汽车概论课件：新能源汽车电控系统的认知

新能源汽车电控系统的认知CONTENT目录任务引入01实施与评价04任务目标02梳理与总结05知识链接03拓展与巩固06电控系统是新能源汽车控制核心，电控系统是电动汽车的大脑，负责控制和协调电池、电机以及其他相关系统的工作。电控系统技术可以实现高效的能量管理、动力分配和驱动控制，以提供卓越的性能和驾驶体验，提高整体能源利用率和安全性，对整个车辆的运行和动力输出进行合理的控制。【任务引入】知识目标了解新能源汽车电控系统的基本组成熟悉新能源汽车电控系统的作用与原理技能目标会识别新能源汽车电控部件能认知新能源汽车电气系统素养目标提升安全规范的职业素养培养团结协作、精益求精的工匠精神010203任务目标电控系统系统是新能源汽车的神经中枢，是新能源汽车的整车控制系统，对新能源汽车的动力性、经济性、安全性和舒适性等有很大的影响。新能源汽车电控系统由传感器、控制器、执行器三部分组成。传感器包括制动踏板位置传感器，加速踏板位置传感器，挡位开关等输入信号。控制器包括整车控制器(VCU)，电机控制器(MCU)，电池管理系统(BMS)等控制模块。执行元件包含驱动电机、动力电池等，其任务是正确执行控制单元发送的指令，这些指令通过CAN总线进行交互，并且有一定的自适应和极限保护功能。一、电控系统的基本结构汽车行驶控制。整车控制器通过采集钥匙信号、充电信号、加速/制动踏板位置信号等来判断当前需要的工作模式。新能源汽车的驱动电机必须按照驾驶员意图输出驱动或制动转矩。当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板时，驱动电机要输出一定的驱动功率或再生制动功率。踏板开度越大，驱动电机的输出功率越大。因此，整车控制器要合理解释驾驶员操作；接收整车各子系统的反馈信息，为驾驶员提供决策反馈；对整车各子系统的发送控制指令，以实现车辆的正常行驶。整车控制器整车控制系统通常采用分层控制架构，整车控制器作为第一层，负责总体控制，协调各控制单元的工作及信息处理:其他控制单元作为第二层，包括电机控制器、电池管理系统、车载充电机、DC/DC变换器、仪表控制单元、空调控制单元、转向控制单元、制动控制单元等。整车控制器及各控制单元的输入信号由相应的传感器负责采集。电控系统的基本结构整车控制器简称VCU，是整车控制系统的核心部件，用于判断操纵者意愿，根据车辆行驶状态、蓄电池和电机系统的状态合理分配动力，使车辆运行在最佳状态。整车控制器的主要功能包括：汽车行驶控制、整车能量管理、通信网络管理、制动能量回收、故障诊断处理、状态监测与显示、充电系统控制。整车控制器整车控制器通过CAN总线接收驱动电机控制器和动力蓄电池管理系统的信息，并对驱动电机控制器、动力蓄电池管理系统和车载信息显示系统发送控制指令。驱动电机控制器和动力蓄电池管理系统分别负责驱动电机和动力蓄电池组的监控与管理，车载信息显示系统用于显示车辆当前的状态信息等。通过CAN总线与驱动电机控制器、动力蓄电池管理系统、空调控制器等关键零部件进行通信，从而对整车进行控制。电控系统的基本结构在新能源汽车中，动力蓄电池除了给驱动电机供电以外，还要给高压电动附件供电，为了获得最大的续驶里程，整车控制器将负责整车的能量管理，以提高能量的利用率。在蓄电池的SOC值比较低的时候，整车控制器将对某些电动附件发出指令，限制电动附件的输出功率，来增加续驶里程。当整车控制器接收到上电开关、直流充电桩、车载充电机或远程智能终端的唤醒信号后，直接控制高压继电器吸合或断开，接通或断开高压系统。在车辆充电过程中，车载充电器会把外界的交流电转换成直流电充入电池。新能源汽车的基础电气系统仍然采用12V供电，是由低压蓄电池进行供电的。整车控制器随时监测低压蓄电池的电量，当电压降至设定值时通过DC/DC变换器给12V低压蓄电池充电。整车能量管理整车控制器是新能源汽车众多控制器中的一个，是CAN总线中的一个节点。在整车网络管理中，整车控制器是信息控制的中心，负责信息的组织与管理、网络状态的监控、网络节点的管理、信息优先权的动态分配，以及网络故障的诊断与处理。整车的网络管理新能源汽车区别于内燃机汽车的重要特征就是能够进行制动能量回收，这是通过将新能源汽车的驱动电机工作在再生制动状态来实现，整车控制器分析驾驶员制动意图、动力蓄电池组状态和驱动电机状态等信息，并结合制动能量回收控制策略，在满足制动能量回收的条件下对电机控制器发送电机模式指令和转矩指令，使得驱动电机工作在发电模式。制动能量的回收控制整车控制器通过直接采集信号和接收CAN总线上的数据的方式，获得车辆运行的实时数据，包括速度、驱动电机的工作模式、转矩、转速、动力蓄电池的剩余电量、总电压、单体电压、蓄电池温度和故障等信息，然后通过CAN总线将这些实时信息发送到车载信息显示系统进行显示。整车控制器定时检测CAN总线上各模块的通信，如果发现总线上某一节点不能够正常通信，则在车载信息显示系统上显示该故障信息，并对相应的紧急情况采取合理的措施进行处理，防止极端状况的发生，使得驾驶员能够直接、准确地获取车辆当前的运行状态信息。车辆状态的监测和显示连续监测整车电控系统，进行故障诊断和相应的安全保护处理，同时还对故障进行分级分类、报警显示和存储故障等处理。故障指示灯指示出故障类别和部分故障码，根据故障内容，及时进行相应安全保护处理，对各种故障进行判断、等级分类、报警显示，存储故障码，供维修时查看。故障指示灯指示出故障类型与部分故障码，对于不太严重的故障，能做到低速行驶到附近维修站进行检修。故障诊断与处理实现充电的连接，监控充电过程，报告充电状态，充电结束。整车上下电控制遵循“先上低压电、后上高压电，先下高压电，后下低压电的原则”，同时监测各个零部件的状态信息，控制与上下电相关的各个接触继电器，起动车辆时高压供电系统预充电，停车或行车故障时按照合理的策略切断高压供电系统，保障乘员的安全。汽车控制器通过向驱动电机控制器、动力蓄电池管理系统发送指令，间接控制驱动电机运转和动力蓄电池充放电，通过控制主继电器来实现车载模块的通断电。充电系统控制功能新能源汽车上、下电控制的核心就是对动力系统高压电路通断的控制。基于上电、下电控制策略，实现了以整车管理系统为控制核心的上电、下电、紧急下电等关键功能。新能源汽车上下电控制通过采集钥匙及踏板等驾驶员动作信号，并通过CAN总线、蓄电池管理系统及电机控制器等子系统进行通信，来控制整车安全高压上电、下电，同时在上、下电过程中，力求准确诊断出整车动力系统的高压故障并迅速做出相应处理。新能源汽车高压供电系统的整个动力电路，存在着大量的容性负载。如果在高压电路接通过程中不采取有效的防范措施，高压电路在上电瞬间，由于系统电路容性负载的存在，将会对整个高压系统电路造成上电冲击。高压上下电控制1、熟悉新能源汽车电控系统的组成，能识别并在实车上找到VCU、MCU、BMS等控制单元2、能正确识别仪表的指示灯3、会识别区分充电接口任务实施与目标作业准备检查工位，检查绝缘垫，设立隔离柱，设置隔离，设立警示标识，布置警戒线，张贴警示牌。要求现场环境达标，放置高压安全警示牌及隔离带，隔离距离正常，警示标牌清晰。检查高压安全防护设备防护用具检查:绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、安全帽外观及性能检查。正确穿戴个人防护用具。教师进行下电操作演示。010203任务组织与实施任务组织与实施考核与评价整车控制器（VCU）是新能源汽车电控系统的核心部分，其主要功能包括对整车控制模式的判断与驱动控制，这意味着VCU能够根据驾驶者的操作和车辆的实时状态来调节和控制驱动电机的工作，确保车辆在不同的驾驶情况下都能平稳运行。01整车控制器还负责整车能量优化管理，通过智能分配和控制电能的使用，最大限度地提高车辆的动力效率和续航里程。它会对电池的充放电状态进行监控，以及对电机的工作效率进行优化。02在整车通信网络管理方面，VCU作为信息控制中心，负责整个车辆网络的信息流动。它组织与传输信息，监控网络状态，管理网络节点，动态分配信息的优先权，以及在出现网络故障时进行诊断与处理，确保车辆各系统间能够高效、稳定地通信。03通过CAN总线（控制器局域网络），整车控制器协调电池管理系统、电机控制器、空调系统等模块之间的相互通信。CAN总线是一种高效率、可靠的通信协议，在车辆内部各个控制单元之间传输数据，使各个系统可以共享信息并协同工作。04电动汽车辅助控制系统用于保证和提高车辆的安全行驶性能。主要包括空调系统、冷却系统、电动转向、电控制动以及安全气囊等装置，借助这些辅助设备来提高车辆的安全性和乘员舒适性等。05整车控制器（VCU）整车控制器通过采集驾驶信号判断操纵者的意愿，根据车辆实时行驶情况、动力电池以及驱动电机的工作状态合理分配动力，使车辆运行在最佳状态。电动汽车以整车控制器为主节点，通过CAN总线网络对电动汽车动力链的各个环节进行管理、协调和监控，以此实现整车的驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制以及网络管理等功能。06【知识点总结】1、电动水泵的作用是冷却液循环的动力元件，对冷却液加压，促使冷却液在冷却系统中循环，带走系统散发的热量。（

）2、冷却水泵工作条件：只要启动REDAY档，冷却水泵就工作。（

）3、DC/DC变换器需要将动力电池电压，逆变、变压、整流、滤波转变为12V直流电。（

）4、VCU是指（

）。A.整车控制器B.车身稳定控制系统C.动力电池管理系统D.电机控制器5、以下是整车控制器功能的是：（

）。A.控制车辆行驶B.制动能量回馈控制C.整车的网络化管理D.以上都是6、不属于整车控制器接受传感器信号的是（

）A．制动踏板位