混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車

第七章奇瑞M1EV純電動(dòng)汽車

原理與故障診斷第一節(jié)M1EV系統(tǒng)組成及原理第一頁，共38頁。M1純電動(dòng)車采用純電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)零油耗、零排放及強(qiáng)動(dòng)力的全新駕駛體驗(yàn)。整車裝備29/40KW永磁同步電機(jī)、336V高壓鋰電池，采用自主研發(fā)的整車控制系統(tǒng)、高壓電池管理系統(tǒng)及DSP控制技術(shù)，采用固定速比減速器，通過整車控制器與電機(jī)控制器及電池管理系統(tǒng)的協(xié)同控制，可實(shí)現(xiàn)整車較強(qiáng)的動(dòng)力性和舒適性。整車同時(shí)裝備了ABS制動(dòng)防抱死系統(tǒng)，更好地保證了整車制動(dòng)平安。整車系統(tǒng)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通過CAN總線通訊，數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)。一、M1EV系統(tǒng)組成第二頁，共38頁。M1原車1.3L汽油發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)等附件發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU油箱變速箱M1原車與純電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)區(qū)別M1純電動(dòng)車29/40KW永磁同步電機(jī)電機(jī)管理系統(tǒng)MCU336V鋰電池包電池管理系統(tǒng)BMS整車管理系統(tǒng)VMS固定速比減速器一、M1EV系統(tǒng)組成第三頁，共38頁。左前輪右前輪左后輪右后輪內(nèi)燃機(jī)變速箱ECU油箱ICUABS固定速比減速器電機(jī)電機(jī)管理系統(tǒng)MCU逆變器VMS電池系統(tǒng)BMS電池本體12V蓄電池車載用電器發(fā)電機(jī)DCDC上下壓轉(zhuǎn)換器CANCAN高壓連接機(jī)械連接系統(tǒng)構(gòu)造圖解常規(guī)汽油車純電動(dòng)車CLM第四頁，共38頁。左前輪右前輪左后輪右后輪固定速比減速器12V蓄電池車載用電器DCDC上下壓轉(zhuǎn)換器CANBMS電池電機(jī)VMSMCU系統(tǒng)構(gòu)造圖解第五頁，共38頁。VMSICUMCUBMSCANCANCANMotorControlUnit電機(jī)控制單元BatteryManagementSystem電池管理系統(tǒng)VehicleManagementSystem整車控制系統(tǒng)InstrumentClusterUnit儀表顯示單元CANCAN一、M1EV系統(tǒng)組成第六頁，共38頁。電動(dòng)空調(diào)M1電動(dòng)車通過電動(dòng)壓縮機(jī)滿足用戶制冷要求，通過PTC滿足系統(tǒng)取暖、除霜、除霧要求。操作方法：同常規(guī)車，操作儀表臺(tái)相關(guān)按鈕或旋鈕即可實(shí)現(xiàn)；說明：當(dāng)動(dòng)力電池電量較低時(shí)，優(yōu)先考慮車輛動(dòng)力性需求，強(qiáng)制關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)以節(jié)約電力供車輛驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向通過電動(dòng)轉(zhuǎn)向可以解決轉(zhuǎn)向困難的問題。說明：駕駛員無需手動(dòng)控制，系統(tǒng)自動(dòng)完成。電動(dòng)真空助力通過電動(dòng)真空泵的作用解決了由于取消發(fā)動(dòng)機(jī)引起的制動(dòng)踏板過硬的感覺。說明：電動(dòng)真空泵位于車輛駕駛員側(cè)的前艙內(nèi)部，當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)制動(dòng)壓力值自動(dòng)控制泵的打開與關(guān)閉。其他部件介紹第七頁，共38頁。二、純電動(dòng)汽車的構(gòu)造原理燃油汽車主要由發(fā)動(dòng)機(jī)，底盤、車身和電氣四大部分組成，純電動(dòng)汽車的構(gòu)造與燃油汽車相比，主要增加了電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，而取消了發(fā)動(dòng)機(jī)，電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與工作原理如下圖，它由電力驅(qū)動(dòng)主模塊、車載電源模塊和輔助模塊三大部分組成。第八頁，共38頁。二、純電動(dòng)汽車的構(gòu)造原理當(dāng)汽車行駛時(shí)，由蓄電池輸出電能(電流)通過控制器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)車輪前進(jìn)或后退。電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程與蓄電池容量有關(guān)，蓄電池容量受諸多因素限制。要進(jìn)步一次充電續(xù)駛里程，必須盡可能地節(jié)省蓄電池的能量。第九頁，共38頁。二、純電動(dòng)汽車的構(gòu)造原理第十頁，共38頁。二、純電動(dòng)汽車的構(gòu)造原理1．電力驅(qū)動(dòng)主模塊電力驅(qū)動(dòng)主模塊主要包括中央控制單元、驅(qū)動(dòng)控制器、電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和車輪等。它的功用是將存儲(chǔ)在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能，并可以在汽車減速制動(dòng)時(shí)，將車輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池。中央控制單元根據(jù)加速踏板和制動(dòng)踏板的輸入信號(hào)，向驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)展啟動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)控制。第十一頁，共38頁。二、純電動(dòng)汽車的構(gòu)造原理1．電力驅(qū)動(dòng)主模塊驅(qū)動(dòng)控制器是按中央控制單元的指令和電動(dòng)機(jī)的速度、電流反響信號(hào)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)展控制。驅(qū)動(dòng)控制器必須和電動(dòng)機(jī)配套使用。電機(jī)在電動(dòng)汽車中被要求承擔(dān)電動(dòng)和發(fā)電的雙重功能，即在正常行駛時(shí)發(fā)揮其主要的電動(dòng)機(jī)功能，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；在減速和下坡滑行時(shí)又被要求進(jìn)展發(fā)電，將車輪的慣性動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。機(jī)械傳動(dòng)裝置是將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳輸給汽車的驅(qū)動(dòng)軸，從而帶動(dòng)汽車車輪行駛。第十二頁，共38頁。二、純電動(dòng)汽車的構(gòu)造原理2．車載電源模塊電源電源模塊主要包括蓄電池電源、能量管理系統(tǒng)和充電控制器等。它的功用是向電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電能、監(jiān)測(cè)電源使用情況以及控制充電機(jī)向蓄電池充電。純電動(dòng)汽車的能量管理主要是指電池管理系統(tǒng)，它的主要功用是對(duì)電動(dòng)汽車用電池單體及整組進(jìn)展實(shí)時(shí)監(jiān)控、充放電、巡檢、溫度監(jiān)測(cè)等。充電控制器是把交流電轉(zhuǎn)化為相應(yīng)電壓的直流電，并按要求控制其電流。第十三頁，共38頁。二、純電動(dòng)汽車的構(gòu)造原理3.輔助模塊輔助系統(tǒng)主要包括輔助動(dòng)力源、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、駕駛室顯示操縱臺(tái)和各種輔助裝置等。輔助系統(tǒng)除輔助動(dòng)力源外，根據(jù)不同車型而不同。輔助動(dòng)力源主要由輔助電源和DC/DC功率轉(zhuǎn)換器組成，其功用是供給電動(dòng)汽車其它各種輔助裝置所需要的動(dòng)力電源，一般為12V或24V的直流低壓電源，它主要給動(dòng)力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)力調(diào)節(jié)控制、照明、空調(diào)、電動(dòng)窗門等各種輔助裝置提供所需的能源。第十四頁，共38頁。二、純電動(dòng)汽車的構(gòu)造原理3.輔助模塊動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)彎而設(shè)置的，它由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向輪等組成。作用在轉(zhuǎn)向盤上的控制力，通過轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)一定的角度，實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。第十五頁，共38頁。二、純電動(dòng)汽車的構(gòu)造原理駕駛室顯示操縱臺(tái)類同于傳統(tǒng)汽車駕駛室的儀表盤，不過其功能根據(jù)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)的控制特點(diǎn)有所增減，其信息指示更多地選用數(shù)字或液晶屏幕顯示。輔助裝置主要有照明、各種聲光信號(hào)裝置、車載音箱設(shè)備、空調(diào)、刮水器、風(fēng)窗除霜清洗器、電動(dòng)門窗、電控玻璃升降器、電控后視鏡調(diào)節(jié)器、電動(dòng)座椅調(diào)節(jié)器、車身平安防護(hù)裝置控制器等。它們主要是為進(jìn)步汽車的操控性、舒適性、平安性而設(shè)置的，根據(jù)需要進(jìn)展選用。第十六頁，共38頁。三、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心部分，其性能決定著電動(dòng)汽車運(yùn)行性能的好壞。電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置取決于電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方式，可以有多種多樣。常見的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式如下圖。第十七頁，共38頁。三、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式(1)傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)形式。圖〔a〕與傳統(tǒng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置方式一致，帶有變速器和離合器，只是將發(fā)動(dòng)機(jī)換成電動(dòng)機(jī)，屬于改造型電動(dòng)汽車。這種布置可以進(jìn)步電動(dòng)汽車的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，增加低速時(shí)電動(dòng)汽車的后備功率。第十八頁，共38頁。三、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式(2)電動(dòng)機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)形式。圖〔b〕和〔c〕取消了離合器和變速器，但具有減速差速機(jī)構(gòu)，由1臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩車輪旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點(diǎn)是可以繼續(xù)沿用當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)汽車中的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，只需要一組電動(dòng)機(jī)和逆變器。第十九頁，共38頁。三、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式(2)電動(dòng)機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)形式。這種方式對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求較高，不僅要求電動(dòng)機(jī)具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且要求具有較大的后備功率，以保證電動(dòng)汽車的起動(dòng)、爬坡、加速超車等動(dòng)力性。第二十頁，共38頁。三、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式(3)電動(dòng)機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)形式。圖〔d〕是將電動(dòng)機(jī)裝到驅(qū)動(dòng)軸上，直接由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變速和差速轉(zhuǎn)換。這種傳動(dòng)方式同樣對(duì)電動(dòng)機(jī)有較高的要求，大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和后備功率，不僅要求控制系統(tǒng)有較高的控制精度，而且要具備良好的可靠性，從而保證電動(dòng)汽車行駛的平安、平穩(wěn)。第二十一頁，共38頁。三、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式(4)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式。圖〔e〕和〔f〕同圖〔d〕布置方式比較接近，將電動(dòng)機(jī)直接裝到了驅(qū)動(dòng)輪上，由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪行駛。第二十二頁，共38頁。四、純電動(dòng)汽車的特點(diǎn)〔1〕無污染，噪聲低純電動(dòng)汽車不產(chǎn)生排氣污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)和空氣的干凈是非常有益的，有“零污染〞的美稱；電動(dòng)汽車無內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的噪聲，電動(dòng)機(jī)噪聲小?！?〕能源效率高，多樣化電動(dòng)汽車的能源效率已超過汽油機(jī)汽車，特別是在城市運(yùn)行。電動(dòng)汽車停頓時(shí)不消耗電量，在制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)可自動(dòng)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)減速時(shí)能量的再利用。第二十三頁，共38頁。四、純電動(dòng)汽車的特點(diǎn)另一方面，電動(dòng)汽車的應(yīng)用可有效地減少對(duì)石油資源的依賴，可將有限的石油用于更重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽能、風(fēng)力、潮汐等能源轉(zhuǎn)化。除此之外，假如夜間向蓄電池充電，還可以避開用電頂峰，有利于電網(wǎng)平衡負(fù)荷，減少費(fèi)用。第二十四頁，共38頁。當(dāng)儀表顯示電量較低時(shí),及時(shí)給電池充電以防使用過程中動(dòng)力電池虧電；清洗車輛時(shí)請(qǐng)勿對(duì)準(zhǔn)車身后部和前艙部分直噴，最好直接用毛巾擦拭。制止私自拆卸車身零部件；車輛長期不使用時(shí)，建議把前艙12V蓄電池的負(fù)極拔掉。定期對(duì)電池充放電一次。及時(shí)充電，防止電池過放。日常維護(hù)第二節(jié)M1EV故障診斷第二十五頁，共38頁。車輛運(yùn)輸過程中保證電量SOC在40%左右；電池的最高溫度不能超過60度。電池在任何時(shí)候不能出現(xiàn)短路，重物和尖的物品不能跌落到電池上電池不能在潮濕的環(huán)境內(nèi)存放，不能濺水在上面。存儲(chǔ)與運(yùn)輸?shù)诙?jié)M1EV故障診斷第二十六頁，共38頁。假如發(fā)現(xiàn)整車異常，在未得到專業(yè)維修人員的答應(yīng)下，不允許對(duì)車輛進(jìn)展使用，不允許擅自修理。制止隨意觸摸或者拆卸高壓部件：高壓電池、電機(jī)控制器、高壓線束〔高壓電纜的顏色為橙黃和粗細(xì)明顯區(qū)別于傳統(tǒng)的低壓線束〕。維修人員對(duì)車輛進(jìn)展維修時(shí)，必須正確的按照維護(hù)說明操作，不正當(dāng)?shù)牟僮鲿?huì)對(duì)車輛及人身平安造成非常危險(xiǎn)的后果。當(dāng)電池著火時(shí)不能用水去熄滅和磷酸銨鹽滅火器，著火時(shí)應(yīng)用干沙，氮?dú)夂蜌鍤鉁缁鹌鳌８邏喊踩⒁馐马?xiàng)第二節(jié)M1EV故障診斷第二十七頁，共38頁。動(dòng)力電池過熱：動(dòng)力電池溫度過高時(shí)，LED常亮M1電動(dòng)車相關(guān)報(bào)警、指示信號(hào)動(dòng)力電池切斷：動(dòng)力蓄電池處于切斷狀態(tài)時(shí)，LED常亮低電量提示：當(dāng)動(dòng)力電池的SOC低時(shí)LED常亮，提示駕駛員需充電動(dòng)力電池故障：當(dāng)動(dòng)力電池發(fā)生故障時(shí)，LED常亮注意：當(dāng)鑰匙打到ON的時(shí)候，相關(guān)報(bào)警燈會(huì)進(jìn)展自檢,自檢完成以后，假如系統(tǒng)正常，故障燈為熄滅狀態(tài)。第二節(jié)M1EV故障診斷第二十八頁，共38頁。M1電動(dòng)車相關(guān)報(bào)警、指示信號(hào)系統(tǒng)故障：當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不能正常工作時(shí)，LED常亮或閃爍車輛準(zhǔn)備就緒指示：只有該燈亮?xí)r，車輛才可以正常行駛，且駕駛過程中常亮外接充電指示燈：當(dāng)車輛外接充電手柄連接或者正在充電時(shí)，LED常亮電機(jī)及控制器過熱報(bào)警：當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)或電機(jī)控制器過熱時(shí)，LED常亮注意：當(dāng)鑰匙打到ON的時(shí)候，相關(guān)報(bào)警燈會(huì)進(jìn)展自檢,自檢完成以后，假如系統(tǒng)正常，故障燈為熄滅狀態(tài)。第二節(jié)M1EV故障診斷第二十九頁，共38頁。LCD狀態(tài)顯示解析輔助儀表顯示：收音機(jī)頻道、時(shí)間；檔位、車速、里程；電池電壓、電流、溫度等車速顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速動(dòng)力電池SOC車輛準(zhǔn)備就緒指示動(dòng)力電池?cái)嚅_系統(tǒng)故障動(dòng)力電池故障動(dòng)力電池過溫電量低提示第二節(jié)M1EV故障診斷第三十頁，共38頁。故障排查與處理1鑰匙打到ON檔后，儀表所有燈不亮或閃爍或比較暗；1.請(qǐng)檢查前艙12V電池的端子是否被拔掉，假設(shè)被拔掉，請(qǐng)連接后再試。2.在蓄電池連接儀表燈不亮，說明12V蓄電池嚴(yán)重虧電，需更換電池；3.儀表燈閃爍或變暗，說明12V蓄電池虧電，需要及時(shí)對(duì)12V電池充電或者更換。1.儀表燈不亮：12V電池的端子被拔掉或者蓄電池嚴(yán)重虧電。2.儀表燈閃爍或者比較暗：蓄電池虧電。第二節(jié)M1EV故障診斷第三十一頁，共38頁。故障排查與處理1鑰匙打到ON檔后，儀表所有燈不亮或閃爍或比較暗；不更換電池的方法：在高壓電池電量良好并且充電線斷開的情況下，可以通過搭鐵線將蓄電池與有電的12V蓄電池連接，鑰匙擰至ON位置使高壓繼電器吸合，DCDC開場(chǎng)工作以后即可斷開搭鐵線連接，在操作過程中請(qǐng)注意平安，正負(fù)極不要反接或短接。判斷DCDC工作的方法：1.儀表LED指示電池電流為負(fù)值；2.通過電壓表測(cè)試蓄電池兩端的電壓大于13V。1.儀表燈不亮：12V電池的端子被拔掉或者蓄電池嚴(yán)重虧電。2.儀表燈閃爍或者比較暗：蓄電池虧電。第二節(jié)M1EV故障診斷第三十二頁，共38頁。蓄電池故障燈常亮；1.首先嘗試通過鑰匙重復(fù)上電、斷電操作能否去除故障燈，如不能請(qǐng)參照下述方法；2.更換蓄電池或者給蓄電池補(bǔ)充電。操作方法可參照上一問題第三條方法；3.假設(shè)為DCDC不能給小電池充電原因，需要維修人員對(duì)故障進(jìn)展排查；可能原因包括下述一個(gè)或多個(gè)：線束問題，DCDC保險(xiǎn)燒斷，DCDC本體損壞。上述問題需要維修人員根據(jù)整車維修手冊(cè)進(jìn)展維修。1.由于存放時(shí)間過長或者使用不當(dāng)導(dǎo)致12V蓄電池電壓較低；2.上下壓轉(zhuǎn)換器DCDC故障，不能給小電池充電。第二節(jié)M1EV故障診斷第三十三頁，共38頁。高壓電池故障燈常亮，整車不能Ready；1.首先嘗試通過鑰匙重復(fù)上電、斷電操作能否去除故障燈，如不能去除故障燈，請(qǐng)執(zhí)行下述方法；2.維修人員通過診斷儀讀取故障，根據(jù)詳細(xì)故障參照整車維修手冊(cè)進(jìn)展維修。注意：檢測(cè)高壓部件請(qǐng)專業(yè)人員進(jìn)展，制止用戶私自操作。必須注意高壓平安事項(xiàng)，按照手冊(cè)中要求進(jìn)展維修。3.假如是高壓環(huán)路絕緣故障，請(qǐng)?zhí)貏e注意不要觸碰高壓部分部件，高壓線束有特別顏色標(biāo)注。1.高壓電池系統(tǒng)〔BMS或電池本體〕故障；2.高壓環(huán)路絕緣故障；第二節(jié)M1EV故障診斷第三十四頁，共38頁。系統(tǒng)故障燈常亮或者閃爍，整車不能Ready；1.首先嘗試通過鑰匙重復(fù)上電、斷電操作能否去除故障燈，如不能去除故障燈，請(qǐng)執(zhí)行下述方法；2.維修人員通過診斷儀讀取故障，根據(jù)詳細(xì)故障參照整車維修手冊(cè)進(jìn)展維修。1.電機(jī)系統(tǒng)〔MCU或電機(jī)本體〕故障；2.整車控制器及相關(guān)部件嚴(yán)重故障；第二節(jié)M1EV故障診斷第三十五頁，共38頁。系統(tǒng)故障燈和高壓電池故障燈不亮，電池?cái)嚅_指示燈亮；此問題涉及高壓檢