《新能源汽车电路系统》课件

新能源汽车电路系统课程简介新能源汽车概述新能源汽车是指采用新型动力系统的汽车，主要包括电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车它们以其高效、环保的特点，正在逐渐取代传统燃油汽车，成为汽车行业发展的新趋势课程目标掌握新能源汽车电路基础了解新能源汽车电路系统的基掌握新能源汽车电路系统的关2本概念和分类键组成部分及工作原理教学大纲新能源汽车概述1电路基础知识回顾2新能源汽车电路系统概述3动力电池系统详解4驱动电机系统详解5电控系统（）详解6ECU充电系统详解7辅助系统详解8新能源汽车电路故障诊断9新能源汽车电路维护与保养10新能源汽车的定义与分类电动汽车（）EV纯电动汽车，仅依靠电池驱动，无需燃油插电式混合动力汽车（）PHEV既有电池驱动，也能使用燃油，可以插电充电混合动力汽车（）HEV燃油驱动为主，电池辅助，不能插电充电燃料电池汽车（）FCEV以氢气为燃料，通过燃料电池产生电力驱动电动汽车（）EV优势劣势零排放，环保性高；续航里程有限；加速性能优异；充电时间较长；维护成本低电池成本较高插电式混合动力汽车（）PHEV优势兼顾燃油车和电动车的优势；续航里程更长；充电时间更短劣势价格比纯电动汽车更高；电池容量和燃油箱容量有限混合动力汽车（）HEV劣势优势不能插电充电；1燃油效率高；电池容量有限；2排放更低价格较高燃料电池汽车（）FCEV优势零排放，环保性最高；1续航里程长；加油时间短劣势氢气基础设施建设不足；2制造成本高；安全问题新能源汽车发展历程年，英国人罗伯特安德森发明了第一辆电动车1832·1年，丰田推出世界上第一款量产的混合动力汽车21997普锐斯年，特斯拉推出第一款纯电动跑车2008Roadster3年，中国政府发布《汽车产业调整和振兴规划》，42010将新能源汽车列为重点发展领域年，全球新能源汽车销量突破万辆，中国新20203005能源汽车销量占比全球超过50%新能源汽车的优势与挑战优势挑战节能减排，减少对环境的污染；续航里程有限，影响出行范围；动力性能优异，加速性能强劲；充电基础设施建设滞后，充电不便；维护成本低，减少燃油消耗和保养费用电池成本较高，价格优势不明显优势节能减排0污染新能源汽车没有尾气排放，有效减少了汽车尾气对环境的污染，有助于改善城市空气质量挑战续航里程、充电设施续航里程充电设施新能源汽车的续航里程普遍低于传统燃油汽车，影响出行范围和充电基础设施建设滞后，充电时间较长，充电不便便利性电路基础知识回顾电压、电流、电阻欧姆定律电路元件电阻、电容、电感电路连接方式串联、并联基尔霍夫定律电压、电流、电阻电压电流电阻电压是推动电流在电路中流动的力量，电流是电子在导体中定向移动的现象，电阻是导体对电流的阻碍作用，单位为单位为伏特（）单位为安培（）欧姆（）V AΩ欧姆定律U=I*R电路元件电阻、电容、电感电阻电容电感阻碍电流流动的元件储存电能的元件阻止电流变化的元件电路连接方式串联、并联串联并联元件首尾相连，电流相同，电压叠加元件首尾分别连接，电压相同，电流叠加基尔霍夫定律电流定律节点处电流的代数和为零电压定律闭合回路中电压的代数和为零新能源汽车电路系统概述高压系统1动力电池、驱动电机、充电系统等低压系统2车身控制、照明、空调等高压系统与低压系统高压系统低压系统电压通常在之间，用于动力电池、驱动电机、充电电压通常在之间，用于车身控制、照明、空调等，提300-800V12V-24V系统等，提供动力输出和能量存储供辅助功能动力电池系统12电池类型电池管理系统（）BMS锂离子电池是最常用的动力电池类型，负责监控电池的状态，包括电压、BMS具有能量密度高、循环寿命长、工作温电流、温度等，并根据需要进行充电、度范围广等优点放电控制，确保电池的安全和性能3电池包结构电池包由多个电池单元组成，并通过连接器和冷却系统连接在一起，形成完整的电池系统驱动电机系统电机类型永磁同步电机是新能源汽车最常用的电机类型，具有效率高、功率密度大、控制精度高等优点电机控制器电机控制器负责控制电机的转速和转矩，将来自动力电池的直流电转换为驱动电机的交流电逆变器逆变器将直流电转换为交流电，为驱动电机提供动力减速器减速器将电机的高转速降低到车轮所需的低转速，提高传动效率电控系统（）ECU整车控制器电池管理系统控制电机控制器（）器（）（）VCU BMUMCU负责协调和管理整负责管理和控制负责控制驱动电VCU BMUMCU个车辆的运行状态，包动力电池的充放电状机的转速和转矩，将来括动力系统、底盘系态，确保电池的安全和自动力电池的直流电转统、车身系统等性能换为驱动电机的交流电充电系统充电桩类型1交流充电、直流充电充电协议2GB/T20234充电过程3连接充电桩，选择充电模式，开始充电充电安全4确保充电环境安全，使用合格的充电设备辅助系统空调系统转向系统12提供车内舒适的温度控制提供转向控制，确保车辆行驶方向的改变制动系统照明系统34提供制动功能，使车辆安全减速或停止提供车内外照明，提高夜间行驶安全性动力电池系统详解电池类型1锂离子电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池电池管理系统（）BMS2监控电池状态，控制充放电电池包结构3电池单元、连接器、冷却系统热管理系统4控制电池温度，确保电池性能和安全电池安全5防过充、防过放、防短路、防高温电池类型锂离子电池优势劣势能量密度高，重量轻；成本较高；循环寿命长，充放电次数多；安全性能要求高，需要完善的管理系统工作温度范围广，适应性强电池管理系统（）BMS监控监控电池的电压、电流、温度等参数控制控制电池的充放电状态，确保电池安全和性能平衡平衡电池组中每个电池单元的电量，延长电池寿命电池包结构电池单元连接器冷却系统单个锂离子电池，提供能量存储连接电池单元，形成完整的电池组控制电池温度，避免过热或过冷热管理系统冷却系统加热系统利用冷却液或风冷方式降低电池温利用加热器提高电池温度，提高电池度性能电池安全防过充避免电池充入过多电量，导致电池过热或爆炸防过放避免电池电量过低，导致电池性能下降或损坏防短路避免电池正负极直接接触，导致电池短路或起火防高温避免电池温度过高，导致电池性能下降或爆炸驱动电机系统详解电机类型1永磁同步电机、异步电机、直流电机电机控制器2控制电机的转速和转矩，将直流电转换为交流电逆变器3将直流电转换为交流电，为电机提供动力减速器4降低电机转速，提高传动效率电机冷却系统5控制电机温度，避免过热电机类型永磁同步电机优势劣势效率高，能量损耗低；成本较高；功率密度大，体积小，重量轻；对环境温度敏感，需要完善的冷却系统控制精度高，可精确控制电机转速和转矩电机控制器控制电机2根据控制信号调节电机转速和转矩接收信号1接收来自的控制信号ECU监控状态监控电机的运行状态，确保安全运行3逆变器12直流电交流电输入来自动力电池的直流电输出驱动电机所需的交流电3转换利用电子器件将直流电转换为交流电减速器作用类型降低电机的高转速，提高传动效率行星齿轮减速器、谐波减速器等电机冷却系统冷却液风冷利用冷却液循环带走电机产生的热量利用风扇将热空气吹走，冷却电机电控系统（）详解ECU整车控制器（）1VCU协调和管理车辆运行状态电池管理系统控制器（）2BMU管理和控制动力电池充放电状态电机控制器（）3MCU控制驱动电机转速和转矩其他4ECU车身控制、照明、空调等系统控制器整车控制器（）VCU功能作用接收来自各种传感器的信息，并根据驾驶员指令和车辆状态，控协调和管理车辆的各个系统，确保车辆安全、高效、舒适地运制动力系统、底盘系统、车身系统等行电池管理系统控制器（）BMU监控监控电池组的电压、电流、温度等参数控制控制电池组的充放电状态，平衡电池组的电量保护保护电池组安全，防止过充、过放、短路、过热等故障电机控制器（）MCU接收指令1接收来自的控制指令VCU驱动电机2控制驱动电机的转速和转矩，提供动力输出监控状态3监控电机运行状态，确保安全运行其他ECU车身控制单元（）控制车窗、车门、灯光、空调等功能BCM转向系统控制器（）控制转向系统，提高车辆操控性ESC制动系统控制器（）控制制动系统，确保车辆安全制动EBC仪表盘控制器（）显示车辆运行信息，如速度、里程、油量等IPC通信网络总线CAN概念特点控制器局域网络（）是一种串行通信协议，用于多个可靠性高、抗干扰能力强、数据传输速率快、支持多节点通信CAN ECU之间的信息交换充电系统详解充电桩类型1交流充电、直流充电充电协议

2、、等GB/T20234CHAdeMO CCS充电过程3连接充电桩，选择充电模式，开始充电充电安全4确保充电环境安全，使用合格的充电设备充电桩类型交流充电、直流充电交流充电直流充电采用交流电充电，充电速度较慢，但成本较低采用直流电充电，充电速度较快，但成本较高充电协议GB/T2023412标准化安全充电协议是指充电桩与车辆之间的通充电协议包含安全认证、数据传输、信协议，标准化的充电协议可以保证控制指令等内容，确保充电过程安充电安全和兼容性全3兼容性采用同一标准的充电协议，可以实现不同品牌车辆之间的互通充电充电过程连接充电桩将充电枪连接到车辆的充电接口选择充电模式根据充电桩类型和车辆需求选择合适的充电模式开始充电启动充电过程，开始为电池充电充电安全确保充电环境安全，避免在潮湿或易燃易爆的环境下充电使用合格的充电设备，避免使用劣质或损坏的充电设备充电时注意观察充电状态，避免过充或过放充电完成后及时拔掉充电枪，避免长时间连接充电桩辅助系统详解空调系统提供车内温度控制，确保车内舒适性转向系统提供转向控制，确保车辆行驶方向的改变制动系统提供制动功能，确保车辆安全减速或停止照明系统提供车内外照明，提高夜间行驶安全性空调系统功能类型控制车内温度、湿度和空气质量手动空调、自动空调、双区空调等转向系统转向机构2将转向轮的旋转传递到转向轴转向轮1接收驾驶员的转向指令转向助力系统提供转向助力，减轻驾驶员操作力度3制动系统制动踏板1接收驾驶员的制动指令制动主缸2将制动踏板的压力传递到制动液制动钳3利用制动液压力夹紧制动盘或制动鼓，使车辆减速或停止照明系统前照灯提供夜间行驶照明转向灯指示车辆行驶方向改变尾灯提醒后方车辆注意制动灯提醒后方车辆注意车辆正在制动车内照明灯提供车内照明，方便乘客操作新能源汽车电路故障诊断常见故障类型1动力电池故障、驱动电机故障、充电系统故障等诊断工具2专用诊断仪、诊断仪等OBD故障排除方法3根据故障代码、仪表指示灯等信息进行判断安全注意事项4高压电路危险，操作时需谨慎，防止触电常见故障类型动力电池故障驱动电机故障充电系统故障电池容量下降、电池过充、电池过放、电机控制器故障、电机绕组断路、电机充电桩故障、充电线故障、充电接口故电池短路等转子卡死等障等诊断工具专用诊断仪可以读取车辆故障代码，进行数据分析，提供维修建议诊断仪OBD可以读取车辆故障代码，但功能相对简单故障排除方法读取故障代码，分析故障原因1检查相关电路，排除线路故障2检查相关部件，更换损坏的部件3测试修复后的系统，确保故障排除4安全注意事项高压电路危险，操作时需谨慎，防止触电在进行维修操作时，应断开高压电源，确保安全使用合适的工具，避免使用金属工具接触高压部件操作完成后，应检查电路是否恢复正常，确保安全新能源汽车电路维护与保养定期检查及时维护合理使用定期检查动力电池、驱动电机、充电系及时更换损坏的部件，避免故障发生合理使用充电设备，避免过充或过放，统、辅助系统等部件，确保其正常工延长电池寿命作。