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1、電動汽車的電氣系統(tǒng),1.電氣系統(tǒng)的組成,電氣系統(tǒng)是電動汽車的神經(jīng)，承擔(dān)著能量與信息傳遞的功能，對純電動汽車的動力性、經(jīng)濟性、安全性等有很大的影響，是電動汽車的重要組成部分。 組成：低壓電氣系統(tǒng)、高壓電氣系統(tǒng)、整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng),1.電氣系統(tǒng)的組成,電動汽車電氣系統(tǒng)組成圖,高壓電氣系統(tǒng)：動力電池、驅(qū)動電機、功率變換器等高壓電氣設(shè)備組成； 低壓電氣系統(tǒng)：直流12V或24V的電源，一方面為燈光、雨刮等常規(guī)低壓電器供電，另一方面為整車控制器、輔助部件、高壓電氣設(shè)備的控制電路供電。主要由DC/DC功率變換器、輔助蓄電池和若干低壓電氣設(shè)備組成。,1.電氣系統(tǒng)的組成,2.電動汽車的整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng),驅(qū)動電
2、機控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、車載充電系統(tǒng)、電動輔助系統(tǒng)、高/低壓電氣系統(tǒng)等，需協(xié)調(diào)控制。 主要組成：整車控制器、電機控制器、電池管理系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等。 電動汽車的總線通信系統(tǒng):目前各大汽車制造商采用的車載網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有CAN、LIN、TTCAN、FlexRay、VAN、ABUS、SAEJ1850等。 線控系統(tǒng)（X-by-Wire）： FlexRay、 TTCAN,CAN 總線,CAN（Controller Area Network）總線：最初出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末，由德國Bosch公司最先提出。 采用雙線串行通信方式，總線信號通過差分電壓進行傳送，兩條信號線分別為CANH和CAN
3、L。所有節(jié)點通過CAN收發(fā)器連接CANH和CANL，總線末端有抑制反射的負載電阻（120),作用是避免信號傳輸至終端反射回來產(chǎn)生反射波而使數(shù)據(jù)遭到破壞。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點發(fā)送信息時，信息從發(fā)送節(jié)點向傳輸線的兩端發(fā)送，每個節(jié)點都會檢查數(shù)據(jù)，各節(jié)點根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可通過濾波僅接收需要的報文，通信介質(zhì)采用雙絞線、同軸電纜或光纖。,CAN 總線,CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點由節(jié)點微控制器MCU、CAN協(xié)議控制器和收發(fā)器組成。 CAN協(xié)議控制器作用是接收MCU發(fā)出的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并傳給MCU。 收發(fā)器將CAN控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送至總線，同時監(jiān)測總線狀態(tài)并返回給CAN控制器。,CAN 總線,功率變換器,分類：
4、DC/DC變換器 和 DC/AC變換器 電氣系統(tǒng)中的功率變換器主要是DC/DC變換器 ，分為降壓、升壓和雙向 三種形式。用于實現(xiàn)電氣系統(tǒng)電能變換和傳輸?shù)闹匾姎庠O(shè)備。 主要功能： （1）不同電源之間的特性匹配。（例如：用DC/DC變換器 實現(xiàn)燃料電池和動力電池之間的特性匹配） （2）驅(qū)動輔助系統(tǒng)的直流電機。在小功率（低于5KW）的直流電機驅(qū)動的轉(zhuǎn)向、制動等輔助系統(tǒng)中，一般直接采用DC/DC變換器 供電。 （3）給低壓輔助電池充電：需要高壓電源通過降壓變換器給輔助電池充電。,降壓功率變換器,1.直流斬波（Buck）降壓功率變換器,Uin是輸入電壓，L、C為電感與電容，對輸出電壓和電流進行濾波，Q
5、為功率開關(guān)，VD為續(xù)流二極管。 當(dāng)Q導(dǎo)通：輸出電壓Uo= Uin；當(dāng)Q關(guān)斷：Uo=0； 通過Q的交替導(dǎo)通與關(guān)斷獲得給定可調(diào)的輸出電壓，達到降壓的目的。 輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系： Uo= UinD D：開關(guān)占空比（0D1），Duty Cycle。指高電平所占周期時間與整個周期時間的比值。 廣泛應(yīng)用于車載小功率高壓直流電機的調(diào)速。,降壓功率變換器,2.單端正激式降壓功率變換器,降壓功率變換器,增加了變壓器Tr。 在Tr的原邊，通過開關(guān)管Q的交替導(dǎo)通與關(guān)斷，在一次繞組N1上產(chǎn)生占空比可調(diào)的電壓脈沖，通過變壓器的電磁耦合作用，變壓器二次繞組N2的輸出經(jīng)過整流與濾波后輸出直流電壓Uo。 輸出與輸入電壓
6、的關(guān)系： Uo= UinD N2/N1 N2/N1為二次繞組與一次繞組的匝數(shù)比。通過選擇合適的匝數(shù)比，可以得到輸出平穩(wěn)的電壓。 廣泛應(yīng)用于車載24V輔助電池的充電電源。,降壓功率變換器,升壓功率變換器,1. Boost型升壓功率變換器 并聯(lián)開關(guān)變換器：由開關(guān)管V1、二極管VD1、儲能電感L1和輸出濾波電容C1組成。 當(dāng)V1導(dǎo)通：能量從輸入端AO流入并儲存于電感L1中，由于V1導(dǎo)通期間正向飽和管壓降很小，二極管VD1反偏，變換器輸出由濾波電容C1提供能量。 當(dāng)V1截止：電感L1中電流不能突變，所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢阻止電流減小，感應(yīng)電勢的極性為右正左負，二極管導(dǎo)通，電感中儲存的能量經(jīng)二極管流入電容，并
7、供給輸出端BO。,如果V1周期性地導(dǎo)通與截止，開關(guān)周期為T，其中導(dǎo)通時間為ton，截止時間為T-ton 輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系： Uo= Uin T/(T-ton) 當(dāng)T不變，改變ton，即可改變輸出電壓（升壓）。,升壓功率變換器,2.全橋逆變式升壓功率變換器,升壓功率變換器,當(dāng)V1和V4同時導(dǎo)通、V2和V3同時截止，輸入電壓Uin通過V1和V4加到變壓器Tr的一次繞組上，即一次電壓UTr=Uin； 當(dāng)V1和V4同時截止、V2和V3同時導(dǎo)通，輸入電壓Uin通過V2和V3反方向加到變壓器Tr的一次繞組上，一次電壓UTr = -Uin； 當(dāng)V1-V4同時截止：UTr = 0； 通過開關(guān)管V1-V4的交替導(dǎo)通與截止，將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓加到變壓器上，其二次電壓通過VD1和VD2整流，輸出為直流電壓。,升壓功率變換器,若開關(guān)管的開關(guān)周期為2T，導(dǎo)通時間為ton，匝數(shù)比為n，則輸出電壓Uo與輸入電壓Uin的關(guān)系： n1 ;當(dāng)T不變，改變ton，即可改變輸出電壓。,Uo= Uin n ton/T,升壓功率變換器,雙向功率變換器,在混合動力電動汽車中，動力電池組通過雙向功率變換器連接到直流母線上，以實現(xiàn)動力電池和燃料電池組或發(fā)電機組的功率混合。 當(dāng)燃料電池組對動力電池進行充電時，功率變換器起到降壓作用； 當(dāng)動力電池通過總線釋放能量時，功率變換器起到升壓作用。,
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