第7章电动汽车的电气系统
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1、规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 1 页7. 1电动汽车电气系统的组成7. 2电动汽车整车网络化控制系统7. 3整车网络化控制系统设计实例7. 4车辆高低压电气系统规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 2 页 7. 1. 1一般电动汽车电气系统的组成 7. 1
2、. 2基于CAN总线技术的电动汽车电气系统的组成 7. 1. 3电动汽车控制系统工作流程规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 3 页 包括低压电气系统、高压电气系统和整车网络化控制系统。 高压电气系统l由动力电池/燃料电池、驱动电机和功率转换器等大功率、高电压电气设备组成；l 根据车辆行驶的功率需求完成从动力电池或燃料电池到驱动电机的能量变换与传输过程。 低压电气系统l采用直流12V或24V电源，一方面为灯光、刮水器等车辆的常规
3、低压电器供电；l另一方面为整车控制器、高压电气设备的控制电路和辅助部件供电。 各种电气设备的工作统一由整车控制系统协调控制。 7. 1. 1 一般电动汽车电气系统的组成一般电动汽车电气系统结构原理图 规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 5 页7. 1. 2 基于CAN总线技术的电动汽车电气系统的组成如果电动汽车采用CAN总线控制技术，则可以 将各个分 系统（模块）通过通信方式连接， 从而实现整车控制。采用CAN总线的电气系统更
4、加简洁，布置更加 简单。 基于CAN总线的电气系统结构原理图规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 7 页启动过程l当钥匙打到“ACC”挡位时，车辆部分电器如音响系统，视频系统等娱乐系统启动。l当钥匙达到“ON”挡位时，此时需要对车辆的部分系统进行供电，此时多数车辆低压辅助系统全部工作，为高压启动进行准备工作。l当钥匙打到“ST”挡时，车辆高压启动系统开始工作，进行一系列预充电和自检后将主接触器接通，启动高压系统。l为了保证车辆安
5、全，还要进行一系列绝缘监测、电池系统检测以及主电机控制器等检测，这些检测通过之后，车辆方能进入可行驶状态。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 8 页行驶过程l为了保障安全，车辆在行驶中需要随时监测各种参数，如电量参数、温度参数、电压参数、绝缘性能、车辆其它关键辅助系统的参数等，这些参数将影响车辆的行驶功能、行驶距离和行驶安全。l电动汽车尤其注重安全性能。为了安全行驶，电量参数、温度参数、电压参数及绝缘性能均设有两级报警。 u电
6、量参数控制u温度参数控制u绝缘性能控制 规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 9 页充电过程l在充电时需要对电量参数、温度参数、电压参数及绝缘性能进行检测。l一旦有部分系统参数出现故障，就会提示断开充电系统，停止充电，避免出现安全隐患。 电动汽车控制系统工作流程图返回规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工
7、程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 11 页7. 2. 1整车控制器7. 2. 2能源管理系统7. 2. 3通信系统规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 12 页组成l控制器主芯片，Flash存储器和RAM储存器及相关电路l控制器主芯片的输出与Flash存储器和RAM存储器的输入相连。l通过CAN总线接口连接到整车的CAN网络上与整车其余控制节点进行信息交换和协调控制。l控制器硬件 微处理器、CAN通信模块、BOM调试模块
8、、串口通信模块、电源及保护电路模块等7. 2. 1整车控制器规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 13 页功能l（1）接受、处理驾驶员的驾驶操作指令，并向各个部件控制器发送控制指令，使车辆按驾驶期望状态行驶。l（2）与电机、DC/DC、蓄电池组等进行可靠通信，通过CAN总线进行状态的采集输入及控制指令的输出。l（3）接收并处理各个零部件信息，结合能源管理单元提供当前的能源状况信息。l（4）系统故障的判断和存储，动态检查系统信息，
9、记录出现的故障。l（5）对整车具有保护功能，视故障的类别对整车进行分级保护，紧急情况下可以关掉发电机及切断母线高压系统。l（6）协调管理车上其它电器设备。7. 2. 1整车控制器规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 14 页原理l整车控制器是一个多输入、多输出、模数电路共存的复杂系统，其各个功能电路相对独立。l按照模块化思想设计硬件系统的各个模块 最小应用系统模块、电源模块CAN通信模块、串口通信模块、数/模输入输出模块lMCU
10、是整车控制器的核心，它负责数据采集和处理、逻辑运算以及控制的实现等，MCU的选取是整个硬件设计过程中最重要的任务。7. 2. 1整车控制器丰田公司整车控制器原理图 天津大学设计的整车控制器原理图规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 17 页能源管理系统的功用l对电动汽车动力系统能源转换装置的工作能量进行协调、分配和控制的软、硬件系统统称为能源管理系统。l能源管理系统的硬件由一系列传感器、控制单元ECU和执行元件等组成，软件系统的
11、功能主要是对传感器的信号进行分析处理，对能源转换装置的工作能量进行优化分析，并向执行元件发出指令。l在满足汽车基本技术性能和成本等要求的前提下，根据各部件的特性及汽车的运行工况，实现能量在能源转换装置之间按最佳路线流动，使整车的能源利用效率达到最高。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院电动汽车技术与原理 第 18 页纯电动汽车的能源管理系统组成规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL
