新能源汽車技術16-啟辰晨風&日產聆風電動車構造

一、牽引電動機

1.安裝位置及部件原理

牽引電機包括“ 內埋式永磁同步電動機 (IPMSM)”,該電動機具有緊湊、輕型、高輸出以及高效率的優點。

牽引電機逆變器是將鋰離子電池中的DC電源轉換為 AC 電源並驅動牽引電機的裝置。因為 DC 電源轉換為AC 電源時AC電源頻率和電壓會隨時間而變化,故其用高自由度來提供控制性能。

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(1)牽引電機逆變器

注:

牽引電機的控制和 EV 系統 CAN 的控制與其它控制模塊的通信實際是由電機控制器執行。但是由於電機控制器安裝在牽引電機逆變器的內部,因此這裡的電機控制器即稱為牽引電機逆變器。

◆牽引電機逆變器由電機控制器、驅動器、平流電容器、2個電流傳感器和電源模塊組成。

◆牽引電機逆變器基於由 EV 系統 CAN 從 VCM 發送的目標電機扭矩信號控制牽引電機。

◆牽引電機逆變器基於分解器檢測信號和電流傳感器檢測信號精確驅動牽引電機。

◆牽引電機逆變器執行高壓電路的充電判斷以及釋放電路中的電壓。

◆牽引電機逆變器執行振動控制以便改善加速器響應,為駕駛提供良好的加速性能。

(2)電機控制器

◆電機控制器接收來自牽引電機分解器的轉子旋轉角度和來自電流傳感器的牽引電機電流值,產生驅動 IGBT (絕緣柵雙極型晶體管) 的脈衝信號。

◆電機控制器通過牽引電機溫度傳感器來檢測牽引電機溫度,並根據牽引電機中的熱量級別限制輸出扭矩 ( 保護控制)。

2.電機電源控制

牽引電機逆變器根據VCM計算的目標電機扭矩信號為牽引電機提供AC電源,以產生驅動力。

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3.電機再生制動

減速期間,牽引電機逆變器根據通過 EV 系統 CAN 從 VCM 發出的再生扭矩指令信號驅動牽引電機的發電機功能, 將輪胎旋轉產生的動能轉換為電能。轉換而來的電能對鋰離子電池充電。

牽引電機作為發電機時產生的再生扭矩可用作制動力,這跟發動機制動並降低行車制動器上的負擔的作用一致。

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二、動力電池

日產聆風為五門五座掀背轎車,由層疊式緊湊型鋰離子電池驅動,全球銷量已超過30萬輛。扁平的鋰離子動力電池位於底板下,動力電池組配備了所需的裝置,如除蓄電池儲備電源外,還有鋰離子電池控制器、蓄電池接線盒和維修塞等。動力電池組安裝位置及結構如下圖所示。

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四個分電池集成一個電池模塊,動力電池組由48個串聯的電池模塊組成,如下圖所示。

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每個電池模塊由兩個平行連接的分電池串聯組成,如下圖所示。整個動力電池共有九十六個平行連接的分電池對串聯在一起。

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整個動力電池組內部分為左前組、右前組和後組,彼此通過導線連接在一起,如下圖所示。

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動力電池控制器(LBC)包含在蓄電池組中並安裝在後組模塊表面左側。

LBC是動力電池控制的核心。動力電池控制器檢測動力電池的電壓和電流、各模塊的溫度,以及各分電池的電壓以判斷充電狀態。LBC同樣計算可能的輸入/輸出值、儀表指示值和可充電值,併發送該數據至VCM(車輛控制模塊)。VCM根據蓄電池狀態控制車輛。

動力電池電流傳感器外觀如下圖所示。

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維修塞安裝在蓄電池組上表面,外觀如下圖所示。當踏腳處安裝的維修塞蓋拆下時,可以拆下塞子。拆卸和安裝維修塞時,務必佩戴絕緣保護裝置。

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三、冷卻系統

(1)HV 冷卻系統用於冷卻以下高壓部件:

◆牽引電機

◆牽引電機逆變器

◆PDM ( 電源分配模塊)

(2)冷卻液通過電動水泵進行循環,電動水泵由 VCM ( 車輛控制模塊) 進行控制。

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四、充電系統

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1.常規充電模式

此模式下,連接EVSE進行充電。常規充電包括快速充電模式和定時充電模式。

所有模式下,電量都能設為80%或100%。

(1)快速充電模式

連接了EVSE時此模式立即開始充電。未設定定時充電情況下,連接了EVSE後,系統進入快速充電模式。

設定定時充電時,可通過按下快速充電開關選擇快速充電模式。

(2)定時充電模式

此模式根據VCM上設定的定時器開始和停止充電。

2.快速充電模式

用快速充電器進行充電的模式。最大充電量取決於鋰離子電池充電前的剩餘電量。即使充電未完成,但快速充電器上設置的充電時間或車輛上設置的超時時間 ( 約30-60分鐘) 已經到了時,充電停止。

注:

◆當蓄電池溫度為室溫時,約30分鐘後充電停止。

◆當蓄電池溫度過低或過高時,最長60分鐘左右,充電停止。

◆如果充電在完成前停止,可通過快速充電再次進行額外充電。

3.充電狀態指示燈和充電聲系統

可利用充電狀態指示燈和來自車輛向行人發出警告聲 (VSP) 的電子聲來檢查充電接頭連接狀態和充電接收狀態。

五、電動車單速變速箱

本車型採用了電動車單速變速器。變速器的速比為8.1938,輸入齒輪齒數17;主齒輪(輸入/輸出)32/17;主減速器齒數74。

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《圖解汽車構造與原理》 化學工業出版社 主編:於海東


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