新能源汽车构造课件：认知纯电动汽车构造

《新能源汽车构造》认知纯电动汽车构造新能源汽车基本构造目录CONTENTS3比亚迪秦EV车型的结构认知1纯电动汽车的基本认知2纯电动汽车的构造情境导入发展新能源汽车是我国的国家战略，在国家及地方政府配套政策的支持下，我国新能源汽车实现了产业化和规模化的飞跃式发展。无论是产销量还是全球市场份额.我国均为世界第一。随着新能源汽车行业飞速发展，与之相关的技术还有很大的发展空间，也就有了更多的人才缺口，若我们未来想要从事与新能源汽车相关的行业，那我们首先需要了解的就是纯电动汽车的构造。01纯电动汽车的基本认知纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。如上图所示为比亚迪秦EV和比亚迪海豚。纯电动汽车的基本认知没有内燃机的电动汽车产生的废气不会产生尾气污染，非常有利于环保和空气净化,几乎零污染；与混合动力汽车、燃料电池汽车相比，纯电动汽车的电机、燃料、传动系统占用的空间和重量可以用来弥补对电池的需求:并且由于使用单一电能源，电控系统相对于混合动力汽车大大简化，降低了成本，还可以补偿电池的部分价格；纯电动汽车的基本认知纯电动汽车的优势无污染，噪音低。单一电能源。结构简单，维修方便。与内燃机相比，电动汽车结构更简单，运行和传动部件更少，维修工作量更小。使用交流感应电机时，电机无需维护，更重要的是电动车操作方便；同时可以回收制动和下坡时的能量，提高能量的利用效率;纯电动汽车的基本认知纯电动汽车的优势结构简单，维修方便。能量转换效率高。可利用电网便宜的谷电在夜间充电，稳定电网峰谷差；优惠好、补贴高、免征购置税等政策优势明显。纯电动汽车的基本认知纯电动汽车的优势稳定电网峰谷差。政策优势。02纯电动汽车的构造典型的纯电动汽车主要由动力蓄电池系统、电驱动系统、整车控制器、充电系统和辅助系统等组成。纯电动汽车的构造纯电动汽车的构造（一）动力电池系统1.动力电池动力电池是纯电动汽车的能量存储装置，是新能源汽车的能量来源。动力电池主要包括铅酸电池、金属氢化物镍电池、锂离子电池等。目前，纯电动汽车用动力电池以锂离子电池为主，特别是三元锂电池和磷酸铁锂电池。动力蓄电池一般安装在纯电动汽车底部，如图所示为比亚迪秦EV的动力蓄电池。纯电动汽车的构造（一）动力电池系统1.动力电池该动力电池为比亚迪自己生产的全新三元锂电池，能量密度为140.97W·h/kg。NEDC工况续驶里程为400km,匀速行驶最大续驶里程为480km。纯电动汽车的构造动力电池管理系统实时监控动力电池的使用情况，对动力电池的电压、内阻、温度、电解液浓度、当前动力电池剩余电量、放电时间、放电电流或放电深度等状态参数进行检测，并按动力电池对环境温度的要求进行调温控制，通过限流控制避免动力电池过充电或放电，通过车载信息显示系统对有关参数进行显示和报警，以便驾驶人随时并配合其操作，按需要及时对动力电池充电并进行维护保养。动力电池管理系统的结构与功能各不相同，应与动力电池和整车行驶需求相匹配。（一）动力电池系统2.动力电池管理系统纯电动汽车的构造2.动力电池管理系统如图所示为典型纯电动汽车的动力电池箱结构，可以看到动力电池箱中的动力电池及动力电池管理系统的布置。（一）动力电池系统纯电动汽车的构造（二）电驱动系统1.驱动电机驱动电机在纯电动汽车中承担电动和发电双重功能，即在正常行驶时发挥其主要的电动机功能，将电能转化为机械能；而在减速和下坡滑行时又进行发电，承担发电机功能，将车轮的动能转换为电能充入动力蓄电池中。驱动电机类型主要有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。目前纯电动汽车使用的驱动电机主要以永磁同步电机和异步电机为主。纯电动汽车使用的典型驱动电机纯电动汽车的构造2.电机控制器电机控制器是按整车控制器的指令和纯电动汽车的行驶需求，对驱动电机的转速、转矩和旋转方向进行控制的部件。如图所示为纯电动汽车的电机控制器。（二）电驱动系统纯电动汽车的构造3.变速器纯电动汽车没有像燃油汽车那样使用多档变速器或无级变速器，而是使用驱动电机匹配单级减速器的架构，随着对纯电动汽车性能的要求越来越高，逐渐出现驱动电机匹配两档变速器。单级减速器也称为单档固定传动比变速器，简称单档变速器。（二）电驱动系统单档变速器纯电动汽车的构造3.变速器为了提高效率，减小布置空间，驱动电机、电机控制器和变速器集成为一体成为电驱动系统。图示为大众思皓E50A车型三合一高集成电驱动系统。该系统峰值功率为142kW,峰值转矩为340N·m,峰值转速为11000r/min,搭载该电驱动系统的新能源汽车，0~100km/h加速时间为7.6s,最大爬坡度可达40%。（二）电驱动系统大众思皓E50A车型三合一高集成电驱动系统纯电动汽车的构造（三）整车控制器整车控制器是纯电动汽车的中枢，它根据驾驶人输入的加速踏板和制动踏板的信号，向电机控制器发出相应的控制指令，对驱动电机进行起动、加速、减速、制动控制。在新能源汽车减速和下坡滑行时，整车控制器配合电源系统的动力电池管理系统进行发电回馈，使动力电池反向充电。整车控制器还对动力电池充放电过程进行控制。对于与汽车行驶状况有关的速度、功率、电压、电流及有关故障诊断等信息，还需传输到车载信息显示系统进行相应的数字或模拟显示。纯电动汽车的构造如图所示为典型纯电动汽车整车控制器。（三）整车控制器纯电动汽车的构造（四）充电系统1.车载充电机车载充电机是把电网供电制式转换为对动力电池充电要求的制式，即把交流电转换为相应电压的直流电，并按要求控制其充电电流，为动力电池充电。车载充电机的发展趋势之一是双向的，既能向纯电动汽车动力电池充电，也可以把多余的电反馈给电网。6.6kW车载充电机纯电动汽车的构造（四）充电系统1.车载充电机该款车载充电机型号如下：外形尺寸为286mm×280mm×94mm质量为6kg;输入单相交流电压为85~264V,输出直流电压为：108V/144V/336V/384V(可定制)。6.6kW车载充电机纯电动汽车的构造2.充电接口纯电动汽车一般有两个充电接口：一个是直流充电接口，用于动力电池的快充；另一个是交流充电接口，用于动力电池的慢充。如图所示为比亚迪秦Plus纯电动汽车的充电接口。（四）充电系统比亚迪秦Plus纯电动汽车的充电接口纯电动汽车的构造3.地面充电设备地面充电设备是指给纯电动汽车充电的各种设施，主要包括直流充电站、交流充电桩等。如图所示为给纯电动汽车充电的交流充电桩。（四）充电系统纯电动汽车的构造目前纯电动汽车的车载信息显示系统主要以汽车仪表为主，如图所示。1.车载信息显示系统（五）辅助系统纯电动汽车的构造1.车载信息显示系统车载信息显示系统的具体含义序号名称序号名称序号名称1驱动电机功率表10驱动电机及控制器过热指示灯19充电线连接指示灯2前雾灯11动力蓄电池故障指示灯20手刹指示灯3示廊灯12动力蓄电池断开指示灯21门开指示灯4安全气囊指示灯13系统故障灯22车速表5ABS指示灯14充电提醒灯23左转向指示灯6后雾灯15EPS故障指示灯24READY指示灯7远光灯16安全带未系指示灯25右转向指示灯8跛行指示灯17制动故障指示灯26REMOTE指示灯912V蓄电池故障指示灯18防盗指示灯27室外温度提示（五）辅助系统纯电动汽车的构造未来，随着高级别自动驾驶逐步应用，芯片和算法等性能增加，座舱产品将进一步升级，一芯多屏、多屏互融、立体式虚拟呈现等技术普及，核心技术体现为进一步集成智能驾驶的能力。1.车载信息显示系统（五）辅助系统纯电动汽车的构造2.辅助电气设备辅助电气设备主要包括电动转向系统、导航系统、电动空调、照明等。随着自动驾驶级别的提高，汽车底盘的发展趋势是线控化(即线控转向、线控制动和线控驱动),并且相应的汽车辅助电气设备也会越来越多。（五）辅助系统03比亚迪秦EV车型的结构认知比亚迪秦EV车型的结构认知（一）秦EV车型的介绍比亚迪秦EV是2019年在比亚迪e平台“33111”上生产的全新一代纯电动轿车，如图所示是秦EV的外观图。比亚迪e平台让新能源汽车的结构更简单、更安全、更可靠。通过对原本繁杂、分立的零组件进行标准化、集成化设计，让新能源汽车的核心零组件体积变小，质量变小，可以满足现代新能源汽车轻量化的目的。比亚迪秦EV外观图比亚迪秦EV车型的结构认知秦EV的车身由典型集成系统组成，如前驱电动总成、充配电总成、空调总成等。秦EV的前驱电动总成由驱动电机控制器、驱动电机以及单档变速器组成。充配电总成由车载充电器(以下简称：OBC)、DC/DC变换器、高压配电箱组成。前驱电动总成和充配电总成的冷却方式是通过电子水泵循环来进行冷却的。秦EV车型的空调总成由电动压缩机、PTC水加热器、冷却补偿水箱、电子膨胀阀、R134a制冷剂、冷冻机油(POE)组成。（一）秦EV车型的介绍比亚迪秦EV车型的结构认知（二）比亚迪e平台的介绍比亚迪e平台的“33111”第一个“3”代表前驱电动总成，由驱动电机、电机控制器和单档减速器进行三者合一，如图所示。驱动电机及其控制器采用直连的方式，在车辆运行过程中，减少电缆线的能量损耗，在能量回收过程中，减少电缆线损耗。因此，减少三相电缆，使前驱电动总成的成本降低了33%、体积减小了30%、质量也减小了25%、功率密度增加20%、NEDC效率提升1%、转矩密度增加17%。比亚迪秦EV前驱电动总成比亚迪秦EV车型的结构认知第二个“3”是指充配电总成，将一个6.6kW的OBC、一个2.2kW的DC/DC电源变换器和高压配电(简称：PDU)进行三者合一。充配电总成相较于原来2016/2017款的比亚迪e5的高压电控总成体积小、质量小、功率密度大(大于2kW/L)、支持电池电压范围更宽，适用于不同车型的不同电池电压平台。充配电总成的作用是控制能量流入和流出电池，通过配电箱来做管理和保护。（二）比亚迪e平台的介绍充配电总成(电池加热车型)比亚迪秦EV车型的结构认知在配电的部分，配电箱主要负责把电池输出的高压电与电机控制器相连接，再与直流充电的回路相连接，并对空调加热的PTC、空调压缩机等高压附件进行动力分配。（二）比亚迪e平台的介绍充配电总成(电池加热车型)比亚迪秦EV车型的结构认知第一个“1”是指1块能量密度高、长续航、性能稳定的镍钻622三元电池模组（简称：NCM622）。电池组的额定容量为130A·h，标称电压为408.8V、单体电池的标称电压为3.7V。2019年投放市场的秦EV搭载的动力电池的电量有40.62kW·h和53.13kW·h两种，对应的续驶里程为300km和405km。动力电池安装在车辆底盘部位，如图所示。（二）比亚迪e平台的介绍秦EV车型动力电池安装位置比亚迪秦EV车型的结构认知秦EV车型动力蓄电池参数及存储标准性能指标规格（300km）规格（400km）备注电池包容量/A·h105130(23±2)℃、1C充电、1C放电额定电压/V386.9408.8充电截止电压/V4.24.2充电截止放电截止电压/V2.52.5放电截止充电温度/℃-20～65-20～65与BMS配套使用放电温度/℃-30～65-30～65与BMS配套使用储存温度-40～40℃，短期储存（3个月）25%≤SOC≤40%-20～35℃，长期储存（＜1年）30%≤SOC≤40%重量≤350kg（二）比亚迪e平台的介绍比亚迪秦EV车型的结构认知第二个“1”表示一块高度集成的PCB板一一集成式车身控制器，如图所示，它将传统汽车内的多块控制器集中整合在一个控制器内，整车的线束减少了约50根，从而大大减小了控制器的质量，节省了空间，降低了车辆能耗。（二）比亚迪e平台的介绍秦EV车型集成式车身控制器比亚迪秦EV车型的结构认知在功能上，这块集成式车身控制器集成了仪表、空调、音响、智能钥匙、倒车辅助、门窗等十多项原本分立的控制模块。它安装在驾驶室转向盘下方，如图所示。（二）比亚迪e平台的介绍秦EV车型左域控制器(安装位置)比亚迪秦EV车型的结构认知以2021款秦EV车型为例，安装比亚迪最新的集成式车辆控制模块，集成度更高，进一步降低线束的使用。行业内称“低压十合一”。比亚迪内部称为左域控制器，主要功能见下表。零组件名称功能集成式车身控制器

驻车辅助系统模块驻车辅助系统，即在倒车时能探测监控范围内的障碍物，给驾驶员发出视觉和听觉信号，以提高汽车停车安全性的辅助装置，驻车辅助系统模块为控制探头、判断是否有障碍物并发出视觉和听觉信号的控制模块。信息站（蓝牙钥匙）蓝牙钥匙系统包括车辆端的蓝牙模块、手机APP应用程序。采用蓝牙技术使智能收集与车辆进行近距离连接，对车