芝麻E30学习资料-动力

1、BISENSE1学习内容 第一篇：动力BISENSE课题-1-1EV电池系统-2电机控制系统-3EV控制系统-4EV充电系统-5电源系统学习内容2BISENSE学习目标完成本篇的学习后，我们能够： 了解动力电池电源管理系统(BMS)的工作原理 了解电机控制系统的工作原理 掌握电动车车辆控制系统的工作原理 掌握电动车充电系统的工作原理3BISENSEEV电池系统1 16BISENSEEV电池系统动力 EV电池系统EV电池系统主要由电池管理系统（Battery Management System，BMS）、维修开关及动力电池组组成。芝麻E30电动汽车将电池管理系统控制单元与动力电池统一集成安装在动

2、力电池包中。 芝麻E30动力电池为三元锂电池。 动力电池由单体电池、单体电池连接线等组成，每块电池有编号。单体电池标称电压3.6V，标称总电压144V。动力电池BISENSEBMS系统框图 EV-BMS 由1 个电池管理主控单元BCU和1 个电池管理从控单元BMU构成，每个BCU检测24 节串联电池电压以及6 个温度点的温度，每个BMU 能检测24 节串联电池电压以及8 个温度点的温度。动力 EV电池系统BISENSEBMS主要功能1、电池单体电压及电池组总电压检测；（40个单体电压及总电压）2、电池组温度检测及热管理；（10 个外部温度点检测及2 路内部温度检测，加热控制电路）3、电池组充放

3、电电流的检测； （分流器）4、 3路CAN通讯；（整车CAN，内部CAN，预留快充CAN）5、管理系统供电电源检测，系统上电控制（ACC&ON &慢充），延时掉电等功能；6、电池组高压模块的管理；（总正&慢充，总负，预充，加热）7、电池组故障诊断；（包含但不限于过压，欠压，过流，过温，绝缘，SOC过低，CAN通讯，预充电失败，继电器故障等）8 、电池组SOC估算；9 、在线软件升级功能；10、外部控制信号的检测；（高压接插件状态，唤醒信号等）11、电池组漏电检测；12、慢充及快充检测接口；（国标）13、BMS数据存储功能；14、单体电芯均衡功能；15、充电管理；（交流充

4、电和直流充电）16、实时最大允许充放电功率或电流估算。动力 EV电池系统BISENSE高压动力接线图动力 EV电池系统BISENSEBMS接线图动力 EV电池系统BISENSE高压系统预充电 电动汽车启动前，需对电机控制系统进行预充电。预充电可减小高电压对电机控制系统的冲击。 点火开关旋到“ON”挡，BMS接收到“ON”信号，开始自检。BMS自检无故障后，预充电接触器闭合，电机控制器高压直流端得电。若在3s内，电机控制器内部高压直流端电压与高压直流母线电压压差小于8V，则判断预充电完成。组合仪表上的“READY”指示灯点亮。否则，预充电失败。预充电失败，无法启动车辆，整车故障报警灯点亮。 电池

5、管理系统判断预充电成功后，控制主正极接触器与负主极接触器闭合，电机控制器、分线盒输入端得电。动力 EV电池系统BISENSE动力电池充电控制动力电池充电过程中，电池管理系统通过检测CC 点电阻判断充电枪是否连接（充电枪内CC点与PE线之间的电阻为680）。 动力电池充电过程中，电池管理系统通过检测充电唤醒电压决定是否导通充电回路。 动力电池充电过程中，电池管理系统通过CAN 线与车载充电机通信，监测充电过程（充电 电流、充电电压及电池温度的检测调控）。车辆行驶过程中电池检测车辆行驶过程中，电池管理系统通过电压检测电路检测动力电池单体电压及总电压。 车辆行驶过程中，电池管理系统通过分流器检测放电

6、电流。 车辆行驶过程中，电池管理系统通过温度传感器检测电池温度，当温度过高时，限制输出工作电流，保证车辆的安全行驶。动力 EV电池系统BISENSE动力电池高压控制盒常见故障动力 电机控制系统故障故障现现象象故障原因故障原因解决措施解决措施无总电压总电流1.BMS插接件虚接2.CAN通讯故障3.电池包内主板（BMU)问题1.检查BMS插件2.更换电池包绝缘故障1.电池正电池负二根动力线未 插或者接触不良2.电池包维修开关未插3.整车中有高压线路与地短路1.检查维修开关或动力电池正负 极2.检查高压线路绝缘电阻，确定 绝缘不好部位。BISENSEBMS系统故障码及故障设定条件故障定义诊断故障码故

7、障条件持续时间充电电流过大3级告警P1E1D00Ic + 20 A5s充电电流过大2级告警P1E1C00Ic + 30 A5s充电电流过大1级告警P1E1B00Ic + 50 A5s放电电流过大3级告警P1E1700Id + 20 A5s放电电流过大2级告警P1E1600Id + 30 A5s放电电流过大1级告警P1E1500300A5s单体电压过高3级告警P1E69004.21V5sIc:最大允许充电电流，根据SOF表查表得到Id:最大允许放电电流，根据SOF表查表得到动力 EV电池系统BISENSE故障定义诊断故障码故障条件持续时间单体电压过低3级告警P1E6F00U35s单体电压过低2级

8、告警P1E6E00U23s单体电压过低1级告警P1E6D00U12s温度过高3级告警P1E7D004810s温度过高2级告警P1E7C005210s温度过高1级告警P1E7B005510s温差过大3级告警P1E0F001510sU3:欠欠压压3级级告警点，根据告警点，根据电电池池单单体欠体欠压压表表查查表得到表得到U2:欠压2级告警点，根据电池单体欠压表查表得到U1:欠压1级告警点，根据电池单体欠压表查表得到动力 EV电池系统BISENSE故障定义诊断故障码故障条件持续时间单体压差过大3级告警P1E0C00300mV5s单体压差过大2级告警P1E0B00400mV5s绝缘故障2级告警P1E05

9、00300/V10s绝缘故障1级告警P1E0400100/V10s总电压过高3级告警P1EFC00168.4V5s动力 EV电池系统BISENSE故障定义诊断故障码故障条件持续时间总电压过高2级告警P1EFB00168.8V3s总电压过高1级告警P1EFA00170.0V2s温度过低3级告警P1E7700-2510s温度过低2级告警P1E7600-3010sBMS外部(与车载充电机)通信故障U117300充电模式未收到ONC报文5sBMS内部(针对分布式的BCU/BMU间通信)通讯故障U111300主板未收到从板报文5s加热回路故障P1E5800开启加热功能后回路无加热电流-动力 EV电池系统

10、BISENSE故障定义诊断故障码故障条件持续时间高压主接触器故障P1E5700继电器状态检测结果异常（粘连或无法闭合）-系统硬件故障P1E5600总电压检测与单体电压累加差异大于5V-预充电失败故障P1E5500开始预充后，电机母线电压与电池端电压压差未在3s内达到小于8V3s绝缘过低3级告警P1E0600500/V10s高压互锁异常一级告警P1E5400高压互锁信号检测异常-电池总电压过低3级告警P1EF600120V5s动力 EV电池系统BISENSE电机控制系统2 26BISENSE电机控制系统动力 电机控制系统电机控制系统主要由电机控制器及驱动电机组成。电机控制系统，是车辆控制的直接参

11、与机构，其实现了电能到机械能的转换。其主要功能如下 扭矩解析，实现整车驱动 对自身进行故障诊断和标定的功能 电机转速及工作温度的测量BISENSE电机控制器 由驱动电路、功率电路、诊断电路、电源电路等组成。 电机控制器采用脉宽调制技术，根据车辆控制器的扭矩命令，控制功率电路中电力电子元 器件的关断，将动力电池的高压直流电转换为交流电，从而驱使驱动电机工作。 在能量回收时和发电机工况时，会将三相交流电转换成直流电，用于给高压蓄电池充电。 电机控制器采集驱动电机中旋转变压器的信号，计算出电机的转速，通过CAN 传递给车辆控制器。 电机控制器通过温度传感器采集驱动电机及自身的工作温度，通过CAN 传

12、递给车辆控制器。 驻坡辅助功能动力 电机控制系统BISENSE驱动电机本车采用三相交流异步电机，其分定子、转子两部分，当三相交流电流流入异步电机定子 绕组中，产生交流旋转磁场，旋转磁场切割转子导条，从而在转子导条中产生感应电流，载流的转子导条在定子旋转磁场中受洛伦兹力作用，从而形成电磁转矩，驱动电机转子 旋转。电机端部安装有旋转变压器，通过磁场变化产生信号电压，经编码器解码后得到电机转速。动力 电机控制系统BISENSE驱动电机参数类别项目数值单位直流母线电压144V连接方式Y冷却方式自然冷却额定性能 额定输出功率13.5(KW)额定转矩43(N.m)额定电流140（A）效率 87% 功率因数

13、 0.92 额定转速 3000(r/ min)过载性能最大转矩 150(N.m)最大转速6000(r/ min)动力 电机控制系统BISENSE驱动电机性能转速(rpm)扭矩（N.m）输出功率电机效率(%)控制器效率(%)系统效率(%)500151.417.92722513158.63789.66552.5771000150.4515.753926770.36793.04965.4761500151.5823.8083769676.97394.94873.0842000151.831.7905759280.50795.91877.2212500148.238.7958115283.23896.

14、73880.5233000125.9739.5717277585.06197.27682.744350096.6235.410471286.2797.65384.245400073.6430.8439790687.63497.87485.771450057.9927.3251308988.61998.17286.999500046.4124.2984293289.2498.19887.632550038.0221.8963350889.55698.388.033600026.9316.9193717389.56598.08587.85动力 电机控制系统BISENSE电机控制接线图动力 电机控制

15、系统BISENSE驱动电机转速、温度 电机控制器检测电机的温度、磁极位置及转速，并将电机与自身运行状态通过CAN线传递给车辆控制器，车辆控制器综合车辆各种信号通过CAN线控制电机控制器工作，将动力电池的高压直流电转换为三相交流电控制车辆的运行。动力 电机控制系统BISENSE驱动电机端子定义动力 电机控制系统BISENSE驱动电机转速检测(旋转变压器) 旋转变压器( Resolver)是一种电磁式传感器，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。 其自身的定子绕组作为变压器的一次侧(R1、R2)接受励磁电压。转子绕组作为变压器的二次侧，通过电磁耦合得到感应电压。转子两绕组 (S1

16、/S3、S2/S4)，在空间上呈90分布。感应的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系。 交流异步电机上的旋转变压器主要起速度传感作用。动力 电机控制系统BISENSE启动预充电及电机控制器电压转换控制启动时采用预充电，可减小或消除电机启动时的大电流冲击。动力 电机控制系统BISENSE电机控制器检查低压信号端子是否插紧 检查各低压信号端子是否插紧，包括： a) 35pin的AMP插头 b) 电机航空插头 控制器是否可靠固定 检查控制器是否能晃动，检查固定螺丝是否紧固。 工作环境湿度是否正常 检查电机控制器和电机工作环境是否存在滴水，泡水的情况（特别是在或经过雷暴雨之类的强降雨天气） 强电电压

17、是否在合理范围内 检查上电后，控制电电压是否在120V到188V之间。 电机运转过程是否有异响 车辆运行时，仔细倾听电机是否存在异响； 电机异响可以分为两类： a. 电机机械异响：引起此异响的原因可能是由机械结构上的原因引起； b. 电机电磁异响：引起此异响的原因可能是由电机控制系统内部的原因引起。电磁异响的声音诸如：“滋滋”“哧哧”声 车辆动力是否正常 车辆驾驶时，观察加速是否平滑，是否有抖动等车辆驱动状况。 产品表面是否清洁（工作环境是否清洁） 检查散热片是否有损伤或者积累了很多灰尘，尽量保持控制器环境的清洁。动力 电机控制系统BISENSE电机控制器常见故障动力 电机控制系统故障故障现现

18、象象故障原因故障原因解决措施解决措施Ready不显示一般是CAN通讯异常控制器内部故障，更换电机控制器 D/R档挂不上，组合仪表一直显示N档1.电机控制器接插件松动、针 脚推针。2.挡位开关插件松动，或损坏维修插件或更换挡位开关公里数一直增加，静止下仪表盘有速度1.驱动电机接插件接触不良2.电机旋转变压器故障检测驱动电机插件，SIN+SIN-，COS+COS-之间电阻为90R+R-之间电阻为35，否则，更换驱动电机D/R档位，车不走有错误制动信号输入是否一直存在刹车信号，如是需要检查线束，刹车等。油门踏板故障油门电压反馈值不在0.1-4.9v范围内，后出现该提示。初始为0.2V左右。1.线束松

19、动或断线等。2.需要更换油门踏板。无怠速(点火开关“ON”，D挡，手刹松下，车辆不行驶)怠速模式由两个量决定，一是刹车，二是油门。油门电压大于0.3V时，控制器会认为此时油门有信号。检修油门踏板或更换BISENSE电机控制器系统故障码及故障设定条件诊诊断故障断故障码码故障定故障定义义故障原因故障原因检查项检查项目目P100300过流故障瞬间电流超过设定值检测电池供电系统 P100400堵转故障扭矩、电流很大但是电机不能正常运转检查减速器 P100500旋变硬件故障旋变的线路连接问题检查旋变的线路是否正常，若正常更换电机控制器P100600自检故障采样信号收到干扰或某元器件损坏 更换控制器P10

20、0700控制器严重过温 风道循环存在问题检查风扇是否开启P100800控制器一般过温 风道循环存在问题检查风扇是否开启P100900控制器温度传感器故障 采样信号收到干扰或某元器件损坏更换控制器动力 电机控制系统BISENSE诊诊断故障断故障码码故障定故障定义义故障原因故障原因检查项检查项目目P100A00电机严重过温故障 风道循环存在问题检查电池电压 P100B00电机一般过温故障风道循环存在问题检查电池电压 P100C00电机温度传感器故障 信号采样问题或干扰问题更换控制器P100D00控制器一般欠压 正常工作期间高压丢失 检查电池电压 P100E00控制器严重欠压 正常工作期间高压丢失

21、检查电池电压 P100F00控制器一般过压 运行期间电压出现大的波动。或电池输出不稳定，电机控制器检测出现偏差 检修传感器线路P101000控制器严重过压 主接断开后，电机还在运转给回馈等问题导致检查电池电压 P101100 超速故障减速器分开导致电机空载 检查减速器动力 电机控制系统BISENSE诊诊断故障断故障码码故障定故障定义义故障原因故障原因检查项检查项目目P101200 功率模块故障瞬间电流过大、IGBT模块损坏等检查电池电压，如电压正常则更换电机控制器 。P101300 12V欠压故障 正常工作期间高压丢失 检查12V电源 P101400 母线电压传感器故障 采样信号收到干扰或某元

22、器件损坏或母线电压过高检查电池电压，如电压正常则更换电机控制器 。U007300CAN总线故障 CAN节点关闭U010200VCU通讯失联故障 干扰原因、线路上原因或阻值等方面的原因 动力 电机控制系统BISENSEEV控制系统3 36BISENSEEV控制系统动力 EV控制系统EV控制系统主要由车辆控制器、加速踏板传感器、挡位开关、制动开关、分线盒及各执行机构组成。是整个车辆的控制中心，其主要实现如下功能： 挡位管理的功能 扭矩解析，实现整车驱动 保证制动优先功能 整车低压电源管理功能 整车高压能量管理的功能 网络管理和监控的功能 对整车EV系统进行故障诊断和标定的功能 对其他附件如风扇、空

23、调压缩机进行控制和管理的功能 对EV系统安全管理和系统保护的功能。BISENSE车辆控制器 车辆控制器（VCU，Vehicle Control Unit ），是整个汽车的核心控制部件，它通过硬线或CAN 采集电子油门踏板信号、挡位信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后， 控制下层的各部件控制器的动作，驱动汽车正常行驶。动力 EV控制系统BISENSE加速油门踏板 电子油门踏板位置传感器将驾驶员踩踏电子油门踏板深度转化为电信号传递给车辆控制器。动力 EV控制系统BISENSE制动开关 制动开关将驾驶员制动操作转化为电信号传递给车辆控制器。动力 EV控制系统BISENSE车辆控制器 挡

24、位开关将驾驶员换挡操作转化为电信号传递给车辆控制器。动力 EV控制系统BISENSE分线盒 高电压辅助保险丝盒。实现低压电路对高压电路的控制。主要控制压缩机、PTC加热器、DC-DC转换器动力 EV控制系统BISENSE整车控制接线图动力 EV控制系统BISENSE起动控制车辆控制器通过CAN 总线检测到高压系统已成功充电，并接收到点火开关的“ST”信号后， 通过CAN 向组合仪表发送可行使信息，组合仪表驱动“READY”指示灯点亮，提醒驾驶员车辆处于准备行驶状态。 高压系统充电过程请参考EV 电池系统动力 EV控制系统BISENSE挡位及车速控制 车辆启动后，车辆控制器采集挡位开关的挡位信号

25、及电子油门踏板的加速信号判断其挡位状态及驾驶员意图，通过CAN 线将扭矩命令传递给电机控制器。 电机控制器根据指令信号，控制输出三相电相序，实现车辆的前进，后退。控制输出功率及频率以控制车速。 组合仪表通过CAN 线，接受车辆的挡位及驱动电机转速信号，并在显示屏上显示，给驾驶员提供车辆运行信息。动力 EV控制系统BISENSE制动控制车辆行驶过程中，当驾驶员踩制动踏板，牵动制动开关动作，车辆控制器采集制动开关发出的制动信号，判断驾驶员制动意图，通过CAN 向电机控制器发出制动命令。 电机控制器接收到制动命令，停止三相电输出，切断车辆动力。 具体制动过程参照ABS 系统动力 EV控制系统BISE

26、NSEDC-DC控制 车辆控制器接收到点火开关的ON 信号，DC-DC转换器接收到VCU使能信号，开始输出13.8V电压为蓄电池充电。 DC-DC 转换器故障时，向车辆控制器发出故障信号，DC-DC 转换器停止输出。动力 EV控制系统BISENSE压缩机控制 空调控制模块通过CAN与压缩机进行通讯，当接受到压缩机工作或停止指令后，控制压缩机接触器闭合或断开，接通或切断压缩机工作电源。 具体工作原理请参考空调系统。动力 EV控制系统BISENSE冷却风扇控制 车辆控制器通过CAN 线与空调系统通信，接受空调系统运行状态信息，控制风扇继电器（低速）、风扇继电器（高速）的闭合，控制电子风扇的运转速度

27、。 具体工作原理请参考空调系统。动力 EV控制系统BISENSEEV充电系统4 46BISENSEEV充电系统动力 EV充电系统EV 充电系统将交流电网的交流电转化为高压直流电，给车辆动力电池充电，提供汽车运行的电能，其主要由车载充电机、充电枪、充电插座、电池管理系统、充电指示灯等组成。BISENSE 固定安装在电动汽车上，通过充电插头与交流电网相连接，将220V 交流电转换为直流电给动力电池充电，监视充电状态并根据充电状态调整充电功率，实现电动汽车充电的智能化控制。车载充电机充电枪 将电网220V 交流电传输给车载充电机。充电指示灯位于组合仪表上。 当动力电池正常充电时，充电指示灯闪烁；充电

28、完成，充电电缆未断开，充电指示灯常亮。 未充电或充电故障时，充电指示灯熄灭。充电指示灯动力 EV充电系统BISENSE当动力电池电量低时，用充电枪连接电源与车载充电机，电池管理系统通过检测CC 点电阻（680- 250V -16A/220- 440V- 32A）判定充电电缆的额定容量及充电枪是否连好。 车载充电机交流输入端得电后，自检完成无故障，向电池管理系统发出充电唤醒信号，电池管理系统闭合充电接触器，导通充电回路。 当动力电池温度过低时，电池管理系统控制加热器接触器闭合，导通加热回路，给动力电池加热，达到一定温度时，导通供电回路，给动力电池充电。 在整个充电阶段，电池管理系统实时向充电机发送电池充电要求，充电机根据电池充电需求来调整充电电压和充电电流以保证充电过程正常，在充电过程中，充电机和电池管理系统相互发送各自的充电状态。除此之外，电池管理系统根据要求向充电机发送动力电池具体状态信息及电压、温度等信息。充电系统框图动力 EV充电系统BISENSE车载充电机工作原理 车载充电机由交流输入接口、功率单元、控制单元、直流输出接口等部分组成，充电过程中由车载充电机提供电池管理系统（BMS）、充电接触器、仪表板等低压用电电源。车载充电机示意图如下图所示。动力 EV充电系统BISENSE充电过程控制触头标识 额定电压和额定电流功能定义L