新能源純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)原理「專業(yè)知識(shí)」

新能源純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)原理「專業(yè)知識(shí)」傳統(tǒng)汽車驅(qū)動(dòng)車輛是依靠?jī)?nèi)燃機(jī)做功，通過變速器改變輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比旋轉(zhuǎn)方向，再通過傳動(dòng)軸和車輪實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動(dòng)。而純電動(dòng)汽車的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)汽車的內(nèi)燃機(jī)和變速器，依靠動(dòng)力電池、逆變器和電機(jī)變速單元實(shí)現(xiàn)車輛的驅(qū)動(dòng)。如下圖是純電動(dòng)汽車的基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)駕駛員踩下加速踏板時(shí)，車輛控制模塊將控制動(dòng)力電池輸出電能，然后通過控制逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛的前進(jìn)或后退。純電動(dòng)汽車動(dòng)力傳輸工作原理如下所示。1）基本驅(qū)動(dòng)部件純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要的部件包括有動(dòng)力電池、逆變器、帶有電機(jī)的變速單元。圖3-2-3所示為典型純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理示意圖。在新能源汽車應(yīng)用中，一般將動(dòng)力電池組和逆變器之間的電路單元稱之為BDU（BatteryDisconnectingUnit）。2）基本驅(qū)動(dòng)過程純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力來源是動(dòng)力電池，但是與傳統(tǒng)汽車不同的是，來自動(dòng)力電池內(nèi)的電能并不是總一直處于輸出狀態(tài)，在純電動(dòng)汽車中還設(shè)計(jì)有能夠回收車輛制動(dòng)時(shí)無用的能量，并回收到動(dòng)力電池的機(jī)構(gòu)。純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)過程中能量的流動(dòng)主要有以下2條路徑：（1）驅(qū)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)時(shí)來自動(dòng)力電池的能量通過BDU、逆變器，再進(jìn)入電機(jī)變速單元實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動(dòng)。（2）回收制動(dòng)能量制動(dòng)或車輛減速時(shí)，變速單元內(nèi)的電機(jī)將變成發(fā)電機(jī)，將能量通過逆變器、BDU傳回動(dòng)力電池，為電池充電。3）主要控制模塊純電動(dòng)汽車能夠?qū)崿F(xiàn)在不同路況環(huán)境下，快速反應(yīng)并順利驅(qū)動(dòng)車輛滿足駕駛員需求，并不僅僅是依靠上述幾個(gè)動(dòng)力部件來完成的，整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還需要一套完善的控制模塊。即整車控制器（VCU）、電機(jī)控制器（MCU）和電池管理系統(tǒng)（BMS），這3個(gè)控制器是純電動(dòng)汽車的核心技術(shù)，對(duì)整車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性等有著重要影響。如下圖所示。（1）VCU位置：通常安裝在車身上，如駕駛室內(nèi)。功能：全車動(dòng)力系統(tǒng)的主控制模塊，類似于傳統(tǒng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊PCM的功能。VCU是實(shí)現(xiàn)整車控制決策的核心電子控制單元。VCU通過采集加速踏板、擋位、制動(dòng)踏板等信號(hào)來判斷駕駛員的駕駛意圖；通過監(jiān)測(cè)車輛狀態(tài)（車速、溫度等）信息，由VCU判斷處理后，向動(dòng)力系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)發(fā)送控制命令，同時(shí)控制車輛其他系統(tǒng)的運(yùn)行模式。下圖所示為寶馬I3純電動(dòng)汽車VCU的位置。（2）MCU位置：通常位于逆變器內(nèi)部。功能：是電機(jī)的主控制模塊，接收VCU信號(hào)，控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向、輸出功率等。MCU通過接收VCU的車輛行駛控制指令，控制電機(jī)輸出指定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)車輛行駛。實(shí)現(xiàn)把動(dòng)力電池的直流電能轉(zhuǎn)換為所需的高壓交流電、并驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出機(jī)械能。同時(shí)，MCU還會(huì)利用傳感器采集如下信息，并將運(yùn)行狀態(tài)的信息發(fā)送給整車控制器VCU。這包括：①電流傳感器：用以檢測(cè)電機(jī)工作的實(shí)際電流。②電壓傳感器：用以檢測(cè)供給逆變器工作的實(shí)際電壓。③溫度傳感器：用以檢測(cè)電機(jī)控制系統(tǒng)自身的工作溫度。下圖所示為北汽新能源EV200的MCU，位于前機(jī)艙內(nèi)。（3）BMS位置：通常位于動(dòng)力電池組總成內(nèi)部。功能：是動(dòng)力電池內(nèi)電池的管理模塊。BMS是動(dòng)力電池最關(guān)鍵的控制模塊，用于檢測(cè)動(dòng)力電池內(nèi)單個(gè)電池單元的電壓、電流，并實(shí)現(xiàn)多個(gè)電池單元之間的均衡控制。圖3-2-7所示為騰勢(shì)純電動(dòng)汽車內(nèi)BMS的位置，通常純電動(dòng)汽車內(nèi)的BMS控制模塊只有1個(gè)，但是由于動(dòng)力電池內(nèi)部由多個(gè)電池組串聯(lián)，因此BMS還會(huì)在每個(gè)電