新能源汽车内部构造及原理介绍

发布时间:2024-12-11 08:03:06  

纯电动汽车与内燃机汽车相比,具有 零排放, 能源效率高, 结构简单, 噪声低, 节能等诸多优点, 但现阶段也存在诸如 续驶里程短, 成本高, 安全性, 配套不完善 缺点 。不过 随着电动汽车技术的突破,特别是动力蓄电池容量和循环寿命的提高,以及价格的降低,电动汽车的推广使用未来一定会得到大的发展。


新能源汽车主要由动力电池系统、电驱动系统、整车控制器、充电系统、底盘系统、辅助系统、车身等组成。 其中电池系统、电机系统、电控系统是大三电核心部件,负责新能源汽车的动力来源和行驶控制。 整车控制器是汽车大脑,系统控制中心,对所有输入信息进行处理,对电机控制系统运行状态信息发送给整车控制器。 整车控制器配合电源系统BMS进行发电反馈,使动力电池系统反向充电等。 底盘系统负责车辆行驶、转向、制动功能,负责保障车辆正常行驶和安全。

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新能源电动汽车其动力电池的成本大概占到整车成本的50%左右因此电池的性能决定着整车的性价比。电动汽车的动力电池系统是一个集成的动力能量系统,它通过 CAN总线 与整车控制系统、充电机、电机控制器等部件进行通讯,并协同工作来完成车辆的正常行驶。


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驱动电机系统是电动汽车三大核心系统之一,是车辆行驶的主要驱动系统,其特性决定了车辆的主要性能指标,直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。

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电驱动系统主要由电机、电机控制器MCU和机械传动装置组成,它的结构形式直接影响电动汽车驱动系统的布置形式。电机控制器是按整车控制器VCU 的指令、驱动电机的转速和电流反馈信号等,对驱动电机的转速、转矩和旋转方向进行控制。电机在纯电动汽车中被要求承担着电动和发电的双重功能,即在正常行驶时发挥其主要的电动功能,将电能转化为机械旋转能;而在减速和下坡滑行时又被要求进行发电,承担发电机功能,将车轮的惯性动能转换为电能。

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整车控制系统通常采用分层控制架构:整车控制器作为第一层,负责总体控制,协调各控制单元的工作及信息处理;其他控制单元作为第二层,包括电机控制器、电池管理系统、车载充电机、DC/DC变换器、仪表控制单元、空调控制单元、转向控制单元、制动控制单元等。整车控制器及各控制单元的输入信号由相应的传感器负责采集。

纯电动汽车的充电系统一般分为交流充电系统和直流充电系统两部分。 纯电动汽车上有大量高压电气设备,因此必须设置安全保护系统,确保驾乘人员和维修人员的安全。 此外,纯电动汽车必须配备故障自诊断系统和故障报警系统,在电气系统发生故障时,自动控制高压系统断电,以防止事故的发生。

汽车制动系统 是要满足汽车在使用过程中的制动安全性要求, 具有良好的制动性能,操纵轻便,制动平顺性好。 现阶段纯电动汽车基本上都标配了电子助力转向系统EPS,它是指借助电动机动力,通过电子控制操纵的转向系统。 电动助力转向系统没有液压助力系统的液压泵、液压管路、转向管柱阀体等结构,它在原有汽车转向系统的基础上,改造并且增加了以下几个部分:EPS电子控制单元、转矩及转角传感器、EPS电动机等。 转向系统的传动机构采用电动机驱动,取代了传统机械液压机构,它能够在各种环境下给驾驶人提供实时转向助力。


概述新能源 内部零部件构造相当复杂且精密,下面是 主要构造和它们的名称。



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1. 电力驱动系统

  • 电动机 :将电能转换为机械能,驱动车辆前进。电动机通常由定子、转子、轴承和传感器等部件组成。

  • 逆变器 :将电池输出的直流电(DC)转换为电动机所需的交流电(AC)。逆变器内部包含IGBT等电子元件,通过控制信号的调节实现电能的转换。

  • 控制器 (VCU):作为电动汽车的“大脑”,负责接收驾驶员的指令,并控制电力驱动系统的运行,包括电机的转速、扭矩等参数。


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2. 电源系统

  • 电池组 :由多个电池单体组成,负责储存和提供电能。电池组内部还包含电池管理系统(BMS),用于监测电池的电压、电流、温度等状态,确保电池的安全和高效运行。

  • 充电系统 :包括充电接口、充电机和相关控制单元,用于将外部电源的交流电转换为直流电,为电池组充电。


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3. 辅助系统

  • 动力转向系统 :提供转向助力,减轻驾驶员的驾驶负担。

  • 空调系统 :包括电动压缩机、冷凝器、蒸发器等部件,用于调节车内温度和湿度。

  • 照明及除霜装置 :包括前照灯、尾灯、雾灯、风挡除霜器等,确保行车安全和乘客舒适。

  • 刮水器和收音机 :提供雨天行车清晰视野和娱乐功能。

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4. 高压线束

  • 连接电池组、电动机、逆变器等高压部件的电缆,用于传输高电压和大电流。高压线束的设计需要考虑电气隔离、电磁屏蔽和安全性等因素。


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5. 热管理系统

  • 包括冷却系统和加热系统,用于维持电池组、电动机等部件的适宜工作温度。冷却系统通常采用液冷或风冷方式,通过循环冷却液或空气来散热。

本文来源:汽车原野、汽车维修技术与知识

文章来源于:电控知识搬运工    原文链接
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