纯电动汽车有哪些控制系统

你好，纯电动汽车充电站主要由配电系统、充电系统、电池调度系统和充电站监控系统组成，下面就为大家分别介绍。 1、充电站配电系统 配电系统为充电站的运行提供电源，它不仅提供充电所需电能，而且还要满足照明、控制设备的需要，包括变配电所有设备、配电监控系统等。 2、充电站充电系统 充电系统是整个充电站的核心部分，根据电能补给方式的不同，氛围地面单相充电和整车充电两种充电系统，通常情况下，充电站采用单箱充电方式为更换下来的电池进行充电。单箱充电方式有利于提高电池组的均衡性，延长电池使用寿命。3、充电站电池调度系统 电池调度系统对所有的电池实时进行数量、质量和状态的额监控和管理，具备电池存储、电池更换、电池重新配组、电池组均衡、电池组实际容量测试、电池故障的应急处理等功能。电池更换是电池调度系统的核心。自动更换方式是动力电池快速更换的主要方式，由更换机械装置可控制系统组成的更换机器人完成。 4、充电站监控系统 充电监控系统是电动汽车充电站高效安全运行的保证，它实现对整个充电站的监控、调度和管理。

自去年12月深圳交警部门正式推出新能源汽车号牌以来，就陆续收到了网友的回应。由于新能源车牌比以前的车牌多了一个字符，很多停车场的智能识别系统无法进行正常识别，使得进出停车场非常不方便。市交警部门回应，在新能源车牌发布之初，考虑到智能车牌识别系统可能存在一定的滞后性，当时通知全市所有停车场适当增加人工服务，处理新能源车牌车辆的停放问题。与此同时，相关的识别系统升级也在加紧进行。该系统完善后，将统一推广到全市停车场，解决新能源汽车车牌无法识别的问题。近日，深圳交警发文要求提供车牌智能识别系统的捷顺、蜜蜂、小猫在3月31日前完成升级。要求深圳所有停车场在4月30日前完成系统升级，逾期未完成系统升级的，将暂停使用其设施的新建经营性停车场的营业执照，期满停止换发营业执照。

新能源汽车的核心技术主要是指电池、电机和电控，即人们常说的“三电”系统。

电池，即新能源汽车的动力电池，它主要影响新能源汽车的续驶里程和充电速度。维信关注”优能工程师”,教你学会专业全面的新能源汽车维修，让你的成长看得见。

当前，我国新能源汽车所使用的动力电池主要包括磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。2018年起，我国新能源乘用车基本上开始使用能量密度更高的三元锂电池，电动汽车的续驶里程从300公里步入如今的500公里时代，三元锂电池功不可没。目前，我国动力电池技术在世界上是领先的，据2017年资料显示，全球排名前十的动力电池企业中，中国占了7席。

电机主要影响新能源汽车的车速以及加速性能、爬坡性能与负载能力。电机一般可分为永磁同步电机和交流异步电机，我国新能源汽车一般使用的是效率更高、可靠性更强、体积更小的永磁同步电机。目前，我国有五个电机品牌名列全球前十。电控系统是连接电机与电池的神经中枢，主要是对整车进行动态监控，及时反馈调整各项技术参数。电控系统主要包括电池管理系统（BMS）和电机管理系统。北汽新能源拥有完全知识产权的第三代超级电控技术EMD3．0，能够检测全车260个部件数据，对电池实时监控调节，在电池充放电过程中进行安全防护，异常情况自动预警以及低充电温预加热，可实现在零下35度环境正常启动和充电。而比亚迪去年分布的IGBT4.0则是电机控制系统的核心元件，它是新能源汽车最核心的技术，其好坏直接影响电动车功率的释放速度：直接控制直、交流电的转换，同时对交流电机进行变频控制，决定驱动系统的扭矩（直接影响汽车加速能力）、最大输出功率（直接影响汽车最高时速）等。比亚迪IGBT被称为新能源汽车的“中国芯”，它的研发成功，打破了欧洲和日本对此芯片的垄断，有效降低了新能源汽车的造车成本和整车能耗。

与传统汽车相比，新能源汽车在结构上增加了许多新的部件。其动力系统、制动系统、气候控制系统等结构有很大不同。同时，背景噪声变化带来的突出的道路噪声、风噪声和异常噪声也有别于传统车辆。新能源汽车NVH将从以下几个方面进行分析。

一、车身系统及其NVH性能

随着能源危机和传统燃油车带来的污染日益加剧，新能源汽车替代传统燃油车已成为汽车行业未来的发展趋势。同时，新能源汽车的NVH性能发展也面临着新的挑战。在车身结构上，驾驶舱、动力传动系统、电池组的安装布局与传统汽车不同；在质量方面，由于增加了多条电池线，新能源汽车的质量也得到了提升。车身材料方面，为了减轻车身重量，铝合金、碳纤维等材料的使用也会给NVH带来一些挑战。在声学封装方面，电动车车厢声源减少，需要重新设计声音平衡；电池放在地板上，地板抬高，压缩地毯等声学封装空间。

二、底盘系统及其NVH性能

随着电动汽车车身质量的增加，在设计中必须增加底盘的刚性。衬套刚度的增加对NVH影响较大，会引起轰鸣声；此外，轮电机与轮电机的汽笛声，或者轮电机与底盘结构的汽笛声，都会造成结构声与空气声的耦合；动能回收系统和电动真空泵也会产生一定的高频啸叫和高频噪音。因此，在设计底盘时，应考虑其承载能力。

三、电机系统及其非NVH性能

电机系统噪声主要包括三部分：电磁噪声、机械噪声和冷却噪声。电磁系统包括电机本身的噪声和控制系统的噪声。电机噪声的主要来源是径向电磁力和切向电磁力、转矩波动、动静偏心和齿槽噪声；控制系统的噪声包括两部分：脉宽调制噪声和谐波失真。轴承噪声、动不平衡噪声和结构共振噪声是机械噪声的主要来源。新能源汽车的液冷系统也会有一些噪音。基于电磁力(密度)和验证后的电机结构模型，可以模拟电机的振动和噪声，利用声学分析工具进行结构-声学-振动耦合分析，预测电机的辐射噪声。

四、电控系统及其NVH性能

新能源汽车电控系统复杂，能源和介质一体化，工况和控制变量多，难以协调控制。特别是在驱动模式切换时，控制系统复杂，难以控制性能平衡，即兼顾供电、可靠性和舒适性控制。在低速、高扭矩和驱动模式切换等动力分离和合流条件下，NVH较差。在能量转换方面，扭矩协调和卸载扭矩会带来振动和冲击问题，热管理和冷却系统带来的噪音问题，制动能量回收带来的电鸣笛问题，以及NVH与动态性能和可靠性之间的冲突。

新能源电车三电系统即是：电驱、电池、电控系统。

三电系统之电池。

一般而言，我们将高压电池（区别于车上的低压电池）称为动力电池，和传统燃油车的油箱作用类似，作为新能源汽车的能量来源，动力电池系统通常由电芯、电池组、电池管理系统、冷却系统、高低压线束、保护外壳和其他结构件构成。

而电芯组里面最重要的材料，就是电芯里面的正极材料，它决定着电池的动力性能、续航里程、成本以及安全性能。

目前新能源电池中的能量来源里面，主要有镍氢电池、锂离子蓄电池和铅酸电池三种。

使用两个或多个车辆驱动系统的新能源汽车是一种综合的新能源汽车技术。多个驱动器可以同时为车辆的运行提供动力。同时也能起到辅助作用，保证新能源汽车储能的稳定运行和持久稳定。不同组合方式下的新能源汽车结构系统设计也存在较大差异。这种设计的原理是在基本电路设计的基础上集成不同的驱动形式。根据不同的组合，集成新能源汽车可以分为串联、并联和混合三种类型。

一、串联驱动模式

串联驱动模式车辆发动机串联，即串联驱动模式。串联驱动的核心驱动负责在车辆行驶过程中向两侧提供动力。这保证了汽车两侧的动力平衡。在车辆行驶过程中，如果一侧的动力系统不能提供足够的动能，另一侧的动力系统可以增加其能量供应，以保证车辆的正常运行。同时调整电源，保证新能源汽车的动力平衡。

二、并联驱动模式

并联驱动模式下，送风系统置于车辆两侧，为并联驱动模式的新能源汽车。启动汽车后，先启动一侧发动机，另一侧发动机处于待机状态时不要启动。不使用的发动机将进入休眠状态。当车辆在行驶过程中需要补充动力时，需要在休眠状态下启动发动机提供动能。

三、混合驱动模式

混合驱动模式。混合驱动模式是为了简化主机并行驱动系统。混合动力模式激活后，驱动动力系统的剩余部分将自动隐藏剩余动能，并将其分配给车辆的其他部分。正常情况下，新能源汽车在运行时的混合动力模式采用主动动力系统，车辆运行时并联动力系统不参与供能。一旦在行驶过程中出现异常情况或车辆需要加速，混合动力驱动系统可以确保为车辆的正常运行提供足够的能量。同时保证了车辆能量能够得到充分合理的利用，保证车辆能够长时间的充分供给。因此，新能源汽车不仅可以由驾驶员自由控制，而且智能功能可以扩大安全驾驶的范围，大大提高驾驶的安全性。

以上就是综合式的新能源汽车技术分析，供大家了解参考和学习，希望对大家有帮助。

新能源汽车包括纯电动汽车( BEV，包括太阳能汽车)、混合动力电动汽车(HEV)、 燃料电池电动汽车(FCEV)、 其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。新能源汽车出现以来，动力形式主要有混合动力、纯电动、燃料电池三种。整车控制器(VCU)、 电机控制器(MCU)和电池管理系统(BMS)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，更多新能源干货知识，在“优能工程师”，由易到难，由浅入深，全方位学习，维信关注。VCU是新能源汽车的大脑，它通过对来自油门、刹车踏板、档位等位置的信息进行分析判断驾驶员的意图。VCU还检测车辆的速度、文图、电量、电压等信息，并根据车辆各项参数向车身的动力系统、电池系统等发送控制指令，指挥车辆行驶。该控制器对汽车的正常行驶、整车上下电管理、挡位管理、扭矩控制、附件控制、故障诊断与处理等功能起着关键作用。MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元，是电动机的大脑。它在接收到VCU的车辆行驶控制指令后，及时控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。BMS是新能源汽车的三大核心技术之一，它是新能源汽车电池系统正常工作、提高电池寿命并保证新能源汽车安全的关键技术。由于BMS的存在，当新能源汽车大电池出现早期损坏、过热、过载等情况时，及时保护电池并向司乘人员报警。整车控制器功能说明VCU是新能源汽车电控系统核心零部件，负责协调电机系统、电池系统、附件系统等按照统一的规则进行匹配运行VCU通过CAN总线对整车系统进行管理、调度、分析和运算,进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制、故障诊断和网络管理等功能。电动汽车整车控制器基本上以下几项.功能:(1)整车上下电管理功能控制整车上电、下电、OFF 档蓄电池充电、OFF 档高压用电、预约充电等功能。(2)整车的挡位管理控制DNR档位切换及相关变速器的切换。(3)整车扭矩控制解析驾驶员驾驶意图，或者接收无人驾驶模块的指令，对整车扭矩统一调配,包括扭矩需求、制动回馈功率、TCS、ABS、EPB等。(4)整车附件控制控制空调、转向、空压、DCDC. 散热泵、散热风扇、报警灯、蜂鸣器等附件的运转。(5)故障诊断与处理整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测，依照诊断需求，记录特定故障码，并根据不同的故障类别使车辆跛行或停车。(6)系统保护对高压电池许用功率和电机能力进行实时监控，并在限制状态下进行保护。(7)标定参数根据设计需求，确定待标定动力性参数及其他需响应的通信命令，如软件版本号读取\软件刷新日期读取等。(8)整机工作模式管理约束整机的休眠唤醒机制、报文周期及实时性等指标。(9)整机工作模式管理VCU与无人驾驶模块之间的信号交互及判断执行策略。上下电1.2系统控制原理在无故障状态下，钥匙开关由OFF档到ON档的切换中，电池管理系统会将S2先闭合，然后再对s6闭合，此时会为充电机电容完成预充电，再将S1闭合，接着将S6断开，最为为电动汽车进行供电。BMS系统会将“上电完成”的信号发送给整车控制器。对于上述由OFF档到ON档的切换等一系列的系统操作良好时， ON档拧到START档的钥匙启动过程中，整车控制器会闭合S5, 然后对电机控制的高压部件完成预充电，再将S3闭合，对DC/AC使能进行输出，当将S5 断开时，就完成了整个上高压电流程操作，开始启动车辆。当START 档切换至OFF档时, 也就是进行下电流程的操作，具体是先将S3断开，然后将S4断开，再由VCU将下电指令发送给BMS，由 BMS发出断开S1、S2的指令并完成高压下电流程操作。2电动汽车高压上下电控电路系统的操作实施2.1高压上电控制逻辑实施当OFF切换到ON档时，ON档信号被整车控制器所采集,并判断其高电平是否有效，若有效，会由继电器供电给电池管理系统，而电池管理系统会进行自检，结合是否进行“强制断高压”，将相应的故障信息发送到整车控制器，并对信息进行判断，当为无强制断高压故障状态时，会将上电指令发送给BMS。 然后由BMS系统发出闭合S2的控制命令，再对S6发出闭合命令，当外电压超过电池总电压的90%时，才将S1闭合，再断开S6， 最终将“上电完成”信号发送给VCU。而VCU收到信号后会延时0.5s 闭合S4,然后开始延时计时，将DC/DC 使能信号输出，此时DC/DC就会 供电给低压系统。当“START档”信号传输到VCU时，这个过程中如果没有出现电机控制器和电池发出的不允许预充故障，而制动开关信号的采集是高电平时，那么VCU就会将S5闭合。当MCU将信号发送给VCU并收到时，会将S3闭合，然后由DC/AC工作，输出交流电。在S3闭合反馈为有效时，会将S5断开，也就完成了本次的MCU上高压， 实现车辆启动。2.2高压下电控制逻辑实施ON档掉电信号发送给整车VCU并收到后，由VCU将输出电机转矩控制为零，此时会停止DC/DC、 DC/AC 的工作，持续1秒钟的时间，然后将S3断开。当S3断开的反馈信号发送给VCU，或者是在2s后将S4断开S4。而当S4反馈信号或延时3s 将信息发送给VCU, VCU会将“下电指令”发送给BMS， 由BMS将S1、S2按顺序断开，同时将“高压断开”信号发送给VCU， 而VCU收到信号后或者是延时4秒断开BMS供电接触器，也就完成了整个下电控制。2.3非正常下电控制逻辑实施当开关钥匙在ON档/START 档时，汽车出现了整车严重故障，此时系统会采取非正常下电流程。具体是ON档信号故障传送至VCU，就会在驱动系统、电池系统、绝缘这三种最高级故障中出现一种，使得VcU输出0电机扭矩，进行2秒延时，将闭合的S3断开，同时反馈接触器状态，当S3为闭合时，就会持续当前状态。当DC/DC、 DC/AC的使能信号保持50秒为有效的，那就会停止输出。若是三种故障中任意一个故障有效55秒，那么之就会将S4断开，同时反馈接触器状态，并将“下电指令”发送至BMS，等1秒过后，会将BMS进行低压电的切断。如果出现56秒钟内就有钥匙关闭的情况，此时VCU会马上进入和执行正常下电流程。VCU主要功能有:①整车通信网络管理②整车工作模式控制③接收驾驶员指令，输出电机驱动扭矩，实现驱动系统控制④整车能量优化管理⑤监测和协调管理车.上其他用电器⑥故障处理及诊断功能⑦系统状态仪表显示。整车控制器具体功能:(1)接受、处理驾驶员的驾驶操作指令，并向各个部件控制器发送控制指令，使车辆按驾驶期望形势。(2)与电机、DC/DC、蓄电池组等进行可靠通讯，通过CAN总线(以及关键信息的模拟量)进行状态的采集及控制指令的输出。(3)接受处理各个零部件信息，结合能源管理但愿提供当前的能源状况信息(4)系统故障的判断和储存，动态监测系统信息，记录出现的故障(5)对整车具有保护功能，是故障的类别对整车进行保护，紧急情况可以关掉发电机及切断高压母线情况(6)协调管理车上其他电器设备整车控制器工作模式:1.停车状态:纯电动客车处于停车状态，此时系统的主继电器断电，系统各个节点继续运2、充电状态:当纯电动客车处于停车状态下，插上充电插头或者按下充电按钮时，整车控制器组合仪表显示电池充电状态,并对电池工作状态实时监测电池ECU进入充电状程序，并强制切断动力电机继电器的贿赂电源。3.启动状态:在整车控制器确定拔掉充电插头时，拨动汽车钥匙位置，这是系统中各个节点进入自检状态。4、运行状态:拨动汽车钥匙位置到指定位置，整车控制器向电机ECU发送准备开车指令,整车控制器接收到就绪指令后，闭合主继电器，进入行车程序。同时，电池ECU进入电池管理程序。5、车辆前进，后退状态:整车控制器通过对当前车辆功率的要求和蓄电池当前的状态计算并向电机控制器发出信号,动力电机控制器接收到方向信号和驱动转矩定制信号后，控制动力1电机进入运转状态,并根据方向信号并确定动力电机的转向，以及根据驱动转矩给定值信号确定动力电机输出转矩的大小，控制电机的输出功率以实现动力性目标。6、回馈制动状态:当加速踏板回零而且制动踏板处于回馈制动区时，整车控制器发送符合回溃制动要求的负扭矩给电机ECU电机ECU进入发电程序，电池ECU进入电池回馈管理程序。7.机械制动状态:制动踏板离开制动回馈区，电机ECU停止发电程序，整车控制器进入机械制动程序，电池ECU停止回馈。8、一般故障状态: ECU 监测到一般故障，整车控制器(报警灯闪烁、通过CAN总线发送相关的报警信息，通知其他的节点)，整个系统降级运行。9、重大故障状态:ECU 报警(紧急情况采用紧急呼叫指令通知其他节点)，必要时切断主继电器电源，系统停车。

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新能源汽车电控的作用是控制电机输出扭矩，使车辆行驶，整个电控系统与燃油车的发动机和发动机控制器相当。控制器的能量来源于高压电池组（高压直流，一般300-400v），电机控制器内部通过控制芯片、驱动电路和IGBT等，对不同电机采用不同的控制算法，将直流电转换成交流电，然后输出给电机，再使电机产生扭矩。

新能源汽车电控系统的组成电控技术不是因新能源汽车而出现的，在传统燃油车上，电子控制系统（ECU）也同样重要，它直接负责车辆的信号接收、分析以及作出指令判断。而这项技术在应用到了新能源汽车上后，整车电子控制系统需要承担的责任也将更加复杂，而所谓的电气化架构也因为电控系统的模块增多而成为一家车企核心的技术手段。

做为整台车的总控制台，高效、稳定以及提高车辆综合性能，是电控系统在新能源汽车中承担的重要责任。相比于传统燃油车，汽车在转向电气化后增加了电池组、驱动电机、变速箱（减速器）、动能回收系统等等，而如果再加上自动驾驶和增程式系统的话，电控系统所要承担的责任就更多了，所以在传统燃油车上使用的“单一电子控制器”目前也变成了“车辆中央电子控制器”，从名称上也能够看出电控对于新能源汽车的重要意义。

如果说电机和电池技术决定了一台电动车的硬件价值，那电控则直接决定了车辆的软件处理能力，并且也将帮助电机和电池发挥出最大的硬件潜能。觉得可以用一句话来形容电控的重要性：如果一辆优秀的新能源汽车并非全部来源于电控的好坏，那么一辆糟糕的新能源汽车的原罪可能就是因为电控。

目前一台状态并不算好的新能源车应该包括了续航能力差，最高时速低，驱动系统反应慢等问题，而这其中任何一个状况都和电控系统有着必然的联系。以续航这件事来说，当把所有问题怪罪于车辆电池好坏和容量大小的时候，往往忽视了电控在其中扮演的重要角色。

新能源汽车上的电子控制系统又会被在细分为多个子系统，包括电机控制单元，电池控制单元，动能回收系统以及整车高低压转换系统等等。目前市场中新能源汽车被分为了插电式混合动力、纯电动以及燃料电池系统，三类车型在电池与电机方面属于共性的核心技术，而电控系统则会因为驱动方式的不同而不同，当然其中包含的子系统也有所不同。

（图/文/摄： 问答叫兽）奔驰S级 问界M5 理想ONE 别克GL8 小鹏P5 小鹏汽车P7 @2019