纯电动公交车高压系统

n 新 能 源 汽 车n 2012年7月9日，国务院办公厅发布的节能与新能源汽车产业发展规划（20122020年）（以下简称“规划”）中对新能源汽车及节能汽车定义进行了明确： 新能源汽车：是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车。1.1、 概 念 分 类 新 能 源汽 车新技术 新结构 新动力系统 新 型 能 源 1 以车载电源为动力，用纯电机驱动行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。包括直充和换电式两种 是一种可外接充电的新型混合动力汽车，其中动力电池作为能量储备单元（可充电），有一定纯电续驶里程，并兼有传统混合动力汽车与纯电动汽车的基本功能特征是电动汽车的一种，其核心部件燃料电池的电能是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能1.1、 概 念 分 类 2.1、 新 能 源 产 品 对 比 及 特 点项 目 插 电 式 混 合 动 力 纯 电 动 燃 料 电 池驱 动 方 式 发 动 机 +电 机 电 机 电 机能 量 系 统 发 动 机 +动 力 电 池 动 力 电 池 燃 料 电 池基 础 设 施要 求 加 油 站 /电 网 充 电 站 电 网 充 电 站 加 氢 站使 用 环 节排 放 低 排 放 零 排 放 零 排 放主 要 特 点 不 受 里 程 限 制 ， 节 油 /节 气 率高 无 极 变 速 、 低 噪 音 ，驾 乘 舒 适 能 源 效 率 高 ， 续 航 里 程 长商 业 化 进 程 已 规 模 化 产 销 已 示 范 推 广 ， 逐 步规 模 化 仍 处 于 研 发 阶 段主 要 问 题 技 术 系 统 复 杂 ， 使 用 维护 成 本 高 ， 仍 有 排 放 污 染 充 电 网 点 少 、 采 购 成 本 高 及续 航 里 程 短 加 氢 站 少 ， 采 购 成 本 高 3.1、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 3.2、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 仪表 电池箱N 绝缘监测 监控人机界面电池箱2 诊断接口 电池箱1 电源管理 系统 电机发电机控制整车控制器电池状态（SOC、电压、温度） 电机转矩电流/功率 电池状态 故障信息 协议转换 工作模式 控制指令 运行状态 故障信息 电池状态 故障信息状态 信息 绝缘 状态电池箱 电压 驾驶员信息油门制动档位信号 控制 指令 充电电流、充电电压电池温度，电池电压 BMS_CAN CAN1CAN2 充电状态、信息 充电机 3.3、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 三 大 电 ： 整 车 控 制 、 电 池 系 统 、 电 驱 动 系 统三 小 电 ： 电 动 转 向 泵 、 电 动 打 气 泵 、 电 动 空 调3.4、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 整 车 控 制 器 在 整 个 系 统 中 处 于 核 心 地 位 ，相 当 于 电 脑 中 的 CPU。3.5、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理n整 车 控 制 系 统1） 动 态 操 控 整 车 控 制 器 根 据 操 作 员 的 操 作 指 令 进 行 解 析 ， 然 后 向 驱 动 系 统 （ 通 过 CAN网 络 传 递 ） ， 发 出 驱 动 指 令 。2） 能 量 回 收 算 法 当 整 车 接 到 制 动 的 指 令 时 ， 车 辆 能 够 依 照 内 嵌 的 算 法 给 出 能 量 回 馈 的 讯 息 ， 将 动 能 完 成 向 电 能 的 转换 ， 给 动 力 锂 电 池 组 的 充 电 。3） 动 力 驱 动 控 制 整 车 控 制 器 在 逻 辑 上 完 成 向 驱 动 系 统 及 控 制 装 置 发 送 指 令 ， 动 力 驱 动 的 平 稳 运 行 指 标 的 实 现 也 由 其完 成 。 n电 池 系 统3.6、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 车 载 电 池 系 统 相 当 于 燃 油 汽 车 的 汽 油 或 者 柴 油 ， 其 主 要 任 务 是 为 整 车 提 供 驱 动 电 能 。 电池 的 主 要 技 术 参 数 有 比 能 量 、 比 功 率 和 循 环 寿 命 。 比 能 量 影 响 电 动 汽 车 的 整 车 质 量 和 续 驶 里程 ， 比 功 率 是 评 价 能 量 源 是 否 满 足 电 动 汽 车 加 速 和 爬 坡 能 力 的 重 要 指 标 ， 循 环 寿 命 是 评 价 能量 源 使 用 寿 命 的 重 要 参 数 。 此 外 ， 还 要 求 车 载 能 源 系 统 具 有 高 效 率 、 良 好 的 性 能 价 格 以 及 免维 护 特 性 。 3.7、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理如 何 理 解 锂 电 池 串 并 联 ？磷 酸 铁 锂 单 体 电 芯 参 数 为 ： 3.2V/10AH整 车 电 池 参 数 为 ： 538V/500AH。电 池 的 成 组 ： 500AH（ 模 组 ） =10AH（ 单 体 ） 50（ 个 ）538V=3.2V（ 模 组 ） 168（ 个 ） 串 联整 车 电 池 单 体 数 ： 50 168=8400（ 个 ） n电 驱 动 系 统（ 1） 电 驱 动 形 式电 机 中 央 直 驱 方 式优 势 ： 成 熟 系 统 ， 成 本 较 低 ， 技 术 稳 定 可 靠 ， 产 业 化 可 行 性 强 ；缺 点 ： 单 电 机 直 驱 不 能 完 全 有 效 解 决 车 辆 爬 坡 度 问 题 需 采 用 双 电 机 驱 动 方 式轮 边 电 机 方 式优 势 ：技 术 先 进 ， 后 桥 走 道 无 台 阶 ； 电 机 、 传 动 轴 及 后 桥 高 度 集 成 。缺 点 ：成 本 相 对 高 ； 由 于 无 机 械 差 速 器 ， 电 子 差 速 技 术 难 度 大 。3.8、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 n驱 动 电 机 的 功 能 驱 动 电 机 是 车 辆 运 行 的 动 力 部 分 ， 它 接 收 驱 动 装 置 对 其 发 出 的 电 机 旋 转 指 令 。 电 机 的 旋 转 部 分 通过 电 子 编 码 器 （ 旋 转 变 压 器 ） 反 馈 给 电 机 控 制 器 ， 使 驱 动 系 统 运 行 在 闭 环 的 控 制 模 式 下 。 由 于 采 用 了 扭矩 的 闭 环 控 制 模 式 ， 因 此 ， 能 使 运 动 的 车 辆 运 行 在 平 稳 舒 适 状 态 下 。n代 替 传 统 车 的 发 动 机 变 速 箱n代 替 传 统 车 的 缓 速 器 功 能n主 要 类 型 ： 三 相 交 流 异 步 、 永 磁 同 步 及 开 关 磁 阻3.9、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 n电 机 控 制 器 的 功 能n驱 动 状 态 下 ： 将 电 池 组 提 供 的 DC直 流 电 转 换 成 AC交 流 电 去 驱 动 电 机 ；n制 动 状 态 下 ： 将 制 动 能 量 变 换 成 DC直 流 电 回 馈 给 电 池 组 ；n参 与 整 车 的 安 全 控 制 。600VDC 350VAC3.10、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 DC600V-AC380VDC600V-AC380V3.11、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 3.12、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理n具备制冷、制热功能；n制热功能适合冬季最低温度不低于零下10度的区域 n数 字 化 仪 表 ： 应 有 5寸 以 上 液 晶 屏 用 于 显 示 相 关 电 池 、 电 机 等 数 据3.13、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 n 加 速 踏 板 n 刹 车 踏 板3.14、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 n一 体 化 高 压 配 电 系 统熔 断 器 开 关 总 正 控 制 盒 高 压 配 电 柜 总 负 接 线 盒绝 缘 监 测 仪 CAN控 制 器 一体化高压配电柜高 压 配 电 箱 的 功 能 ： 向 集 成 化 的 方 向 在 发 展1、 整 车 高 压 电 源 的 分 配 、 短 路 保 护 、 过 流 及 过 载 保 护控 制 ；2、 电 机 控 制 器 的 预 充 电 控 制 及 保 护 ；3、 锂 电 池 充 电 防 护 控 制 ；4、 整 车 高 压 绝 缘 控 制 保 护 ；5、 集 成 高 压 维 护 开 关 ， 车 辆 检 修 时 可 断 开 高 压 电 路 。 3.15、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 n 车 载 绝 缘 监 测 系 统 n通 过 CAN总 线 和 整 车 控 制 器 相 连 ， 将 绝 缘 告 警 信 号 传 输 给 整 车 控 制 器 ，n二 级 告 警 绝 缘 电 阻 小 于 500K，n一 级 告 警 绝 缘 电 阻 小 于 80K。n锂 电 池 能 量 与 铅 酸 电 池 能 量 转 移 载 体 ；n为 整 车 提 供 24V电 源 ；n给 24V铅 酸 蓄 电 池 充 电 ；n相 当 于 传 统 车 发 动 机 上 的 24V低 压 发 电 机 。 3.16、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 3.17、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 U V W + -车 辆 充 电 时 防 移 动 的 软 硬 件 两 级 安 全 防 护 系 统n有 连 续 的 充 电 电 流 时 ， 软 件 控 制 充 电 时 车 辆 不 能 移 动 ； n整 车 控 制 器 接 收 到 BMS发 送 的 充 电 标 志 位 信 号 ， 软 件 控 制 充 电 时 车 辆 不 能 移 动 。 n 电 机 散 热 系 统3.18、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理散 热 系 统 由 水 泵 、 散 热 器 和 散 热 风 扇 构 成 当 高 压 总 电 源 开 启 ， 换 挡 开 关 处 在 前 进 档 （ D档 ） 或 倒 车 档 （ R档 ） 时 ， 水 泵 开 始 工 作 ；当 电 机 在 一 定 温 度 时 ， 有 一 个 散 热 风 扇 工 作 ， 当 温 度 高 于 某 一 温 度 时 ， 两 个 风 扇 同 时 交 替工 作 。 3.19、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理整车高压系统安全技术六层次整车安全保障控制系统第一层：高压过流自动熔断保护第二层：高压过流通断自动切换第三层：高压电源的安全分配电系统第四层：动力系统过流、过压自保护第五层：动力电池烟雾火情联动安全防护系统第六层：多级绝缘及绝缘检测主动安全防护 高压电子过流保护系统绝缘监控系统原理图 电池管理系统 3.20、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理 整车绝缘及漏电保护系统保障绝缘检测仪 两级绝缘设计 多点实时监测 第一层次：电池过流、过压、过充和过放保护系统 动态实时监控电池系统运行状态；预测电池组状态，实现电池组动态均衡；自动智能故障诊断与预警。第二层次：烟雾探测、无线传输报警、控制装置 在起火之前，会先经过烟雾阶段，该探测器在电池箱产生烟雾时，即可探测到，并在仪表上进行声光报警提示，同时主动把火情信息发给整车控制系统进行高压系统自动切断控制。 第三层次：动力电池系统防火、阻燃设计 第四层次：自动灭火系统 第五层次：自动解锁，电池箱快速脱离系统 主要部件达到IP67防护等级，在水深300mm的水池中以5km/h的速度正反各行驶10分钟；在水深150mm的水池中以30km/h的速度行驶10分钟。3.21、 纯 电 动 客 车 结 构 原 理