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一文了解新能源汽车的三电系统

发布时间:2024-03-04  阅读数:1630

新能源汽车的三电系统,是指动力电池(简称电池)、驱动电机(简称电机)、电机控制器(简称电控),常被称为三大件。
 
三电系统约占新能源车总成本的70%以上,是影响整车运动性能的重要组件,也是衡量一款车是否具有硬核实力的标准。
 

一、电池Battery
 
新能源汽车的电池又称为动力电池,是为电动车辆提供能量的蓄电池,也是新能源汽车区别于传统燃油汽车的标志性部件,作为电动车辆至关重要的系统,直接关乎到续航里程和行车的安全性,现阶段动力电池的成本约占整车的40%。动力电池由多个电池单体、电池管理控制单元(BMU)、电池高压分配单元、CSC信息采集系统、冷却系统等组成。用于接受和存储由充电装置和制动能量装置提供的电能,并通过高压配电系统为驱动电机、电动空调压缩机、PTC 加热器等高压用电设备提供电能。

(动力电池的组成结构)
 
动力电池的基本单位是电芯,电芯组成包括正负极、隔膜、电解液。正极材料包括磷酸铁锂、三元锂、钴酸锂、锰酸锂以及镍氢等,目前市场上磷酸铁锂与三元锂两分天下。
 
动力电池一般由大大小小的电芯(英文名称“Cell”)组成,电芯因封装形式不同有圆柱、软包、方形三种形式;电芯以串联或者并联的方式组成模组(英文名称“Module”),模组再以串联的方式,再集成热管理系统,电池管理系统等部件,最终集成为电池包(英文名称“Pack”),如下图所示:
 
 
二、 电机Motor
 
驱动电机属于电动汽车驱动装置里的重要部件,其驱动性能会直接影响到整车性能。
电机由定子、转子、壳体构成,驱动电机的技术关键点在定子、转子,因其承担了与新能源汽车行驶的所有相关功能。电动汽车的电机分正转与反转,正转用于向前行驶,反转用于倒车。市场常见的驱动电机包含三类:直流电机、永磁同步电机、交流感应(异步电机)电机。
 

(三类驱动电机性能差异)
 
三、电控
 
电控部分相当于新能源汽车的神经中枢,类似大脑的控制作用,用于控制整车运行。电控系统在新能源汽车上替代的是传统发动机(变速箱)的功能,其性能可以决定车辆爬坡、最高速度、加速度等重要性能指标。电控系统面临的工况是支持频繁起停、加减速,低速/爬坡时要求高转矩、高速行驶时要求低转矩,需要具有大变速范围。电机电控系统是新能源汽车产业链的重要一环,其技术、制造水平都会直接影响整车的性能和成本。
 
 
一般来说,电动汽车的电控系统主要包含三个共性子系统:整车控制器(Vehicle Control Unit,VCU)、电机控制器(Motor Control Unit,MCU)、电池管理系统(Battery Management System,BMS),这些控制器之间都是通过CAN网络等实现相互通信。
 

1、整车控制器(Vehicle Control Unit,VCU),是电动汽车各个电控子系统的调控中枢,它协调和管理整个电动汽车的运行状态。它是与驾驶员互动主要接口,它接收来自驾驶员的各项操作指令,诊断和分析整车及部件状态,控制子系统控制器的动作,最终实现整车安全、高效行驶。

2、电机控制器(Motor Control Unit,MCU),是电动汽车特有的核心功率电子单元,通过接收整车控制器的行驶控制指令,控制电机输出指定的扭矩和转速,驱动车辆行驶。

3、电池管理系统(Battery Management System ,BMS),是动力电池系统的“大脑”,主要对电池系统的电压,电流,温度等数据进行采集并监测,实现电池状态监测和分析,电池安全保护,能量控制管理和信息管理功能。

 

信息来源:网络
图片来源:同上
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