傳統(tǒng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛是依靠?jī)?nèi)燃機(jī)做功,通過(guò)變速器改變輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比旋轉(zhuǎn)方向,再通過(guò)傳動(dòng)軸和車(chē)輪實(shí)現(xiàn)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)。而純電動(dòng)汽車(chē)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)和變速器,依靠動(dòng)力電池、逆變器和電機(jī)變速單元實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)。 如下圖是純電動(dòng)汽車(chē)的基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖,當(dāng)駕駛員踩下加速踏板時(shí),車(chē)輛控制模塊將控制動(dòng)力電池輸出電能,然后通過(guò)控制逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的前進(jìn)或后退。
純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳輸工作原理如下所示。
1)基本驅(qū)動(dòng)部件純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要的部件包括有動(dòng)力電池、逆變器、帶有電機(jī)的變速單元。 圖3-2-3所示為典型純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理示意圖。在新能源汽車(chē)應(yīng)用中,一般將動(dòng)力電池組和逆變器之間的電路單元稱(chēng)之為BDU(Battery Disconnecting Unit)。
2)基本驅(qū)動(dòng)過(guò)程純電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力來(lái)源是動(dòng)力電池,但是與傳統(tǒng)汽車(chē)不同的是,來(lái)自動(dòng)力電池內(nèi)的電能并不是總一直處于輸出狀態(tài),在純電動(dòng)汽車(chē)中還設(shè)計(jì)有能夠回收車(chē)輛制動(dòng)時(shí)無(wú)用的能量,并回收到動(dòng)力電池的機(jī)構(gòu)。 純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中能量的流動(dòng)主要有以下2條路徑: (1)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛 驅(qū)動(dòng)時(shí)來(lái)自動(dòng)力電池的能量通過(guò)BDU、逆變器,再進(jìn)入電機(jī)變速單元實(shí)現(xiàn)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)。 (2)回收制動(dòng)能量 制動(dòng)或車(chē)輛減速時(shí),變速單元內(nèi)的電機(jī)將變成發(fā)電機(jī),將能量通過(guò)逆變器、BDU傳回動(dòng)力電池,為電池充電。 3)主要控制模塊純電動(dòng)汽車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)在不同路況環(huán)境下,快速反應(yīng)并順利驅(qū)動(dòng)車(chē)輛滿(mǎn)足駕駛員需求,并不僅僅是依靠上述幾個(gè)動(dòng)力部件來(lái)完成的,整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還需要一套完善的控制模塊。即整車(chē)控制器(VCU)、電機(jī)控制器(MCU)和電池管理系統(tǒng)(BMS),這3個(gè)控制器是純電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù),對(duì)整車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性等有著重要影響。如下圖所示。
(1)VCU位置:通常安裝在車(chē)身上,如駕駛室內(nèi)。 功能:全車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的主控制模塊,類(lèi)似于傳統(tǒng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊PCM的功能。 VCU是實(shí)現(xiàn)整車(chē)控制決策的核心電子控制單元。VCU通過(guò)采集加速踏板、擋位、制動(dòng)踏板等信號(hào)來(lái)判斷駕駛員的駕駛意圖;通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛狀態(tài)(車(chē)速、溫度等)信息,由VCU判斷處理后,向動(dòng)力系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)發(fā)送控制命令,同時(shí)控制車(chē)輛其他系統(tǒng)的運(yùn)行模式。下圖所示為寶馬I3純電動(dòng)汽車(chē)VCU的位置。
(2)MCU位置:通常位于逆變器內(nèi)部。 功能:是電機(jī)的主控制模塊,接收VCU信號(hào),控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向、輸出功率等。 MCU通過(guò)接收VCU的車(chē)輛行駛控制指令,控制電機(jī)輸出指定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。實(shí)現(xiàn)把動(dòng)力電池的直流電能轉(zhuǎn)換為所需的高壓交流電、并驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出機(jī)械能。 同時(shí),MCU還會(huì)利用傳感器采集如下信息,并將運(yùn)行狀態(tài)的信息發(fā)送給整車(chē)控制器VCU。這包括: ①電流傳感器:用以檢測(cè)電機(jī)工作的實(shí)際電流。 ②電壓傳感器:用以檢測(cè)供給逆變器工作的實(shí)際電壓。 ③溫度傳感器:用以檢測(cè)電機(jī)控制系統(tǒng)自身的工作溫度。 下圖所示為北汽新能源EV200的MCU,位于前機(jī)艙內(nèi)。
(3)BMS位置:通常位于動(dòng)力電池組總成內(nèi)部。 功能:是動(dòng)力電池內(nèi)電池的管理模塊。 BMS是動(dòng)力電池最關(guān)鍵的控制模塊,用于檢測(cè)動(dòng)力電池內(nèi)單個(gè)電池單元的電壓、電流,并實(shí)現(xiàn)多個(gè)電池單元之間的均衡控制。圖3-2-7所示為騰勢(shì)純電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)BMS的位置,通常純電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)的BMS控制模塊只有1個(gè),但是由于動(dòng)力電池內(nèi)部由多個(gè)電池組串聯(lián),因此BMS還會(huì)在每個(gè)電池組上設(shè)計(jì)1個(gè)接口模塊,BMS最后通過(guò)管理每個(gè)接口模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電池的管理。
想學(xué)習(xí)更多的新能源汽車(chē)專(zhuān)業(yè)知識(shí)?關(guān)注我,由易到難,由淺入深,全方位學(xué)習(xí)。 |
|
來(lái)自: 紅萬(wàn)壽 > 《待分類(lèi)》