以下。 6,新能源汽车整车安全防护,高压互锁 开盖检测,高压互锁包括结构互锁和功能互锁。 结构互锁：在主要高压电气接插件和盖上都带 有互锁回路，当某个被带电断开，VCU(BMS) 会检测到电路，将立即报警并会断开主高压回 路电气连接，同时激活主动泄放。 功能互锁：当车辆在进

4、行充电或插上充电枪时， VCU会限制整车不能通过自身驱动系统驱动， 以防止可能发生的充电线束拖拽或安全事故。 车辆高压器件具有开盖检测功能，当在整车高 压回路连通的情况下打开时，会立即报警，同 时断开高压主回路电气连接，激活主动泄放。 7,8,纯电动汽车关键技术简介,北汽EV160,上汽荣威E50,9,车载充电器,驱动电机,北汽E160纯电动汽车基本组成 慢充（交流）充电口 VCU 电机控制器 高压控制盒 DC/DC转换器 动力电池 快充（直流）充电口,10,一、充电系统（动力电池系统）,由动力电池组件、DC/DC转换器、车载充电器、高压控 制盒、快充口（直流）、慢充口（交流）、等组成。,11

5、,1、充电系统控制设计,充电系统控制设计架构,12,2、车载充电器,车载充电机主要功能是将220Vac转换为320Vdc高压直 流电给动力电池进行充电。同时提供过压、欠压、过流、 欠流等多种保护措施，当充电系统出现异常会切断供电。,13,3、高压控制盒,高压控制盒主要用于 对动力电池中储存的电 能进行输出及分配，实 现对支路用电器件的切 断和保护。,高压控制盒共有5出,接线口，分别连接快充 、动力电池、电机控制 器和其它高压接插件。,14,高压控制盒高压附件插件 A：DC/DC 电源正极 B：PTC 电源正极 C：压缩机电源正极 D：PTC-A 组负极 E：充电机电源正极 F：充电机电源负极

6、G：DC/DC 电源负极 H：压缩机电源负极 J：PTC-B 组负极 L：互锁信号线,K：空脚,15,4、DC/DC,DC/DC变换器主要作用是完成320Vdc转换成14Vdc,向低 压蓄电池及全车低压用电设备供电；共有4处接线口，分别 为低压输出负极、低压输出正极、低压控制端、高压输入端 。,16,5、动力电池系统,动力电池系统主要由动力电池模组、电池管理系统、,动力电池箱及辅助元器件等四部分组成。,17,动力电池模组,电池单体：构成动力电池模块的最小单元。,电池模块：一组并联的电池单体组合，可作为一个单元替换。 电池模组：多个电池模块或单体电芯串联组成的一个组合体。,额定电压=单体电芯额定

7、电压单体电芯串联数； 电池容量=单体电芯容量单体电芯并联数量；,电池总能量=动力电池系统的额定电压动力电池系统容量。,动力电池高压系统基本组成示意图,高压 接插 件,预充电电阻,电流传感器,热,预充电接触器,正极接触器,负极接触器,加,热 接 触 器 加,开,主 熔 断 器,元 件 加 热 熔 断 器,电 池,组 紧 急,关 电 池 组,车载 充电 机,电机,及辅 助电 器元 件,非车 载充 电机,电 压 传 感 器,低压线 路,动力电池系统,整车系统 高压线 路,绝缘监测电阻,绝缘监测电阻 18,19,6、快充口（直流）,快充（直流）充电接口参数值： 额定电压 750V，,额定电流 125A

8、、250A,。,20,7、慢充口（交流）,慢充（交流）充电接口参数值： 额定电压 250V，,额定电流 16A、32A,。,21,二、电驱系统,由驱动电机组件、电机控制器、电驱冷却系统和减速器总 成等构成，通过高低压线束，冷却管路与整车系统连接。,22,电驱系统的连接示意图,23,电驱系统原理示意图,北汽EV160电驱系统的主要功能是将电能转化为机械能，,或者将机械能转化为电能。,24,1、永磁同步电机（PMSM）,效率高、体积小、重量轻及可靠性高。,电机使用了一些传感器来提供电机的工作信息：,旋转变压器：用以检测电机转子位置； 温度传感器：用以检测电机的绕组温度。,25,2、旋转变压器,简称

9、旋变是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当 励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅 值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系， 或在一定转角范围内与转角成线性关系。,26,3、电机控制器,电机控制器是电驱系统的控制中心，主要由DC-AC逆变模 块、AC-DC整流模块、温度保护模块以及电子控制器组成。 电机控制系统使用的传感器有电流传感器、电压传感器、,温度传感器等。,27,三、电控系统,由加速踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、电子换档 器等输入信号传感器，整车控制器（VCU）、电机控制器（ MCU）、电池管理系统（BMS）等控制模块和驱动电机、 动力电池等执行元

10、件组成。,28,1、电控系统的上电控制,高压上电,点火钥匙ON档，BMS、MCU当前状态正常、且在之前一,次上下电过程中整车无严重故障。,a）BMS、MCU初始化完成，VCU确认状态； b）闭合电池继电器； c） 闭合主继电器； d）MCU高压上电；,e）如档位在N档，仪表显示Ready灯点亮。,29,2、电控系统的下电控制,下电顺序：,纯电动车下电只需点火钥匙打到OFF档，即可实现高压、低 压电的正常下电；,1）点火钥匙到OFF档，主继电器断开、MCU低压下电； 2）辅助系统停止工作，包括DC/DC、水泵、空调、暖风； 3）BMS断开电池继电器； 4）整车控制器下电；,整车控制器在下电前会存

11、储行车过程中发生的故障信息。,3、电控系统故障诊断及处理 电控系统根据电机、电池、EPS、DC/DC等零部件故障、 整车CAN网络故障及VCU硬件故障进行综合判断，确定整车 的故障等级，并进行相应的控制处理。,等级 一级 二级 三级 四级,名称 致命故障 严重故障 一般故障 轻微故障,故障后处理 紧急断开高压 二级电机故障零扭矩，二级电池 故障20A放电电流限功率 进入跛行工况/降功率 只仪表显示，四级故障属于维修 提示，但是VCU不对整车进行限制。 四级能量回收故障，仅停止能量 回收，行驶不受影响。 30,31,4、高压系统常见故障指示灯,8,绝缘故障指示灯,9,充电故障指示灯,10 电机及

12、控制器过热指示灯,11 动力电池故障指示灯,12 动力电池断开指示灯,13 系统故障灯,32,上汽荣威E50纯电动汽车基本组成,33,一、充电系统（动力电池系统）,由动力电池组件、车载充电器、高压配电单元、快充口 （直流）、慢充口（交流）、电池冷却系统等组成。,34,充电系统控制设计,35,高压配电单元,高压配电单元用于分,配电能。,高压配电单元有5处接 线口，通过高压线分别 与空调压缩机、空调加 热器、快充充电口、电 力电子箱以及高压电池 包相连。 。,36,高压配电单元架构,当VCM接到供电需求信号后，会协调BMS与用电部件控制 器将电能通过高压配电单元送到各用电部件以保证用电需求。,37

13、,高压电池组,高压电池组由5个模块组成，3个大模块（27串3并）、 2个小模块（6串3并），电池93个串联，共279个电芯。,还有：电池管理控制器、电池高压电力分配单元、 电池检测模块、电池采集和均匀模块（大模块由2个采 集模块；小模块由1个采集模块）、高低压插件、水冷 却系统等,38,二、电驱系统,主要由电动机组件、电力电子箱组件、减速器组件、电驱 冷却系统组成；主要功能是驱动汽车行驶和制动能量回收。,39,电驱系统的连接示意图,40,电力电子箱,电力电子箱是电驱系统的控制中心，集成了DC-AC变换器、,DC-DC变换器、AC-DC变换器、电机控制器等。,三、电控系统 电控系统基本组成,控制

14、单元 VCU BMS MCU,传感器 档位传感器 加速踏板位置传感器 制动踏板位置传感器 电机旋变和温度传感器,执行器 动力电池 电机 电力电子箱 高压配电单元,电机控制器温度传感器 电池温度传感器 电池电压和电流传感器 41,42,电控系统的控制原理,通过传感器采集各部件的信息，将数据传送给整车控制器 经过处理后，形成新的指令信号传送到相应的功能模块，以 实现驱动控制、制动能量回收控制、电能补给和冷却控制等。,43,四、高压安全保护,高压安全保护主要包括以下几个方面：,1、通过BMS和漏电传感器（绝缘电阻20M）对整车进,行持续的漏电检测；,2、维修人员在带电时拔开插件或打开高压器件盖子时， 高压互锁可使整车高压系统立即断电，并快速释放电机控制 器等里的大电容。,3、惯性开关会在车辆发生重大碰撞时，立即断开高压系,统并释放大电容。,44,北汽EV160高压互锁电路,车载充电器,VCM,45,荣威E50高压互锁电路,46,荣威E50高压互锁电路,47,荣威E50高压互锁电路,48,