1新能源汽車基礎技術（北汽E160純電動汽車）呂堅2

先說幾句各位老師都關心和思考的問題：新能源汽車專業學生的工作崗位在哪？

——“就在現在的汽車前后市場中”。如同90年代初汽車電控技術的崗位在哪里？

新能源汽車專業學生的學習內容是什么？

——“

傳統汽車技術+新能源汽車技術”如同90年代初學習汽車電控技術。3

新能源汽車的核心是“三電”技術。

發動機

電動機油箱電池

VCM

ECM4

新能源汽車與傳統汽車的主要區別在哪里？傳統能源汽車以機械系統為基礎，例如；發動機——動力機械。

傳統能源汽車機械維修以形象思維為基礎。新能源汽車以電氣系統為基礎，例如；電動機、動力電池——電器總成。

新能源汽車電氣維修以邏輯思維為基礎。5

純電動汽車基礎技術（以北汽E160為例）6北汽E160純電動汽車基本組成7一、充電系統（動力電池系統）

由動力電池組件、DC/DC轉換器、車載充電器、高壓控制盒、快充口（直流）、慢充口（交流）、等組成。81、充電系統控制設計充電系統控制設計架構92、車載充電器車載充電機主要功能是將220Vac轉換為高壓直流電320Vdc給動力電池進行充電。同時提供過壓、欠壓、過流、欠流等多種保護措施，當充電系統出現異常會及時切斷供電。102、高壓控制盒

高壓控制盒主要用于對動力電池中儲存的電能進行輸出及分配，實現對支路用電器件的切斷和保護。高壓控制盒共有5出接線口，分別連接快充、動力電池、電機控制器和其它高壓接插件。11高壓控制盒—高壓附件插件

A：DC/DC電源正極

B：PTC電源正極

C：壓縮機電源正極

D：PTC-A組負極E：充電機電源正極

F：充電機電源負極

G：DC/DC電源負極

H：壓縮機電源負極

J：PTC-B組負極

L：互鎖信號線

K：空腳123、DC/DCDC/DC變換器主要作用是完成320Vdc轉換成14Vdc,向低壓蓄電池及全車低壓用電設備供電；共有4處接線口，分別為低壓輸出負極、低壓輸出正極、低壓控制端、高壓輸入端。134、動力電池

動力電池系統主要由動力電池模組、電池管理系統、動力電池箱及輔助元器件等四部分組成。14動力電池模組電池單體：構成動力電池模塊的最小單元。一般由正極、負極、電解質及外殼等構成；實現電能與化學能之間直接轉換。電池模塊：一組并聯的電池單體的組合，該組合額定電壓與電池單體的額定電壓相等，是電池單體在物理結構和電路上連接起來的最小分組，可作為一個單元替換。模組：由多個電池模塊或單體電芯串聯組成的一個組合體。

15E160動力電池系統的單體電芯電壓范圍為2.5V—3.7V，動力電池系統的總電壓工作范圍為：255V---372V。

項目參數零部件號E00008217額定電壓320V電芯容量66Ah額定能量25.6kWh總質量278kg工作電壓范圍220～400V能量密度76Wh/kg動力電池系統的額定電壓=單體電芯額定電壓×單體電芯串聯數；動力電池系統的容量=單體電芯容量×單體電芯并聯數量；動力電池系統總能量=動力電池系統的額定電壓×動力電池系統容量。16

動力電池充電分為快充、慢充和制動能量回收三種方式。

采用車載充電機充電，充電溫度與充電電流要求見下表：溫度小于0℃0℃～55℃大于55℃可充電電流0A10A0A備注當電芯最高電壓高于3.6V時，降低充電電流到5A，當電芯電壓達到3.70V時，充電電流為0A，請求停止充電。加熱過程中，充電樁電流顯示為4A—6A。充電過程中充電樁電流顯示為12A—13A。17

快充采用地面充電機充電，充電溫度與充電電流要求見下表：快充中，電流顯示值為：13.2A---46.2A之間，快充充電的電流，受動力電池內部溫度影響而變化。

快充和慢充的流程均為：采用恒流-恒壓充電方法，以恒定電流充電至動力電池組總電壓達到或最高單體電壓達到此溫度條件下的規定電壓值，以恒定電壓充電至電流小于0.8A后停止充電。在充電過程中，如果單體壓差大于300mV,則停止充電，報充電故障。

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可接受最大回饋電壓要求：動力電池可以承受由電機產生的最大365V的感應電動勢。

制動能量回收的要求

動力電池可以接受表中的脈沖回饋電流和持續時間。

動力電池可以接受下表中的最大持續回饋電流。

19動力電池高壓系統工作原理205、快充口（直流）、慢充口（交流）快充（直流）充電接口參數值：額定電壓750V，

額定電流125A、250A。214、快充口（直流）、慢充口（交流）慢充（交流）充電接口參數值：額定電壓250V，

額定電流16A、32A。22二、電驅系統

由驅動電機組件、電機控制器、電驅冷卻系統和減速器總成等構成，通過高低壓線束，冷卻管路與整車系統連接。23電驅系統的連接示意圖24

北汽EV160電驅系統的主要功能是將電能轉化為機械能，或者將機械能轉化為電能。251、永磁同步電機（PMSM）效率高、體積小、重量輕及可靠性高。電機使用了一些傳感器來提供電機的工作信息：旋轉變壓器：用以檢測電機轉子位置；溫度傳感器：用以檢測電機的繞組溫度。262、旋轉變壓器簡稱旋變是一種輸出電壓隨轉子轉角變化的信號元件。當勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓幅值與轉子轉角成正弦、余弦函數關系，或保持某一比例關系，或在一定轉角范圍內與轉角成線性關系。273、電機控制器電機控制器是電驅系統的控制中心，主要由DC-AC逆變模塊、AC-DC整流模塊、溫度保護模塊以及電子控制器組成。電機控制系統使用的傳感器有電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器等。28電驅系統溫度保護功能

電機溫度保護

當控制器監測到驅動電機溫度傳感器顯示：120℃≤溫度＜140℃時，降功率運行；溫度≥140℃時，降功率至0，即停機。

電機控制器溫度保護

當控制器監測到散熱基板板溫度為：溫度≥85℃時，超溫保護，即停機。當控制器監測到散熱基板板溫度為：85℃≥溫度≥75℃時，降功運行。29電驅冷卻系統的控制策略當控制器監測到驅動電機溫度傳感器顯示：45℃≤溫度＜50℃時冷卻風扇低速啟動；溫度≥50℃時，冷卻風扇高速啟動；溫度降至40℃時冷卻風扇停止工作。

當控制器監測到散熱基板板溫度為：溫度≥75℃時，冷卻風扇低速啟動。溫度≥80℃時，冷卻風扇高速啟動；溫度降至75℃時冷卻風扇停止工作。30三、電控系統由加速踏板位置傳感器、制動踏板位置傳感器、電子換檔器等輸入信號傳感器，整車控制器（VCU）、電機控制器（MCU）、電池管理系統（BMS）等控制模塊和驅動電機、動力電池等執行元件組成。311、電控系統的上電控制上電注意事項：點火鑰匙旋轉至Start檔，松開后回到ON擋；檔位處于N檔上電，踩下制動踏板。

點火鑰匙只采用OFF、ACC、ON、---三個狀態；上電順序：1)低壓上電當點火鑰匙由OFF-ACC時，VCU低壓上電；當點火鑰匙由ACC-ON時，BMS、MCU低壓上電。321、電控系統的上電控制2)高壓上電點火鑰匙ON檔，BMS、MCU當前狀態正常、且在之前一次上下電過程中整車無嚴重故障。a）BMS、MCU初始化完成，VCU確認狀態；b）閉合電池繼電器；c）閉合主繼電器；d）MCU高壓上電；e）如檔位在N檔，儀表顯示Ready燈點亮。331、電控系統的上電控制上電異常情況：點火鑰匙ON檔時，高壓不能正常上電需注意觀察儀表信息：1）充電指示燈亮——關好充電門板，重新ON上電；2）動力電池故障燈亮——重新ON上電后，如仍亮，表明電池有故障；3）動力電池絕緣電阻低——檢查動力電池高壓線連接情況；4）檔位顯示狀態閃爍——檔位換到N檔；5）系統故障燈亮、且無以上情況——檢查蓄電池電量，VCU、MCU、BMS低壓供電情況，用診斷儀讀取當前故障碼。342、電控系統的下電控制下電順序：純電動車下電只需點火鑰匙打到OFF檔，即可實現高壓、低壓電的正常下電；1）點火鑰匙到OFF檔，主繼電器斷開、MCU低壓下電；2）輔助系統停止工作，包括DC/DC、水泵、空調、暖風；3）BMS斷開電池繼電器；4）整車控制器下電；整車控制器在下電前會存儲行車過程中發生的故障信息。353、電控系統的故障診斷及處理

電控系統根據電機、電池、EPS、DC/DC等零部件故障、整車CAN網絡故障及VCU硬件故障進行綜合判斷，確定整車的故障等級，并進行相應的控制處理。等級名稱故障后處理一級致命故障緊急斷開高壓二級嚴重故障二級電機故障零扭矩，二級電池故障20A放電電流限功率三級一般故障進入跛行工況/降功率四級輕微故障只儀表顯示，四級故障屬于維修提示，但是VCU不對整車進行限制。四級能量回收故障，僅停止能量回收，行駛不受影響。36四、高壓安全保護高壓安全保護主要包括以下幾個方面：

1、通過BMS和漏電傳感器（絕緣電阻20MΩ）對整車進行持續的漏電檢測；

2、維修人員在帶電時拔開插件或打開高壓器件蓋子時，高壓互鎖可使整車高壓系統立即斷電，并快速釋放電機控制器等里的大電容。