电动汽车概论（第2版）课件：纯电动汽车

纯电动汽车学习目标●了解纯电动汽车性能指示●熟悉纯电动汽车结构与工作原理●了解纯电动汽车设计基本方法●了解纯电动汽车能量管理系统功能及组成纯电动汽车第一节纯电动汽车概述第二节纯电动汽车性能指标第三节纯电动汽车动力与传动装置参数匹配第四节纯电动汽车蓄电池管理系统一、纯电动汽车的特点第一节纯电动汽车概述与传统的燃油汽车和其他类型的电动汽车相比，纯电动汽车的特点是：

*无污染，噪声低

*能源效率高，且多样化

*结构简单，使用维修方便

*动力电源使用成本高，续驶里程短纯电动汽车（BatteryElectricVehicle，BEV）是指以蓄电池为车载电源，以电动机为唯一驱动力的电动汽车，通常简称为EV。一、纯电动汽车的特点第一节纯电动汽车概述与传统的燃油汽车和其他类型的电动汽车相比，纯电动汽车的特点是：

*无污染，噪声低

*能源效率高，且多样化

*结构简单，使用维修方便

*动力电源使用成本高，续驶里程短纯电动汽车不产生排气污染，是真正意义上的零污染汽车。纯电动汽车电动机运转时的噪声比内燃机小，因而纯电动汽车行驶时的噪声很小，大大提高了汽车的乘座舒适性。

*无污染，噪声低一、纯电动汽车的特点与传统的燃油汽车和其他类型的电动汽车相比，纯电动汽车的特点是：

*无污染，噪声低

*能源效率高，且多样化

*结构简单，使用维修方便

*动力电源使用成本高，续驶里程短纯电动汽车能源效率更要高过燃油汽车。加之停驶时不消耗电能，又可以实现制动能量回收利用。

*能源效率高，且多样化充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等多种能源转化。

可以利用夜间电网用电的低谷向蓄电池充电，有利于电网均衡负荷，提高电力资源的利用率。第一节纯电动汽车概述一、纯电动汽车的特点与传统的燃油汽车和其他类型的电动汽车相比，纯电动汽车的特点是：

*无污染，噪声低

*能源效率高，且多样化

*结构简单，使用维修方便

*动力电源使用成本高，续驶里程短

EV结构简单，动力传动部件少，维护保养工作量小，除有刷直流电动机外，其它电动机无需维护。

*结构简单，使用维修方便

EV动力驱动系统、电子控制系统故障检修与传动汽车传动系统相比，也较为简单。

EV的驾驶操纵也更为简单。第一节纯电动汽车概述一、纯电动汽车的特点与传统的燃油汽车和其他类型的电动汽车相比，纯电动汽车的特点是：

*无污染，噪声低

*能源效率高，且多样化

*结构简单，使用维修方便

*动力电源使用成本高，续驶里程短蓄电池多项技术性能指标还未达到设想目标，且价格高、使用寿命短，EV本身价格较高，使用成本不低。

*动力电源使用成本高，续驶里程短蓄电池能量密度低，续驶里程短，充电时间长。

EV新车价格、使用成本、充电时间等方面的问题，使其还不能完全超越传统的燃油汽车。第一节纯电动汽车概述二、纯电动汽车的基本结构纯电动汽车的基本结构大体上可分为主能源子系统、电力驱动子系统和辅助控制子系统三部分。主能源子系统电力驱动子系统辅助控制子系统第一节纯电动汽车概述二、纯电动汽车的基本结构

EV的主能源子系统：包括主电源和能量管理系统，带有车载充电设备的纯电动汽车，则还应包括充电单元。主能源子系统电力驱动子系统辅助控制子系统1.主电源子系统能量管理系统能量源充电单元第一节纯电动汽车概述二、纯电动汽车的基本结构

EV电力驱动子系统：由整车控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和驱动车轮等部分组成。主能源子系统电力驱动子系统辅助控制子系统2.电力驱动子系统整车控制器功率转换器电机机械传动装置第一节纯电动汽车概述二、纯电动汽车的基本结构

EV辅助控制子系统：包括辅助动力源和车载用电设备两部分。主能源子系统电力驱动子系统辅助控制子系统3.辅助控制子系统辅助动力源动力控制单元温度控制单元第一节纯电动汽车概述三、纯电动汽车的类型按车载电源分按用途不同分按驱动系统分电动轿车电动货车电动客车单电源电动汽车多电源电动汽车机械传动型纯电动汽车无变速器型纯电动汽车无差速器型纯电动汽车电动轮型纯电动汽车纯电动汽车第一节纯电动汽车概述三、纯电动汽车的类型

电动轿车：是目前最多见的纯电动汽车，除了一些概念车，纯电动轿车已经量产，并已进入汽车市场。电动货车：多为城市短途运货车辆，用作公路运输的电动货车目前还比较少，在矿山、工地及一些特殊场地，则早已出现过一些大吨位的纯电动载货汽车。1.按用途不同分类电动客车：目前，纯电动的小型客车也较少见，纯电动大客车多用作公共汽车，在一些城市的公交线路上、世博会、世界性的运动会等，纯电动大客车已经有了良好的表现。第一节纯电动汽车概述三、纯电动汽车的类型单电源电动汽车：单电源纯电动机汽车的主电源就是蓄电池,结构简单，控制较简便，但主电源瞬时输出功率和制动能量回馈效率会受制于蓄电池的性能、最大可接受电流及荷电状态。2.按车载电源不同分类

多电源电动汽车：蓄电池加超级电容或蓄电池加飞轮电池的电源组合，可降低对蓄电池容量、比能量、比功率的要求。由辅助储能装置协助供电，使电动汽车动力性提高；汽车制动时，辅助储能装置可接受大电流充电，提高了制动能量的回馈效率。第一节纯电动汽车概述三、纯电动汽车的类型3.按驱动系统组成和布置形式分类纯电动汽车分为机械传动型、无变速器型、无差速器型和电动轮型四种类型，第一节纯电动汽车概述三、纯电动汽车的类型3.按驱动系统组成和布置形式分类这种结构形式可以提高纯电动汽车的起动转矩及低速时的后备功率，对驱动电机要求低，可选择功率较小的电动机。◆机械传动型◆无变速器型◆无差速器型◆电动轮型

机械传动型：保留了内燃机汽车的传动系统，只是把内燃机换成了电动机。M:电动机C:离合器D:差速器GB:变速器◆机械传动型第一节纯电动汽车概述三、纯电动汽车的类型3.按驱动系统组成和布置形式分类优点是机械传动装置质量较轻、体积较小，但对电动机要求较高(较高的起动转矩，较大的后备功率)，以保证纯电动汽车的起步、爬坡、加速等动力性能。◆机械传动型◆无变速器型◆无差速器型◆电动轮型M:电动机FB:减速器D:差速器◆无变速器型无变速器型：取消了离合器和变速器，采用固定速比减速器，通过电动机控制实现变速功能。第一节纯电动汽车概述三、纯电动汽车的类型3.按驱动系统组成和布置形式分类无变速器型纯电动汽车的另一种结构是把电动机、减速器和差速器集成为一个整体，两根半轴连接驱动车轮，这种结构在小型电动汽车上应用很普遍。◆机械传动型◆无变速器型◆无差速器型◆电动轮型M:电动机FB:减速器D:差速器◆无变速器型无变速器型：取消了离合器和变速器，采用固定速比减速器，通过电动机控制实现变速功能。第一节纯电动汽车概述三、纯电动汽车的类型3.按驱动系统组成和布置形式分类汽车转向时由电子控制系统实现电子差速，因此，电动机控制系统比较复杂。◆机械传动型◆无变速器型◆无差速器型◆电动轮型M:电动机FB:减速器◆无差速器型无差速器型：这种结构形式采用两个电动机，通过固定速比的减速器分别驱动两个车轮，每个电动机的转速可以独立地调节。第一节纯电动汽车概述三、纯电动汽车的类型3.按驱动系统组成和布置形式分类需要增设减速比较大的行星齿轮减速器，以便将电动机转速降低到理想的车轮转速。这种结构形式对控制系统控制精度和可靠性的要求较高。◆机械传动型◆无变速器型◆无差速器型◆电动轮型M:电动机FB:减速器◆电动轮型电动轮型：这种电动汽车将电动机直接装在驱动轮内（也称轮毂电动机），可进一步缩短电动机到驱动车轮之间的动力传递路径。第一节纯电动汽车概述三、纯电动汽车的类型3.按驱动系统组成和布置形式分类电动轮型纯电动汽车的另一种结构形式采用低速外转子电动机，去掉了减速齿轮，电动机的外转子直接安装在车轮的轮缘上。◆机械传动型◆无变速器型◆无差速器型◆电动轮型M:电动机M要有高的起动转矩，较大的后备功率。电动轮型：这种电动汽车将电动机直接装在驱动轮内（也称轮毂电动机），可进一步缩短电动机到驱动车轮之间的动力传递路径。◆电动轮型第一节纯电动汽车概述一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标1.试验循环行驶工况试验循环行驶工况是指预先确定的行驶速度与时间的变化关系图线，电动汽车试验时必须按规定的速度时间程序行驶。*何谓试验循环行驶工况*设置试验循环行驶工况的意义*如何设置试验循环行驶工况*何谓试验循环行驶工况一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标1.试验循环行驶工况设置试验循环行驶工况的目的是能合理地评价纯电动汽车的性能。*何谓试验循环行驶工况*设置试验循环行驶工况的意义*如何设置试验循环行驶工况*设置试验循环行驶工况的意义一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标1.试验循环行驶工况不同国家或地区的驾驶条件差异很大，各个国家分别制定有自己的循环工况。*何谓试验循环行驶工况*设置试验循环行驶工况的意义*如何设置试验循环行驶工况*如何设置试验循环行驶工况一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标1.试验循环行驶工况典型试验循环行驶工况：美国城市循环工况(UDDS)ECE-R15循环工况日本10-15循环工况SAEJ227a试验循环工况

中国试验循环工况一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标2.续驶里程纯电动汽车在蓄电池充足电状态下，按一定的行驶工况，能连续行驶的最大距离（单位：km）称为续驶里程。*何谓续驶里程*续驶里程的意义*续驶里程参数如何获取*何谓续驶里程一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标2.续驶里程燃油汽车的经济指标是百公里油耗，而纯电动汽车是以续驶里程作为经济性指标。*何谓续驶里程*续驶里程的意义*续驶里程参数如何获取*续驶里程的意义一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标2.续驶里程对于某型号的纯电动汽车，需要通过相应的测试来得到续驶里程参数。测试方法有工况法和等速法两种。*何谓续驶里程*续驶里程的意义*续驶里程参数如何获取*续驶里程参数如何获取一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标2.续驶里程

条件：试验时须将试验车辆加载规定的试验质量。

方法：在底盘测功机上按规定的试验循环工况进行。在工况试验循环结束时，所记录的车辆行驶距离即为工况法测得的续驶里程。⑴工况法获取续驶里程：

试验质量：电动汽车整车整备质量与试验所需附加质量之和，而附加质量分别为：

1）最大允许装载质量（包括驾驶员质量）小于或等于180kg，最大允许装载质量即为附加质量。2）最大允许装载质量大于180kg，但小于360kg，附加质量为180kg。3）最大允许装载质量大于360kg，附加质量为最大允许装载质量的一半。一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标2.续驶里程

方法：在道路上进行，车辆以(60±2)km/h或(40土2)km/h等速行驶,蓄电池达到一定放电深度时车辆驶过的距离（km），即为等速法测量的续驶里程。⑵等速法获取续驶里程：一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标3.电动汽车能量消耗率是指电动汽车经过规定的试验循环后对动力蓄电池重新充电至试验前的容量，从电网上得到的电能除以行驶里程所得的值，单位为kw·h/100km。*能量消耗率定义*能量消耗率限值*能量消耗率限值的意义*能量消耗率定义一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标3.电动汽车能量消耗率国家市场监督管理总局与国家标准化委员会联合批准发布了《电动汽车能量消耗率限值》国家标准，对电动汽车能耗指标提出了具体的技术标准。*能量消耗率定义*能量消耗率限值*能量消耗率限值的意义*能量消耗率限值一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标3.电动汽车能量消耗率该标准旨在为消费者降低电动汽车用电成本，并促进新能源汽车产业健康发展。*能量消耗率定义*能量消耗率限值*能量消耗率限值的意义*能量消耗率限值的意义一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标4.续驶里程的影响因素分析①等速行驶：与行驶阻力成反比，蓄电池能量成正比；②低速、整车质量小：续驶里程增加；③蓄电池容量增加：续驶里程增加，但质量增加，占有的空间增大。需通过优化设计来实现最佳蓄电池组匹配。⑴整车参数对续驶里程的影响⑵蓄电池均匀性的影响⑶环境温度影响⑴整车参数对续驶里程的影响一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标4.续驶里程的影响因素分析蓄电池性能不一致时，工作时容易导致蓄电池的不一致性的扩大，蓄电池组的整体容量和端电压均会降低，其放电能力随之下降，导致续驶里程下降。⑴整车参数对续驶里程的影响⑵蓄电池均匀性的影响⑶环境温度影响⑵蓄电池均匀性的影响一、纯电动汽车的经济性指标第二节纯电动汽车性能指标4.续驶里程的影响因素分析环境温度低，蓄电池的内阻大，容量下降，使蓄电池的放电能力下降，导致电动汽车续驶里程缩短。⑴整车参数对续驶里程的影响⑵蓄电池均匀性的影响⑶环境温度影响⑶环境温度影响二、纯电动汽车的动力性指标第二节纯电动汽车性能指标1.电动机的特性⑴电动机的工作特性

转速比：电动机的最高转速与惹事之比值在功率变换器的作用下，电动机的工作特性为：0~基速实现恒转矩输出；基速后恒功率输出。◆恒转矩◆恒功率二、纯电动汽车的动力性指标第二节纯电动汽车性能指标1.电动机的特性⑴电动机的工作特性

低速区：电动机具有恒转矩特性在低速运行区域，随着转速上升，由功率变换器向电动机供电的电压升高，而磁通保持不变；在其速运行点处，电动机端电压到达电源电压。◆恒转矩◆恒功率◆恒转矩二、纯电动汽车的动力性指标第二节纯电动汽车性能指标1.电动机的特性⑴电动机的工作特性

高速区：电动机具有恒功率特性超过基速后，电动机端电压保持不变，而磁通衰减，因此其转矩随着转速增加呈双曲线下降。◆恒转矩◆恒功率◆恒功率二、纯电动汽车的动力性指标第二节纯电动汽车性能指标1.电动机的特性⑵电动机的机械特性永磁电动机x<2开关磁阻电动机x>6异步电动机约为x≈4具有大范围恒功率区域的电动机，其最大转矩能显著提高。因此，车辆的加速和爬坡性能得以改善，而传动装置也可简化。不同型式的电动机都有其固有最高转速比的限值二、纯电动汽车的动力性指标第二节纯电动汽车性能指标2.动力性参数(1)最高车速

*最高车速定义

*1km最高车速

*30min最高车速最高车速定义：是指汽车在无风的条件下，在水平良好硬路面上所能到达的最高车速。

*最高车速定义二、纯电动汽车的动力性指标第二节纯电动汽车性能指标2.动力性参数(1)最高车速

*最高车速定义

*1km最高车速

*30min最高车速

1km最高车速：1km最高车速通常简称为最高车速，指纯电动汽车能够往返各持续行驶1km以上距离的最高平均车速。

*1km最高车速二、纯电动汽车的动力性指标第二节纯电动汽车性能指标2.动力性参数(1)最高车速

*最高车速定义

*1km最高车速

*30min最高车速

30min最高车速：是指纯电动汽车能够持续行驶30min以上的最高平均车速。

*30min最高车速二、纯电动汽车的动力性指标第二节纯电动汽车性能指标2.动力性参数(2)最大加速能力*最大加速能力表示方式

*加速能力评价方法最大加速能力表示方式：用汽车原地起步的加速能力和超车加速能力来表示，通常采用汽车加速过程中所经过的加速时间或加速距离作为评价汽车加速能力的指标。*最大加速能力表示方式二、纯电动汽车的动力性指标第二节纯电动汽车性能指标2.动力性参数(2)最大加速能力*最大加速能力表示方式

*加速能力评价方法加速能力评价方法：纯电动汽车的加速能力用从速度V1加速到速度V2所需的最短时间（s）来评价。V1可以是0或是某个速度。*加速能力评价方法二、纯电动汽车的动力性指标第二节纯电动汽车性能指标2.动力性参数(3)爬坡能力汽车爬坡能力的定义：是指汽车在良好道路上以最低行驶车速上坡行驶的最大坡度。爬坡能力评价方法：纯电动汽车的爬坡能力用坡道起步能力和爬坡车速来评价。坡道起步能力：指纯电动汽车加载到最大设计总质量时在坡道上能够起动且1min内向上行驶至少10m的最大坡度。爬坡车速：加载到最大设计总质量后，纯电动汽车在给定坡度(4%和12%坡度)的坡道上能够持续行驶1km以上的最高平均车速。一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择1.电动机类型选择⑴纯电动汽车对电动机的基本要求①较大的起动转矩：以保证纯电动汽车有良好的起动和加速性能。②较宽的恒功率范围：保证EV具有高速行驶的能力，电动机的过载能力应达到2~3倍。

③较大范围的调速功能：在低速时具有较大的转矩，在高速时具有高功率，按驾驶员对加速踏板的控制，及时调整EV的行驶速度和驱动力。④体积小、重量轻：电动机的外形尺寸要求尽可能小，质量尽可能轻。⑤工作可靠性好：耐温和耐潮湿性能强，能在较恶劣环境下长期工作，运行时噪音低，维修方便。一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择1.电动机类型选择⑵电动机选择需要考虑的问题①电动汽车的总体设计目标②驱动系统结构形式③综合考虑驱动系统的成本①电动汽车的总体设计目标：设计目标（载重量、最高车速、加速性能、爬坡能力、续驶里程等不同时，对驱动系统结构形式、蓄电池类型及容量、电动机类型选择均会有所影响。①电动汽车的总体设计目标一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择1.电动机类型选择⑵电动机选择需要考虑的问题①电动汽车的总体设计目标②驱动系统结构形式③综合考虑驱动系统的成本②驱动系统结构形式：驱动系统结构形式不同，对电动机的起动转矩、调速范围、储备功率等的要求也不相同。②驱动系统结构形式一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择1.电动机类型选择⑵电动机选择需要考虑的问题①电动汽车的总体设计目标②驱动系统结构形式③综合考虑驱动系统的成本③综合考虑驱动系统的成本：电动机本身成本构成电动汽车整车成本，在性能参数满足要求的情况下，尽可能选用低成本电动机。在考虑成本因素时，不要忘记不同电动机所匹配的控制器成本。③综合考虑驱动系统的成本一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择2.电动机功率选择⑴电动机功率选择的基本原则①使电动机经常在高效区工作：尽量使电动机在实际运转过程中，能够经常处于高效率的范围，以获得较高的能量转化效率。②满足动力性要求：电动机功率应满足设计目标动力性的要求。⑵电动机功率选择的基本方法⑴电动机功率选择的基本原则一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择2.电动机功率选择⑴电动机功率选择的基本原则根据纯电动汽车总体设计目标，如载重量（承载人数）、最高车速、加速性能、爬坡能力、续驶里程等，估算电动机的功率。⑵电动机功率选择的基本方法⑵电动机功率选择的基本方法一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择2.电动机功率选择⑴电动机功率选择的基本原则⑵电动机功率选择的基本方法⑵电动机功率选择的基本方法根据纯电动汽车的最高车速估算电动机功率Pu根据纯电动汽车的加速性能要求估算电动机功率Pa根据纯电动汽车的爬坡性能要求估算电动机功率Pi一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择2.电动机功率选择⑴电动机功率选择的基本原则⑵电动机功率选择的基本方法⑵电动机功率选择的基本方法电动汽车驱动电动机的最大功率应能同时满足汽车对最高车速、加速度、以及爬坡度的要求。所以电动汽车电动机的额定功率：电动机的峰值功率为：λ—电动机的过载系数，一般为2~3一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择3.电动机电压的选择⑴电动机电压高的优缺点

优点：电动机电压高，电路电流小，对导线和开关等的要求较低，蓄电池容量可较小。

缺点：蓄电池串联数量多，总体上蓄电池的成本及质量有所增加，对动力性有所影响，蓄电池不均匀性的影响较大。电源系统的电压高，车载设备的安全保护级别需要提高，这也会增加电动汽车的成本。一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择3.电动机电压的选择⑵电动机电压低的优缺点

优点：电动机电压低，蓄电池串联较少，虽然单个蓄电池容量增加，但电池组不一致性影响较小。

缺点：电路电流大，导线的截面积大，功率开关器件额定电流大，成本也随之增加。电系电流增大，也带来了功率设备额外损耗的增加，从而会影响电动汽车的使用寿命。一、驱动电动机类型和性能参数的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择3.电动机电压的选择⑶电动机电压的选择范围在通常情况下，纯电动汽车电压的选择范围：

微型电动汽车的选择范围为48～288V；

普通电动汽车的一般在300V左右；

电动大客车选择范围为400～600V。电动机额定电压合理与否，对电动机驱动系统和整车性能均有重要的意义。二、蓄电池数量及容量的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择1.蓄电池类型的选择⑴蓄电池选型需考虑的因素

电动汽车整体因素：选择蓄电池类型时需考虑的因素有：

纯电动汽车总体设计目标；

驱动系统的类型；

电动汽车的成本。

蓄电池本身的因素：充分考虑各类蓄电池性能特点及价格因素：

蓄电池功率密度和能量密度；

蓄电池的可靠性与寿命；

蓄电池的价格。

二、蓄电池数量及容量的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择1.蓄电池类型的选择⑵蓄电池选型需注意问题功率型蓄电池特点：功率型蓄电池对提高纯电动汽车的动力发表利，但能量相对较差，对续驶里程不利。解决方案：可选用能量型蓄电池，通过匹配超级电容或飞轮电池来提高动力性。二、蓄电池数量及容量的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择2.蓄电池数量的选择⑴蓄电池最小数量估算选择依据：蓄电池最小数量必须满足电动机最低工作电压的要求。蓄电池最小数量Nmin估算：二、蓄电池数量及容量的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择2.蓄电池数量的选择⑵蓄电池最大数量估算选择依据：蓄电池最大数量需考虑向电动机提供足够的功率以满足电动机的峰值功率要求。蓄电池最大数量Nmax估算：二、蓄电池数量及容量的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择3.蓄电池容量的选择⑴蓄电池容量估算选择依据：蓄电池容量主要是由纯电动汽车的续驶里程要求所决定。蓄电池容量Cb估算：二、蓄电池数量及容量的选择第三节动力匹配与传动装置参数选择3.蓄电池容量的选择⑵蓄电池容量选择注意事项基本要求：选择蓄电池容量要满足续驶里程设计要求，又要考虑整车的空间结构与底盘承载能力。注意事项：蓄电池容量越大，其贮存电能越多，续驶里程相应延长，但蓄电池组的重量增加，整车质量增加，导致行驶阻力增加，反过来又会影响纯电动汽车的续驶里程。一、蓄电池管理系统概述第四节蓄电池能量管理系统1.蓄电池管理系统的作用蓄电池管理系统（BatteryManagementSystems-BMS）通过对蓄电池性能状态的监测，实现对蓄电池的充放电控制、热管理、安全警报等管理，以防止蓄电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，最大限度地提高蓄电池的能量利用率。*保障蓄电池系统稳定工作*提高蓄电池能量利用率*确保蓄电池系统的使用安全蓄电池管理系统是电动汽车上极为重要的一部分，蓄电池管理技术也是电动汽车进一步发展的关键技术。一、蓄电池管理系统概述第四节蓄电池能量管理系统2.蓄电池管理系统的基本组成信号采集系统：蓄电池温度传感器、电压采样电路、电流传感器、A/D转换器等部件及线路连接，组成了BMS的信号采集系统。BMS的基本组成主要包括信号采集系统、电子控制系统和执行及通信系统三大部分。◆信号采集◆信号采集◆电子控制器◆执行与通信信号采集系统可使BMS实时获取蓄电池的电压、电流及温度等参数。一、蓄电池管理系统概述第四节蓄电池能量管理系统2.蓄电池管理系统的基本组成电子控制器：包括输入电路、微处理器、输出电路及通信接口等。◆信号采集◆电子控制器◆执行与通信

输入电路：将传感器信号转换为二进制数字信号，并通过输入/输出（I/O）接口输送给微处理器。

微处理器：对输入进行分析处理后输出控制信号，实现对蓄电池管理协调控制。

输出电路：将微处理器输出的二进制控制指令代码转换为相应的控制脉冲，并驱动各执行器工作。◆电子控制器一、蓄电池管理系统概述第四节蓄电池能量管理系统2.蓄电池管理系统的基本组成

执行器与通信系统：BMS通过热管理执行器实现蓄电池的热管理，通过与充电设备及整车控制器的通信，实现均衡充电、制动能量回馈、电能输出及输出比率、SOC显示等的控制。◆信号采集◆电子控制器◆执行与通信◆执行与通信二、蓄电池管理系统的基本功能与硬件构成第四节蓄电池能量管理系统1.蓄电池管理系统的基本功能1）蓄电池组端电压及单个蓄电池电压的检测2）蓄电池温度的检测3）蓄电池组工作电流的检测4）蓄电池绝缘电阻的检测5）冷却风机的控制7）蓄电池故障分析和在线报警8）与整车控制器实现数据通信9）为车载显示设备提供信息10）与充电设备通信二、蓄电池管理系统的基本功能与硬件构成第四节蓄电池能量管理系统⒉蓄电池管理系统的硬件构成为了避免箱体之间出现高压连接导线，通常采用了集散式系统设计，由一个中央控制模块和多个测控模块组成，每个蓄电池箱配备1个蓄电池测控模块。二、蓄电池管理系统的基本功能与硬件构成第四节蓄电池能量管理系统⒉蓄电池管理系统的硬件构成主控模块：包括电流测量、绝缘检测和通讯接口部分，有两路CAN接口，CAN1用于车辆行驶时与整车控制器、电动机控制器的通讯，CAN2用于主控模块与车载监控显示系统以及充电过程中与充电机的通信联络。主控模块电路构成一例1)主控模块二、蓄电池管理系统的基本功能与硬件构成第四节蓄电池能量管理系统⒉蓄电池管理系统的硬件构成

测控模块：硬件系统主要实现电压测量、温度测量及热管理和通讯等功能。在测控模块上，除了和主控模块通信的RS485接口外，还有一路CAN接口，以便和手动检测设备进行通讯。测控模块电路构成一例2）测控模块三、蓄电池热管理第四节蓄电池能量管理系统1.蓄电池热管理的必要性

适当的高温：蓄电池具有较高的活性，其内阻较小，能量可等到更充分地利用，实际的放电能力有所提高。1）蓄电池温度过高或过低的影响

温度过高：蓄电池长时间工作在高温环境下，其寿命会明显缩短。温度太高时，还会出现蓄电池严重损坏的现象。

温度过低：蓄电池在低温时，活性明显降低，蓄电池的欧姆内阻和极化内阻增加，放电能力下降，使得蓄电池的实际可用容量减小，能量利用效率也下降。三、蓄电池热管理第四节蓄电池能量管理系统1.蓄电池热管理的必要性

控制在正常温度范围：当蓄电池的温度或者温度的上升率达到预先设置的高限值时，BMS启动热管理功能，对蓄电池进行散热处理（风冷或水冷），将蓄电池的温度和温升控制在一定的范围内。2）蓄电池温度控制方法

异常温度时的控制：当蓄电池温度管理失效而使蓄电池的温度达到最高允许值时，蓄电池温度管理系统可停止对蓄电池的使用操作，以保证蓄电池的使用安全。

温度过高的原因：蓄电池在充放电过程中，内部的电化学反应过程会有热量产生，如果不对其进行热管理，就会使蓄电池的温度失控。三、蓄电池热管理第四节蓄电池能量管理系统2.蓄电池热管理原理1）蓄电池高温控制原理

避免过高温度控制：BMS通过实时温度监测，当蓄电池温度达到设定的高限值时，蓄电池管理系统便启动风机对蓄电池进行降温；当蓄电池温度降到设定的低限值时，蓄电池管理系统立即关闭风机。

安全保障功能：如果因某种原因而使蓄电池温度达到故障的极限值，BMS就会发出报警信号，并会控制蓄电池停止充放电，以确保蓄电池的安全。三、蓄电池热管理第四节蓄电池能量管理系统2.蓄电池热管理原理2）蓄电池低温控制原理

低温控制说明：在低温时，蓄电池的活性差，对锂离子电池来说，由于负极石墨的嵌入能力下降，这时候大电流充电很可能出现蓄电池热失控甚至于安全事故。

低温控制原理：锂离子电池充电时，当蓄电池管理系统监测到蓄电池的温度过低时，会向充电装置发出控制信号，充电装置根据蓄电池管理系统的控制信号，转入小电流充电。三、蓄电池热管理第四节蓄电池能量管理系统2.蓄电池热管理结构1）串行通风方式

串行通风方式：这种串行通风方式蓄电池的散热均匀性不太理想，目前已较少采用。空气空气三、蓄电池热管理第四节蓄电池能量管理系统2.蓄电池热管理结构2）并行通风方式

并行通风方式：通过对蓄电池的布置、楔形进排气通道的合理设计，可确保各蓄电池之间缝隙空气流量均匀，各蓄电池散热一致。空气空气四、蓄电池绝缘电阻检测第四节蓄电池能量管理系统1.蓄电池组绝缘检测意义1）纯电动汽车的电源电压

纯电动汽车电源的电压：EV动力电池组的电压一般在200V以上，较高的电压可减小电动汽车电气设备的工作电流，可使电气设备和整车的重量减轻。电源电压高的问题：

*蓄电池组的电压高，其连接线路、功率转换器、电动机等与车辆底盘之间的绝缘性能要求也更高。

*绝缘介质容易老化，加之受潮湿的环境影响及其他影响因素，容易导致高压系统线路和车辆底盘之间的绝缘性能下降，致使蓄电池组通过不良的绝缘层漏电，使底盘电位升高。四、蓄电池绝缘电阻检测第四节蓄电池能量管理系统1.蓄电池组绝缘检测意义2）检测蓄电池