纯电动公交车高压系统课件

2020/4/14,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,纯电动公交车高压系统构造,合肥公交集团保修公司,主讲人,:,项震,1,纯电动公交车高压系统构造合肥公交集团保修公司1,一、新能源知识介绍,1.,概念分类,2.,新能源产品对比及特点,3.,纯电动客车结构原理,2,一、新能源知识介绍 1.概念分类 2. 新能源产品对比及特,新能源汽车,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,3,新能源汽车1.1、概念分类新能源新技术新结构新动力系统新型能,1,.,纯电动汽车,.,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,2,插电式混合动力汽车.,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,3.,燃料电池汽车.,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,4,1.纯电动汽车. 以车载电源为动力，用纯电机驱动行驶，符合,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,5,2.1、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,1,、高压系统原理介绍及特点,3.1,、纯电动客车结构原理,6,1、高压系统原理介绍及特点3.1、纯电动客车结构原理6,安凯纯电动车控制系统框图,3.2,、纯电动客车结构原理,7,安凯纯电动车控制系统框图3.2、纯电动客车结构原理7,整车,一次充电续驶里程长,（,250 km),；,每公里电耗低于,1Kwh/Km,；,行驶过程中能量回收效率高、,加速性能,好,；车辆运行平稳，车内正常行驶噪音,68dB,车内加速行驶噪音,72dB,，低于传统车,80dB,的标准。,3.3,、纯电动客车结构原理,8,整车一次充电续驶里程长（250 km)；每公里电耗低于1,纯电动客车主要组成,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,9,纯电动客车主要组成三大电：整车控制、电池系统、电驱动系统3.,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,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。,10,整车控制器在整个系统中处于核心地位，3.5、纯电动客车结构原,电池系统,3.6,、纯电动客车结构原理,（,1,）车载电池系统的主要功能,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。,11,电池系统3.6、纯电动客车结构原理（1）车载电池系统的主要功,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）,12,3.7、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,13,电驱动系统（1）电驱动形式电机中央直驱方式轮边电机方式3.8,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。,代替传统车的发动机变速箱,代替传统车的缓速器功能,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,14,驱动电机的功能 驱动电机是车辆运行的动力部分，它接,电机控制器的功能,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；,制动状态下：将制动能量变换成,DC,直流电回馈给电池组；,参与整车的安全控制。,600VDC,350VAC,3.10,、纯电动客车结构原理,15,电机控制器的功能驱动状态下：将电池组提供的DC直流电转换成A,转向泵、打气泵及通用变频控制器,DC600V-AC380V,DC600V-AC380V,3.11,、纯电动客车结构原理,16,转向泵、打气泵及通用变频控制器DC600V-AC380VDC,电动空调,3.12,、纯电动客车结构原理,具备制冷、制热功能；,制热功能适合冬季最低温度不低于零下,10,度的区域,一体化电动空调,全封闭式涡旋变频压缩机,17,电动空调3.12、纯电动客车结构原理具备制冷、制热功能；一体,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,18,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,加速踏板,刹车踏板,3.14,、纯电动客车结构原理,19,加速踏板刹车踏板3.14、纯电动客车结构原理19,一体化高压配电系统,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,20,一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,DC-DC,车载充电器,车载绝缘监测系统,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，,二级告警 绝缘电阻小于,500K,，,一级告警 绝缘电阻小于,80K,。,锂电池能量与铅酸电池能量转移载体；,为整车提供,24V,电源；,给,24V,铅酸蓄电池充电；,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,21,DC-DC车载充电器车载绝缘监测系统 通过CAN总线和整车控,3.17,、纯电动客车结构原理,充电插头及充电防护,U V W,+ -,车辆充电时防移动的软硬件两级安全防护系统,有连续的充电电流时，软件控制充电时车辆不能移动；,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。,22,3.17、纯电动客车结构原理充电插头及充电防护U V W+,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。,23,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,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,24,3.19、纯电动客车结构原理整车高压系统安全技术第一层：高压,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,25,3.20、纯电动客车结构原理 整车绝缘及漏电保护系统保障绝,动力电池安全应用,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,26,动力电池安全应用第一层次：电池过流、过压、过充和过放保护系,27,27,