電動(dòng)汽車原理基礎(chǔ)

1、電動(dòng)汽車原理基礎(chǔ)電動(dòng)汽車原理基礎(chǔ) 海勤電控設(shè)備維修部海勤電控設(shè)備維修部知豆電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)內(nèi)部江南奧拓發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)內(nèi)部客車發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)電動(dòng)汽車整車工作原理示意圖電池管理系統(tǒng)（BMS）動(dòng)力電池是整車的核心部件，為整車提供能源，目前使用的電池為鐵系鋰電池和三元鋰電池等。它由電池模塊、箱體、電池管理系統(tǒng)（BMS）、高低壓線束等組成。電池管理系統(tǒng)的具體功能：保護(hù)電池，防止過(guò)充電、過(guò)放電、電壓均衡功能、防止過(guò)熱、計(jì)算剩余電量、計(jì)算電池壽命、故障診斷。電池管理系統(tǒng)（BMS）監(jiān)控內(nèi)部電池模塊的電壓、電流、溫度、內(nèi)阻電壓、電流、溫度、內(nèi)阻等工作狀態(tài)參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)來(lái)判斷目前電池狀態(tài)、允許充放電的功率等，并將其發(fā)送給整車

2、控制器。BMS參與電池在充放電過(guò)程中的熱管理，因?yàn)殡姵卦诔浞烹娺^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，如果不能及時(shí)的散發(fā)出去，會(huì)影響電池的可放電率，同時(shí)，電池的溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致電池放電能力下降。電池管理系統(tǒng)（BMS）電池管理系統(tǒng)（BMS）電池管理系統(tǒng)（BMS）電池管理模塊采用主從機(jī)的結(jié)構(gòu)，從機(jī)安裝在動(dòng)力電池箱內(nèi)，用于采集箱體中電池模塊的參數(shù)，當(dāng)電池模塊內(nèi)部單體電池出現(xiàn)一致性差異時(shí)，將啟動(dòng)均衡功能，確保模塊內(nèi)單體電池的一致性。主機(jī)接收從機(jī)模塊發(fā)送的信息，采樣總電流、電壓、計(jì)算剩余電量SOC和預(yù)測(cè)電池的健康程度SOH，并向整車控制器發(fā)送信息。電池管理系統(tǒng)（BMS）當(dāng)電池出現(xiàn)欠壓、過(guò)壓、內(nèi)部高溫時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電池安全性能變差，

3、嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生，電源管理系統(tǒng)將發(fā)出“警報(bào)”，出現(xiàn)一般警報(bào)時(shí)，車輛可以行駛，當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重報(bào)警時(shí)，不允許行駛。在一些車輛上通過(guò)儀表的自診斷提供的信息可以發(fā)現(xiàn)具體那一節(jié)電池電壓出現(xiàn)異常。也可以通過(guò)診斷軟件監(jiān)控。電池管理系統(tǒng)（BMS）電池管理系統(tǒng)（BMS）為什么電池模塊電壓過(guò)低會(huì)使動(dòng)力電池組整個(gè)系統(tǒng)的能量變低。動(dòng)力電池由上百個(gè)電池模塊串并聯(lián)而成，由于電池存在“木桶效應(yīng)”，即電池組特性由最差電池決定。比如電池模塊放電下限為2.5V，當(dāng)電池管理系統(tǒng)采集到某一個(gè)電池模塊電壓過(guò)低，為了保護(hù)整個(gè)動(dòng)力電池組，延長(zhǎng)壽命，BMS會(huì)切斷整個(gè)動(dòng)力電池組的動(dòng)力輸出，并顯示“欠壓保護(hù)”。BMS其他功能高壓環(huán)路互鎖管理功

4、能在電池箱的動(dòng)力輸出端需要通過(guò)高壓插接件連接動(dòng)力線纜，BMS的高壓環(huán)路互鎖功能可檢測(cè)插接件是否有松動(dòng)現(xiàn)象，如果出現(xiàn)松動(dòng)會(huì)做出相應(yīng)的處理。BMS控制器會(huì)發(fā)送信號(hào)（方波或高電平信號(hào)）同時(shí)接收此信號(hào)，如果接收成功即證明環(huán)路互鎖正常，反之異常，電纜絕緣監(jiān)測(cè)功能，BMS會(huì)檢測(cè)總正和總負(fù)對(duì)車身搭鐵的絕緣值，如果出現(xiàn)阻值低則上報(bào)故障并斷開(kāi)高壓連接。電池管理系統(tǒng)BMS高壓上電控制BMS上高壓電需要電機(jī)控制器允許上高壓請(qǐng)求，再通過(guò)儀表CAN線檢測(cè)到鑰匙的START信號(hào),整車控制器得到儀表起動(dòng)的信號(hào)后，發(fā)送上高壓指令給BMS，BMS再根據(jù)自身邏輯判斷當(dāng)前是否上高壓電，整車控制器等待BMS反饋高壓接觸器狀態(tài)后，進(jìn)入

5、主程序運(yùn)行。電池管理系統(tǒng)BMS高壓下電控制第一種當(dāng)駕駛員將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)從ON檔關(guān)閉后，整車控制器立即向輔助電源控制器發(fā)送指令，然后延時(shí)200MS發(fā)送BMS下電指令。第二種是當(dāng)電池管理系統(tǒng)BMS或電機(jī)控制器出現(xiàn)最高級(jí)別故障，此時(shí)整車控制器向電機(jī)控制器發(fā)送0扭矩指令，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)無(wú)輸出扭矩，并發(fā)送BMS高壓下電指令。注意BMS在停車數(shù)小時(shí)內(nèi)，控制器內(nèi)部還有高壓存在的可能，維修時(shí)要進(jìn)行放電，以免被電擊。電機(jī)與電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，接受不同的轉(zhuǎn)速要求信號(hào)，同時(shí)，將電機(jī)狀態(tài)信號(hào)反饋給電機(jī)控制器。目前使用較多的是交流異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)。電機(jī)控制器將動(dòng)力電池輸出的高壓轉(zhuǎn)換成合適電機(jī)工作的電壓

6、，同時(shí)對(duì)電機(jī)的反饋信號(hào)進(jìn)行處理，監(jiān)控電機(jī)實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)、溫度控制電機(jī)的工作?？刂圃黼姍C(jī)控制器對(duì)電機(jī)的控制，與電力行業(yè)中的變頻器對(duì)電機(jī)的控制有許多相似之處。電力電子行業(yè)的變頻器原理示意圖電機(jī)與電機(jī)控制器的工作原理永磁同步電機(jī)采用永磁同步電機(jī)，永磁體被鑲嵌在轉(zhuǎn)子中，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器被同軸安裝在電機(jī)的軸上，用來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度。當(dāng)三相交流電被通到定子線圈中，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，牽引轉(zhuǎn)子內(nèi)部的永磁體產(chǎn)生和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步的旋轉(zhuǎn)扭矩。由于轉(zhuǎn)子的S極與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的N極牢牢吸住，轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一起旋轉(zhuǎn)起來(lái)，兩者轉(zhuǎn)速完全一致，所有被稱為同步電機(jī)。永磁同步電機(jī)永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器使用旋轉(zhuǎn)

7、變壓器檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置和電流傳感器檢測(cè)線圈的電流，從而控制電機(jī)扭矩的輸出。定子繞組共有三組線圈組成，其中紅、黑引出線的一組為勵(lì)磁繞組，阻值為16；黑白引出線一組與黃綠引出線一組為兩個(gè)信號(hào)繞組，阻值為32；兩個(gè)信號(hào)繞組分別輸出頻率相同、幅值相同、相位角相差90度的正弦和余弦兩個(gè)交流信號(hào)。經(jīng)過(guò)整形后成為方波。旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器電機(jī)控制器利用其中一個(gè)信號(hào)作為電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)，同時(shí)將這兩個(gè)信號(hào)作為電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的確認(rèn)，將A、B的初相角做比較，確認(rèn)那個(gè)超前那個(gè)落后。A超前B信號(hào)90度，認(rèn)為電機(jī)是正轉(zhuǎn)，反之，是反轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)變壓器的信號(hào)可以作為電機(jī)正反轉(zhuǎn)信號(hào)。該信號(hào)有點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)速傳感器的作用，自

8、然相當(dāng)重要，如果旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出方向與實(shí)際轉(zhuǎn)向不同，可能導(dǎo)致車輛無(wú)法行駛。旋轉(zhuǎn)變壓器電動(dòng)水泵電動(dòng)水泵電機(jī)控制器接收電機(jī)內(nèi)部溫度傳感器信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)溫度。并采取水冷方式進(jìn)行散熱。電機(jī)狀態(tài)電機(jī)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)控制：在電動(dòng)狀態(tài)下，為了產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，整車控制單元VCU根據(jù)目標(biāo)扭矩信號(hào)要求，電機(jī)控制器輸送交流電給電機(jī)，以驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行。電機(jī)發(fā)電狀態(tài)控制：在制動(dòng)能量回收階段，根據(jù)整車控制單元VCU通過(guò)CAN總線發(fā)送再生轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，電機(jī)控制器控制電機(jī)作為發(fā)電機(jī)來(lái)使用，由車輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，此電能可為電池充電，電機(jī)產(chǎn)生的再生力矩作為制動(dòng)力，減少制動(dòng)鉗的磨損。交流異步電機(jī)在客車中幾乎全部使用該類電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電

9、機(jī)，其定子的鐵芯里放置的是三相繞組。各繞組的中心線之間互差120度。將三相交流電通到鐵芯里，就產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。按一定的順序輪流地向三相繞組內(nèi)通電流，當(dāng)繞組1內(nèi)部通電流時(shí)，產(chǎn)生的磁通如a所示，當(dāng)繞組2內(nèi)部通電流時(shí)，產(chǎn)生的磁通如b所示，與a相比較磁通的方向旋轉(zhuǎn)了120度，當(dāng)繞組3內(nèi)部通電流時(shí)，產(chǎn)生的磁通如c所示，與b相比較磁通的方向旋轉(zhuǎn)了120度。依次輪流下去，產(chǎn)生的磁通時(shí)旋轉(zhuǎn)的，構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)交流異步電機(jī)當(dāng)定子合成的磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)時(shí)，其磁力線將被轉(zhuǎn)子繞組切割，切割的方向與磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向相反。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體因切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定則判定，因?yàn)槔@組自成回路，故繞組中有感應(yīng)

10、電流。轉(zhuǎn)子繞組的電流是因?yàn)榍懈钚D(zhuǎn)磁力線而產(chǎn)生，并不需要從外部引入，所以，異步電動(dòng)機(jī)也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。交流異步電機(jī)交流異步電機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流后，該電流又處于定子磁場(chǎng)的作用下，載流導(dǎo)體受磁場(chǎng)作用，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間，必須保持一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)小于同步轉(zhuǎn)速，它們之間的差值稱為轉(zhuǎn)差，因?yàn)檗D(zhuǎn)差的存在，所以稱為異步電動(dòng)機(jī)。對(duì)于電機(jī)而言三相繞組電阻幾乎絕對(duì)平衡，某款電機(jī)的阻值為0.68。交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速當(dāng)交流電的頻率為50HZ時(shí)，電流交變一周的時(shí)間為20MS，也就是說(shuō)，磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間是20MS。則在一秒鐘內(nèi)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)50圈。當(dāng)交流電的頻率為100

11、HZ時(shí)，電流交變一周的時(shí)間為10MS，也就是說(shuō)，磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間是10MS。則在一秒鐘內(nèi)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)100圈。交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速改變電源頻率，交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，在改變頻率時(shí)，如果電壓與頻率的比值一定，V/F=常數(shù)，那么產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也是基本恒定的。下圖是在V/F恒定的條件下，改變頻率時(shí)的異步電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。恒扭矩控制。高速時(shí)功率不變，轉(zhuǎn)速增高扭矩減小，恒功率控制。交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速如何進(jìn)行變頻控制如何進(jìn)行變頻控制如何進(jìn)行變頻控制如何進(jìn)行變頻控制用4個(gè)IGBT管組成一個(gè)橋型電路，ZL是負(fù)載，首先讓VT1、VT2導(dǎo)通，VT3、VT4截至。此時(shí)電流如

12、虛線所示：從電源正極PVT1負(fù)載ZLVT2電源負(fù)極。當(dāng)它流經(jīng)負(fù)載時(shí)，是從a端流向b端的，將這種情況下的Uab作為正方向，幅值等于直流電壓Ud,其電壓波形如圖b中時(shí)間段0-t1所示。讓VT3、VT4導(dǎo)通，VT1、VT2截至。此時(shí)電流如虛線所示：從電源正極PVT3負(fù)載ZLVT4電源負(fù)極。當(dāng)它流經(jīng)負(fù)載時(shí)，是從b端流向a端的，將這種情況下的Uab電壓為負(fù)，幅值等于直流電壓Ud,其電壓波形如圖b中時(shí)間段t1-t2所示。讓VT1 VT2為一組，VT3 VT4為另一組，讓它們不斷的導(dǎo)通和截至，則負(fù)載中流過(guò)的，便是交變電流了。如何進(jìn)行變頻控制如何進(jìn)行變頻控制如果利用六只IGBT管組成全橋整流，可以控制三相繞組

13、U V W的通電狀態(tài)，在兩兩導(dǎo)通的方式下控制電流發(fā)生變化的情況如下。如何進(jìn)行變頻控制 以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在0度為始點(diǎn)，先讓V1導(dǎo)通120電角度，在這期間V4先導(dǎo)通60，電路先經(jīng)過(guò)V1U相V相V4蓄電池負(fù)極?？刂芕4截至，再控制V6導(dǎo)通60電角度，電流先經(jīng)過(guò)V1U相W相V6蓄電池負(fù)極。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)120，距離始點(diǎn)120。以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在120度為始點(diǎn)，先讓V3導(dǎo)通120電角度，在這期間V2先導(dǎo)通60，電路先經(jīng)過(guò)V3V相U相V2蓄電池負(fù)極?？刂芕2截至，再控制V6導(dǎo)通60電角度，電流先經(jīng)過(guò)V3V相W相V6蓄電池負(fù)極。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)120，距離始點(diǎn)240。以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在240度為始點(diǎn)，先讓V5導(dǎo)通120電角度，在這期

14、間V2先導(dǎo)通60，電路先經(jīng)過(guò)V5W相U相V2蓄電池負(fù)極?？刂芕2截至，再控制V4導(dǎo)通60電角度，電流先經(jīng)過(guò)V5W相V相V4蓄電池負(fù)極。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)120，距離始點(diǎn)360。完成了一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)。如何進(jìn)行變頻控制只要根據(jù)磁極的不同位置，以恰當(dāng)?shù)捻樞蛉?dǎo)通和阻斷各相出線端所連接的IGBT管，就可以控制電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一定方向的電磁轉(zhuǎn)矩而穩(wěn)定運(yùn)行。借助邏輯電路改變IGBT管的導(dǎo)通順序，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的“兩兩導(dǎo)通”方式有些類似與發(fā)動(dòng)機(jī)兩氣門一進(jìn)一排的方式。也有“三三導(dǎo)通”的方式，類似于三氣門發(fā)動(dòng)機(jī)的“兩進(jìn)一排”。如何進(jìn)行變頻控制頻器里普遍采用脈寬調(diào)至的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的，所以變頻器輸出的電壓是按一定規(guī)律

15、改變占空比的系列脈沖波形。、變頻器實(shí)際輸出的脈沖不是等寬的，而是使脈沖占空比按照正弦規(guī)律分布，叫做正弦脈寬調(diào)制。如何進(jìn)行變頻控制如何進(jìn)行變頻控制正弦脈寬調(diào)制是通過(guò)求正弦波和三角波的交點(diǎn)得到。三角波稱為“載波”，正弦波稱為“調(diào)制波”。汽車級(jí)汽車級(jí)IGBTIGBT管管IGBT驅(qū)動(dòng)原理：變頻器的驅(qū)動(dòng)部分大體都是由CPU板過(guò)來(lái)的6路信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)光耦，光耦再驅(qū)動(dòng)IGBT模塊，驅(qū)動(dòng)部分正常工作的條件：各路電源正常；光耦正常；各種電阻電容等元件正常；模塊正常；電路板走線正常。以上條件缺一不可。IGBT驅(qū)動(dòng)原理：電動(dòng)機(jī)是怎樣變成發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)是怎樣變成發(fā)電機(jī)的對(duì)于同步電機(jī)而言，轉(zhuǎn)子上有磁極，定子上分布三相繞組，

16、當(dāng)轉(zhuǎn)子被拖動(dòng)時(shí)（減速狀態(tài)、下坡?tīng)顟B(tài)時(shí)車速高于電機(jī)轉(zhuǎn)速），定子繞組因切割轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而發(fā)電。對(duì)于異步電機(jī)而言，它沒(méi)有獨(dú)立的磁場(chǎng)，或者說(shuō)它沒(méi)有一個(gè)單獨(dú)產(chǎn)生磁場(chǎng)的電路。異步電機(jī)必須與三相電源相接后才產(chǎn)生磁場(chǎng)（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）。當(dāng)它在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下就是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)有原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)它超過(guò)同步轉(zhuǎn)速后，才發(fā)電，在變頻器中，異步電機(jī)的發(fā)電狀態(tài)，實(shí)質(zhì)是拖動(dòng)系統(tǒng)釋放機(jī)械能的過(guò)程，而再生制動(dòng)功能就是把這些機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，從而為電池充電。下圖所示為電力行業(yè)變頻器中利用回饋單元將多余的電能回饋給電網(wǎng)。電動(dòng)機(jī)是怎樣變成發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)是怎樣變成發(fā)電機(jī)的整車控制器整車控制器電動(dòng)汽車是一個(gè)高度集成的電氣化系統(tǒng)，包括電機(jī)

17、控制器、充電、輔助、低壓電器系統(tǒng)等，必須通過(guò)一個(gè)整車控制系統(tǒng)，常稱之為VCU來(lái)進(jìn)行各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，從而實(shí)現(xiàn)整車的最佳性能。整車控制系統(tǒng)主要包括整車控制器、電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等，整車控制器是整車控制系統(tǒng)的核心。整車控制器通過(guò)采集駕駛員踏板、電機(jī)轉(zhuǎn)速、檔位信號(hào)、制動(dòng)、車速等信息，判斷駕駛員意圖，計(jì)算出目標(biāo)牽引力矩；參考電機(jī)外特性，儲(chǔ)能系統(tǒng)的邊界條件如剩余電量SOC、動(dòng)力電池電壓等信息，采用適當(dāng)?shù)目刂撇呗?，選擇合適的工作模式。通過(guò)CAN總線控制電機(jī)控制器對(duì)電機(jī)進(jìn)行力矩控制，按照駕駛員意圖實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)整車運(yùn)行，各個(gè)系統(tǒng)之間通過(guò)CAN協(xié)議進(jìn)行通訊?？刂栖囕v的前進(jìn)、后退、加

18、減速等等。整車控制器 上電控制當(dāng)點(diǎn)火鑰匙位于ON檔，喚醒VCU，VCU控制繼電器給電機(jī)控制器和電池管理模塊供電，VCU通過(guò)CAN通訊發(fā)送相關(guān)的控制命令，完成整車系統(tǒng)的啟動(dòng)（上電）。整車控制器VCU接收到上電開(kāi)關(guān)（鑰匙位于ON檔），直流充電樁、車載充電機(jī)或者遠(yuǎn)程智能終端的喚醒信號(hào)后，直接控制高壓繼電器吸合或斷開(kāi)，完成高壓系統(tǒng)的接通和斷開(kāi)。整車控制器 其他功能車輛在滑行和制動(dòng)時(shí)，VCU根據(jù)ABS狀態(tài)、動(dòng)力電池狀態(tài)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)，計(jì)算能量回收轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)給電機(jī)控制器，啟動(dòng)能量回收功能。車輛在行駛狀態(tài)下，VCU根據(jù)電機(jī)溫度、電機(jī)控制器溫度、IGBT溫度、冷卻液溫度、車速信號(hào)等發(fā)動(dòng)PWM信號(hào)控制電子冷卻

19、水泵轉(zhuǎn)速。在直流充電下，VCU根據(jù)冷卻液溫度發(fā)送PWM信號(hào)控制電子冷卻水泵轉(zhuǎn)速。車輛發(fā)生碰撞或嚴(yán)重故障，如絕緣故障、動(dòng)力電池過(guò)溫、過(guò)壓，動(dòng)力電池過(guò)溫、過(guò)流時(shí)，VCU切斷高壓回路上的繼電器。高壓配電箱高壓配電箱高壓配電箱高壓配電箱的作用是將來(lái)自動(dòng)力電池的直流高壓電分配給各個(gè)高壓部件，連接暖風(fēng)、加熱、除霜，連接充電座，實(shí)現(xiàn)通訊功能（整車通訊、充電通訊以及主從機(jī)通訊高壓配電箱主要由高壓接觸器（繼電器）、熔斷器、電壓控制線路等組成。有些車型中，電池管理系統(tǒng)BMS集成在高壓配電箱內(nèi)部。主接觸器控制動(dòng)力電池到整車高壓電路的通斷，預(yù)充接觸器防止高壓回路在鑰匙起動(dòng)的瞬間出現(xiàn)大電流的。電流傳感器測(cè)量高壓電路電流

20、，由VCU計(jì)算電池容量高壓配電箱為什么需要預(yù)充接觸器因?yàn)殡妱?dòng)汽車中存在著電容型負(fù)載，比如上面提及的電機(jī)控制器中，就存在著大容量電容。在電路接通前，電容器上沒(méi)有電荷，電壓為0V，而電容器兩端的電壓就不能突變，在合閘的瞬間，與電容連接的兩條線路中相當(dāng)于短路，此時(shí)將出現(xiàn)很大的沖擊電流，為此需要在線路中接入一個(gè)限流電阻，等電容器上的電壓上升到一定程度時(shí)，再把限流電阻短路掉。為什么需要預(yù)充接觸器在電力電子領(lǐng)域如變頻器的限流電阻如下圖所示。圖中RL就是限流電阻。預(yù)充電是如何完成的車身控制單元VCU向電池管理模塊BMS發(fā)動(dòng)閉合預(yù)充繼電器指令，BMS收到指令閉合預(yù)充電繼電器，并向VCU反饋預(yù)充繼電器狀態(tài)。VC

21、U根據(jù)BMS發(fā)來(lái)的動(dòng)力電池電壓以及電機(jī)控制器MCU發(fā)來(lái)的電機(jī)母線電壓，判斷預(yù)充電是否完成。如果預(yù)充電完成，則VCU向BMS發(fā)送指令，要求BMS吸合主繼電器，斷開(kāi)預(yù)充電繼電器，高壓上電成功?；蛘呷缟蠄D將限流電阻短路掉。交流接觸器交流接觸器常見(jiàn)的故障是觸點(diǎn)接觸電阻大、觸點(diǎn)燒結(jié)、觸點(diǎn)閉合時(shí)開(kāi)路，測(cè)試時(shí)可以通過(guò)給線圈施加額定電壓，檢測(cè)觸點(diǎn)的導(dǎo)通和閉合情況，利用萬(wàn)用表測(cè)量觸點(diǎn)導(dǎo)通時(shí)的電阻，如無(wú)異常，基本接近0歐姆，如果在10歐姆以上，視為故障。交流接觸器電流霍爾傳感器電流霍爾傳感器霍爾電流傳感器常見(jiàn)的有三根線或者四根線，如果是四根線，分別是正電源、負(fù)電源、0端（地）、信號(hào)輸出端。如果是三根線它們分別是0

22、V端（地）、電源端、信號(hào)輸出端。判斷傳感器是否異常的簡(jiǎn)單方法是：將傳感器通電，再測(cè)量信號(hào)輸出端電壓，在沒(méi)有功率電流的情況下，如果是四線傳感器，輸出端電壓就是0V，如果是三線傳感器，輸出端的電壓是電源電壓的1/2，例如一個(gè)使用了5V電壓的傳感器，輸出端電壓就是2.5V，如果偏離太多就要考慮傳感器的損壞。電流傳感器該傳感器將信號(hào)傳給電機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)、缺項(xiàng)保護(hù)的功能，確保三相電機(jī)電流矢量和為零，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正常工作充電小倍率即慢充，使用家用220V交流電進(jìn)行。利用充電機(jī)將220V轉(zhuǎn)換成動(dòng)力電池所需的高壓直流電壓（例如330V），一般需要8小時(shí)。充電大倍率即快充，利用充電站的充電樁進(jìn)行充電，一般

23、使用2C3C（電池以一小時(shí)充滿電量時(shí)所需的電流）的充電速度，一般0.5小時(shí)即可充滿整個(gè)動(dòng)力電池的80%。利用充電機(jī)充電時(shí)的功能檢查利用充電機(jī)充電時(shí)的功能檢查將鑰匙位于OFF檔，車輛變速桿置于空擋位置，將充電機(jī)充電槍插入充電座，開(kāi)啟充電機(jī)進(jìn)行充電，在這個(gè)過(guò)程中，儀表充電指示燈點(diǎn)亮，充電正常。開(kāi)始將鑰匙擰至1檔，儀表顯示充電電流為負(fù)值，電流絕對(duì)值與充電機(jī)相同。在停車狀態(tài)下，電池管理模塊BMS才允許充電，充電機(jī)連接220V電源后開(kāi)始工作，充電機(jī)工作后會(huì)發(fā)送報(bào)文，儀表檢測(cè)到充電機(jī)的報(bào)文后會(huì)把充電連接指示燈點(diǎn)亮，給出一個(gè)充電喚醒信號(hào)，BMS收到喚醒信號(hào)開(kāi)始進(jìn)入充電模式，充電回路接通后，充電機(jī)開(kāi)始給電池充

24、電，充電機(jī)不斷的發(fā)送充電報(bào)文國(guó)標(biāo)充電插座：國(guó)標(biāo)充電插座：充電座針腳定義充電樁充電在有些車輛充電口處裝有一個(gè)開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)只有在斷開(kāi)時(shí)（不充電時(shí)）才允許車輛啟動(dòng)。充電基本原理充電基本原理如圖所示：充電過(guò)程電池管理模塊BMS（充電控制電腦）對(duì)AC插接器連接及高壓電池的充電狀態(tài)進(jìn)行等進(jìn)行確認(rèn)，并與高壓電池連接。然后對(duì)車載充電器發(fā)出充電指示，進(jìn)行充電。接收了充電指示的車載充電器起動(dòng)AC-DC轉(zhuǎn)換器，使AC-DC轉(zhuǎn)換器按照要求輸出合適的電壓、電流進(jìn)行充電。充電控制充電控制充電控制充電方式分為恒功率充電（CP充電）、恒電流充電（CC充電）、恒電壓充電（CV充電）3種，為了縮短充電時(shí)間，盡量長(zhǎng)時(shí)間利用充電器的

25、最大能力充電是十分有效的，因此正常狀態(tài)下，大多選擇CP充電，在電池剩余電量較少的充電初期，由于電池電壓較低，因此以車載充電器一側(cè)的輸出電流上限進(jìn)行充電（CC充電）。在接近充滿電量的狀態(tài)下，為了防止電池過(guò)量充電，大多采用CV充電。直流變換器直流變換器DC/DCDC/DC電動(dòng)汽車無(wú)法利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電，因此搭載DC/DC轉(zhuǎn)換器，將動(dòng)力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換成12V或24V的低壓直流電，作為整車低壓部件的能量來(lái)源。給蓄電池充電，滿足燈光、音響、車輛控制模塊的用電需求。作為一個(gè)智能化的直流變換器，可對(duì)整車用電量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)整車用電器工作較多時(shí)，DC/DC進(jìn)行大功率的轉(zhuǎn)換，當(dāng)用電功率減少時(shí)，進(jìn)行小功

26、率的轉(zhuǎn)換。直流變換器直流變換器DC/DCDC/DCDC/DCDC/DC的好壞簡(jiǎn)易判斷（以的好壞簡(jiǎn)易判斷（以12V12V為例）為例）檢查驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，DC/DC是否正常，分別將鑰匙置于停車檔和1檔，等待5秒鐘后，測(cè)量12V蓄電池的電壓，鑰匙在1檔時(shí)的電壓比停車檔的電壓高，且大于13V。檢查充電狀態(tài)時(shí)DC/DC是否正常，分別在鑰匙置于停車檔和連接充電機(jī)的狀態(tài)下，等待5分鐘后測(cè)量12V蓄電池電壓，鏈接充電機(jī)后的電壓比在鑰匙位于停車檔時(shí)的電壓高，且大于13V。鑰匙位于起動(dòng)狀態(tài)儀表沒(méi)有相關(guān)故障碼。電動(dòng)空調(diào)電動(dòng)空調(diào)電動(dòng)空調(diào)加熱器PTC轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)包括變頻器控制的電機(jī)和轉(zhuǎn)向助力油泵，輕松實(shí)現(xiàn)在不同

27、車速時(shí)提供不同的助力效果，保證汽車轉(zhuǎn)向輕便靈活，穩(wěn)定可靠。最大工作壓力14MPA。制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)包括變頻器和電動(dòng)空壓機(jī)總成，主要功能是向車輛的制動(dòng)系統(tǒng)、空氣懸掛系統(tǒng)、門開(kāi)閉系統(tǒng)提供壓縮空氣。氣壓在0.65-0.85MPA之間。轎車使用真空泵電動(dòng)水泵電動(dòng)水泵散熱風(fēng)扇控制散熱風(fēng)扇控制散熱風(fēng)扇主要作用就是控制電機(jī)與電機(jī)控制器在一定溫度范圍內(nèi)工作。當(dāng)電機(jī)控制器溫度達(dá)到50或者驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度大于110，風(fēng)扇將開(kāi)啟；當(dāng)電機(jī)控制器溫度小于46或者驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度低于105時(shí)風(fēng)扇將停止工作。整車電器工作原理圖低壓整車電器工作原理圖高壓儀表儀表儀表檔位信息：通電常亮，根據(jù)檔位移動(dòng)而變化。充電接口標(biāo)示：平時(shí)常滅，插充

28、電槍時(shí)常亮。充電標(biāo)示：平時(shí)常滅，充電時(shí)常亮。車門開(kāi)啟標(biāo)示：開(kāi)門常亮，關(guān)門常滅。轉(zhuǎn)向燈表示：制動(dòng)燈標(biāo)示：平時(shí)常滅，踩下制動(dòng)時(shí)常亮。安全帶標(biāo)示：不系安全帶常亮。氣壓報(bào)警標(biāo)示：平時(shí)常滅，氣壓不足時(shí)常亮。電池故障標(biāo)示：平時(shí)常滅，電壓過(guò)低或BMS故障常亮。動(dòng)力電池標(biāo)示：平時(shí)常滅，動(dòng)力系統(tǒng)故障常亮。制動(dòng)蹄片報(bào)警標(biāo)示：平時(shí)常滅，蹄片故障常亮。ASR標(biāo)示：故障時(shí)亮。儀表ABS標(biāo)示：故障時(shí)亮。READY燈：當(dāng)車輛做好準(zhǔn)備時(shí)亮。SCC通訊錯(cuò)誤：鑰匙位于ON檔，車身總成SCC模塊與儀表無(wú)法通訊，SCC顯示紅色，曾經(jīng)通訊失敗顯示黃色。SOC：充滿電時(shí)應(yīng)在99%以上?？傠妷海盒熊嚂r(shí)不低于590V?？傠娏鳎焊鶕?jù)用電器使用

29、情況以及行車情況變化。蓄電池電壓：27.5V。電機(jī)轉(zhuǎn)矩：靜止時(shí)為零，行車中根據(jù)情況而定。電機(jī)溫度：不高于85度。電機(jī)控制器（逆變器）溫度：不高于80度。單體電池最高電壓：不高于3.7V（磷酸鐵鋰）2.8V（鈦酸鋰）。單體電池最低電壓：不低于2.8V（磷酸鐵鋰）1.8V（鈦酸鋰）。單體電池最高溫度：不高于55度。單體電池最低溫度：不低于-40度。氣壓表：6.5-8bar。高壓保護(hù)1、橙色電纜線被動(dòng)技術(shù)，為了減少與高壓電的直接接觸（60V以上）高壓部件上的高壓線采用橙色作為警示。2、防接觸保護(hù)主動(dòng)技術(shù)，高壓導(dǎo)線特別是殼體穿孔部位，多采取三層絕緣，防止意外裸露，造成直接或間接接觸高壓帶電產(chǎn)品。3、高

30、壓和低壓不共地主動(dòng)技術(shù)，高壓電正極與負(fù)極與車輛車身金屬間不共地，兩者間有絕緣監(jiān)測(cè)，即負(fù)母線對(duì)地（車身）、正母線對(duì)地（車身）的絕緣監(jiān)測(cè)，發(fā)生絕緣電阻下降時(shí)，高壓上電繼電器下電，并在儀表上顯示故障。高壓保護(hù)4、高壓產(chǎn)品的電隔離主動(dòng)技術(shù)，DC/DC轉(zhuǎn)換器的初級(jí)線圈與次級(jí)線圈間采用變壓器隔離，若DC/DC殼體漏電時(shí)，通過(guò)高壓電池管理系統(tǒng)內(nèi)的絕緣監(jiān)測(cè)電路，可以檢測(cè)到，同理其他高壓裝置漏電絕緣電路也可以檢測(cè)到。5、高壓互鎖HVIL主動(dòng)技術(shù)，高壓產(chǎn)品電纜脫開(kāi)時(shí)，會(huì)形成觸點(diǎn)和母線短路的情況，為此，對(duì)整個(gè)高壓系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)導(dǎo)通環(huán)。當(dāng)高壓元件從線束上脫開(kāi)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致U型導(dǎo)通環(huán)的信號(hào)中斷，控制系統(tǒng)得到此信號(hào)中斷的情況后

31、，控制配電箱內(nèi)的高壓繼電器斷開(kāi)，同時(shí)電機(jī)控制器內(nèi)部的電容器通過(guò)電阻自行放電。高壓互鎖高壓互鎖粗實(shí)線表示12V電源線，細(xì)虛線表示HVIL監(jiān)控回路，高壓部件中的電機(jī)、電機(jī)控制器、DC/DC、壓縮機(jī)、PTC加熱等器件的連接情況都是通過(guò)車身控制模塊VCU監(jiān)控的。當(dāng)遇到緊急斷電的工作情況時(shí)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1把檢測(cè)結(jié)果直接發(fā)動(dòng)到BMS電池管理模塊，BMS直接斷開(kāi)三個(gè)高壓繼電器；電機(jī)及電機(jī)控制單元MCU通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)2檢測(cè)高壓連接器的連接情況，并發(fā)送至VCU，若有連接器連接不完好，VCU將采集到檢測(cè)結(jié)果并控制BMS,使BMS控制三個(gè)高壓繼電器動(dòng)作實(shí)現(xiàn)斷電。并在儀表上顯示動(dòng)力系統(tǒng)連接器故障。通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)3檢測(cè)DC/DC、壓縮