电动汽车原理基础PPT

1、1、电动车原理，海勤电子控制设备维护部，2、金刚电气引擎仓库内部，3、江南自动引擎仓库内部，4、公共汽车引擎仓库，5、电动车车辆工作原理也是示意图，6、电池管理系统(BMS)，动力电池是汽车的核心部件，车辆由电池模块、箱子、电池管理系统(BMS)、高低压线束等组成。电池管理系统的特定功能：过度充电、过度放电、电压均衡化功能、过热防止、剩余电量计算、电池寿命计算、故障诊断等保护电池。7、监视电池管理系统(BMS)、内部电池模块的电压、电流、温度、内部电阻等操作状态参数，通过这些参数确定当前电池状态、充电和放电允许的功率等，然后发送到车辆控制器。BMS会在电池充电和放电期间产生热量，如果不能及时发

2、散，则会影响电池的放电速度，而电池温度过低会降低电池放电能力，因此在充电和放电期间参与电池的热量管理。8、电池管理系统(BMS)、9、电池管理系统(BMS)、10、电池管理系统(BMS)、电池管理模块采用主从结构，系统将其安装在电源电池盘柜中，用于收集盘柜中电池模块的参数，电池模块中的单个电池主机接收机器模块发送的信息，对总电流、电压进行采样，计算弱电SOC，预测电池的健康程度，并将信息发送到车辆控制器。11，12，电池管理系统(BMS)，电池发生低压、过电压、内部高温时电池安全性能差，严重情况下发生事故，电源管理系统发生“警告”，一般警告时车辆可以开车，严重警报时禁止开车。在一些车辆上，仪表

3、的自我诊断提供的信息表明特定电池电压有异常。也可以通过诊断软件进行监视。13，电池管理系统(BMS)，14，电池管理系统(BMS)，电池模块电压过低是电池组整个系统能耗降低的原因。电源电池具有“桶效应”，因此数百个电池模块并行连接。换句话说，电池组是由最差的电池决定的。例如，在电池模块的最小放电2.5V下，如果电池管理系统在电池模块上的电压过低，为了保护整个电源电池组并延长寿命，BMS将切断整个电源电池组的电源输出，并显示“低压保护”。15、BMS其他功能、高压环路互锁管理功能如果需要通过电池盘柜电源输出端的高压连接器连接电源线，BMS的高压环路互锁功能将检测插头是否松动，如果松动，则进行相应

4、处理。BMS控制器同时发送信号(方波或高电平信号)，如果接收成功，则证明环路互锁正常，反之，如果电缆绝缘监测功能异常，则BMS检测总正负体接地的绝缘值，如果电阻低，则报告错误并断开高压连接。16，电池管理系统BMS高压电源控制，要使用BMS高压电流，电机控制器允许高压请求，通过仪表CAN线路检测键的START信号，车辆控制器收到仪表启动信号后向BMS发送高压命令，根据自己的逻辑判断BMS是否是高压电流，车辆控制器等待BMS反馈高压接触器状态后进入主程序操作。17、电池管理系统BMS高压电源控制，司机关闭ON文件中的点火开关，车辆控制器立即向辅助电源控制器发送命令，然后延迟200毫秒发送BMS下

5、行命令。二是在电池管理系统BMS或电动机控制器发生最高级别故障时，车辆控制器向电动机控制器发送0转矩命令，控制驱动电动机的输出转矩，并发送BMS高压关机命令。18.BMS在停车几小时时控制器内部可能会有高压，维修时会放电以防止电击。，19，电动机和电动机控制器，驱动电动机将电力转换为机械能，接受其他速度要求信号的同时，将电动机状态信号反馈给电动机控制器。目前常用的是交流感应电动机和永磁同步电动机。马达控制器将电源电池输出的高压转换为合适马达工作的电压，同时处理马达的反馈信号，以监视马达实际工作的状态和温度控制马达的工作。20、控制原理电机控制器电机控制，与电力行业变频器电机控制有很多相似之处。

6、21，电力电子行业的变频器原理示意图，22，电机和电机控制器工作原理，23，永磁同步电动机，使用永磁同步电动机，永磁体镶嵌在转子上，电机的旋转变压器同轴安装在电机轴上，以检测转子的旋转角度。三相交流电传送到定子线圈后，产生旋转磁场，牵引转子内部的永久磁铁产生旋转扭矩，旋转磁场同步。转子的s极与定子旋转磁场的n极紧密吸收，因此转子沿着旋转磁场一起旋转，这两者的速度完全一致，都称为同步电动机。24，永磁同步电动机，25，永磁同步电动机，26，旋转变压器，27，旋转变压器，28，旋转变压器，旋转变压器，旋转变压器，旋转传感器检测线圈中的电流，控制电机转矩的输出。定子绕组共由三个线圈组成。其中，红色和

7、黑色引线集是女子绕组，电阻值为16。黑白引线组和黄色绿色引线组为两组信号绕组，电阻值为32；两个信号线分别输出两个输出频率相同、振幅相同、相位角度不同90度的正弦和馀弦的交流信号。成型后成为方波。29，旋转变压器，30，旋转变压器，31，旋转变压器，电动机控制器将其中一个信号用作电动机输出的速度信号，同时将这两个信号用作电动机旋转方向的确认，比较a，b的初始相位角度，并确定前面的那个落后状态。当a将b信号领先90度时，马达将反转为正向，反之亦然。旋转变压器信号可以用作电动机正向反转信号。这种信号相当自然，因为如果旋转变压器的输出方向与实际转向方向不同，车辆可能无法行驶，所以充当引擎中的速度传感

8、器。32，旋转变压器，33，电泵，34，电泵，电动机控制器接收电动机内部温度传感器信号，实时监控电动机温度。使用水冷方式冷却。35，电机状态，电机状态控制：为了在电气状态下产生驱动力，车辆控制单元VCU根据目标转矩信号要求，电机控制器将交流电源传送给电动机，驱动车辆运行。电机发电状态控制：在制动能量回收阶段，根据车辆控制单元VCU通过CAN总线发送再生力矩请求，使用电机控制器控制马达作为发电机，将车轮旋转产生的动能转换为电能。该电充电池，并使用马达产生的再生扭矩作为制动力，减少制动卡钳的磨损。36、交流感应电动机，在轿车中几乎大部分用作驱动电动机，定子的核心配有三相绕组。各绕组中心线之间的相互

9、差异为120度。将三相交流电连接到核心，就产生了旋转的磁场。三相绕组内部电流按一定顺序旋转，当绕组1内部电流流动时产生的磁通量与绕组2内部电流流动时产生的磁通量相比，如a，与绕组2内部电流流动时产生的磁通量相比，如b，磁通量方向旋转120度，当绕组3内部电流流动时，产生的磁通量与b相比，磁通量方向旋转120度，如c。旋转的磁场，37，AC感应电动机，由旋转产生的磁通作用引起，当定子合成的磁场在空间中旋转时，其磁力线被转子绕组切断，切割的方向与磁场的旋转方向相反。转子导体切割磁力线，产生感应电动势，感应电动势的方向是因为绕组形成自己的电路，所以在绕组上有感应电流，右手定。转子绕组的电流通过切断旋

10、转磁力线产生，不需要从外部引入，因此也称为感应电动机。38，交流感应电动机，39，交流感应电动机，转子绕组发生感应电流，电流再次受定子磁场作用，载流导体通过磁场作用旋转转子。转子和旋转磁场之间必须保持一定的相对运动，转子的速度总是小于同步速度，这种差异称为转差，因为转差的存在，所以称为感应电动机。对于电动机，三相绕组电阻几乎完全平衡，一个电动机的电阻值为0.68 。40，交流感应电动机的速度调节，交流频率为50赫兹时，电流交替1周的时间为20毫秒，即磁场旋转1周的时间为20毫秒。磁场每秒旋转50圈。交流频率为100HZ时，电流交替一周的时间为10毫秒。也就是说磁场旋转一周的时间是10毫秒。磁场

11、在一秒内旋转100圈。41、交流感应电动机的速度调节、电源频率更改、交流感应电动机的速度更改、频率更改时电压与频率的比率，如果V/F=常数，则产生的转矩基本上也是常量。下图显示了V/F在一定条件下更改频率时感应电动机产生的转矩。恒定转矩控制。高速时功率不变，速度增加扭矩减少，恒定功率控制。42，交流感应电动机调速，43，变频控制方法，44，变频控制方法，用4个IGBT管构建桥类型电路，ZL是负载，首先基于VT1，VT2指南，VT3，VT4。电流用虚线表示。电源的阳极PVT1负载ZLVT2电源的阴极。在负荷中流动时，从a侧流向b端。在这种情况下，Uab为正方向，振幅值等于直流电压Ud，如图b中的

12、周期0-t1所示。VT3、VT4方向、VT1、VT2基准。电流用虚线表示。电源的阳极PVT3负载ZLVT4电源的阴极。在负荷中流动时，从b侧流向a端。在这种情况下，Uab电压为负，振幅值等于直流电压Ud，电压波形显示在图b的持续时间t1-t2中。如果VT1 VT2是一组，而VT3 VT4是另一组，则允许持续传导和电流会在负载流动时产生交流电流。45，变频控制方法，如果将6个IGBT管用于整个桥式整流，则可以控制三相绕组U V W的电源状态，如下所示：46，变频控制方法，从0度开始电动机转子，首先V1传导120，此期间V4先传导60，电路通过V1U上V上V4电池阴极。控制V4当前V6传导60全角

13、控制，电流以V1U相W相V6电池阴极进行。马达从起点120转120。马达转子从120度开始，V3先传导120度。期间V2先传导60，电路以V3V相U相V2电池阴极进行。控制V2当前V6传导60全角控制以V3V相W相V6电池阴极进行。马达转动120，距离是起点240。马达转子从240度开始，首先是V5传导120度，此期间V2先传导60度，电路通过V5W上U上V2电池阴极。控制V2目前，V4传导60电气角度控制，电流先通过V5W相V相V4电池阴极。马达从起点360转120。完成了圆周运动。47、变频控制方法，根据以适当顺序引出和切断连接到每个相插座末端的IGBT管道的极位置，电机可以在一定方向产生

14、电磁转矩，控制稳定运行。利用逻辑电路改变IGBT管的传导顺序，电机可以反转。马达的“两个方向”方式与发动机的两个阀门进入一排的方式有些相似。还有类似于三气门引擎的“二进一行”的“三向导向”。48、变频控制方法、变频器通常使用调整脉宽的方法进行速度控制，因此，变频器输出的电压以一定的间隔改变占空比脉冲波形。变频器的实际输出脉冲不是等宽的，而是沿着称为正弦脉冲宽度调制的正弦法则分布的。49，变频控制方法，50，变频控制方法，正弦波脉宽调制，通过查找正弦波和三角波的交点获得。三角波称为“载波”，正弦波称为“调制波”。51，汽车级IGBT管道，52，IGBT驱动原理：变频器驱动部分通常是CPU板，光电

15、耦合器，光电耦合器再驱动IGBT模块，驱动部分是工作条件：所有电源正常；光电耦合器正常；各种电阻电容和其他组件正常。模块正常。电路板布线正常。上述条件一个也不能没有。53，IGBT驱动原理：54，电动机如何转变为发电机，同步电动机的转子有极，定子有三相绕组分布，转子拖动时(减速状态，下坡状态下速度高于电机速度)，定子绕组切割转子磁场，产生感应电动势，产生电能。对于感应电动机，没有独立的磁场，也没有单独产生磁场的电路。感应电动机必须与三相电源连接才能产生磁场(旋转磁场)。在驱动状态下，如果是马达，原来的动机超过同步速度后才会通电。在变频器中，异步电动机的发展状态实质上是拉动系统释放机械能的过程，

16、再生制动功能是将这些机械能转换为电能，为电池充电。下图说明了在电力行业变频器中使用反馈设备向电网反馈过量功率。55、电机如何变成发电机，56、车辆控制器、57、车辆控制器、电动汽车是电机控制器、充电、辅助、低压电气系统等高度集成的电气系统，要通过一个车辆控制系统，通常称为VCU的个别系统的协调控制，实现车辆的最佳性能。车辆控制系统主要包括车辆控制器、电动机控制器、电池管理系统、信息显示系统、通信系统等，车辆控制器是车辆控制系统的核心。58，通过收集车辆控制器、驾驶员踏板、马达速度、齿轮信号、制动、速度等信息，判断驾驶员的意图，计算目标牵引扭矩；使用能量存储系统的边界条件(例如电动机外部特性、剩

17、余电量SOC、电源电池电压等)、相应的控制策略选择相应的操作模式。通过CAN总线控制电动机控制器控制电动机转矩，根据驾驶员的意图操作电动机驱动的车辆，通过系统间的CAN协议进行通信。控制车辆的前进、后退、减速等。59，车辆控制器的电气控制，点火钥匙在ON文件中时唤醒VCU，VCU控制继电器为电动机控制器和电池管理模块供电，VCU通过CAN通信发送相关控制命令以完成车辆系统的启动。车辆控制器VCU接收ON文件中的开关、直流充电文件、车辆充电器或远程智能终端的唤醒信号后，直接控制高压继电器吸入或分离，完成高压系统的连接和分离。60，车辆控制器其他功能，车辆滑翔和制动时，VCU根据ABS状态、电源电池状态、制动踏板位置信号，计算电机控制器上的能量回收力矩启动，启动能量回收功能。在车辆运行的情况下，VCU将根据电动机温度、电动机控制器温度、IGBT温度、冷却液温度、速度信号等启动PWM信号，以控制电子冷却泵速度。直流充电时，VCU根据冷却液温度发出PWM信号，以控制电子冷却泵速度。如果车辆发生碰撞