《任务六-纯电动汽车知识拓展》课件.pptx

1、 新能源汽车 维护与保养 其它纯电动汽车知识链接一、北京汽车160E纯电动汽车基本结构北京汽车160E纯电动汽车基本结构如图4-55所示，主要由汽车前部的汽车前部的VCUVCU、电机控制电机控制盒盒、高压控制盒高压控制盒、DC-DCDC-DC车载充电机车载充电机、空调空调冷凝器冷凝器、驱动电机驱动电机、真空制动真空制动、变速箱变速箱，以及汽车中部的变速操纵汽车中部的变速操纵、动力电池动力电池等组成。图图4-55 4-55 北京汽车北京汽车160E160E纯电动汽车基本结构纯电动汽车基本结构 （1 1）充电系统（动力电池系统）充电系统（动力电池系统）北汽160E纯电动汽车充电系统由由动力电动力电

2、池组件池组件、DC/DCDC/DC转换器转换器、车载充电器车载充电器、高压高压控制盒控制盒、快充口（直流）快充口（直流）、慢充口（交流）慢充口（交流）等组成，如图4-56所示。图图4-56 4-56 北汽北汽160E160E纯电动汽车充电系统纯电动汽车充电系统 1 1）充电系统控制设计）充电系统控制设计 该车充电设计架构是：左侧交流低压交流低压充电桩充电桩通过充电线进入纯电动车内部，通过车载中点车载中点击进入高压控制盒，右上部的高压充电桩高压充电桩通过充电线直接进入高压控制盒。高压控制盒可以与动力电池进行联络充电。通过高压控制盒高压控制盒可以通过DC/DCDC/DC变换器变换器进行对低压蓄电池

3、充电。具体如图4-57所示。图图4-57 4-57 北汽北汽160E160E纯电动汽车充电设计架构纯电动汽车充电设计架构 2 2）车载充电机）车载充电机 车载充电机主要功能是将将220Vac220Vac转换转换为高压直流电给动力电池进行充电为高压直流电给动力电池进行充电。同同时提供过压、欠压、过流、欠流等多种时提供过压、欠压、过流、欠流等多种保护措施保护措施，当充电系统出现异常会及时切断供电。车载充电机的外观及接口如图4-58所示。图图4-58 4-58 北汽北汽160E160E纯电动汽车车载充电机外观（左图）及接口（右纯电动汽车车载充电机外观（左图）及接口（右图）图）3 3）高压控制盒）高压

4、控制盒 高压控制盒主要用于对动力电池中储用于对动力电池中储存的电能进行输出及分配，存的电能进行输出及分配，实现对支路用实现对支路用电器件的切断和保护电器件的切断和保护。高压控制盒共有5出接线口，分别连接快充快充、动力电池动力电池、电机电机控制器控制器和其它高压接插件其它高压接插件。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 4）DC/DC变换器DC/DC变换器主要作用是完成完成320V320V直

5、流高直流高压电转换成压电转换成14V14V直流低压电直流低压电,向低压蓄电向低压蓄电池及全车低压用电设备供电池及全车低压用电设备供电；共有4处接线口，分别是以下。DC/DC变换器低压输低压输出负极出负极低压输低压输出正极出正极低压控制端高压输入端 图图4-59 4-59 北汽北汽160E160E纯电动汽车纯电动汽车DC/DCDC/DC变换器外观（左图）及接口变换器外观（左图）及接口（右图）（右图）（2）动力电池由四部分组成，如图4-60所示。纯电动汽车动力电池系统动力电动力电池模组池模组电池管电池管理系统理系统动力电动力电池箱池箱辅助元辅助元器件器件 图图4-60 4-60 北汽北汽160E1

6、60E纯电动汽车动力电池系统纯电动汽车动力电池系统 1 1）动力电池模组组成）动力电池模组组成电池单体电池单体：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，如图4-61（左）所示。电池模块电池模块：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，如图4-61（右）所示。模组模组：由多个电池模块或单体电芯串联组成的一个组合体。图图4-61 4-61 电池单体（左）与电池模块（右）电池单体（左）与电池模块（右）2 2）动力电池模组电压）动力电池模组电压E160动

7、力电池系统的单体电芯电压范围为2.5V3.7V2.5V3.7V，动力电池系统的总电压工作范围为：255V-372V255V-372V。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。上述具体参数见下表4-3所示。项目项目 参数参数零部件号零部件号 E00008217 额定电压额定电压320V电芯容量电芯容量66Ah额定能量额定能量25.6kWh总质量总质量278kg工作电压范围工作电压范围 220400V能量密度能量密度 76Wh/kg 表表4-3 4-3 北汽北汽160E16

8、0E纯电动汽车动力电池参数纯电动汽车动力电池参数 3）动力电池模组的充电动力电池充电分为快充快充、慢充慢充和制动能量制动能量回收回收三种方式。采用车载充电机充电，充电温度与充电电流要求见下表4-4所示。表表4-4 4-4 北汽北汽160E160E纯电动车载充电机充电参数纯电动车载充电机充电参数 快充中，电流显示值为：13.2A-46.2A13.2A-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：采用恒流采用恒流-恒压充电方法，以恒定电流充电恒压充电方法，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

9、规定电压值，以恒定达到此温度条件下的规定电压值，以恒定电压充电至电流电压充电至电流小于小于0.8A0.8A后停止充电后停止充电。在充电过程中，如果单体压差大于单体压差大于300mV300mV,则停止充电停止充电，报充电故障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365V365V的感应电动势。动力电池可以接受表4-5中的脉冲回馈电流和持续时间。表表4-54-5北汽北汽160E160E纯电动车脉冲回馈电流和持续时间纯电动车脉冲回馈电流和持续时间 动力电池可以接受下表4-6中的最大持续回馈电流。表表4-64-6北汽北汽160E160E纯电动车脉冲最大回馈电流纯电动车脉冲最大回馈电流

10、4 4）动力电池高压系统工作原理）动力电池高压系统工作原理动力电池高压系统工作如图4-62所示。图图4-62 4-62 动力电池高压系统电路图动力电池高压系统电路图 5 5）充电口介绍）充电口介绍快快充充（直流）充电接口参数值：额定电额定电压压 750V750V，额定电流额定电流 125A125A、250A250A。具体充电插头如图4-63所示。图图4-63 4-63 快快充充（直流）直流）充电充电接口接口 慢充慢充（交流）充电接口参数值：额定电额定电压压 250V250V，额定电流额定电流 16A16A、32A32A，具体充电插头如图4-64所示。图图4-64 4-64 慢充（直流）充电接口

11、慢充（直流）充电接口 二、电驱系统（1 1）电驱系统的组成）电驱系统的组成 北汽160E纯电动汽车由驱动电机组件驱动电机组件、电机电机控制器控制器、电驱冷却系统电驱冷却系统和减速器总成减速器总成等构成，通过高低压线束高低压线束，冷却管路冷却管路与整车系统连接如图4-65所示。（2）电驱系统的散热北汽160E纯电动汽车的控制器、电机通过U、V、W三根线连接，高压电源的高压正负极与控制器连接。水箱以及散热器构建比较简单的O形回路，从水箱散热器水箱散热器-散热水管散热水管-电机电机-散热水散热水管管-控制器控制器-散热水管散热水管-水箱散热器水箱散热器，冷却管路与整车系统连接如图4-66所示。图图4

12、-66 4-66 北汽北汽160E160E纯电动汽车电驱系统的水箱以及散热器纯电动汽车电驱系统的水箱以及散热器 （3）电驱系统的能量回收北汽EV160电驱系统电驱系统的主要功能如下电能机械能 图图4-67 4-67 北汽北汽EV160EV160电驱系统的能量回收电驱系统的能量回收 1 1）永磁同步电机（）永磁同步电机（PMSMPMSM）北汽EV160电驱系统的永磁同步电机的效率高、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：旋转变压器旋转变压器：用以检测电机转子位置检测电机转子位置，如图4-68（左）所示；温度传感器温度传感器：用以检测电机的绕组温度检测电机的绕组温度，

13、如图4-68（右）所示。图图4-68 4-68 永磁同步电机旋转变压器（左）、温度传感器（右）永磁同步电机旋转变压器（左）、温度传感器（右）2 2）旋转变压器）旋转变压器旋转变压器（简称旋变）是一种输出电压输出电压随转子转角变化的信号元件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。具体关系如图4-69所示。图图4-69 4-69 旋转变压器工作原理旋转变压器工作原理 3 3）电机控制器）电机控制器电机控制器是电驱系统的电驱系统的控制中心控制中心。电机控制系统使用的传感器

14、有电流传感器、电压传感器、温度传感器等，外观如图4-70所示。电机控制器DC-ACDC-AC逆逆变模块变模块AC-DCAC-DC整整流模块流模块温度保温度保护模块护模块电子控电子控制器制器组成 图图4-70 4-70 电机控制器电机控制器 （4 4）电驱系统温度保护功能）电驱系统温度保护功能1 1）电机温度保护）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。2 2）电机控制器温度保护）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，超温保护超温保护，即停机停机。当控制器监测到散热基板板温度为：85温度

15、75 时，降功运行降功运行。3 3）电驱冷却系统的控制策略）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：4545温度温度50 50 时冷却风扇低速启动；温度温度50 50 时时，冷却风扇高速启动；温度温度降至降至40 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：温度温度75 75 时，冷却风扇低速启动。温度温度80 80 时，冷却风扇高速启动；温度降至温度降至75 75 时冷却风扇停止工作。三、电控系统电控系统由加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器、制动制动踏板位置传感器踏板位置传感器、电子电子换档器换档器等输入信等输入信号传感器号传感器，整车控制器（VCU）、电

16、机控制器（MCU）、电池管理系统（BMS）等控制模块和驱动电机控制模块和驱动电机、动力电池等执行动力电池等执行元件元件组成，如图4-71所示。图图4-71 4-71 电控系统组成电控系统组成 1）电控系统的上电控制 上电注意事项：点火钥匙旋转至Start Start 档档，松开后回到ONON挡挡；档位处于N N档档上电，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)低压上低压上电电：当点火钥匙由OFF-ACCOFF-ACC时，VCUVCU低压上电；当点火钥匙由ACC-ONACC-ON时，BMSBMS、MCUMCU低压上电。2)高压上高压上电电：点火钥匙ON档，BM

17、S、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。2 2）电控系统的上电控制异常情况）电控系统的上电控制异常情况上电异常情况：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显示状态闪烁档位换到N档；5）

18、系统故障灯亮、且无以上情况系统故障灯亮、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。3 3）电控系统的下电控制）电控系统的下电控制 下电顺序下电顺序：纯：纯电动车下电只需点火钥匙打到电动车下电只需点火钥匙打到OFFOFF档，即档，即可实现高压、可实现高压、低压低压电的正常下电电的正常下电；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 4 4）电控系统的故障诊断及处理）电控系统的故障诊断及处理

19、电控系统根据电机电机、电池电池、EPSEPS、DC/DCDC/DC等零部件故障等零部件故障、整车整车CANCAN网络故障网络故障及VCUVCU硬件故障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。故障等级及影响情况，如表4-8所示。表表4-8 4-8 电控系统故障等级及影响情况电控系统故障等级及影响情况 四、高压安全保护高压安全保护主要包括以下几个方面：1 1、通过、通过BMSBMS和漏电传感器（绝缘电阻和漏电传感器（绝缘电阻20M20M）对整车进行持续的漏电检测）对整车进行持续的漏电检测；2 2、维修人员在带电时拔开插件或打开高、维修人员在带电时拔开插件或打开高压器件盖子时

20、，高压互锁可使整车高压系压器件盖子时，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统立即断电，并快速释放电机控制器等里的大电容的大电容。3 3、惯性开关会在车辆发生重大碰撞时，、惯性开关会在车辆发生重大碰撞时，立即断开高压系统并释放大电容立即断开高压系统并释放大电容。五、高压互锁故障排除故障现象：整车报高压故障故障原因：某个高压插件未插或未插到位造成。高压互锁回路如下：搭铁DC插件1#入、2#出 高压控制盒11PIN插件L#入高压控制盒低压插件11#出车载充电机低压插件13#入、5#出压缩机低压插件3#入、2#出VCU插件13#检测。具体电路图，如图4-72所示。图图4-72 4-72 高压互锁电路图高压互锁电路图