新能源汽车课件：新能源汽车的能量管理系统

新能源汽车的能量管理系统

知识目标（1）了解蓄电池管理系统的组成及工作过程；（2）熟悉制动能量回收系统的类型及工作过程；（3）熟悉电源转换装置的类型、作用及工作原理；（4）了解串联式/并联式混合动力电动汽车能源管理系统的相关知识。（5）熟悉能量管理系统的常见故障类型；

能力目标（1）认识能量管理系统的的组成件；（2）熟悉能量管理系统常见故障的排除思路及流程。任务1纯电动汽车能源管理系统任务2混合动力电动汽车的能源管理系统学习内容任务1纯电动汽车能源管理系统

能量管理系统的作用是检测单个电池或电池组的荷电状态，并根据各种信号，如加减速命令、行驶路况、蓄电池工况、环境温度等，合理地调配和使用有限的车载能量；它还能够根据电池组的使用情况和充放电历史选择最佳充电方式，以尽可能延长电池的寿命。能量管理系统是电动汽车的智能核心。一辆性能优异的电动汽车，除了有良好的机械性能、电驱动性能、选择适当的能量源外，还应该具备一套能够协调各个功能部件工作的能量管理系统。任务1纯电动汽车能源管理系统

（1）大容量单体电池过热汽车动力电池采用大容量单体锂电池容易产生过热。单体电池有一定的温度耐受范围，在实际应用中如果体积过大，会产生局部的过热，从而影响电池的安全和性能。因此，单体电池的大小受到限制，动力和储能电池不可能采用超大的单体锂电池。在苛刻的使用环境下，110x110x25mm³的20Ah锂电池，局部最高温度为135℃；而110x220x25mm³的50Ah锂电池，局部温度高达188℃，更容易发生安全问题。所以必要监测和控制温度。1.电动汽车使用BMS的必要性电动汽车上使用的蓄电池有很强的特殊性，在使用过程中会产生各种问题，因此，电动汽车上必须具备蓄电池管理系统（BMS），加强对动力电池组的检测、监控与管理。任务1纯电动汽车能源管理系统

（2）电池的性能不一致基于现有的正极材料和电池制造水平，单体电池之间尚不能达到性能的完全一致，在通过串并联方式组成大功率大容量动力电池组后，苛刻的使用条件也易诱发局部偏差，从而引发安全问题。因此，为确保电池的性能良好、延长电池使用寿命(提升50%以上)，必须使用BMS对电池组进行合理有效的管理和控制，生产和使用过程均会造成电池性能不一致。任务1纯电动汽车能源管理系统

生产过程使用过程造成的差异生产工艺、材质有差异长时间使用，材质老化不同步电压、内阻、容量生产的批次不同使用程度与密度不同容量、内阻个别电池内部短路电池自放电电流、内阻活性物质不均匀电池组内不同区域温度不同电压、内阻、电流承受能力串并联充放电工作电流电压分布不均匀生产工艺系统局部漏电SOC变化不同生产和使用过程均会造成电池性能不一致对比表

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（3）电池成组后的问题1）过充/过放串联的电池组充放电时，部分电池可能先于其他电池充满/放完。继续充放电就会造成过充或者过放，电池的内部副反应将导致电池容量下降、热失控或者内部短路等问题。2）过大电流并联、老化、低温等情况，均会导致部分电池的电流超过其承受能力，降低电池的寿命。3）温度过高局部温度过高，会使电池的各项性能下降，最终导致内部短路和热失控，产生安全问题。4）短路或者漏电振动、湿热、灰尘等因素造成电池短路或漏电，威胁驾乘人员的人身安全。任务1纯电动汽车能源管理系统

2.电池管理系统结构电池管理系统基本的作用是进行电池组管理，完善的管理系统包括热(温度)管理和电压平衡控制。蓄电池管理系统主要执行以下工作:测量电压、电流与温度；计算电池SOC；计算电池放电深度DOD；计算最大允许放电电流；计算最大允许充电电流；预测蓄电池寿命指数和SOH；故障诊断等。其结构主要由以下3个系统构成。任务1纯电动汽车能源管理系统

（1）电池组管理系统电池组管理系统主要管理电池的工作情况，避免出现过放电、过充、过热，对出现的故障及时报警，以便最大限度地利用电池的存储能力和循环寿命。电池组管理系统管理功能包括电池组电压测试、电池组电流测试、电池组和单节电池的温度测试、SOC计算及显示技术、电池组剩余电量显示、车辆在线可行驶里程显示、自动诊断系统和报警系统和安全防护系统。（2）热(温度)管理系统热(温度)管理系统主要对电池组组合方式、电池组分组和支架布置、通风管理系统和风扇、温度管理ECU及温度传感器、热能进行管理与应用。（3）电压平衡控制系统电压平衡控制系统可以平衡各电池的充电量，能延长电池寿命，并对更换后的新电池进行容量平衡。任务1纯电动汽车能源管理系统

3.蓄电池测量和监控系统混合动力汽车电池管理系统和纯电动汽车电池管理系统的设计要求基本一致。其作用是对电池的组合、安装、充电、放电、电池组中各个电池的不均衡性、电池的热管理和电池的维护等进行监控和管理，使电池组能够提高工作效率，保证正常运转并达到最佳状态，避免发生电池的过充电和过放电，有效延长电池的寿命，以及动力电池组的安全管理和保洁等。任务1纯电动汽车能源管理系统

（1）电池的技术性能电池的性能取决于电池的类型、型号以及使用程度，具体包括电池的容量、工作电压、终止电压、质量、外形尺寸和电池特性(包括记忆特性)等。因此，要对动力电池组建立技术档案。实际上即使是同一型号、同一批量的电池，彼此之间由于制造原因、电解质的浓度差异和使用情况的不同，都会对整个动力电池组的性能带来影响，因此，在安装电池组之前，应对各个电池进行认真的检测，将性能差异不大的电池组成动力电池组。（2）电池状态的管理混合动力汽车的动力电池组由多个单节电池组成，其基本状态包括在充电和放电双向作业时的电压、电流、温度、SOC的比例等。在正常情况下动力电池组的电压、电流、温度、SOC的比例等应能够进行双向计量和显示。任务1纯电动汽车能源管理系统

（3）动力电池组的组合动力电池组需要8～32节12V的单节电池串联起来(指铅酸电池)或更多单节(指其他电池)串联而成，为了能够分别安装在混合动力汽车的不同位置处，通常动力电池组上分为多个小的电池组分散地进行布置，这样有利于电池组的机械化安装、拆卸和检修。(4)动力电池组的安全管理动力电池组管理系统要承担动力电池组的全面管理，一方面保证动力电池组的正常运作，显示动力电池组的动态响应并及时报警，使驾驶员随时都能掌握动力电池组的情况;另一方面要对人身和车辆进行安全保护，避免因电池引起各种事故。任务1纯电动汽车能源管理系统

(5)电池箱热管理系统汽车上使用的动力电池组在工作时都会有发热现象，不同蓄电池的发热程度各不相同，有的蓄电池在夏季采用自然通风即可满足电池组的散热要求，但有的蓄电池则必须采取强制通风来进行冷却，才能保证电池组正常工作并延长蓄电池的寿命。至于蓄电池工作时，会产生较高的温度，理想情况下可以充分利用其产生的热量用于取暖和风窗玻璃除霜等，使热量得到管理与应用，但实际汽车结构设计很难利用这部分热能或生产上不经济。（6）动力电池组的均衡管理电池组(PACK)有别于单体电池，在目前的组电池制造水平下，单体之间的性能差异在其整个生命周期里不可避免会存在，组合成多节串联PACK后若不采取技术措施，单体电池在充放电过程中的不一致会导致单体电池由于过充、过放而提前失效，要想避免单体电池由于过充、过放导致提前失效，使PACK的性能指标达到或者接近单体电池的水平，必须对电池组中单体电池进行均衡控制，电池组均衡的作用是将多节串联后的PACK内部各电池单体充放电性能恶化减到最小或使其消失。任务1纯电动汽车能源管理系统

（7）电池状态故障诊断BMS根据故障的级别将电池状态归纳为尽快维修、立即维修和电池寿命警告等三类信息传递到仪表板以警示驾驶者。从而保护电池不被过分使用。故障诊断功能是BMS的重要组成部分，可以在动力电池组工作过程中实时掌握电池的各种状态，甚至在停机状态下也能将电池故障信息定位到动力电池系统的各个部分。故障级别分为:一般故障、警告故障和严重故障。任务1纯电动汽车能源管理系统

1）BMS的重要诊断内容a.起动过程的BMS硬件故障诊断、传感器信号的合理性诊断、电池组电压信号合理性诊断、电池模块电压的合理性诊断、起动过程电流信号的合理性诊断、起动过程温度信号的合理性诊断。b.行车过程的BMS诊断。电压波动诊断、元模块电压诊断、无电池组电压诊断、无温度信号诊断、电流故障诊断、流量传感器故障诊断、模块电压一致性故障诊断、过流故障诊断、通讯系统故障诊断、通风机故障诊断、高压电控制故障诊断、模块电压的过充诊断、电池组电压的过充诊断、模块电压变化率的过充诊断、电池组电压变化率的过充诊断、SOC的过充诊断、传感器温度的过充诊断、平均温度的过充诊断、传感器温度变化率的过充诊断、平均温度变化率的过充诊断、模块电压的过放诊断、电池组电压的过放诊断、模块电压变化率的过放诊断、电池组电压变化率的过放诊断、SOC的过放诊断、传感器温度的过放诊断、平均温度的过放诊断、传感器温度变化率的过放诊断、平均温度变化率的过放诊断。任务1纯电动汽车能源管理系统

2）BMS的诊断策略与失效处理的基本策略BMS的上述诊断内容分充电过程、放电过程进行，其诊断策略与失效处理的基本策略如下:a.根据各故障原因，对各种故障诊断分别设置了诊断程序的进入与退出条件。b.采用分时诊断流程，节约CPU时间资源。c.根据电池充电倍率，动态调节充电诊断过程参数。d.根据电池放电倍率，动态调节放电诊断过程参数。e.故障诊断结果参与电池实际工作电流的控制。f.故障诊断结果参与高压电控制。g.故障诊断分三种不同级别进行(报警、故障与危险)。h.故障诊断结果通过CAN总线送至VMS。任务1纯电动汽车能源管理系统

3）监视软件实现的功能a.监测电流。b.监测动力蓄电池的单体或模块电压。c.监测动力蓄电池组总电压。d.电池组SOC、工作平均温度。e.模块电压极大值、极小值。f.温度传感器极大值、极小值。g.存储数据，采用office软件进行后处理分析。h.显示工况运行时间。i.监测蓄电池组故障码状态。j.监测最大允许充电电流和最大允许放电电流。任务1纯电动汽车能源管理系统

制动能量回收系统再生制动是指电动汽车在减速制动(或者下坡)时将汽车的部分动能转化为电能，并将电能储存在储存装置（如各种蓄电池、超级电容和超高速飞轮）中，最终增加电动汽车的续驶里程。一旦储能器已经被完全充满，则再生制动就不能实现，所需的制动力就只能由常规的制动系统提供。任务1纯电动汽车能源管理系统

当驾驶员踩下制动踏板后，电泵使制动液增压产生所需的制动力，制动控制与电机控制协同工作，确定电动汽车上的再生制动力矩和前后轮上的液压制动力。再生制动时，再生制动控制回收再生制动能量，并且反充至动力电池中。与传统燃油车相同，电动汽车上的ABS及其控制阀的作用是产生最大的制动力。

电动汽车的再生制动/液压制动系统的基本结构任务1纯电动汽车能源管理系统

1.再生制动能量回收的方法和类型再生制动能量回收的基本原理是先将汽车制动或减速时的一部分机械能(动能)经再生系统转换(或转移)为其他形式的能量(旋转动能、液压能、化学能等)，并储存在储能器中，同时产生一定的负荷阻力使汽车减速制动；当汽车再次起动或加速时，再生系统又将储存在储能器中的能量转换为汽车行驶所需要的动能(驱动力)。任务1纯电动汽车能源管理系统

(1)再生制动能量回收方法储能机理不同，电动汽车再生制动能量回收的方法也不同，主要有3种:飞轮储能、液压储能和电化学储能。飞轮储能是利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量，能量回收系统原理图如图3-2所示。当汽车制动或减速时，先将汽车在制动或减速过程中的动能转换成飞轮高速旋转的动能；当汽车再次起动或加速时，高速旋转的飞轮又将存储的动能通过传动装置转化为汽车行驶的驱动力。任务1纯电动汽车能源管理系统

系统主要由发动机、高速储能飞轮、增速齿轮、离合器和驱动桥组成。发动机用来提供驱动汽车的主要动力，高速储能飞轮用来回收再生制动能量及作为负荷平衡装置，为发动机提供辅助的功率以满足峰值功率的要求。

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液压储能式再生制动能量回收系统：它先将汽车在制动或减速过程中的动能转换成液压能，并将液压能储存在液压储能器中；当汽车再次起动或加速时，储能系统又将储能器中的液压能以机械能的形式反作用于汽车，以增加汽车的驱动力。任务1纯电动汽车能源管理系统

系统由发动机、液压泵/电动机、储能器、变速器、驱动桥、离合器和液压控制系统组成。汽车起动、加速或爬坡时，液控离合器接合，液压储能器与连动变速器连接，液压储能器中的液压能通过液压泵/电动机转化为驱动汽车的动能，用来辅助发动机满足驱动汽车所需要的峰值功率。减速时，电控元件发出信号，使系统处于储能状态，将动能转换为压力能储存在液压储能器内，这时汽车行驶阻力增大，车速降低直至停车。在紧急制动或初始车速较高时，能量再生系统不工作，不影响原车制动系统正常工作。任务1纯电动汽车能源管理系统

用于前轮驱动汽车的电化学储能式再生制动能量回收系统：当汽车以恒定速度或加速度行驶时，电磁离合器脱开。当汽车制动时，行车制动系统开始工作，汽车减速制动，电磁离合器接合，从而接通驱动轴和变速器的输出轴。这样，汽车的动能由输出轴、离合器、驱动轴、驱动轮和从动轮传到发动机和飞轮上。制动时的机械能由电动机转换为电能，存入蓄电池。当离合器再分离时，传到飞轮上的制动能，驱动发电机产生电能，存入蓄电池。在发电机和飞轮回收能量的同时，产生负载作用，作为前轮驱动的制动力。当汽车再次起动时，蓄电池的化学能被转换成机械能用来加速汽车。任务1纯电动汽车能源管理系统

（2）再生制动能量回收系统的类型再生制动能量回收系统的类型因储能方法不同而不同，主要有电能式、动能式和液压式。电能式主要由发电机、电动机和蓄电池或超级电容组成，一般在电动汽车上使用；动能式主要由飞轮、无级变速器构成，一般在公交汽车上使用；液压式主要由液压泵/电动机、储能器组成，一般在工程机械或大型车辆上使用。任务1纯电动汽车能源管理系统

（3）电动汽车的再生制动能量回收系统再生制动能量回收问题对于提高电动汽车的能量利用率具有重要意义。在汽车制动过程中，汽车的动能通过摩擦转化为热能耗散掉，浪费了大量的能量。有关研究数据表明，在城市种行驶，大量的驱动能量被转化为制动能量而消散掉。从平均数值看，制动能量占总驱动能量的50%左右。任务1纯电动汽车能源管理系统

在电动汽车上采取再生制动能量回收方法的主要作用有以下几点：1）提高电动汽车的能量利用率；2）延长电动汽车的行驶里程电制动与传统制动相结合，减轻传统制动器的磨损，增长其使用周期，降低成本；3）减少汽车制动器在制动，尤其是缓速下长坡及滑行过程中产生的热量，降低汽车制动器的热衰退，提高汽车的安全性和可靠性。任务1纯电动汽车能源管理系统

再生制动系统的结构与原理如图所示，由驱动轮、主减速器、变速器、电动机、AC/DC转换器、DC/DC转换器、能量储存系统及控制器组成。任务1纯电动汽车能源管理系统

汽车在制动或滑行过程中，根据驾驶员的制动意图，由制动控制器计算得到汽车需要的总制动力，再根据一定的制动力分配控制策略得到电动机应该提供的电动机再生制动力，电动机控制器计算需要的电动机电枢中的制动电流，通过一定的控制方法使电动机跟踪需要的制动电流，从而较准确地提供再生制动力矩，在电动机的电枢中产生的电流经AC/DC整流再经DC/DC控制器反充到储能装置中保存起来。任务1纯电动汽车能源管理系统

常见汽车再生制动能量回收系统介绍下面简单介绍几种电动汽车再生制动能量回收系统。（1）Eco-Vehicle制动控制系统Eco-Vehicle是日本开发的一款电动车，该车制动系统使用了传统制动系统不具有的制动压力控制阀单元，控制单元安装在主缸和前后制动器之间的液压回路中，同时压力控制阀还包括主缸压力传感器和两个由制动控制器控制的电磁调节器，如图所示。任务1纯电动汽车能源管理系统

压力控制阀单元包含2个阀体，且每个阀体能够独立地作用在前后轮制动器上，同时每个阀体都有一个电磁调节器。利用电磁调节器来控制输出的压力不会直接输送到轮缸，车上的制动控制器控制输出液压制动力。在Eco-Vehicle制动控制系统中，使用压力控制阀减小液压制动力所占比例。压力控制阀中还有一种补偿制动液损失的机械装置，它能够在压力出现起伏波动时减轻踏板的振动。制动控制器根据接收的主缸压力信号做出判断，计算出施加的再生制动力的大小，并将结果以电信号形式发送给汽车控制器，之后汽车控制器参与到再生制动过程中，同时将结果反馈给制动控制器。制动控制器根据反馈信号决定压力控制阀的调节器应处于什么位置，从而控制制动压力的大小。任务1纯电动汽车能源管理系统

（2）本田EVPlus制动控制系统本田EVPlus的制动控制系统与传统的液压(气压)制动系统有所区别，它使用电动真空泵给制动助力器提供动力源;制动过程中将回收能量传递到动力电池中。本田EVPlus的制动控制系统如图所示。当驾驶员踩下制动踏板一定时间后，电机将以发电方式工作。制动回收的动能经过能量控制单元进入电池，转化为电能储存起来。在制动中，制动主缸产生的液压制动力矩经过补偿阀，补偿阀根据能量回收制动力矩的大小对液压制动力矩进行相应的调节控制。任务1纯电动汽车能源管理系统

（3）丰田普锐斯制动控制系统普锐斯是丰田汽车公司研制的一款混合动力轿车，它的制动系统包括能量回收制动和液压制动，能量回收制动由整车ECU控制，液压制动则由制动控制器控制，液压制动系统如图3-11所示。它包括常规制动系统，并且加装了踏板行程模拟机构、压力传感器、压力控制单元。该车具有ABS的压力调节功能，4个压力传感器分别用于检测2个制动力矩及2个轮缸压力。任务1纯电动汽车能源管理系统

1）在制动开始时，制动控制器根据主缸的压力计算出驾驶员所需的制动力矩，并将该制动力矩发送给整车ECU，整车ECU通过计算得到当前所能够施加的能量回收制动力矩的大小，并将其发送给制动控制器。2）制动控制器根据能量回收制动力矩的大小计算目标液压制动力矩的大小，并根据目标液压制动力矩的数值确定电磁阀SLA的通电电流的大小，通过SLA来控制液压制动力矩的大小。3）SLR是减压电磁阀，在ABS不起作用的时候可以通过SLR和储液器的配合来起到减压的作用。4）SS为沟通前后轮缸回路的电磁阀，当前轮的制动力完全可以由能量回收制动力矩提供时，SS是关闭的，当能量回收制动力矩不能够满足前轮制动需要时，SS打开，前轮也进行液压制动。5）踏板行程模拟机构主要用来模拟踏板行程，吸收多余的制动液，使得在确保制动安全的前提下尽可能采用能量回馈制动，减少液压制动。任务1纯电动汽车能源管理系统

6）SMC1和SMC2为2个电磁阀，在正常情况下它们是关闭的，截断了两前轮的轮缸制动回路和制动主缸之间的连接，当制动回路出现异常情况时，如SS阀失效，前轮无法获取液压制动力矩时，SMC1和SMC2打开，连通前轮的制动轮缸和制动主缸，确保前轮制动。7）电磁阀SLA和SLR都是相关的机械开启装置(在一定的开启压力下可以打开)，防止由于电信号失效导致制动轮缸的压力增减失效。当ABS系统起作用时，SLA全开，此后制动过程由ABS系统控制。8）当ABS系统不再起作用时，则转换为PressureControlPart工作，通过SLA来控制液压制动力矩。9）压力控制单元主要用于控制液压制动力矩，它包括液压调节阀和制动主缸，同时实现ABS功能。当ABS系统起作用时，该车不进行能量回收制动，完全由液压制动系统来完成制动过程。任务1纯电动汽车能源管理系统

（4）再生液压混合制动系统图3-12是再生液压混合制动系统原理图，它只在前轮上进行再生制动能量回收，前轮上的总制动力矩大小等于电机产生的再生制动力矩与机械制动系统产生的摩擦制动力矩的和。踩下制动踏板后，电动泵使制动液压力增加以产生所需的制动力，制动控制器与电机控制器协同工作以确定再生制动力矩和前后轮上的液压制动力矩大小。在电机再生制动过程中，再生制动控制模块回收再生制动能量并输送到电池中，电动汽车上的ABS及其控制阀的作用都是产生尽可能大的制动力。任务1纯电动汽车能源管理系统

电源转换装置在电动汽车上，电子设备是非常复杂的电子系统，包含许多作用不同的功能块，各功能块对电源的要求，如所需的电压和电流的大小、功率等级、电磁兼容性、安全可靠性等指标也各不相同。为了满足各电子设备的不同需要，电动汽车必须使用各种功率变换器。目前使用的功率变换器可分为DC/DC、DC/AC、AC/DC三种类型。它们各自有不同的适用范围，使用最多的是DC/DC和DC/AC转换器。任务1纯电动汽车能源管理系统

DC/DC功率变换器（2）DC/DC功率变换器的分类从开关控制方式来分，DC/DC功率变换电路有脉宽调制式PWM(PulseWidthModu-lation)、脉冲频率调制式PFM(PulseFrequencyModulation)及脉宽和频率混合调制式硬开关电路，也有零电压或零电流软开关PWM电路和各种谐振式、准谐振式变换器。从拓扑结构来分，DC/DC功率变换电路有升压型、降压型、升/降压型、正激型、反激型、反相型、全桥式正激型、半桥式正激型及推挽式正激型等。任务1纯电动汽车能源管理系统

DC/DC功率变换器适用于电动汽车辅助子系统能量供给的两种基本的DC/DC变换器:非绝缘型和绝缘型，如图所示。非绝缘型的特点是负极与车身相连，结构简单，成本低；绝缘型的特点是负极与车身绝缘，主电源的高等级电压与辅助电源的低等级电压隔离开来。这两种DC/DC变换器的工作效率都很高，一般为85%～95%，并且适于商用。任务1纯电动汽车能源管理系统

DC/DC功率变换器（3）DC/DC变换器的电路举例DC/DC变换器的构成示意图如图所示，由功率回路和控制回路组成。以控制电路的驱动信号为基础，功率回路打开或者关闭晶闸管，输入直流电，供给变压器交流电压，在变压器中变压之后得到交流电压，再经过整流二极管的整流作用，得到断续直流电压，然后经平滑电路平滑后对辅助电池充电。控制回路还具有输入过电压保护、输出限流、过热保护和报警功能。任务1纯电动汽车能源管理系统

DC/DC变换器构成示意图任务1纯电动汽车能源管理系统

2.DC/AC功率变换器（1）DC/AC功率变换器的功用DC/AC中的DC是直流(Dircetcurrent)的英语的缩写，AC是交流(Alternatingcurrent)的英语的缩写，DC/AC即直流转换为交流。DC/AC功率变换器是将直流电变换为交流电的装置，也称为逆变器(电源、模块)。在使用交流电动机的电动汽车上，必须通过DC/AC功率变换器将蓄电池或燃料电池的直流电变换为交流电，才能驱动交流电动机工作。任务1纯电动汽车能源管理系统

2.DC/AC功率变换器（2）DC/AC功率变换器的分类及原理逆变分为有源逆变与无源逆变，其概念如图所示。有源逆变是把直流电逆变成与交流电源同频率的交流电馈送到电网中去。在逆变状态下，变换电路的交流侧如果不与交流电网连接，而直接与负载连接，则称之为无源逆变，其将直流电逆变成某一频率或可调频率的交流电直接供给负载。无源逆变电路模块的典型产品有SWG系列DC/AC在电源模块。此模块电源在通信系统中应用广泛，为用户话机提供振铃信号和工作电源。任务1纯电动汽车能源管理系统

3.AC/DC功率变换器AC/DC的含义是交流转换为直流，AC/DC功率变换器的功用是将交流电压转换成电子设备所需要的稳定直流电压。电动汽车中AC/DC功率变换器的功用主要是将交流发电机发出的交流电转换成直流电，提供给用电器或储能设备储存。AC/DC功率变换器由输入滤波电路、全波整流和滤波电路、DC/DC变换电路、过电压和过电流保护电路、控制电路和输出整流电路组成。整流电路的功用是将交流电压变为直流脉动电压；输入滤波电路的功用是使整流后的电压更加平滑，并将电网中的杂波滤除以免对模块产生干扰。DC/DC变换电路和控制电路实现直流电压的转换和稳压。保护电路的功用是在模块输入电压或电流过大时使模块关断，起到保护作用。为了解决整流后谐波畸变所导致的低功率因数问题，使模块效率进一步提高，越来越多的模块制造厂商在全波整流电路和DC/DC变换电路之间加入功率因数校正电路。任务2混合动力电动汽车的能源管理系统

由燃料电池（或燃油发动机）与储能装置组成的混合动力汽车，其能量传递路线有四条。在每一条能量流动路线上的能量流的开始时刻、关闭时刻和大小等对整车的性能都有重要的影响。能量管理系统属于车辆控制系统的一部分，应在车辆控制系统选定的工作模式下，对能量流的分配进行优化和最佳控制，如图3-16所示。任务2混合动力电动汽车的能源管理系统

长安混合动力汽车的系统结构为例，说明能量管理系统与车辆其他系统的关系。该车的动力源（能量）传递路径有：由传统的四缸电喷发动机到轮胎；由动力电池到轮胎；由轮胎到动力电池组，在汽车下坡时或刹车制动工况时，由集成的起动机/发电机ISG(integratedStarterandGenerator)将汽车的再生或制动的能量存储在动力电池中；由发电装置ISG到动力电池组。ISG通过控制器和驱动器进行控制，电池能量管理系统对电池组的荷电状态进行控制。发电机由电控单元（ECU）和电子油门进行控制。混合动力系统中所有的控制子系统，通过CAN总线向多能量动力总成管理系统发送子系统运行信息，同时接受多能量总成管理系统的控制命令，混合动力系统的控制协调通过多能量总成管理系统实现。任务2混合动力电动汽车的能源管理系统

串联式混合动力汽车的能源管理系统串联式混合动力汽车的发电机与汽车行驶工程没有直接关系，系统从外界获取能量的途径主要有三条：由燃料化学能转换来的能量、由电网充入蓄电池的能量、回收的制动及减速能量。系统消耗的能量除了驱动车轮的动力能量外，还有电动机自身的损耗、电池充放电过程中的损耗、发电机的损耗等。能量管理系统的目标是使发动机在最佳效率区和排放区工作，并尽量减少系统本身损耗，以实现最高的能量转换效率。串联型混合动力汽车的发动机能量管理系统的控制策略有多种，如“恒温器型”控制策略和“功率跟踪型”控制策略等。任务2混合动力电动汽车的能源管理系统

1.“恒温器型”控制策略“恒温器型”控制策略也称开关型控制策略，其特点是为了保证良好的蓄电池组充放电工作性能，预先设定蓄电池充放电状态（Stateofcharge,SOC）的最大值与最小值。当蓄电池的SOC=SOCmin时，发电机工作并向蓄电池充电；当SOC=SOCmax，发电机便停止向蓄电池充电。“恒温器型”控制策略系统控制流程如图所示。任务2混合动力电动汽车的能源管理系统

系统软件由系统初始化模块、数据采集模块、数据分析模块和数据显示模块组成。SOCmax和SOCmin的数值分别设定为80%和60%。系统主要功能包括监控电池组工作状况；根据电池组能量自动启动或关闭发电机组，对电池组进行充电或停止充电；控制发电机控制器，监控和管理电动机控制器等。任务2混合动力电动汽车的能源管理系统

2.“功率跟踪型”控制策略“功率跟踪器型”控制策略的特点是由发动机全程跟踪车辆功率需求，仅在蓄电池S