純電動公交車高壓系統(tǒng)

n 新 能 源 汽 車n 2012年7月9日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布的節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（20122020年）（以下簡稱“規(guī)劃”）中對新能源汽車及節(jié)能汽車定義進(jìn)行了明確： 新能源汽車：是指采用新型動力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車。1.1、 概 念 分 類 新 能 源汽 車新技術(shù) 新結(jié)構(gòu) 新動力系統(tǒng) 新 型 能 源 1 以車載電源為動力，用純電機(jī)驅(qū)動行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛。包括直充和換電式兩種 是一種可外接充電的新型混合動力汽車，其中動力電池作為能量儲備單元（可充電），有一定純電續(xù)駛里程，并兼有傳統(tǒng)混合動力汽車與純電動汽車的基本功能特征是電動汽車的一種，其核心部件燃料電池的電能是通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能1.1、 概 念 分 類 2.1、 新 能 源 產(chǎn) 品 對 比 及 特 點(diǎn)項(xiàng) 目 插 電 式 混 合 動 力 純 電 動 燃 料 電 池驅(qū) 動 方 式 發(fā) 動 機(jī) +電 機(jī) 電 機(jī) 電 機(jī)能 量 系 統(tǒng) 發(fā) 動 機(jī) +動 力 電 池 動 力 電 池 燃 料 電 池基 礎(chǔ) 設(shè) 施要 求 加 油 站 /電 網(wǎng) 充 電 站 電 網(wǎng) 充 電 站 加 氫 站使 用 環(huán) 節(jié)排 放 低 排 放 零 排 放 零 排 放主 要 特 點(diǎn) 不 受 里 程 限 制 ， 節(jié) 油 /節(jié) 氣 率高 無 極 變 速 、 低 噪 音 ，駕 乘 舒 適 能 源 效 率 高 ， 續(xù) 航 里 程 長商 業(yè) 化 進(jìn) 程 已 規(guī) 模 化 產(chǎn) 銷 已 示 范 推 廣 ， 逐 步規(guī) 模 化 仍 處 于 研 發(fā) 階 段主 要 問 題 技 術(shù) 系 統(tǒng) 復(fù) 雜 ， 使 用 維護(hù) 成 本 高 ， 仍 有 排 放 污 染 充 電 網(wǎng) 點(diǎn) 少 、 采 購 成 本 高 及續(xù) 航 里 程 短 加 氫 站 少 ， 采 購 成 本 高 3.1、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 3.2、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 儀表 電池箱N 絕緣監(jiān)測 監(jiān)控人機(jī)界面電池箱2 診斷接口 電池箱1 電源管理 系統(tǒng) 電機(jī)發(fā)電機(jī)控制整車控制器電池狀態(tài)（SOC、電壓、溫度） 電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流/功率 電池狀態(tài) 故障信息 協(xié)議轉(zhuǎn)換 工作模式 控制指令 運(yùn)行狀態(tài) 故障信息 電池狀態(tài) 故障信息狀態(tài) 信息 絕緣 狀態(tài)電池箱 電壓 駕駛員信息油門制動檔位信號 控制 指令 充電電流、充電電壓電池溫度，電池電壓 BMS_CAN CAN1CAN2 充電狀態(tài)、信息 充電機(jī) 3.3、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 三 大 電 ： 整 車 控 制 、 電 池 系 統(tǒng) 、 電 驅(qū) 動 系 統(tǒng)三 小 電 ： 電 動 轉(zhuǎn) 向 泵 、 電 動 打 氣 泵 、 電 動 空 調(diào)3.4、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 整 車 控 制 器 在 整 個 系 統(tǒng) 中 處 于 核 心 地 位 ，相 當(dāng) 于 電 腦 中 的 CPU。3.5、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理n整 車 控 制 系 統(tǒng)1） 動 態(tài) 操 控 整 車 控 制 器 根 據(jù) 操 作 員 的 操 作 指 令 進(jìn) 行 解 析 ， 然 后 向 驅(qū) 動 系 統(tǒng) （ 通 過 CAN網(wǎng) 絡(luò) 傳 遞 ） ， 發(fā) 出 驅(qū) 動 指 令 。2） 能 量 回 收 算 法 當(dāng) 整 車 接 到 制 動 的 指 令 時 ， 車 輛 能 夠 依 照 內(nèi) 嵌 的 算 法 給 出 能 量 回 饋 的 訊 息 ， 將 動 能 完 成 向 電 能 的 轉(zhuǎn)換 ， 給 動 力 鋰 電 池 組 的 充 電 。3） 動 力 驅(qū) 動 控 制 整 車 控 制 器 在 邏 輯 上 完 成 向 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 及 控 制 裝 置 發(fā) 送 指 令 ， 動 力 驅(qū) 動 的 平 穩(wěn) 運(yùn) 行 指 標(biāo) 的 實(shí) 現(xiàn) 也 由 其完 成 。 n電 池 系 統(tǒng)3.6、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 車 載 電 池 系 統(tǒng) 相 當(dāng) 于 燃 油 汽 車 的 汽 油 或 者 柴 油 ， 其 主 要 任 務(wù) 是 為 整 車 提 供 驅(qū) 動 電 能 。 電池 的 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) 有 比 能 量 、 比 功 率 和 循 環(huán) 壽 命 。 比 能 量 影 響 電 動 汽 車 的 整 車 質(zhì) 量 和 續(xù) 駛 里程 ， 比 功 率 是 評 價(jià) 能 量 源 是 否 滿 足 電 動 汽 車 加 速 和 爬 坡 能 力 的 重 要 指 標(biāo) ， 循 環(huán) 壽 命 是 評 價(jià) 能量 源 使 用 壽 命 的 重 要 參 數(shù) 。 此 外 ， 還 要 求 車 載 能 源 系 統(tǒng) 具 有 高 效 率 、 良 好 的 性 能 價(jià) 格 以 及 免維 護(hù) 特 性 。 3.7、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理如 何 理 解 鋰 電 池 串 并 聯(lián) ？磷 酸 鐵 鋰 單 體 電 芯 參 數(shù) 為 ： 3.2V/10AH整 車 電 池 參 數(shù) 為 ： 538V/500AH。電 池 的 成 組 ： 500AH（ 模 組 ） =10AH（ 單 體 ） 50（ 個 ）538V=3.2V（ 模 組 ） 168（ 個 ） 串 聯(lián)整 車 電 池 單 體 數(shù) ： 50 168=8400（ 個 ） n電 驅(qū) 動 系 統(tǒng)（ 1） 電 驅(qū) 動 形 式電 機(jī) 中 央 直 驅(qū) 方 式優(yōu) 勢 ： 成 熟 系 統(tǒng) ， 成 本 較 低 ， 技 術(shù) 穩(wěn) 定 可 靠 ， 產(chǎn) 業(yè) 化 可 行 性 強(qiáng) ；缺 點(diǎn) ： 單 電 機(jī) 直 驅(qū) 不 能 完 全 有 效 解 決 車 輛 爬 坡 度 問 題 需 采 用 雙 電 機(jī) 驅(qū) 動 方 式輪 邊 電 機(jī) 方 式優(yōu) 勢 ：技 術(shù) 先 進(jìn) ， 后 橋 走 道 無 臺 階 ； 電 機(jī) 、 傳 動 軸 及 后 橋 高 度 集 成 。缺 點(diǎn) ：成 本 相 對 高 ； 由 于 無 機(jī) 械 差 速 器 ， 電 子 差 速 技 術(shù) 難 度 大 。3.8、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 n驅(qū) 動 電 機(jī) 的 功 能 驅(qū) 動 電 機(jī) 是 車 輛 運(yùn) 行 的 動 力 部 分 ， 它 接 收 驅(qū) 動 裝 置 對 其 發(fā) 出 的 電 機(jī) 旋 轉(zhuǎn) 指 令 。 電 機(jī) 的 旋 轉(zhuǎn) 部 分 通過 電 子 編 碼 器 （ 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 ） 反 饋 給 電 機(jī) 控 制 器 ， 使 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 在 閉 環(huán) 的 控 制 模 式 下 。 由 于 采 用 了 扭矩 的 閉 環(huán) 控 制 模 式 ， 因 此 ， 能 使 運(yùn) 動 的 車 輛 運(yùn) 行 在 平 穩(wěn) 舒 適 狀 態(tài) 下 。n代 替 傳 統(tǒng) 車 的 發(fā) 動 機(jī) 變 速 箱n代 替 傳 統(tǒng) 車 的 緩 速 器 功 能n主 要 類 型 ： 三 相 交 流 異 步 、 永 磁 同 步 及 開 關(guān) 磁 阻3.9、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 n電 機(jī) 控 制 器 的 功 能n驅(qū) 動 狀 態(tài) 下 ： 將 電 池 組 提 供 的 DC直 流 電 轉(zhuǎn) 換 成 AC交 流 電 去 驅(qū) 動 電 機(jī) ；n制 動 狀 態(tài) 下 ： 將 制 動 能 量 變 換 成 DC直 流 電 回 饋 給 電 池 組 ；n參 與 整 車 的 安 全 控 制 。600VDC 350VAC3.10、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 DC600V-AC380VDC600V-AC380V3.11、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 3.12、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理n具備制冷、制熱功能；n制熱功能適合冬季最低溫度不低于零下10度的區(qū)域 n數(shù) 字 化 儀 表 ： 應(yīng) 有 5寸 以 上 液 晶 屏 用 于 顯 示 相 關(guān) 電 池 、 電 機(jī) 等 數(shù) 據(jù)3.13、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 n 加 速 踏 板 n 剎 車 踏 板3.14、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 n一 體 化 高 壓 配 電 系 統(tǒng)熔 斷 器 開 關(guān) 總 正 控 制 盒 高 壓 配 電 柜 總 負(fù) 接 線 盒絕 緣 監(jiān) 測 儀 CAN控 制 器 一體化高壓配電柜高 壓 配 電 箱 的 功 能 ： 向 集 成 化 的 方 向 在 發(fā) 展1、 整 車 高 壓 電 源 的 分 配 、 短 路 保 護(hù) 、 過 流 及 過 載 保 護(hù)控 制 ；2、 電 機(jī) 控 制 器 的 預(yù) 充 電 控 制 及 保 護(hù) ；3、 鋰 電 池 充 電 防 護(hù) 控 制 ；4、 整 車 高 壓 絕 緣 控 制 保 護(hù) ；5、 集 成 高 壓 維 護(hù) 開 關(guān) ， 車 輛 檢 修 時 可 斷 開 高 壓 電 路 。 3.15、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 n 車 載 絕 緣 監(jiān) 測 系 統(tǒng) n通 過 CAN總 線 和 整 車 控 制 器 相 連 ， 將 絕 緣 告 警 信 號 傳 輸 給 整 車 控 制 器 ，n二 級 告 警 絕 緣 電 阻 小 于 500K，n一 級 告 警 絕 緣 電 阻 小 于 80K。n鋰 電 池 能 量 與 鉛 酸 電 池 能 量 轉(zhuǎn) 移 載 體 ；n為 整 車 提 供 24V電 源 ；n給 24V鉛 酸 蓄 電 池 充 電 ；n相 當(dāng) 于 傳 統(tǒng) 車 發(fā) 動 機(jī) 上 的 24V低 壓 發(fā) 電 機(jī) 。 3.16、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 3.17、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 U V W + -車 輛 充 電 時 防 移 動 的 軟 硬 件 兩 級 安 全 防 護(hù) 系 統(tǒng)n有 連 續(xù) 的 充 電 電 流 時 ， 軟 件 控 制 充 電 時 車 輛 不 能 移 動 ； n整 車 控 制 器 接 收 到 BMS發(fā) 送 的 充 電 標(biāo) 志 位 信 號 ， 軟 件 控 制 充 電 時 車 輛 不 能 移 動 。 n 電 機(jī) 散 熱 系 統(tǒng)3.18、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理散 熱 系 統(tǒng) 由 水 泵 、 散 熱 器 和 散 熱 風(fēng) 扇 構(gòu) 成 當(dāng) 高 壓 總 電 源 開 啟 ， 換 擋 開 關(guān) 處 在 前 進(jìn) 檔 （ D檔 ） 或 倒 車 檔 （ R檔 ） 時 ， 水 泵 開 始 工 作 ；當(dāng) 電 機(jī) 在 一 定 溫 度 時 ， 有 一 個 散 熱 風(fēng) 扇 工 作 ， 當(dāng) 溫 度 高 于 某 一 溫 度 時 ， 兩 個 風(fēng) 扇 同 時 交 替工 作 。 3.19、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理整車高壓系統(tǒng)安全技術(shù)六層次整車安全保障控制系統(tǒng)第一層：高壓過流自動熔斷保護(hù)第二層：高壓過流通斷自動切換第三層：高壓電源的安全分配電系統(tǒng)第四層：動力系統(tǒng)過流、過壓自保護(hù)第五層：動力電池?zé)熿F火情聯(lián)動安全防護(hù)系統(tǒng)第六層：多級絕緣及絕緣檢測主動安全防護(hù) 高壓電子過流保護(hù)系統(tǒng)絕緣監(jiān)控系統(tǒng)原理圖 電池管理系統(tǒng) 3.20、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理 整車絕緣及漏電保護(hù)系統(tǒng)保障絕緣檢測儀 兩級絕緣設(shè)計(jì) 多點(diǎn)實(shí)時監(jiān)測 第一層次：電池過流、過壓、過充和過放保護(hù)系統(tǒng) 動態(tài)實(shí)時監(jiān)控電池系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；預(yù)測電池組狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電池組動態(tài)均衡；自動智能故障診斷與預(yù)警。第二層次：煙霧探測、無線傳輸報(bào)警、控制裝置 在起火之前，會先經(jīng)過煙霧階段，該探測器在電池箱產(chǎn)生煙霧時，即可探測到，并在儀表上進(jìn)行聲光報(bào)警提示，同時主動把火情信息發(fā)給整車控制系統(tǒng)進(jìn)行高壓系統(tǒng)自動切斷控制。 第三層次：動力電池系統(tǒng)防火、阻燃設(shè)計(jì) 第四層次：自動滅火系統(tǒng) 第五層次：自動解鎖，電池箱快速脫離系統(tǒng) 主要部件達(dá)到IP67防護(hù)等級，在水深300mm的水池中以5km/h的速度正反各行駛10分鐘；在水深150mm的水池中以30km/h的速度行駛10分鐘。3.21、 純 電 動 客 車 結(jié) 構(gòu) 原 理