《新能源汽車構造》任務一認知新能源汽車電子電氣系統架構能力模塊六掌握電子電氣系統構造與拆裝方法和汽車新時代的領導者一起成長目錄CONTENTS3整車網絡控制概述1新能源汽車電氣系統概述2集成式車身控制器概述情境導入隨著技術的發展，新能源汽車的越來越多功能都實現了電子自動化，車身電子控制單元多達數百個，電子器件分布更是復雜。作為某車企的技術培訓師，領導安排你向4S店的維修技師介紹電動汽車電氣系統的結構，你要如何完成這個任務呢？01新能源汽車電氣系統概述電氣系統是電動汽車的神經，承擔著能量與信息傳遞的功能，對純電動汽車的動力性、經濟性、安全性等有很大的影響，是電動汽車的重要組成部分。主要由三大部分組成：低壓電氣系統、高壓電氣系統、整車網絡化控制系統。定義新能源汽車電氣系統概述新能源汽車電氣系統概述純電動汽車整車電氣圖如下:1.高壓電氣系統由動力電池、驅動電機、功率變換器等高壓電氣設備組成；2.低壓電氣系統由直流12V或24V的電源提供電源。一方面為燈光、雨刮等常規低壓電器供電，另一方面為整車控制器、輔助部件、高壓電氣設備的控制電路供電。主要由DC/DC功率變換器、輔助蓄電池、控制器單元和若干低壓電氣設備組成。汽車線控轉向系統的性能優點行駛系統的結構純電動車電氣系統3.整車網絡化控制系統新能源汽車整個電氣系統(如驅動電機控制系統、電池管理系統、車載充電系統、電動輔助系統、高)低壓電氣系統等)由中央控制單元ECU通過CAN總線傳輸信號或指令，控制各種執行器件按照駕駛員的意圖來控制整車運行，并由各種傳感器反饋整車運行的實時信息，由中央控制單元ECU進行運算和調整，確保新能源汽車運行的可靠性及安全性。主要組成：整車控制器、電機控制器、電池管理系統、信息顯示系統和通信總線CAN網絡系統等。汽車線控轉向系統的性能優點行駛系統的結構純電動車電氣系統02集成式車身控制器概述集成式車身控制器：(簡稱BCM)，在汽車工程中是指用于控制車身電器系統的電子控制單元，是汽車的重要組成部分之一。秦EV的集成式車身控制器的功能包括：控制電動車窗、電動后視鏡、為空調控制器提供電源、燈光系統、引警聲模擬發生器控制、胎壓監測系統、防盜鎖止系統、中控鎖、除霜裝置等。車身控制器可以通過總線與其他車載ECU相連。集成式車身控制器概述（一）集成式車身控制器介紹集成式車身控制器概述（一）集成式車身控制器介紹BCM的重要任務是簡化操作，減少乘員的手動操作，以免分散乘員的注意力。BCM包括汽車安全、舒適性控制和信息通訊系統，主要是用于增強汽車的安全性、舒適性和方便性。(1)增強汽車安全性：安全氣、安全帶、中央防盜門鎖；(2)增強汽車舒適性：自適應空調、座椅控制(高配車型)；秦EV出行版沒有此功能；(3)增強汽車方便性：自動車窗、電動門鎖、電動后視鏡、電動天窗(裝有時)等和滿足多種用電設備需求的電源管理系統等。集成式車身控制器概述（二）集成式車身控制器功能接收傳感器或其他裝置輸入的信息，將輸入的信息轉變為微處理器所能接收的信號；存儲、計算、分析處理信息，分析輸出值所用的程序，存儲該車型的特點參數、運算中的數據(隨存隨取)、存儲故障信息；運算分析。根據信息參數求出執行命令數據，將輸入的信息與標準值對比，查處故障；輸出執行命令。將弱信號轉變為執行命令，輸出故障信息，自我修正。集成式車身控制器概述（三）集成式車身控制器組成(1)輸入回路輸入車身控制器的傳感器信號有兩種：一種是模擬信號；另一種是數字信號。信號的類型不同，輸入車身控制器后的處理方法也不一樣。從傳感器輸出的信號輸入車身控制器后，首先通過輸入回路，輸入回路將模擬信號和數字信號轉換為合適的電平后信號輸入微控制器。集成式車身控制器概述（三）集成式車身控制器組成(2)微控制器微控制器的主要功能是根據車身控制的需要，把各種傳感器送來的信號用內存的程序和數據進行運算處理，并把處理結果送往輸出回路；(3)輸出回路由于微控制器輸出的是電壓很低的數字信號，這種信號一般是不能直接驅動執行元件的，而輸出回路的功用就是將微控制器輸出的數字信號轉變為可執行元件的輸入信號。（四）集成式車身控制器安裝位置集成式車身控制器概述集成式車身控制器BCM安裝在駕駛室位，方向盤下方。如圖所示，為集成式車身控制器的位置。03整車網絡控制概述整車網絡控制概述（一）網關控制功能由于車載總線中存在幾個網絡，這些網絡之間進行通訊的時候就是利用網關進行維系，因此，網關是網絡聯系的中間體。2020款秦EV出行版的網關控制器是一個獨立個體，21款秦EV的網關控制器功能集成于集成式車身控制模塊中(即多合一模塊)。網關控制器有以下3個功能：報文路由：網關具有轉發報文的功能，并對總線報文狀態進行診斷。信號路由：實現信號在不同報文之間的映射。網絡管理：對網絡狀態監測與統計，進行錯誤處理，休眠喚醒等。整車網絡控制概述（一）網關控制功能如圖所示為秦EV整車部件網絡關聯圖。通過關聯圖我們可以知道，網關控制器與整車控制器、前驅電動總成、電池管理器、駐車控制器等都有關聯。整車控制器（簡稱“VCU”)通過各種傳感器及各模塊的控制器反饋信息，判斷當前車輛所處運行狀態，合理控制整車，輸出相對應的使能信號。VCU作為新能源汽車的關鍵控制部件之一，具有協調控制系統、底盤系統、高低壓能源系統、熱管理系統、安全保護及具備故障診斷等作用。VCU主要功能有：車輛驅動控制功能、高壓上下電功能、輔助功能、系統安全、CAN通訊、故障診斷和保護等功能。整車網絡控制概述（二）整車控制器功能1.車輛驅動控制功能按照駕駛人意愿、車輛載荷、路面情況和氣候環境的變化，進行調節車輛的動力性、經濟性和舒適性。2.高壓上下電功能車輛上電時，車輛未接收到車輛任何故障時，整車正常上電，儀表點亮“OK”指示燈。整車網絡控制概述（二）整車控制器功能整車網絡控制概述當VCU接收到動力電池溫度高于55°C時，VCU通過動力CAN在網關控制器內與空調控制器通訊給動力電池散熱，儀表提示“請檢查動力系統”警示，當動力電池的溫度無法下降時，協調電池管理器控制電池包內的正負極接觸器斷開，車輛下電。車輛行駛時，電機、電機控制器以及動力電池的溫度上升至車輛報警閾值時，如動力電池溫度高于55°C、電機溫度高于110°C、電機控制器的IGBT高于85°C時等，儀表提示“請檢查動力系統”警示，電池管理器控制電池包正負極接觸器斷開，車輛下電。當VCU接收到碰撞信號時，電池管理器控制電池包正負極接觸器斷開，電機控制器控制主動或被被動泄放，車輛下電。（二）整車控制器功能3.輔助模式車輛冷卻系統以及真空泵控制。4.系統安全對車輛進行安全控制，當出現嚴重故障時，執行下電停車等指令。整車網絡控制概述（二）整車控制器功能5.CAN通訊與網關控制器進行通訊。6.故障診斷和保護進行故障診斷，并及時進行相應的安全保護處理，故障碼的存儲和回調。整車網絡控制概述（二）整車控制器功能前驅電動總成中的電機及電機控制中，電機控制器是將充配電總成輸出的高壓直流電通過控制器內的IGBT模塊進行逆變，輸出三相可調電壓、可變頻率的交流電給驅動電機提供電能，驅動車輛前進或后退。它是通過主動工作來控制電機按照設定的方向、速度、角度、響應時間進行工作的集成電路。車輛制動能量回饋時，電機控制器接收到VCU通過動力CAN傳輸過來的加速踏板開度為0%的信號時，電機旋轉產生電能通過電機控制器整流成高壓直流電給動力電池充電。電機控制器實時監控電機及控制系統的狀態。整車網絡控制概述（三）電機及電機控制部分電池管理系統實現充/放電管理、電池熱管理、接觸器控制、功率控制、電池異常狀態報警和保護、SOC/SOH計算、自檢以及通訊功能等。整車網絡控制概述（四）電池管理部分傳動系統在整車中起到動力傳動的作用，驅動電機的力矩通過傳動系統傳遞到車輪，使車輛可以按照駕駛員駕駛意圖行駛。純電動汽車的傳動系統可以采用同傳統汽車一樣的多檔位、手動擋、自動擋等變速器進行變速。整車網絡控制概述（五）傳動系統《新能源汽車構造》謝謝觀看能力模塊六

掌握電子電氣系統構造與拆裝方法和汽車新時代的領導者一起成長《新能源汽車構造》任務一認知新能源汽車電子電氣系統架構能力模塊六掌握電子電氣系統構造與拆裝方法和汽車新時代的領導者一起成長目錄CONTENTS4車輛啟動上電1整車控制原理2車輛解鎖5車輛行駛3車輛啟動情境導入儀表是人和汽車的交互界面，為駕駛員提供所需的汽車運行參數、故障、里程等信息，是每一輛汽車必不可少的部件。你了解秦EV車型組合儀表系統的結構嗎？01整車控制原理車輛在運行過程中通過車載的各種傳感器及其他控制器將整車運行信息和車輛的實時狀態反饋給各模塊或整車控制器(VCU)。同時各模塊或VCU根據駕駛員的操作意圖以及整車控制策略進行運算，并控制指令通過CAN總線及各模塊硬件接口傳遞給其他控制器和各執行機構。依照完善的整車控制策略，VCU負責動力總成喚醒、車輛上電、功率限制、停機、制動能量回饋、能量管理、安全、故障診斷記錄與失效控制等功能。整車控制原理整車控制器VCU在滿足車輛安全行駛性、動力性和舒適性的前提下，采用制動能量回饋技術可以大大增加純電動汽車的續航里程。當驅動電機在能量回收與驅動兩種工況進行切換時，通過整車控制系統給予電機相對應的扭矩，保證車輛行駛的平順性。當車輛在斜坡行駛或駐車時，整車控制系統輸出相對應的扭矩保證車輛在斜坡上不會后溜。通過限制電機的功率可以有效保護動力電池，提高動力電池的使用壽命。整車控制系統必須具備較強的抗干擾能力，使其在各種工作環境中能夠穩定的工作。汽車線控轉向系統的性能優點整車控制器VCU整車控制原理秦EV整車控制原理圖如下:整車控制原理02車輛解鎖駕駛員手持智能鑰匙，智能鑰匙模塊在智能鑰匙距離車門0.7-1.5米即可探測匙信號。秦EV通過智能鑰匙系統駕駛員可通過智能鑰匙實現遠程解鎖車門、上電和啟動等操作。整個系統通過一個集成式車身控制器控制，當集成式車身控制器探測到鑰匙在某個探測區域范圍內，對鑰匙進行探測與驗證，并發送運行的信號給相關執行動作的ECU，完成整個系統工作。車輛解鎖工作原理車輛解鎖探測范圍探測系統是由6個探測天線總成(車內3個，車外3個)和1個集成在控制器內的高頻接收模塊組成，探測車內有效范圍及車外1.5m范圍內。如圖所示。智能鑰匙天線探測范圍駕駛員持有合法的秦EV智能鑰匙：當駕駛員靠近車輛約0.7-1.5米時，智能匙發出434MHz的頻率的尋車信號，前艙配電盒給集成式車身控制器提供12V的常電，BCM控制車內外的天線會發出低頻信號，智能鑰匙的尋車信號經過經過舒適網以及車載4G模塊與云端進行信息交互，鑰匙對碼、匹配成功后，BCM控制喇叭繼電器工作，車輛的喇叭會應答一聲，說明鑰匙匹配成功。駕駛員可以直接拉開車門進入駕駛室內啟動車輛。車輛解鎖探測范圍智能鑰匙解鎖系統框圖如下:車輛解鎖03車輛啟動一鍵啟動電氣原理圖如下:車輛啟動駕駛員持有合法的智能鑰匙進入駕駛室內，踩下制動踏板，同時按下一鍵啟動開關，假設整車系統是正常狀態，此時組合儀表上的“OK”指示燈點亮，車輛上電成功。智能鑰匙模塊通過啟動子網與BCM進行通訊，BCM通過G21-21和G21-22兩個端子采集啟動開關信號。按下一鍵啟動開關，接插件G16-8和G16-6同時與車身GND導通，此時BCM控制IG3繼電器吸合，輸出各模塊所需要的雙路電。車輛啟動04車輛啟動上電BMC預充電路電氣原理圖如下:車輛啟動車輛啟動上電踩著制動踏板，同時按下啟動開關后，由BCM上的G2H-1控制IG3繼電器吸合，輸出雙路電給驅動電機控制器、電池管理器(簡稱：BMC)、VCU、充配電總成、電機冷卻水泵及散熱風扇提供雙路電源。當BMC得到雙路電后，BMC給動力電池包內的通訊轉換模塊提供12V的電源，同時輸出正極/預充接觸器電源，即BK45(A)-7與GND之間的電壓<IV，電池包內部的正極接觸器吸合。電池包內的2個電池信息采集器(簡稱:BICC)開始采集電池的電壓、溫度、采樣線等信息，通過電池子網與BMC進行通訊。用萬用表測量電池包33pin中的BK51-28與GND之間的電壓，測量的電壓有12V~<IV~12V變化時，說明車輛正在開始做預充電，BK51-28與GND之間的電壓<IV時，電池包的正極輸出408.8V以上的電壓給電機控制器端的薄膜電容充電，當電容端的電壓是電池包電壓的90%時，此時BK51-13與GND之間的電壓從12V變成<IV，即負極接觸器吸合。那么預充接觸器斷開，即:BK51-28與GND之間的電壓變成12V。車輛預充完成后，儀表“OK”指示燈點亮，說明上電成功。車輛啟動04車輛行駛驅動電機控制器/檔位傳感器電氣原理圖如下:車輛行駛儀表“OK”燈點亮后，踩下制動踏板，掛上相應的檔位，檔位信號通過動力CAN在網關控制器內與電機控制器進行信息交互。電機控制器采集電機的旋變信號、電機三相繞組的溫度信號。動力電池輸出的高壓直流電通過電機控制內的IGBT的下橋以固定的頻率不斷開通/關閉，將直流電逆變成三相可調電壓、可變頻率的交流給驅動電機。松開制動踏板，車輛即可前進或后退。車輛行駛車輛在行駛過程中，動力電池因放電會導致單體電池的溫度開始上升；電機控制器內的IGBT模塊在不斷開通/關閉固定的頻率下，溫度上升；驅動電機在大電流驅動下，繞組的溫度上升。當VCU接收到以下溫度信號時，VCU控制散熱風扇做出相對應的控制策略：冷卻液水溫：40°~50°低速請求；>55°高速請求。IPM：53°~64°低速請求；>64°高速請求；>85°報警。IGBT：55°~75°低速請求；>75°高速請求；>90°限制功率輸出；>100°報警。電機溫度：90°~110°低速請求；>110°