任务三　新能源汽车动力系统的结构

任务三　新能源汽车动力系统的结构

一、新能源汽车动力系统的结构

1.电力驱动系统

（1）控制单元

电机控制系统主要由电机控制器、驱动电机、电子换挡操纵装置、加速踏板组成，还包括高压电线、信号线和冷却系统。如图7-10所示。其主要实现如下功能：

①挡位管理的功能

②扭矩解析，实现整车驱动

③保证制动优先

④电机转速及工作温度的测量

⑤网络管理和监控的功能

⑥对电机系统安全管理及系统保护的功能

（2）驱动控制器

电机控制器又称智能功率模块，是电动汽车的核心控制单元，其通过硬线直接采集加速/减速信号、制动信号、挡位信号，通过CAN总线采集动力电池状态信息，解析驾驶员意图并根据车辆的状态控制驱动电机工作，实现车辆的正常行驶。如图7-11所示。

（3）电动机

驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮的工作装置。但直流电动机由于存在换向火花，功率小、效率低，维护保养工作量大；随着电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BLDCM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代，如无外壳盘式轴向磁场直流串励电动机。如图7-12所示。

（4）机械传动装置和车轮，如图7-13所示。

2.电源系统

（1）蓄电池电源

为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能。应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于能量低，充电速度慢，寿命短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池等。如图7-14所示。

（2）电池管理系统和充电控制器

BMS电池系统俗称之为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。如图7-15所示。

3.辅助系统

（1）辅助电源（辅助电源和DC/DC功能转换器）

电机控制器，作为电动汽车的核心部件之一，是汽车动力性能的决定性因素。它从整车控制器获得整车的需求，从动力电池包获得电能，经过自身逆变器的调制，获得控制电机需要的电流和电压，提供给电动机，使得电机的转速和转矩满足整车的要求。如图7-16所示。

DC/DC转换器是开关电源芯片，指利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关（MOSFET等）进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容（感）里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量。其输出的功率或电压的能力与占空比（由开关导通时间与整个开关的周期的比值）有关。开关电源可以用于升压和降压。如图7-17所示。

（2）动力转向系统

动力转向系统是利用发动机的动力来帮助司机进行转向操纵的装置。它把发动机的能量转换成液压能、电能或气压能、再把液压能、电能或气压能、转换成机械能作用在转向轮上帮助司机进行转向，故应称之为动力助力转向系统。如图7-18所示。

（3）驾驶员显示操作台和辅助装置

汽车仪表盘指用于安装仪表及有关装置的刚性平板或结构件，反映车辆各系统工作状况的装置。常见的有燃油指示灯、清洗液指示灯、电子油门指示灯、前后雾灯指示灯。

按形式的不同分有屏式仪表盘、框架式仪表盘、通道式仪表盘、柜式仪表盘。仪表盘可带外照明，亦可附接控制台，有各种形式及规格，可按需要安装各种仪表，亦可按需要将各种仪表盘组合成一个整体。如图7-19、图7-20所示。

不同汽车的仪表不尽相同。但是一般汽车的常规仪表有车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。

（4）电加热器

纯电动的汽车由于没有了发动机，所以也就相应的没有发动机冷却系统，因此对于取暖这个功能而言，就只能采用辅助制热的方式比如采用下图的电热管加热，原理就和电吹风一样，将空气加热之后，再将热空气吹出来。这种加热方式也会消耗汽车的电能，影响汽车的续航里程。如图7-21所示。

（5）充电器

充电器是把电网供电制式转换为对动力电池充电要求的制式，即把交流电转换为相应电压的直流电，并按要求控制其充电电流。充电器开始时为恒流充电阶段。当电池电压上升到一定值时，充电器进入恒压充电阶段，输出电压维持在相应值，充电器进入恒压充电阶段后，电流逐渐减小。当充电电流减小到一定值时，充电器进如涓流充电阶段。还有的采用脉冲式电流进行快速充电。如图7-22所示。

（6）电动压缩机

电动压缩机替代传统汽车中发动机带动的空调压缩机，直接利用高压直流电工作。纯电动汽车的空调设备灌装不导电的压缩机油。不允许与用皮带传动的压缩机油混合。否则会导致空调压缩机损坏或者导致HV（高压）绝缘故障。如图7-23所示。