新能源汽车基础技术北汽E纯电动汽车吕坚课件

1新能源汽车基础技术（北汽E160纯电动汽车）吕坚2

先说几句各位老师都关心和思考的问题：新能源汽车专业学生的工作岗位在哪？

——“就在现在的汽车前后市场中”。如同90年代初汽车电控技术的岗位在哪里？

新能源汽车专业学生的学习内容是什么？

——“

传统汽车技术+新能源汽车技术”如同90年代初学习汽车电控技术。3

新能源汽车的核心是“三电”技术。

发动机

电动机油箱电池

VCM

ECM4

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。

传统能源汽车机械维修以形象思维为基础。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。

新能源汽车电气维修以逻辑思维为基础。5

纯电动汽车基础技术（以北汽E160为例）6北汽E160纯电动汽车基本组成7一、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。81、充电系统控制设计充电系统控制设计架构92、车载充电器车载充电机主要功能是将220Vac转换为高压直流电320Vdc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及时切断供电。102、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。11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

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123、DC/DCDC/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。134、动力电池

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。14动力电池模组电池单体：构成动力电池模块的最小单元。一般由正极、负极、电解质及外壳等构成；实现电能与化学能之间直接转换。电池模块：一组并联的电池单体的组合，该组合额定电压与电池单体的额定电压相等，是电池单体在物理结构和电路上连接起来的最小分组，可作为一个单元替换。模组：由多个电池模块或单体电芯串联组成的一个组合体。

15E160动力电池系统的单体电芯电压范围为2.5V—3.7V，动力电池系统的总电压工作范围为：255V---372V。

项目参数零部件号E00008217额定电压320V电芯容量66Ah额定能量25.6kWh总质量278kg工作电压范围220～400V能量密度76Wh/kg动力电池系统的额定电压=单体电芯额定电压×单体电芯串联数；动力电池系统的容量=单体电芯容量×单体电芯并联数量；动力电池系统总能量=动力电池系统的额定电压×动力电池系统容量。16

动力电池充电分为快充、慢充和制动能量回收三种方式。

采用车载充电机充电，充电温度与充电电流要求见下表：温度小于0℃0℃～55℃大于55℃可充电电流0A10A0A备注当电芯最高电压高于3.6V时，降低充电电流到5A，当电芯电压达到3.70V时，充电电流为0A，请求停止充电。加热过程中，充电桩电流显示为4A—6A。充电过程中充电桩电流显示为12A—13A。17

快充采用地面充电机充电，充电温度与充电电流要求见下表：快充中，电流显示值为：13.2A---46.2A之间，快充充电的电流，受动力电池内部温度影响而变化。

快充和慢充的流程均为：采用恒流-恒压充电方法，以恒定电流充电至动力电池组总电压达到或最高单体电压达到此温度条件下的规定电压值，以恒定电压充电至电流小于0.8A后停止充电。在充电过程中，如果单体压差大于300mV,则停止充电，报充电故障。

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可接受最大回馈电压要求：动力电池可以承受由电机产生的最大365V的感应电动势。

制动能量回收的要求

动力电池可以接受表中的脉冲回馈电流和持续时间。

动力电池可以接受下表中的最大持续回馈电流。

19动力电池高压系统工作原理205、快充口（直流）、慢充口（交流）快充（直流）充电接口参数值：额定电压750V，

额定电流125A、250A。214、快充口（直流）、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。22二、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。23电驱系统的连接示意图24

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。251、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。262、旋转变压器简称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。273、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。28电驱系统温度保护功能

电机温度保护

当控制器监测到驱动电机温度传感器显示：120℃≤温度＜140℃时，降功率运行；温度≥140℃时，降功率至0，即停机。

电机控制器温度保护

当控制器监测到散热基板板温度为：温度≥85℃时，超温保护，即停机。当控制器监测到散热基板板温度为：85℃≥温度≥75℃时，降功运行。29电驱冷却系统的控制策略当控制器监测到驱动电机温度传感器显示：45℃≤温度＜50℃时冷却风扇低速启动；温度≥50℃时，冷却风扇高速启动；温度降至40℃时冷却风扇停止工作。

当控制器监测到散热基板板温度为：温度≥75℃时，冷却风扇低速启动。温度≥80℃时，冷却风扇高速启动；温度降至75℃时冷却风扇停止工作。30三、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、动力电池等执行元件组成。311、电控系统的上电控制上电注意事项：点火钥匙旋转至Start档，松开后回到ON挡；档位处于N档上电，踩下制动踏板。

点火钥匙只采用OFF、ACC、ON、---三个状态；上电顺序：1)低压上电当点火钥匙由OFF-ACC时，VCU低压上电；当点火钥匙由ACC-ON时，BMS、MCU低压上电。321、电控系统的上电控制2)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。331、电控系统的上电控制上电异常情况：点火钥匙ON档时，高压不能正常上电需注意观察仪表信息：1）充电指示灯亮——关好充电门板，重新ON上电；2）动力电池故障灯亮——重新ON上电后，如仍亮，表明电池有故障；3）动力电池绝缘电阻低——检查动力电池高压线连接情况；4）档位显示状态闪烁——档位换到N档；5）系统故障灯亮、且无以上情况——检查蓄电池电量，VCU、MCU、BMS低压供电情况，用诊断仪读取当前故障码。342、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储行车过程中发生的故障信息。353、电控系统的故障诊断及处理

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。等级名称故障后处理一级致命故障紧急断开高压二级严重故障二级电机故障零扭矩，二级电池故障20A放电电流限功率三级一般故障进入跛行工况/降功率四级轻微故障只仪表显示，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。36四、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20MΩ）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。