除大小三电外,新能源汽车这7个高压部件也
自新能源汽车进入大众视野之后,油与电的选择一时间成了热议的话题,大三电小六电也成了汽修圈里讨论与学习的重点。
大三电:电池、电机、控制器
小六电:高压配电盒、DC/DC变换器、车载充电器、电动空调、电动刹车、电动转向
虽说大三电、小六电作为新能源汽车的核心部件,可想要真正的吃透新能源汽车的技术,我们还要有进一步的了解。
首先,我们要对它们的安装位置有一个总体认识,毕竟新能源汽车的种类有多种:
混动式(HEV)
纯电动式(EV)
插电式混动式(PHEV)
增程式混动式(REEV)
燃料电池式式(FCEV)
注:这里我们仅对前三类新能源汽车高压系统部分的布局进行说明。
因各自动力能量源的不同,其高压系统的布局也不全一样。再加上各大品牌间技术的差异,其结构布局也各有特点。
纯电动式
没有传统式发动机,动力源全部来自动力电池,其高压系统所涉及到的部件也是最多的。
混动式
在原有发动机的基础上配备有电动机和少量动力电池,无外接充电孔,充电时通过汽车的电机逆向充电,通过回收制动能量,帮助汽车启停,能改善车辆的低速动力输出和降低油耗。
所以,这类车型的高压系统中少了外置的充电装置。
插电式混动
动力源由传统式发动机和动力电池提供。与HEV不同的是,PHEV的车载动力电池可以通过外接电源进行充电。但和EV相比,它的动力电池容量较小。
注:以上图示仅为举例说明,具体布置位置请以实车为准。
在了解完它们各自的结构布局以及相互间的区别后,我们以纯电动汽车为例,进一步唠唠高压系统中的各个部件。
动力源部分
动力电池
将单体电芯通过串、并联方式组成高电压和高能量的动力电池系统。单体电芯材料主要以磷酸铁锂和三元材料作为正极材料,通过方形铝壳、软包、圆柱形式进行封装。
充电部分(快充/慢充)
快充口
快充口的电是高压直流电,可以不经过处理直接通过PDU输送给动力电池进行充电。
慢充口
慢充口的电是高压交流电,需要经过二合一控制器中的车载充电器OBC单元,或OBC(没有二合一控制器,OBC与DC/DC是分离的),进行转化。转化后的高压直流电经过PDU给动力电池充电。
电源分配单元(PDU)
PDU俗称配电盒,通过高压线束将高压元器件电连接,为高压系统提供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护、高压采样、低压控制等功能等,保护和监控高压系统的运行。
驱动部分
驱动电机
所谓电机,就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。
当电能被转换成机械能时,表现出电动机的工作特性;
当机械能被转换成电能时,表现出发电机的工作特性。
大部分电动汽车在刹车制动状态下,机械能将被转化成电能,通过发电机来给电池回馈充电。
而在电动汽车中采用的驱动电机种类有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。
逆变器与DC/DC变换器
逆变器(Inverter)与DC-DC变换器,在整个车内是核心高压模块。
逆变器将来自动力电池的直流电,转为电机所需的三相交流电。
DC-DC变换器则是将高压直流电转化为低压直流电,给整车用电器提供电源,同时为蓄电池进行充电。
控制部分
电池管理系统BMS
BMS俗称电池保姆或电池管家,主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。
电机控制器MCU
通过接收VCU的控制指令,使驱动电机输出指定的扭矩和转速,进而驱动车辆行驶。同时将动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。
整车控制器VCU
VCU通过解析驾驶需求的输入信号,如加速踏板位置和车速信号,并用这些信号来管理系统能量输出,扭矩分配,电机控制,电池组合传统动力系统等,最终决定了整车的驾驶性、动力性、安全性及经济性。
其他高压部件
维修开关
维修开关介于动力电池和PDU之间,当维修动力电池时,通过它切断高压电来确保维修安全。
电动压缩机
电动压缩机由动力电池提供驱动力,控制器调节电机转速,进而控制制冷量,调节温度。
加热器PTC
PTC通过动力电池提供电源,达到制热效果,空调PTC为车辆提供暖风。电池包PTC在环境温度较低时,给电池包进行预热,以保证动力电池快速进入正常工作状态。