电动汽车产品开发流程培训

车载电源系统开发
可用容量电池的开发
电池管理器的开发
整车控制器开发
• 整车控制器软、硬件及控制策略开发
– 采用单片微处理器及其操作系统 – 混合动力控制策略要针对以下几种情况︰
• 车辆停止時，发动机同樣靜止，采用Idle Stop模式。 • 当起步時，ISG可快速启动发动机。 • 起步和加速時，发动机采用高转速点火模式，同時电机提供輔 助驱动扭矩。 • 急加速時，发动机采用大负荷模式，同時电机輔助驱动。 • 低速巡航時，发动机采用部分负荷模式。如果电量充足，只靠 电机驱动车辆，但此時发动机還保持运转。 • 高速巡航時，发动机采用大负荷模式。 • 減速時，发动机采用Idle Stop 模式，发动机气門关闭並保持 运转，电机为电池充电。
输出 设计任务书
电动汽车整车集成开发的主要工作
产品 构想
概念设计
工程设计
设计验证
生产启动
项目 策划
概念 选择
零部件 设计
产品工艺 设计
实验 验证
生产 验证
小批量试 生产
概念 认可
概念 设计
零部件 认可
总布置 认可
功能样车 制造
工装样车 制造
批量车 实验
总布置设计
产品及工艺 设计完成
功能样车 实验
工装样车 实验
• 电动乘用车的电池箱总质量与整车整备质 量的合理比值：不大于30%。 • 车辆按GB/T 19514，测量车辆行李箱容积， 应不小于0.45 m3
标准电动乘用车
• 最高车速：按照GB/T 18385 规定的试验方法测量车 辆最高车速和车辆30 分钟最高车速，其最高车速应不 低于85 km/h；30 分钟最高车速应不低于65 km/h。 • 加速性能：按照GB/T 18385 规定的试验方法测量车 辆0～50 km/h 和50 km/h～80 km/h 的加速性能，其 加速时间应不超过10 s 和15s。 • 爬坡性能：按照GB/T 18385 规定的试验方法，测量 车辆爬坡车速和车辆最大爬坡度：
– 车辆通过4%坡度的最高稳定车速应不低于70 km/h。 – 车辆通过12%坡度的最高稳定车速应不低于40 km/h。 – 车辆最大爬坡度应不低于20%。
低速短程电动车
• 暂时国家还没有标准要求。 • 企业自定：适应上班族往返代步，续驶里 程60公里；最高车速50km/h；爬坡能力满 足城市道路建设规范。 • 可以利用目前成熟的铅酸蓄电池做车载电 源。 • 可以利用安全电压以内的电机系统。 • 可以降低整车成本，满足市场需求。
2010年6月22日
立项
概念设计工作1
开始多方案研究
概念设计
报批初步的方案 总布置基本内容确定
概念设计工作2
概念设计过程
产品详细描述 明确产品性能指标 明确详细结构配置 编制设计任务书 输出 项目启动 车型描述表 概念设计 组织Benchmarking评价 基本尺寸定义 初步人机工程分析及目标 定义 基本的法律法规定义 绘制概念草图 定义基本硬点 确定项目组成员 输出 工程设计目标 输出
动力总线
发动机 辅助控制器 （EAC-ECU） 启动发电一体机 控制器 （ISG-ECU） 动力电池组 控制器 （BMS-ECU） 自动离合器 控制器 （AC-ECU）
• 电动助力转向开发
3电动助力转向
– 电动助力转向可以提高整车燃油经济性：系统 只在需要助力时提供助力，不需要时不消耗发 动机的功率，因而节油。即使发动机熄火，电 动助力转向系统还能照常工作，因此很适用于 电动汽车或电汽混合型车辆。 – 现有的电动助力转向资源需要进行应用开发。
电动汽车新增零部件开发：
• • • • • • • • • • • • 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 各种电子踏板 CAN通讯和故障诊断仪 电动助力转向 制动力分配器 电动真空泵开发 电动空调 车载充电器 热管理系统 直流电压变换器 发动机开发 自动变速器开发 自动离合器开发
整车电器件布置
整车线束布置
布置难点分级
确定更改设计方案 数据发布
输出 输出
布置分析报告 布置评审
总布置设计工作2
总布置设计（二）
更改件更新 数据输入 动、静态间隙及干涉 检查\法规标准项检查
更改可行性论证 协调零部件更改设计 零部件审查 至零部件设计冻结 发动机舱和下车身工 程审查 法规标准项审查 协调造型提修改方案 协调工程修改方案 输出 工程审查报告 协调造型修改 协调零部件修改 总布置冻结 工程审查
特殊场地专用车
• 利用低速短程电动车产生的派生车型。 • 可应用于：
– 货场搬运车 – 邮政车 – 高尔夫球场车 – 校园、社区通行车 – 垃圾车
三大系统开发
1. 电力驱动系统 2. 车载电源系统 3. 整车控制器
电力驱动系统开发
• 电机及控制器的开发
– 电动机本体的机械和电气参数设计 – 电机控制器的硬件设计和软件开发 – 要点：扭矩和转速范围要与整车要求匹配； 电机工作特性控制要精确； 系统安全可靠，寿命长，成本合适。
初步定义更改件／ 新开发件 动力总成初步布置 更改件初步布置 初步定义新件位置限制
设计任务书
完善概念草图
ห้องสมุดไป่ตู้
输出
２Ｄ概念草图
概念设计工作3
1、动力性、经济性匹配
最高车速
混合动力车的油 耗分析
加速时间
动力性
经济性
最大爬坡度
电动汽车的电能 消耗分析
概念设计工作4
2、发动机舱及下车身布置
布置空间
成本
发动机舱及下车身布置
4制动力分配器
• 制动力分配器开发
– 混合动力汽车由于 电机的加入，使制 动能量再生成为可 能。但是如何分配 机械制动力和电气 制动力需要制动力 分配控制器。 – 现在还没有资源， 需要根据需要开发。
• 电动真空泵开发 – 传统车制动系统真空助力装置的真空源来自于 发动机进气歧管。 – 混合动力发动机取消怠速后，制动系统没有了 真空源仅由人力所产生的制动力将无法满足行 车时制动的需要。 – 为此，要选一足够排气量的电动真空泵，电动 真空泵由蓄电池驱动产生真空，通过一个自动 三通阀与进气歧管连通。该电动真空泵动作由 整车控制器管理，发动机工作时，真空泵停转， 发动机停机时，真空泵运转。
8热管理系统
• 热管理系统
– 电机液体冷却系统使用的散热器可以在发动机 散热器资源的基础上开发。 – 增加电动水泵驱使冷却液循环；由整车控制器 根据电机系统温升控制其运转和停止。 – 电池冷却系统一般使用强制风冷装置，风扇控 制划归电池管理系统控制。
9直流电压变换器
• 直流电压变换器
– 为了给低压系统供电，保留了低压蓄电池组， 为此必须用直流电压变换器为其充电 – 必须保证输入的高压与输出地低压完全隔离
5电动真空泵开发
6电动空调
• 电动空调或双驱动空调
– 为了不降低混合动力车的乘驾舒适性，纯电动 空调或者双驱动空调必不可少。 – 目前能见到的电动空调就是日本电装为丰田开 发的，国内还很少见。 – 资源短缺。
7车载充电器
• 车载充电器
– 车载充电器一般设计为小功率，它的充电 时间一般为5～8h。 – 由于充电器和电池管理系统都装在车上， 所以它们之间需要通过车载的CAN网络进 行通讯。
配合造型工程审查 内外饰工程审查
根据流程 介绍要做的具体工作
车型确定
1. 标准电动乘用车 2. 低速短程电动车 3. 特殊场地用车
标准规定的电动乘用车
• • • • 摘自《纯电动乘用车 技术条件（征求意见稿）》 前置前轮驱动满载时，前轴负荷不小于55%； 前置后轮驱动满载时，后轴负荷不大于52%； 后置后轮驱动满载时，后轴负荷不大于60%。
批量生 产启动
项目 启动
概念 样车
功能样车
设计 冻结
工装样车 完成
正式 生产
项目 关闭
项目策划工作内容1
上级 产品构想
明确项目范围、时间计划
项目策划
明确项目技术目标、限制条件和风险
上报领导审查、准备项目正式启动
项目策划工作内容2
项目策划过程
财务可行性报告 根据公司规划——项目选定 选择车辆／动力系统 初步整车性能分析 输出 明确技术目标 整车技术可行性报告 市场可行性报告 汽车法规可行性报告 输出 项目管理
1各种电子踏板
• 各种电子踏板
– 电子油门踏板
– 电子制动踏板
– 电子离合器踏板
2 CAN通讯和故障诊断仪
• CAN通讯和故障诊断仪开发
– 混合动力系统信息传递与显示 – 整车故障分析软件（OBDⅡ） – CAN网布线和接插件
车身总线
多信息显示器 控制器 （MID-ECU） 混合动力车辆 控制器 （HV-ECU） 监视计算机 （MONITOR-PC） (开发阶段用)
完善概念设计方案
明确产品性能指标 明确详细结构配置 编制设计任务书 输出 设计任务书
混合动力电动汽车开发的主要工作
混合动力电动汽车
微度混合动力
轻度混合动力
四驱混合动力
整车集成
机电耦合方式研究
输出 明确产品性能指标 明确详细结构配置 编制设计任务书
电力驱动系统开发 车载电源系统开发 整车管理器开发
完善概念设计方案
安全
各系统、零部件 之间的影响
总布置设计工作1
总布置设计（一）
发动机舱和下车身布置 整理数据 车身、内外饰布置 电器、线束布置
动力总成详细布置
发动机舱内附件布置 管路布置设计 下车身布置设计 多种布置方案论证
仪表区域布置
乘客舱区域布置 行李舱区域布置 门、盖、附件布置 人机工程布置分析 法律、法规校核分析
10混合动力发动机开发
• 混合动力节能途径 1. 降低发动机规格：体积、重量功率 2. 控制发动机工作区在低油耗范围 3. 取消发动机怠速工作 4. 增加制动能量回收 混合动力节能措施4项中有三项与发动机相关
11自动变速器开发
• 自动变速器可以更好匹配发动机工作点在 高效区
12自动离合器开发
汇报完毕 敬请各位指正
电动汽车 产品 开发流程
电动汽车产品开发体系
电动汽车开发体系
纯电动汽车 开发
混合动力汽 车开发
• 电动汽车产品开发体系有二大分枝：
– 纯电动汽车开发 – 混合动力电动汽车开发
纯电动汽车开发的主要工作
纯电动汽车 标准电动 乘用车 低速短程电 动车 特殊场地专 用车
输出
整车集成
电力驱动系统开发 车载电源系统开发 整车管理器开发