电动汽车系统说明
来源:    发布时间: 2015-03-26 12:02   1717 次浏览   大小:  16px  14px  12px
一、电动汽车原理图

    电动车控制系统由整车能源分配与管理系统,行驶控制系统和辅助控制等系统组成。
    电动汽车基本上由以上各个系统部分组成,因结构或者设计差异,部分功能系统的设计存在稍许差异,基本功能都是一致的。
二、电动汽车系统分析说明图
 

    电动汽车各个系统说明
    1.整车能源分配与管理系统
    电动车能源分配与管理系统是指对电动汽车动力系统能源转换装置的工作能量进行协调、分配和控制的软、硬件系统。能源管理系统的硬件由一系列传感器、控制单元ECU和执行元件等组成,软件系统的功能主要是对传感器的信号进行分析处理,对能源转换装置的工作能量进行优化分析,并向执行元件发出指令。因此,可以说电动汽车能源管理系统的功用是在满足汽车基本技术性能(如动力性、驾驶平稳性等)和成本等要求的前提下,实现能量在能源转换装置(如发动机、电动机、储能装置、功率变换模块、动力传递装置、发电机和燃料电池等)之间按最佳路线流动,使整车的能源利用效率达到最高。
    2、电池管理系统(BMS)主要就是为了能够提高电池的利用率,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。为了增加电动汽车的续驶里程,对电池系统进行全面的、有效的管理是十分必要的。电池管理系统在汽车运行过程中需完成的任务多种多样。其主要任务是保持电动汽车电池性能良好,并优化各个电池的电性能和保存、显示检测数据等。
    电池均衡系统(BBMS)通过主动能量转移方式,充电时将达到上限阀值的单颗电池能量转移到整个电池组  中,放电时将整个电池组的能量转移到达到下限阀值的单颗电池中,由此达到均衡的目的。通过这种手段,可以最大限度的实现车载电池能量的发挥,提高汽车的载客/载物和续航里程的要求。
    硬件控制系统(BPCS)主要控制电池组的充电时的单体电压以及温度,防止充电时单颗电池过充以及环境温度超限,特别是在电动汽车高电压大电流的强磁场环境下,软件控制系统的工作容易被环境干扰,导致不可预见的其他问题,此时硬件保护系统是安全充电的第二道防线。
行驶控制系统
    3.行驶控制系统包含制动控制系统、变速箱控制系统、电机控制系统等组成
    ①制动控制系统包括制动电子控制单元、制动执行器以及制动系统。纯电动汽车的动力电机必须按照驾乘人员意图输出驱动或制动扭矩,车辆控制器要接收踏板信号并将其转换为对动力电机的扭矩输出要求,这一功能是整车控制器的基本功能。
    ②变速箱控制系统中采用了智能变速箱,智能变速箱由两部分组成:即减速和升速两个功能,正常行驶时作为减速器,提高电动车驱动系统的牵引驱动性能。在制动时切换到升速模式,在更宽的速度范围内进行制动能量回收(混合动力汽车),提高能量回收效率。变速箱控制器配合一体化电机的切换过程,在毫秒量级实现切换。电动车正常行驶工况下的换档功能也由此系统来控制实现。
    ③电机控制系统电机驱动控制系统包含大功率交流异步电机控制器和功率逆变器以及电机本身,完成电动车正常行驶工况下的驱动控制任务,是电动车运动的核心问题所在。能量回收系统主要是将汽车制动时的机械能转化为电能存储到电池组,实现制动能量的回收。
    辅助控制等系统
    此系统包含有动力转向系统、空调控制系统、车载信息显示等系统构成。
    其中车载信息显示系统多数是由智能仪表来实现的,通过传感器和单片机对信息的处理,将车辆的信息(时速、电池电压、行驶里程、环境温度,充放电状态灯)在仪表盘上显示出来,实现人机的直接交流和操作。目前大部分使用的是液晶显示屏来实现数据的显示。但是液晶显示屏在低温(<-10℃)和高温下(>40℃)时容易损坏,且不能长时间日光暴晒,否则会发生损坏,显示不清晰或者不能显示。
动力源系统
    动力电池作为电动车的重点组成部分,在整车中提供动力。电池组的电压和容量需要满足车辆的涉及要求,满足电机功率要求。能实现在有限的空间和环境条件下,最大限量的提供动力源,满足电动车载客/载物的要求。
    在锂离子电池中,目前市场上应用的有锰酸锂,磷酸铁锂,三元复合材料等锂离子。在这几种材料的锂离子电池中,各有各的特点。

种类 锰酸锂 磷酸铁锂 三元复合材料锂电
电压 3.6-3.7 3.0-3.2 3.7
实际容量 120 130 145-160-180
体积比容量 较低
质量比容量 很低
环境温度影响 高于50℃不稳定 -5℃~50℃ -40℃~70℃
循环寿命 300-500
80%DOD
≥1500
80%DOD
≥1500
80%DOD

    有以上表格中可以看出,在各种锂离子电池中,三元聚合物锂电具有自己独特的优势,特别是在环境温度和体积比,质量比上,可以满足电动载人/载物的要求。
    满足电动车使用的性能要求和区域性差异,动力电池需要具备使用温度范围宽,倍率放电性能好,高安全性的特点。目前锂离子电池具有体积小,重量轻,能量比高等特点,可以满足电动车的动力要求,特别是我们公司的三元聚合物锂离子电池,具有自己的独特优势。
1、高安全性,采用独特的隔离膜技术,遭到破坏后可继续工作;
2、大倍率充放电性能好,3C/5C充放电性能好
3、工作温度范围宽,-40℃~70℃
    威海东生能源电池采用多孔电极技术及表面干态多孔聚合物电解质,很好地解决了电池的安全性能问题,遭破坏后的电池仍正常工作,直至电压降至终止电压,并可循环充电使用。
 在高纬度地区,对电池的低温放电性能要求更加高,特别是俄罗斯这样的地方,冬季温度很低,磷酸铁锂电池根本无法工作,但是我们公司生产的三元聚合物锂离子电池,在零度以下工作,性能良好。
 以下是2012.2.18-2.19公司电池在哈尔滨实测的数据

时间 总电压/V 总电流/A maxV minV max℃ min℃ 行驶里程 环境温度℃ 备 注
21:10 658 0 4.08 3.95 6 0 0 -13  
21:50 647 220 4.00 3.89 6 -1 10 -13 启动
22:20 644 50 3.98 3.87 6 -1 16 -13  
0:40 642 0 3.98 3.87 1 -5 16 -15 静止
6:20 626 0 3.88 3.77 1 -5 30 -15  
6:55 612 50 3.80 3.68 -4 -10 40 -13  
7:25 605 50 3.76 3.65 -3 -10 50 -13  
8:00 604 200 3.74 3.65 -3 -9 60 -13  
9:00 596 50 3.69 3.61 -2 -9 70 -13  
9:30 593 50 3.67 3.60 -1 -8 80 -13  
10:10 589 70 3.65 3.58 -1 -7 90 -13  
10:50 582 50 3.61 3.54 1 -5 110 -13  
11:35 582 60 3.61 3.54 1 -5 120 -13  
12:00 578 50 3.58 3.52 3 -3 130 -13  
13:10 577 50 3.57 3.51 3 -2 140 -13  
14:00 573 50 3.54 3.47 5 -1 160 -13  
14:30 568 60 3.52 3.42 6 0 170 -13  
15:10 567 200 3.51 3.36 7 0 180 -13 加速欠压保护

   充电后电池组电压在658-668V之间,单体电池充电截至后单体电压最高4.08V,,最低3.95V,整车启动电流120A-250A左右,模拟公交线路,基本上保持匀速行驶。室外环境温度-13℃左右,车速在40-70km/h,电流保持在50A左右。整车行驶距离180km之后,电压达到3.5V.此时按照推测 还可以运行10-20km。由以上数据可以看出,电池在低温环境下,性能优越。
图片为电动车在东北试车的现场图片。

    由以上说明和介绍可以看出,作为动力型三元聚合物锂离子,我们公司产品完全满足动力车使用要求,且在高低温性能具有独特优势,产品技术水平高,独家专利隔膜,经多家厂家使用检验,是动力锂电池的首选。