新能源汽車動力控制過程

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傳統汽車驅動車輛是依靠內燃機做功，通過變速器改變輸出動力的傳動比旋轉方向，再通過傳動軸和車輪實現車輛驅動。而純電動汽車的電力驅動系統替代了傳統汽車的內燃機和變速器，依靠動力電池、逆變器和電機變速單元實現車輛的驅動。

如下圖是純電動汽車的基本驅動系統結構示意圖，當駕駛員踩下加速踏板時，車輛控制模塊將控制動力電池輸出電能，然后通過控制逆變器驅動電機運轉，驅動電機輸出的轉矩經齒輪機構帶動車輪轉動，實現車輛的前進或后退。

純電動汽車動力傳輸工作原理如下所示。

1)基本驅動部件

純電動汽車驅動系統主要的部件包括有動力電池、逆變器、帶有電機的變速單元。

圖3-2-3所示為典型純電動汽車驅動系統的原理示意圖。在新能源汽車應用中，一般將動力電池組和逆變器之間的電路單元稱之為BDU(BatteryDisconnectingUnit)。

2)基本驅動過程

純電動汽車驅動過程中能量的流動主要有以下2條路徑：

(1)驅動車輛

驅動時來自動力電池的能量通過BDU、逆變器，再進入電機變速單元實現車輛驅動。

(2)回收制動能量

制動或車輛減速時，變速單元內的電機將變成發電機，將能量通過逆變器、BDU傳回動力電池，為電池充電。

純電動汽車能夠實現在不同路況環境下，快速反應并順利驅動車輛滿足駕駛員需求，并不僅僅是依靠上述幾個動力部件來完成的，整個驅動系統還需要一套完善的控制模塊。即整車控制器(VCU)、電機控制器(MCU)和電池管理系統(BMS)，這3個控制器是純電動汽車的核心技術，對整車的動力性、經濟性、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。

功能：全車動力系統的主控制模塊，類似于傳統汽車動力系統控制模塊PCM的功能。

VCU是實現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、制動踏板等信號來判斷駕駛員的駕駛意圖；通過監測車輛狀態(車速、溫度等)信息，由VCU判斷處理后，向動力系統、動力電池系統發送控制命令，同時控制車輛其他系統的運行模式。下圖所示為寶馬i3（查成交價|參配|優惠政策）純電動汽車VCU的位置。

(2)MCU

位置：通常位于逆變器內部。

功能：是電機的主控制模塊，接收VCU信號，控制電機的運轉方向、輸出功率等。

MCU通過接收VCU的車輛行駛控制指令，控制電機輸出指定的轉矩和轉速，驅動車輛行駛。實現把動力電池的直流電能轉換為所需的高壓交流電、并驅動電機輸出機械能。

同時，MCU還會利用傳感器采集如下信息，并將運行狀態的信息發送給整車控制器VCU。這包括：

①電流傳感器：用以檢測電機工作的實際電流。

②電壓傳感器：用以檢測供給逆變器工作的實際電壓。

③溫度傳感器：用以檢測電機控制系統自身的工作溫度。

下圖所示為北汽新能源EV200的MCU，位于前機艙內。

(3)BMS

位置：通常位于動力電池組總成內部。

功能：是動力電池內電池的管理模塊。

BMS是動力電池最關鍵的控制模塊，用于檢測動力電池內單個電池單元的電壓、電流，并實現多個電池單元之間的均衡控制。圖3-2-7所示為騰勢（查成交價|參配|優惠政策）純電動汽車內BMS的位置，通常純電動汽車內的BMS控制模塊只有1個，但是由于動力電池內部由多個電池組串聯，因此BMS還會在每個電池組上設計1個接口模塊，BMS最后通過管理每個接口模塊來實現對整個電池的管理。