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本文目录

  1. 新能源汽车电控由几部分组成
  2. 新能源汽车的电控系统简介
  3. 新能源汽车电子控制系统有哪些

一、新能源汽车电控由几部分组成

【太平洋汽车网】电控系统主要由传感器、控制单元、执行器组成。核心部件是控制单元。新能源汽车重要由电池驱动系统、电机系统和电子控制系统及总成组成。电机、电控和总成与传统汽车基本相同,差别在于电池驱动系统。从新能源汽车的成本构成来看,电池驱动系统占新能源汽车成本的 30-45%,锂离子电池约占电池驱动系统成本构成的 75-85%。

为了便于驾驶员随时了解汽车各种工作参数是否正常,以便及时采取措施,防止发生人身伤害和机械事故,电动汽车上都设置有各种信息显示系统。

这些仪表有的显示汽车的常规运行参数,有的显示某些极限参数。

由于传统的汽车仪表都是采用机械式或机电结合式仪表,都是通过指针和刻度实现模拟显示,因此,存在着显示信息量少、视觉特性不好、易使驾驶员疲劳、准确率低等缺点,难以满足人们对汽车性能越来越高的要隶。

汽车信息电子控制系统由智能电子仪表显示系统、汽车显示与报警系统、全球卫星定位(GPS)系统、远程监控系统组成。电子显示器件包括发光显示器件、线条图形显示器件以及液{晶显示屏等。

随着新型传感器、电子显示器件以及电子技术在汽车上的广泛应用,汽车仪表电{子化已经成为显示纯电动汽车信息的发展方向。

1.智能电子仪表显示系统由于电动汽车的构造与传统车不同,使得电动汽车的显示界面的参数也略有不同,例如发动机的转速表、温度表还有燃油量表,已被电动机功率表、燃料电池出水口温度和氢燃料余量{显示所取代。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

二、新能源汽车的电控系统简介

关于电控系统,它其实并不是新能源电动汽车专有的,燃油车同样有,只不过新能源电动汽车的电控系统更加的复杂,也更强大。

汽车电控系统,就是汽车电子控制系统,是由模块控制的系统总称,它由硬件和软件构成,电控其实就是车辆所有电子控制系统的软件+硬件的总称,我们可以将整个电控系统理解为车辆的神经系统,这个系统可以控制车辆的运行能力,所以电控系统越强大,车辆的控制与行驶能力越出色。狭义上的电控指的是整车控制器,但是新能源电动汽车的“电控”较多,还包括电机控制器与电池管理系统。

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汽车上的控制器通过 CAN 网络来通信。CAN 的全称为“Controller Area Network”,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初,CAN 被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置 ECU 之间交换信息,形成汽车电子控制网络。比如:发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中,均嵌入 CAN 控制装置。

三大控制系统中,整车控制系统依然是最主要的控制系统,下面将详细介绍整车控制系统,并简单介绍电机控制系统和电池管理系统:

车辆行驶过程中,需要一个与驾驶员进行指令互动的窗口,这个窗口就是整车控制器 VCU(Vehicle control unit),VCU 负责接收来自驾驶员的各种驾驶操作指令和配置功能操作的需求,如上电、加速、制动踏板等各种信号,并结合车辆其它系统发出的操作指令或协控信息,以及各部件传感器反馈的各种车况信号,实现对整车和各部件工况的分析,形成可以确保车辆安全行驶的指令,以达到各个控制系统器执行动作的目的。

概括性来说,整车控制系统的硬件部分,主要有传感器,控制器和执行器三大部分,传感器负责采集信息,将各种信息转化成电信号后传输给电脑,电脑再依据这些信号,配合内部程序,控制执行器的工作。

传感器:传感器的信号有数字信号和模拟信号两种,负责采集驾驶员传递给车辆的信息并形成指令。

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控制器:控制器就相当于大脑,用于接收信号与发送指令;内部主要包括输入回路,输出回路,微机以及 A/D 转换器几部分。输入回路就是对信号进行处理,譬如去杂波等。同时因为微机不能处理模拟信号,因此在控制器内部有一个 A/D 转换器,也就是模/数转换器。输出回路的作用则是将微机输出的电压很低的信号转换成可以驱动执行器的输出信号,多采用大功率三极管,由微机输出的信号控制导通与截止。微机由大规模的集成电路组成,以微处理器为基础,配以存储器,输入输出接口和相应的辅助电路。

执行器:汽车上的执行器特别多,像 AEB 刹车系统,后方来车预警,各类电磁阀等,执行器主要是终端执行指令的各种硬件。

整车控制系统 VCU 是整车各部件工况的协调中心,它对于车辆的能耗,动力性能,操控性,舒适性等主要性能指标都起着非常关键的平衡和协调的作用。

电机控制器(Micro Controller Unit)的作用主要是接收整车控制器的扭矩指令,进而控制驱动电机电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作。

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在电动车辆中,电机控制器的功能是根据挡位、油门、刹车等指令,将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能,来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态,或者帮助电动车辆刹车,并将部分刹车能量存储到动力电池中。

每个电动机都会有对应的控制器,控制器的特性及复杂度会随着电动机需要呈现的性能而不同。最简单的控制器,是连接电动机及电源的开关,例如小的家电或动力工具等。更复杂的电动机控制器可以精确地控制电动机的速度及转矩,也可能是机械控制位置的闭回路控制系统中的一部分。

另外,在能量回收过程中,电机控制器还要负责将驱动电机副扭矩产生的交流电进行整流,回充给动力电池。它面临的工况相对复杂,需要能够频繁起停、加减速,低速/爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,具有大变速范围。

电池管理系统(Battery Management System)相比前面两个控制器,相对比较“年轻”,电池安全和性能一直都是我们关注的重点问题,电池管理系统起到的作用就是保证电池的安全稳定和不同环境下的正常运行,其主要功能包括:电池物理参数实时监测、在线诊断与预警、充放电与预充控制、均衡管理和热管理等。

电池管理系统 BMS 的核心功能有以下几个方面。电芯监控技术包括单体电池电压采集;单体电池温度采集;电池组电流检测。

温度的准确测量对于电池组工作状态相当重要,包括单个电池的温度测量和电池组散热液体温度监测。合理设置好温度传感器的位置和使用个数,与 BMS 控制模块形成良好的配合。电池组散热液体温度的监控重点在于入口和出口处的流体温度,其监测精度的选择与单体电池类似。

SOC(state of charge,荷电状态)技术就是电池还剩下多少电,SOC 是 BMS 中最重要的参数,因为其它一切都是以 SOC 为基础的,所以它的精度极其重要。如果没有精确的 SOC,再多的保护功能也无法使 BMS 正常工作,因为电池会经常处于被保护状态,更无法延长电池的寿命。SOC 的估算精度越高,对于相同容量的电池,可以使电动车有更高的续航里程;高精度的 SOC 估算可以使电池组发挥最大的效能。

均衡技术指被动均衡一般采用电阻放热的方式将高容量电池“多出的电量”进行释放,从而达到均衡的目的,电路简单可靠,成本较低,但是电池效率也较低。主动均衡充电时将多余电量转移至高容量电芯,放电时将多余电量转移至低容量电芯,可提高使用效率,但是成本更高,电路复杂,可靠性低。未来随着电芯的一致性的提高,对被动均衡的需求可能会降低。

由于电控系统联系着全车的其它部分,会对全车的其它部件造成影响,所以电控系统必须要有非常高的控制精度和动态响应速率,同时还要能够提供较高的安全性和可靠性,如果某个环节出现问题,便会牵一发而动全身。

为了不断完善电控系统,提供更好的服务,电控系统和我们的电脑、手机系统一样,可以通过无线网络进行远程升级,也就是 OTA。主要包括两个方面的,一是应用软件的升级,如导航、音乐、车机系统等;另一个则是固件的升级,即车辆所有部件的控制软件。升级后的车辆会改变部分性能的参数或者增加新的功能。

三、新能源汽车电子控制系统有哪些

在新能源汽车电控系统设计基础上,新能源汽车整车电控系统又分为高压电控系统和低压电控系统两个部分。第一,在新能源汽车上,高电压的部件有动力电池、高压配电盒 PDU、OBC 车载充电机、DC/DC 变换器、线束,这些部件构成了车辆的高压系统。第二,OBC 车载充电机、DC/DC 变换器和高压配电盒 PDU 是新能源汽车的三大核心部件。第三,OBC 车载充电机采用了国际先进的 LLC 谐振调频技术、全数字控制技术、高速 DSP 处理器编程控制技术、软开关技术、CAN2.0B 通信协议、有源功率因数校正 PFC 技术等技术生产。拥有高效率、高功率密度、高可靠性、高稳定性、体积小、安全性高、绿色电网、安装方便、智能化等核心优势!

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