新能源汽车核心技术详解

控制 系 统 两 部 分 ，执 行 部 分 包 括 充 电 设 备 的 地 面 充 电 机 、集 电 器 和 车 载 充 电 机 ，
储能系统的单体、电 箱 和 发 动 机 部 分 的 气 体 机 、汽油机和柴油机，发电
机的永磁同步和交流异步，离合器中的干式和湿式，驱动电机的永磁同步和交流 异步，齿轮箱部分的有级式自动变速器〈包括六V 丁、六丁和0 0 丁等》、行星排和 减速齿轮；二级模块的控带]系统 包 括 8从3 、曰0 0 、0 0 0 、0011、“011、丁011 和乂011，分别表示电池管理系统、发动机电子控制单元、发电机控制器、离合
^ +^ 十+十
发动机效军优化
十+十
纯电动能力
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成本惜力3万元. 0.2-13.5 1-2
3-4
4-6 6-8 ^12
1.2技术角度
并狀
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钝电动
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图 1 技术角度分类
技术 角度 由简 到 繁 分 为 纯 电 动 、 串联混合 动力 、并 联 混 合 动 力 及 混 联 混 合 动 力 ， 具 体 如 图 1 所示。其 中 表 示 83(3(8611对3116「9即 6『310「，带传动启停装置）
源车型选择应综合考虑结构复杂性、节油效果和成本增加，例如由通用、克莱斯
勒和宝马联合开发的三行星排双模系统，尽管节油效果较好，但由于结构复杂且
成 本 较 高 ，近 十 年 间 的 市 场 表 现 不 尽 如 人 意 。 2 新能源汽车模块规划
尽管新能源汽车分类复杂，但其中共用的模块较多，在开发过程中可采用模块化
新 能 源 汽 车 核 心 技 术 详 解 ： 电 池 包 和 测 5 、乂⑶ 、 【 0
电子创新网丨2001-15-20 11:54
2014年国内新能源汽车产销突破8 万辆，发展态势喜人。为了使新能源爱好者 和初级研发人员更好地了解新能源汽车的核心技术，笔者结合研发过程中的经验 总 结 ，从新 能 源 汽 车 分 类 、模 块 规 划 、 电 控 技 术 和 充 电 设 施等方面进行了分析。 1 新能源汽车分类 在 新 能 源 汽 车 分 类 中 ，“弱 混 、强混”与“串 联 、并联”不 同 分 类 方 法 令非业 内人士 感 到 困 惑 ，其 实 这 些 名 称 是 从 不 同 角 度 给 出 的 解 释 、并 不 矛 盾 。 1.1消费者角度 消 费 者 角 度 通 常 按 照 混 合 度 进 行 划 分 ，可 分 为 起 停 、弱 混 、中 混 、强 混 、插电和 纯电动，节油效果和成本增等指标加如表1 所 示 。表中“-”表示无此功能或较弱、 “+”个数越多表示效果越好，从表中可以看出随着节油效果改善、成本增加也较 多。
系 统 ，円
代
表
5丨3116「9606「3丨0『，启动机和发电机一体化装置》
系统、电机处于发动机和离合器之间， 中电机处于离合器和变速器输入端之
间， 表示电机处于变速器输出端或布置于后轴，？0 3 表 示 ？0 和 的 组 合 。
从统计表中可以看出，各种结构在国内外乘用或商用车中均得到广泛应用，相对 来 说 「2 在欧洲比较流行，行星排结构在日系和美系车辆中占主导地位，？0 3 等 组合 结构 在四 驱车 辆 中 应 用 较 为 普 遍 、欧 蓝 德 和 标 致 30 0 8 均已 实 现 量 产 。新能
器控制单元、电机控制器、变速器控制系统和整车控制器。三级模块体系中，包
括电池单体的功率型和能量型，永磁和异步电机的水冷和风冷形式，控制系统的 三级模块主要包括硬件、底层和应用层软件。
養年系嫌
块 三删 图 2 三级模块体系 根据功能和控制的相似性，三级模块体系的部分模块可组成纯电动(含增程式卜 插电并联混动和插电混联混动三种平台架构，例如纯电动(含增程式)由充电设备、 电动 附件、储 能 系 统 、驱 动 电 机 和 齿 轮 箱 组 成 。各 平 台 模 块 的 通 用 性 较 强 ，采用 平台和模块的开发方法，可共享核心部件资源，提升新能源系统的安全性和可靠 性 ，缩短周期、降低研发及采购成本。 3 新能源三大核心技术 在三级模块体系和平台架构中，整车控制器0/01^ 、电 机 控 制 器 和 电 池 管 理 系 统 是 最 重 要 的 核 心 技 术 ，对整车的动力性、经济性、可靠性和安全性 等有着重要影响。 3.1 乂⑶ 乂〇0 是实现整车控制决策的核心电子控制单元，一般仅新能源汽车配备、传统 燃油车无需该装置。乂0 0 通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾 驶员的驾驶意图；通过监测车辆状态〈车速、温度等》信 息 ，由乂0 0 判断处理后， 向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载附件电 力系统的工作模式；乂0 0 具有整车系统故障诊断保护与存储功能。 图 3 为乂011的结构组成，共包括外壳、硬件电路、底层软件和应用层软件，硬 件电路、底层软件和应用层软件是乂0 0 的关键核心技术。
方 法 ，共 享 平 台 、提 高 开 发 速 度 。总 体 上 讲 ，整个新能源汽车可分为 三级 模块 体
系 、如 图 2 所示，一级模块主要是指执行系统，包括充电设备、电动附件、储能
系 统 、发 动 机 、发 电 机 、离 合 器 、驱 动 电 机 和 齿 轮 箱 。二级模 块 分 为 执 行 系 统 和
表1 消费者角度分类
典型车型 & 瑞 3冗 通用8众5妄感750 4 6 … 羊田？“ 05 通闬、4 卜曰产I V
电功率比例 《596 5-1096 10-2096
》3096 》5096 10096
节油效果
〈596 5-12^ 15-2596 25-4096 乃 096 10096
起动乂倡机
十
再生制动