新能源汽車動力電池系統(tǒng)與充電系統(tǒng)課件：純電動汽車總體組成

純電動汽車總體組成概述PART01純電動汽車是完全由可充電電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池）提供動力源的汽車。概述BEV動力裝置主要由動力電池組、驅(qū)動電機、控制系統(tǒng)及安全保護系統(tǒng)等組成。動力電池組是電動汽車的動力源，用于驅(qū)動電機，將電池組的電能轉(zhuǎn)化成機械能，驅(qū)動車輛行駛?？刂葡到y(tǒng)實施對電池組進行管理、對高壓電領域的分配、對電機的控制等。安全保護系統(tǒng)在電動汽車發(fā)生緊急情況時，對人及機器進行保護。概述純電電動汽車總體主要由四部分組成，分別是動力電池、底盤、車身和電器。動力電池作為電動汽車的重要組成部分包括電池模組、電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電氣及機械系統(tǒng)五個主要部分。底盤由驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動及能量回收系統(tǒng)四部分組成。純電電動汽車控制系統(tǒng)PART02純電電動汽車主要控制系統(tǒng)由電機控制器（FMCU）、DC-DC轉(zhuǎn)換器、高壓配電箱（PDU）、車載充電機（OBC）、電池管理器（BMS）、整車控制器（VCU）等組成（如下圖）。純電電動汽車控制系統(tǒng)高壓電控總成高壓電控總成上層內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖高壓電控總成主要的功能：（1）控制高壓交/直流電雙向逆變，驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)充、放電功能（VTOG、車載充電器）；（2）實現(xiàn)高壓直流電轉(zhuǎn)化低壓直流電為整車低壓電器系統(tǒng)供電（DC-DC）；（3）實現(xiàn)整車高壓回路配電功能以及高壓漏電檢測功能（高壓配電箱&漏電傳感器模塊）；（4）另外還包括CAN通訊、故障處理記錄、在線CAN燒寫以及自檢等功能。比亞迪e5的高壓電控總成又稱四合一：（1）雙向交流逆變式電機控制（VTOG）；（2）高壓配電和漏電傳感器；

（3）車載充電機（底層）；

（4）DC-DC變換器。1.電機控制器（VTOG）電機控制器就是控制主牽引電源與電機之間能量傳輸?shù)难b置，是由外界控制信號接口電路、電機控制電路和驅(qū)動電路組成。電機控制器作為整個驅(qū)動系統(tǒng)的控制中心，它由逆變器和控制器兩部分組成。主要功能：

（1）驅(qū)動控制（放電）：采集油門、制動、檔位、旋變信號等控制電機正向、反向轉(zhuǎn)動，正、反轉(zhuǎn)發(fā)電功能；具有輸出高電壓和電流控制限制功能，具有電壓跌落、過流、過溫、IPM過溫、IGBT過溫保護、功率限制、扭矩控制限制等功能。同時具備電控系統(tǒng)防盜、能量回饋控制、主動泄放、被動泄放控制。

（2）充放電控制：交、直流轉(zhuǎn)換，雙向充、放電控制功能；自動識別單相、三相相序并根據(jù)充電電流控制充電方式，根據(jù)充電設備識別充電功率，控制充電方式；根據(jù)車輛或其他設備請求信號控制車輛對外放電；斷電重啟功能；在電網(wǎng)斷電，又供電的時候，可繼續(xù)充電功能。1.電機控制器（VTOG）2.高壓配電箱

電動汽車高壓配電箱又稱高壓配電盒，是高壓系統(tǒng)分配單元。電動汽車具有高電壓和大電流的特點，通常配備300V以上的高壓系統(tǒng)，工作電流可達200A以上，可能危及人身安全和高壓零部件的使用安全性。配電箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)車載充電機是指固定安裝在電動汽車上的充電機，是一種專為電動汽車動力電池充電的設備，是對電池充電時用到的有特定功能的電力轉(zhuǎn)換裝置，位置在高壓四合一的底層，如圖下圖所示。3.車載充電機4.DC-DC轉(zhuǎn)換器

DC-DC轉(zhuǎn)換器就是將動力電池組高電壓轉(zhuǎn)換為13-14V的低壓電，既能給全車電器供電、又能給輔助蓄電池充電的設備。DC-DC轉(zhuǎn)換器在純電動汽車上的功能就相當于傳統(tǒng)燃油汽車上發(fā)電機的功能，它的電能來自于動力電池包，去處是給車載電器供電。5.1電池管理器（BMS）

電池管理器對整車的安全運行、整車控制策略的選擇、充電模式的選擇以及運營成本都有很大影響。電池管理系統(tǒng)無論在車輛運行過程中還是在充電過程中都要可靠地完成電池狀態(tài)的實時監(jiān)控和故障診斷，并通過CAN總線的方式告知車輛集成控制器或充電機，以便采用更加合理的控制策略，達到有效且高效使用電池的目的。它作為電池系統(tǒng)的重要組成部分，具有實時監(jiān)控電池狀態(tài)、優(yōu)化使用電池能量、延長電池壽命和保證電池的使用安全等重要作用。5.2整車控制器（VCU）整車控制器對新能源汽車動力鏈的各個環(huán)節(jié)進行管理、協(xié)調(diào)和監(jiān)控，以提高整車能量利用效率，確保安全性和可靠性。

整車控制器采集司機駕駛信號，通過CAN總線獲得電機和電池系統(tǒng)的相關信息，進行分析和運算，通過CAN總線給出電