任務(wù)六 純電動汽車知識拓展

新能源汽車

維護(hù)與保養(yǎng)

其它純電動汽車知識鏈接一、北京汽車160E純電動汽車基本結(jié)構(gòu)北京汽車160E純電動汽車基本結(jié)構(gòu)如圖4-55所示，主要由汽車前部的VCU、電機(jī)控制盒、高壓控制盒、DC-DC車載充電機(jī)、空調(diào)冷凝器、驅(qū)動電機(jī)、真空制動、變速箱，以及汽車中部的變速操縱、動力電池等組成。圖4-55北京汽車160E純電動汽車基本結(jié)構(gòu)

（1）充電系統(tǒng)（動力電池系統(tǒng)）北汽160E純電動汽車充電系統(tǒng)由由動力電池組件、DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、高壓控制盒、快充口（直流）、慢充口（交流）等組成，如圖4-56所示。

圖4-56北汽160E純電動汽車充電系統(tǒng)

1）充電系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)該車充電設(shè)計(jì)架構(gòu)是：左側(cè)交流低壓充電樁通過充電線進(jìn)入純電動車內(nèi)部，通過車載中點(diǎn)擊進(jìn)入高壓控制盒，右上部的高壓充電樁通過充電線直接進(jìn)入高壓控制盒。高壓控制盒可以與動力電池進(jìn)行聯(lián)絡(luò)充電。通過高壓控制盒可以通過DC/DC變換器進(jìn)行對低壓蓄電池充電。具體如圖4-57所示。

圖4-57北汽160E純電動汽車充電設(shè)計(jì)架構(gòu)

2）車載充電機(jī)車載充電機(jī)主要功能是將220Vac轉(zhuǎn)換為高壓直流電給動力電池進(jìn)行充電。同時提供過壓、欠壓、過流、欠流等多種保護(hù)措施，當(dāng)充電系統(tǒng)出現(xiàn)異常會及時切斷供電。車載充電機(jī)的外觀及接口如圖4-58所示。圖4-58北汽160E純電動汽車車載充電機(jī)外觀（左圖）及接口（右圖）

3）高壓控制盒高壓控制盒主要用于對動力電池中儲存的電能進(jìn)行輸出及分配，實(shí)現(xiàn)對支路用電器件的切斷和保護(hù)。高壓控制盒共有5出接線口，分別連接快充、動力電池、電機(jī)控制器和其它高壓接插件。

高壓控制盒—高壓附件插件A：DC/DC電源正極B：PTC電源正極C：壓縮機(jī)電源正極D：PTC-A組負(fù)極E：充電機(jī)電源正極F：充電機(jī)電源負(fù)極G：DC/DC電源負(fù)極H：壓縮機(jī)電源負(fù)極J：PTC-B組負(fù)極L：互鎖信號線K：空腳

4）DC/DC變換器DC/DC變換器主要作用是完成320V直流高壓電轉(zhuǎn)換成14V直流低壓電,向低壓蓄電池及全車低壓用電設(shè)備供電；共有4處接線口，分別是以下。DC/DC變換器低壓輸出負(fù)極低壓輸出正極低壓控制端高壓輸入端

（2）動力電池由四部分組成，如圖4-60所示。純電動汽車動力電池系統(tǒng)動力電池模組電池管理系統(tǒng)動力電池箱輔助元器件

圖4-60北汽160E純電動汽車動力電池系統(tǒng)

1）動力電池模組組成電池單體：構(gòu)成動力電池模塊的最小單元。一般由正極、負(fù)極、電解質(zhì)及外殼等構(gòu)成；實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能之間直接轉(zhuǎn)換，如圖4-61（左）所示。電池模塊：一組并聯(lián)的電池單體的組合，該組合額定電壓與電池單體的額定電壓相等，是電池單體在物理結(jié)構(gòu)和電路上連接起來的最小分組，可作為一個單元替換，如圖4-61（右）所示。

模組：由多個電池模塊或單體電芯串聯(lián)組成的一個組合體。圖4-61電池單體（左）與電池模塊（右）

2）動力電池模組電壓E160動力電池系統(tǒng)的單體電芯電壓范圍為2.5V—3.7V，動力電池系統(tǒng)的總電壓工作范圍為：255V---372V。動力電池系統(tǒng)的額定電壓=單體電芯額定電壓×單體電芯串聯(lián)數(shù)；動力電池系統(tǒng)的容量=單體電芯容量×單體電芯并聯(lián)數(shù)量；動力電池系統(tǒng)總能量=動力電池系統(tǒng)的額定電壓×動力電池系統(tǒng)容量。上述具體參數(shù)見下表4-3所示。

項(xiàng)目參數(shù)零部件號E00008217

額定電壓320V電芯容量66Ah額定能量25.6kWh總質(zhì)量278kg工作電壓范圍220～400V能量密度76Wh/kg表4-3北汽160E純電動汽車動力電池參數(shù)

3）動力電池模組的充電動力電池充電分為快充、慢充和制動能量回收三種方式。采用車載充電機(jī)充電，充電溫度與充電電流要求見下表4-4所示。表4-4北汽160E純電動車載充電機(jī)充電參數(shù)

快充中，電流顯示值為：13.2A---46.2A之間，快充充電的電流，受動力電池內(nèi)部溫度影響而變化?？斐浜吐涞牧鞒叹鶠椋翰捎煤懔?恒壓充電方法，以恒定電流充電至動力電池組總電壓達(dá)到或最高單體電壓達(dá)到此溫度條件下的規(guī)定電壓值，以恒定電壓充電至電流小于0.8A后停止充電。

在充電過程中，如果單體壓差大于300mV,則停止充電，報(bào)充電故障可接受最大回饋電壓要求：動力電池可以承受由電機(jī)產(chǎn)生的最大365V的感應(yīng)電動勢。

動力電池可以接受表4-5中的脈沖回饋電流和持續(xù)時間。表4-5北汽160E純電動車脈沖回饋電流和持續(xù)時間

動力電池可以接受下表4-6中的最大持續(xù)回饋電流。表4-6北汽160E純電動車脈沖最大回饋電流

4）動力電池高壓系統(tǒng)工作原理動力電池高壓系統(tǒng)工作如圖4-62所示。圖4-62動力電池高壓系統(tǒng)電路圖

5）充電口介紹快充（直流）充電接口參數(shù)值：額定電壓750V，額定電流125A、250A。具體充電插頭如圖4-63所示。圖4-63快充（直流）充電接口

慢充（交流）充電接口參數(shù)值：額定電壓250V，額定電流16A、32A，具體充電插頭如圖4-64所示。圖4-64慢充（直流）充電接口

二、電驅(qū)系統(tǒng)

（1）電驅(qū)系統(tǒng)的組成

北汽160E純電動汽車由驅(qū)動電機(jī)組件、電機(jī)控制器、電驅(qū)冷卻系統(tǒng)和減速器總成等構(gòu)成，通過高低壓線束，冷卻管路與整車系統(tǒng)連接如圖4-65所示。

（2）電驅(qū)系統(tǒng)的散熱北汽160E純電動汽車的控制器、電機(jī)通過U、V、W三根線連接，高壓電源的高壓正負(fù)極與控制器連接。水箱以及散熱器構(gòu)建比較簡單的O形回路，從水箱散熱器--散熱水管--電機(jī)--散熱水管--控制器--散熱水管--水箱散熱器，冷卻管路與整車系統(tǒng)連接如圖4-66所示。

圖4-66北汽160E純電動汽車電驅(qū)系統(tǒng)的水箱以及散熱器

（3）電驅(qū)系統(tǒng)的能量回收北汽EV160電驅(qū)系統(tǒng)的主要功能如下電能機(jī)械能

圖4-67北汽EV160電驅(qū)系統(tǒng)的能量回收

1）永磁同步電機(jī)（PMSM）北汽EV160電驅(qū)系統(tǒng)的永磁同步電機(jī)的效率高、體積小、重量輕及可靠性高。電機(jī)使用了一些傳感器來提供電機(jī)的工作信息：旋轉(zhuǎn)變壓器：用以檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，如圖4-68（左）所示；溫度傳感器：用以檢測電機(jī)的繞組溫度，如圖4-68（右）所示。

圖4-68永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器（左）、溫度傳感器（右）

2）旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器（簡稱旋變）是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號元件。當(dāng)勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)關(guān)系，或保持某一比例關(guān)系，或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系。具體關(guān)系如圖4-69所示。

圖4-69旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理

3）電機(jī)控制器電機(jī)控制器是電驅(qū)系統(tǒng)的控制中心。電機(jī)控制系統(tǒng)使用的傳感器有電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器等，外觀如圖4-70所示。電機(jī)控制器DC-AC逆變模塊AC-DC整流模塊溫度保護(hù)模塊電子控制器組成

圖4-70電機(jī)控制器

（4）電驅(qū)系統(tǒng)溫度保護(hù)功能1）電機(jī)溫度保護(hù)當(dāng)控制器監(jiān)測到驅(qū)動電機(jī)溫度傳感器顯示：120℃≤溫度＜140℃時，降功率運(yùn)行；溫度≥140℃時，降功率至0，即停機(jī)。

2）電機(jī)控制器溫度保護(hù)當(dāng)控制器監(jiān)測到散熱基板板溫度為：溫度≥85℃時，超溫保護(hù)，即停機(jī)。當(dāng)控制器監(jiān)測到散熱基板板溫度為：85℃≥溫度≥75℃時，降功運(yùn)行。

3）電驅(qū)冷卻系統(tǒng)的控制策略當(dāng)控制器監(jiān)測到驅(qū)動電機(jī)溫度傳感器顯示：45℃≤溫度＜50℃時冷卻風(fēng)扇低速啟動；溫度≥50℃時，冷卻風(fēng)扇高速啟動；溫度降至40℃時冷卻風(fēng)扇停止工作。當(dāng)控制器監(jiān)測到散熱基板板溫度為：溫度≥75℃時，冷卻風(fēng)扇低速啟動。溫度≥80℃時，冷卻風(fēng)扇高速啟動；溫度降至75℃時冷卻風(fēng)扇停止工作。

三、電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)由加速踏板位置傳感器、制動踏板位置傳感器、電子換檔器等輸入信號傳感器，整車控制器（VCU）、電機(jī)控制器（MCU）、電池管理系統(tǒng)（BMS）等控制模塊和驅(qū)動電機(jī)、動力電池等執(zhí)行元件組成，如圖4-71所示。

圖4-71電控系統(tǒng)組成

1）電控系統(tǒng)的上電控制上電注意事項(xiàng)：點(diǎn)火鑰匙旋轉(zhuǎn)至Start檔，松開后回到ON擋；檔位處于N檔上電，踩下制動踏板。點(diǎn)火鑰匙只采用OFF、ACC、ON、---三個狀態(tài)。上電順序：1)低壓上電：當(dāng)點(diǎn)火鑰匙由OFF-ACC時，VCU低壓上電；當(dāng)點(diǎn)火鑰匙由ACC-ON時，BMS、MCU低壓上電。

2)高壓上電：點(diǎn)火鑰匙ON檔，BMS、MCU當(dāng)前狀態(tài)正常、且在之前一次上下電過程中整車無嚴(yán)重故障。a）BMS、MCU初始化完成，VCU確認(rèn)狀態(tài)；b）閉合電池繼電器；c）閉合主繼電器；d）MCU高壓上電；e）如檔位在N檔，儀表顯示Ready燈點(diǎn)亮。

2）電控系統(tǒng)的上電控制異常情況上電異常情況：點(diǎn)火鑰匙ON檔時，高壓不能正常上電需注意觀察儀表信息：1）充電指示燈亮——關(guān)好充電門板，重新ON上電；2）動力電池故障燈亮——重新ON上電后，如仍亮，表明電池有故障；3）動力電池絕緣電阻低——檢查動力電池高壓線連接情況；4）檔位顯示狀態(tài)閃爍——檔位換到N檔；5）系統(tǒng)故障燈亮、且無以上情況——檢查蓄電池電量，VCU、MCU、BMS低壓供電情況，用診斷儀讀取當(dāng)前故障碼。

3）電控系統(tǒng)的下電控制下電順序：純電動車下電只需點(diǎn)火鑰匙打到OFF檔，即可實(shí)現(xiàn)高壓、低壓電的正常下電；1）點(diǎn)火鑰匙到OFF檔，主繼電器斷開、MCU低壓下電；2）輔助系統(tǒng)停止工作，包括DC/DC、水泵、空調(diào)、暖風(fēng)；3）BMS斷開電池繼電器；4）整車控制器下電；整車控制器在下電前會存儲行車過程中發(fā)生的故障信息