混合動力及電動汽車

第七章奇瑞M1EV純電動汽車

原理與故障診斷第一節(jié)M1EV系統(tǒng)組成及原理第一頁，共38頁。M1純電動車采用純電力驅(qū)動系統(tǒng)，實現(xiàn)零油耗、零排放及強動力的全新駕駛體驗。整車裝備29/40KW永磁同步電機、336V高壓鋰電池，采用自主研發(fā)的整車控制系統(tǒng)、高壓電池管理系統(tǒng)及DSP控制技術(shù)，采用固定速比減速器，通過整車控制器與電機控制器及電池管理系統(tǒng)的協(xié)同控制，可實現(xiàn)整車較強的動力性和舒適性。整車同時裝備了ABS制動防抱死系統(tǒng)，更好地保證了整車制動平安。整車系統(tǒng)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間通過CAN總線通訊，數(shù)據(jù)通信實時性強。一、M1EV系統(tǒng)組成第二頁，共38頁。M1原車1.3L汽油發(fā)動機起動/發(fā)電機等附件發(fā)動機控制單元ECU油箱變速箱M1原車與純電動車動力系統(tǒng)區(qū)別M1純電動車29/40KW永磁同步電機電機管理系統(tǒng)MCU336V鋰電池包電池管理系統(tǒng)BMS整車管理系統(tǒng)VMS固定速比減速器一、M1EV系統(tǒng)組成第三頁，共38頁。左前輪右前輪左后輪右后輪內(nèi)燃機變速箱ECU油箱ICUABS固定速比減速器電機電機管理系統(tǒng)MCU逆變器VMS電池系統(tǒng)BMS電池本體12V蓄電池車載用電器發(fā)電機DCDC上下壓轉(zhuǎn)換器CANCAN高壓連接機械連接系統(tǒng)構(gòu)造圖解常規(guī)汽油車純電動車CLM第四頁，共38頁。左前輪右前輪左后輪右后輪固定速比減速器12V蓄電池車載用電器DCDC上下壓轉(zhuǎn)換器CANBMS電池電機VMSMCU系統(tǒng)構(gòu)造圖解第五頁，共38頁。VMSICUMCUBMSCANCANCANMotorControlUnit電機控制單元BatteryManagementSystem電池管理系統(tǒng)VehicleManagementSystem整車控制系統(tǒng)InstrumentClusterUnit儀表顯示單元CANCAN一、M1EV系統(tǒng)組成第六頁，共38頁。電動空調(diào)M1電動車通過電動壓縮機滿足用戶制冷要求，通過PTC滿足系統(tǒng)取暖、除霜、除霧要求。操作方法：同常規(guī)車，操作儀表臺相關(guān)按鈕或旋鈕即可實現(xiàn)；說明：當動力電池電量較低時，優(yōu)先考慮車輛動力性需求，強制關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)以節(jié)約電力供車輛驅(qū)動。電動助力轉(zhuǎn)向通過電動轉(zhuǎn)向可以解決轉(zhuǎn)向困難的問題。說明：駕駛員無需手動控制，系統(tǒng)自動完成。電動真空助力通過電動真空泵的作用解決了由于取消發(fā)動機引起的制動踏板過硬的感覺。說明：電動真空泵位于車輛駕駛員側(cè)的前艙內(nèi)部，當駕駛員踩下制動踏板時，系統(tǒng)根據(jù)制動壓力值自動控制泵的打開與關(guān)閉。其他部件介紹第七頁，共38頁。二、純電動汽車的構(gòu)造原理燃油汽車主要由發(fā)動機，底盤、車身和電氣四大部分組成，純電動汽車的構(gòu)造與燃油汽車相比，主要增加了電力驅(qū)動控制系統(tǒng)，而取消了發(fā)動機，電力驅(qū)動控制系統(tǒng)的組成與工作原理如下圖，它由電力驅(qū)動主模塊、車載電源模塊和輔助模塊三大部分組成。第八頁，共38頁。二、純電動汽車的構(gòu)造原理當汽車行駛時，由蓄電池輸出電能(電流)通過控制器驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，電動機輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系統(tǒng)帶動車輪前進或后退。電動汽車續(xù)駛里程與蓄電池容量有關(guān)，蓄電池容量受諸多因素限制。要進步一次充電續(xù)駛里程，必須盡可能地節(jié)省蓄電池的能量。第九頁，共38頁。二、純電動汽車的構(gòu)造原理第十頁，共38頁。二、純電動汽車的構(gòu)造原理1．電力驅(qū)動主模塊電力驅(qū)動主模塊主要包括中央控制單元、驅(qū)動控制器、電機、機械傳動裝置和車輪等。它的功用是將存儲在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動能，并可以在汽車減速制動時，將車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池。中央控制單元根據(jù)加速踏板和制動踏板的輸入信號，向驅(qū)動控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，對電動機進展啟動、加速、減速、制動控制。第十一頁，共38頁。二、純電動汽車的構(gòu)造原理1．電力驅(qū)動主模塊驅(qū)動控制器是按中央控制單元的指令和電動機的速度、電流反響信號，對電動機的速度、驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向進展控制。驅(qū)動控制器必須和電動機配套使用。電機在電動汽車中被要求承擔電動和發(fā)電的雙重功能，即在正常行駛時發(fā)揮其主要的電動機功能，將電能轉(zhuǎn)化為機械能；在減速和下坡滑行時又被要求進展發(fā)電，將車輪的慣性動能轉(zhuǎn)化為電能。機械傳動裝置是將電動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳輸給汽車的驅(qū)動軸，從而帶動汽車車輪行駛。第十二頁，共38頁。二、純電動汽車的構(gòu)造原理2．車載電源模塊電源電源模塊主要包括蓄電池電源、能量管理系統(tǒng)和充電控制器等。它的功用是向電動機提供驅(qū)動電能、監(jiān)測電源使用情況以及控制充電機向蓄電池充電。純電動汽車的能量管理主要是指電池管理系統(tǒng)，它的主要功用是對電動汽車用電池單體及整組進展實時監(jiān)控、充放電、巡檢、溫度監(jiān)測等。充電控制器是把交流電轉(zhuǎn)化為相應(yīng)電壓的直流電，并按要求控制其電流。第十三頁，共38頁。二、純電動汽車的構(gòu)造原理3.輔助模塊輔助系統(tǒng)主要包括輔助動力源、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、駕駛室顯示操縱臺和各種輔助裝置等。輔助系統(tǒng)除輔助動力源外，根據(jù)不同車型而不同。輔助動力源主要由輔助電源和DC/DC功率轉(zhuǎn)換器組成，其功用是供給電動汽車其它各種輔助裝置所需要的動力電源，一般為12V或24V的直流低壓電源，它主要給動力轉(zhuǎn)向、制動力調(diào)節(jié)控制、照明、空調(diào)、電動窗門等各種輔助裝置提供所需的能源。第十四頁，共38頁。二、純電動汽車的構(gòu)造原理3.輔助模塊動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為實現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)彎而設(shè)置的，它由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和轉(zhuǎn)向輪等組成。作用在轉(zhuǎn)向盤上的控制力，通過轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向機構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)一定的角度，實現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。第十五頁，共38頁。二、純電動汽車的構(gòu)造原理駕駛室顯示操縱臺類同于傳統(tǒng)汽車駕駛室的儀表盤，不過其功能根據(jù)電動汽車驅(qū)動的控制特點有所增減，其信息指示更多地選用數(shù)字或液晶屏幕顯示。輔助裝置主要有照明、各種聲光信號裝置、車載音箱設(shè)備、空調(diào)、刮水器、風窗除霜清洗器、電動門窗、電控玻璃升降器、電控后視鏡調(diào)節(jié)器、電動座椅調(diào)節(jié)器、車身平安防護裝置控制器等。它們主要是為進步汽車的操控性、舒適性、平安性而設(shè)置的，根據(jù)需要進展選用。第十六頁，共38頁。三、驅(qū)動系統(tǒng)布置形式電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的核心部分，其性能決定著電動汽車運行性能的好壞。電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)布置取決于電機驅(qū)動系統(tǒng)的方式，可以有多種多樣。常見的驅(qū)動系統(tǒng)布置形式如下圖。第十七頁，共38頁。三、驅(qū)動系統(tǒng)布置形式(1)傳統(tǒng)的驅(qū)動形式。圖〔a〕與傳統(tǒng)汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置方式一致，帶有變速器和離合器，只是將發(fā)動機換成電動機，屬于改造型電動汽車。這種布置可以進步電動汽車的起動轉(zhuǎn)矩，增加低速時電動汽車的后備功率。第十八頁，共38頁。三、驅(qū)動系統(tǒng)布置形式(2)電動機-驅(qū)動橋組合式驅(qū)動形式。圖〔b〕和〔c〕取消了離合器和變速器，但具有減速差速機構(gòu)，由1臺電動機驅(qū)動兩車輪旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點是可以繼續(xù)沿用當前發(fā)動機汽車中的動力傳動裝置，只需要一組電動機和逆變器。第十九頁，共38頁。三、驅(qū)動系統(tǒng)布置形式(2)電動機-驅(qū)動橋組合式驅(qū)動形式。這種方式對電動機的要求較高，不僅要求電動機具有較高的起動轉(zhuǎn)矩，而且要求具有較大的后備功率，以保證電動汽車的起動、爬坡、加速超車等動力性。第二十頁，共38頁。三、驅(qū)動系統(tǒng)布置形式(3)電動機-驅(qū)動橋整體式驅(qū)動形式。圖〔d〕是將電動機裝到驅(qū)動軸上，直接由電動機實現(xiàn)變速和差速轉(zhuǎn)換。這種傳動方式同樣對電動機有較高的要求，大起動轉(zhuǎn)矩和后備功率，不僅要求控制系統(tǒng)有較高的控制精度，而且要具備良好的可靠性，從而保證電動汽車行駛的平安、平穩(wěn)。第二十一頁，共38頁。三、驅(qū)動系統(tǒng)布置形式(4)輪轂電機驅(qū)動形式。圖〔e〕和〔f〕同圖〔d〕布置方式比較接近，將電動機直接裝到了驅(qū)動輪上，由電動機直接驅(qū)動車輪行駛。第二十二頁，共38頁。四、純電動汽車的特點〔1〕無污染，噪聲低純電動汽車不產(chǎn)生排氣污染，對環(huán)境保護和空氣的干凈是非常有益的，有“零污染〞的美稱；電動汽車無內(nèi)燃機產(chǎn)生的噪聲，電動機噪聲小?！?〕能源效率高，多樣化電動汽車的能源效率已超過汽油機汽車，特別是在城市運行。電動汽車停頓時不消耗電量，在制動過程中，電動機可自動轉(zhuǎn)化為發(fā)電機，實現(xiàn)制動減速時能量的再利用。第二十三頁，共38頁。四、純電動汽車的特點另一方面，電動汽車的應(yīng)用可有效地減少對石油資源的依賴，可將有限的石油用于更重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽能、風力、潮汐等能源轉(zhuǎn)化。除此之外，假如夜間向蓄電池充電，還可以避開用電頂峰，有利于電網(wǎng)平衡負荷，減少費用。第二十四頁，共38頁。當儀表顯示電量較低時,及時給電池充電以防使用過程中動力電池虧電；清洗車輛時請勿對準車身后部和前艙部分直噴，最好直接用毛巾擦拭。制止私自拆卸車身零部件；車輛長期不使用時，建議把前艙12V蓄電池的負極拔掉。定期對電池充放電一次。及時充電，防止電池過放。日常維護第二節(jié)M1EV故障診斷第二十五頁，共38頁。車輛運輸過程中保證電量SOC在40%左右；電池的最高溫度不能超過60度。電池在任何時候不能出現(xiàn)短路，重物和尖的物品不能跌落到電池上電池不能在潮濕的環(huán)境內(nèi)存放，不能濺水在上面。存儲與運輸?shù)诙?jié)M1EV故障診斷第二十六頁，共38頁。假如發(fā)現(xiàn)整車異常，在未得到專業(yè)維修人員的答應(yīng)下，不允許對車輛進展使用，不允許擅自修理。制止隨意觸摸或者拆卸高壓部件：高壓電池、電機控制器、高壓線束〔高壓電纜的顏色為橙黃和粗細明顯區(qū)別于傳統(tǒng)的低壓線束〕。維修人員對車輛進展維修時，必須正確的按照維護說明操作，不正當?shù)牟僮鲿囕v及人身平安造成非常危險的后果。當電池著火時不能用水去熄滅和磷酸銨鹽滅火器，著火時應(yīng)用干沙，氮氣和氬氣滅火器。高壓安全注意事項第二節(jié)M1EV故障診斷第二十七頁，共38頁。動力電池過熱：動力電池溫度過高時，LED常亮M1電動車相關(guān)報警、指示信號動力電池切斷：動力蓄電池處于切斷狀態(tài)時，LED常亮低電量提示：當動力電池的SOC低時LED常亮，提示駕駛員需充電動力電池故障：當動力電池發(fā)生故障時，LED常亮注意：當鑰匙打到ON的時候，相關(guān)報警燈會進展自檢,自檢完成以后，假如系統(tǒng)正常，故障燈為熄滅狀態(tài)。第二節(jié)M1EV故障診斷第二十八頁，共38頁。M1電動車相關(guān)報警、指示信號系統(tǒng)故障：當系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不能正常工作時，LED常亮或閃爍車輛準備就緒指示：只有該燈亮時，車輛才可以正常行駛，且駕駛過程中常亮外接充電指示燈：當車輛外接充電手柄連接或者正在充電時，LED常亮電機及控制器過熱報警：當驅(qū)動電機或電機控制器過熱時，LED常亮注意：當鑰匙打到ON的時候，相關(guān)報警燈會進展自檢,自檢完成以后，假如系統(tǒng)正常，故障燈為熄滅狀態(tài)。第二節(jié)M1EV故障診斷第二十九頁，共38頁。LCD狀態(tài)顯示解析輔助儀表顯示：收音機頻道、時間；檔位、車速、里程；電池電壓、電流、溫度等車速顯示電機轉(zhuǎn)速動力電池SOC車輛準備就緒指示動力電池斷開系統(tǒng)故障動力電池故障動力電池過溫電量低提示第二節(jié)M1EV故障診斷第三十頁，共38頁。故障排查與處理1鑰匙打到ON檔后，儀表所有燈不亮或閃爍或比較暗；1.請檢查前艙12V電池的端子是否被拔掉，假設(shè)被拔掉，請連接后再試。2.在蓄電池連接儀表燈不亮，說明12V蓄電池嚴重虧電，需更換電池；3.儀表燈閃爍或變暗，說明12V蓄電池虧電，需要及時對12V電池充電或者更換。1.儀表燈不亮：12V電池的端子被拔掉或者蓄電池嚴重虧電。2.儀表燈閃爍或者比較暗：蓄電池虧電。第二節(jié)M1EV故障診斷第三十一頁，共38頁。故障排查與處理1鑰匙打到ON檔后，儀表所有燈不亮或閃爍或比較暗；不更換電池的方法：在高壓電池電量良好并且充電線斷開的情況下，可以通過搭鐵線將蓄電池與有電的12V蓄電池連接，鑰匙擰至ON位置使高壓繼電器吸合，DCDC開場工作以后即可斷開搭鐵線連接，在操作過程中請注意平安，正負極不要反接或短接。判斷DCDC工作的方法：1.儀表LED指示電池電流為負值；2.通過電壓表測試蓄電池兩端的電壓大于13V。1.儀表燈不亮：12V電池的端子被拔掉或者蓄電池嚴重虧電。2.儀表燈閃爍或者比較暗：蓄電池虧電。第二節(jié)M1EV故障診斷第三十二頁，共38頁。蓄電池故障燈常亮；1.首先嘗試通過鑰匙重復(fù)上電、斷電操作能否去除故障燈，如不能請參照下述方法；2.更換蓄電池或者給蓄電池補充電。操作方法可參照上一問題第三條方法；3.假設(shè)為DCDC不能給小電池充電原因，需要維修人員對故障進展排查；可能原因包括下述一個或多個：線束問題，DCDC保險燒斷，DCDC本體損壞。上述問題需要維修人員根據(jù)整車維修手冊進展維修。1.由于存放時間過長或者使用不當導(dǎo)致12V蓄電池電壓較低；2.上下壓轉(zhuǎn)換器DCDC故障，不能給小電池充電。第二節(jié)M1EV故障診斷第三十三頁，共38頁。高壓電池故障燈常亮，整車不能Ready；1.首先嘗試通過鑰匙重復(fù)上電、斷電操作能否去除故障燈，如不能去除故障燈，請執(zhí)行下述方法；2.維修人員通過診斷儀讀取故障，根據(jù)詳細故障參照整車維修手冊進展維修。注意：檢測高壓部件請專業(yè)人員進展，制止用戶私自操作。必須注意高壓平安事項，按照手冊中要求進展維修。3.假如是高壓環(huán)路絕緣故障，請?zhí)貏e注意不要觸碰高壓部分部件，高壓線束有特別顏色標注。1.高壓電池系統(tǒng)〔BMS或電池本體〕故障；2.高壓環(huán)路絕緣故障；第二節(jié)M1EV故障診斷第三十四頁，共38頁。系統(tǒng)故障燈常亮或者閃爍，整車不能Ready；1.首先嘗試通過鑰匙重復(fù)上電、斷電操作能否去除故障燈，如不能去除故障燈，請執(zhí)行下述方法；2.維修人員通過診斷儀讀取故障，根據(jù)詳細故障參照整車維修手冊進展維修。1.電機系統(tǒng)〔MCU或電機本體〕故障；2.整車控制器及相關(guān)部件嚴重故障；第二節(jié)M1EV故障診斷第三十五頁，共38頁。系統(tǒng)故障燈和高壓電池故障燈不亮，電池斷開指示燈亮；此問題涉及高壓檢