比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构及检修
比亚迪E6纯电动汽车使用磷酸锂钴铁电池,200Ah的超大电池容量使车辆在综合工况下续驶里程超过300km,每100km的能耗在21度(1度=1kWh)以内,每100km的加速时间为10s,最高车速可达160km/h以上。车辆充电比较方便,快充可以使用充电站的380V充电桩充电,慢充可需220V民用交流电源,慢充6~8小时可充满电池。
一、比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构
比亚迪E6纯电动汽车动力系统比亚迪E6纯电动汽车动力系统结构及原理如图1所示,其主要由三大模块组成。
(1)电动车的控制模块可分为:电机控制器、DC-DC、动力配电箱、主控ECU、挡位控制器、加速踏板、电池管理单元。
(2)电动车的动力模块有:电动机总成、电池包体总成。
(3)电动车高压辅助模块有:车载慢充、漏电保护器、车载充电口、应急开关。
2.动力控制系统的工作原理
(1)充电过程
充电站的380V高压充电桩通过车辆上的充电口,或者220V市用电源通过车载充电器升压后输电给车上的配电箱,配电箱直接途径应急开关后对HV电池组充电。在充电过程当中,电源管理器一直监控着HV电池组的温度和电压,如果发现HV电池组内部某单体温度或电压过高,就会切断配电箱给HV电池组的供电。
(2)放电过程
HV电池组在电源管理器和漏电保护器的监控下,通过应急开关输电给配电箱,配电箱根据车辆的实际用电情况分配电量。一部分电量流向电机控制器,另一部分电量流向DC-DC交换器。主控ECU根据驾驶员操作信息(接收加速踏板角度传感器和挡位控制器的信号)控制着电机控制器的工作,电机控制器主要控制流向电机的电量大小,以及控制电机正反转来驱动车辆前进或后退。另一部分从配电箱流向DC-DC交换器的电量,经过DC-DC交换器将高压直流电转化为低压直流电,为车辆电动液压助力转向系统提供42V的电源,同时还为整车用电设备提供12V的电源。
3.动力系统各部件的作用
(1)电机控制器:负责控制电机的前进、倒退、维持电动车的正常运转,关键零部件为IGBT。IGBT实际为大电容,目的是为了控制电流的工作,保证能够按照我们的意愿输出合适的电流参数。
(2)DC- DC:负责将330V高压直流转低压提供给车载低压用电设备,如蓄电池、EPS等。
(3)动力配电箱:通过配电箱对电池包体中巨大的能量进行控制,相当于一个大型的电闸,通过继电器的吸合来控制电流通断,将电流进行分流等。关键零部件为继电器,为了控制如此大的电流通过整车,需要通过几个继电器的并联工作,这也为继电器工作一致性和可靠性提出了苛刻的要求。
( 4 ) 电池管理单元:也称为电源管理器系统( B a t t e r yManagement System,简称BMS)是电动汽车电池系统的参数测试及控制装置,具有安全预警与控制、剩余电量估算与指示、充放电能量管理与过程控制、信息处理与通讯等主要功能。
(5)动力电机:动力电机根据冷却形式分风冷和水冷,根据结构分为直流有刷电机和直流无刷电机以及交流电机。该车使用的电机为交流无刷电机,通过采集电机旋变信号进行工作。
(6)动力总成(电池包):动力总成作为提供整车动力能源的设备;根据电池种类的不同可分为锂电池、镍氢电池和铅酸类电池。
(7)车载慢充:车载慢充系统需要提升低压转高压的转化效率。需要注意的是使用家用插座为电动车充电时,也需要考虑插座及线路的承受能力,需要额定电流10A的单项220V插座,如果采用一些伪劣产品的插座,也可能导致充电插座烧毁、线路烧熔等安全隐患。
(8)漏电保护器:通过将一端和负极相连,一端对车身连接,检测电流和电压值,一旦发现有超出限制的电流和电压,则发出报警,并切断控制模块,保证用电安全动力蓄电池系统泄露电流量不超过2mA(E6车型);整车绝缘电阻值应大于100Ω/V(E6车型)。
(9)挡位控制器:用来控制电动车前进、后退、停车等动作的部件,由于电动车与传统燃油车的控制方式不同,故挡位控制类似自动挡。
(10)主控ECU:接受各高压监控系统发出的信号,并加以判断,控制冷却系统、制动系统、车速里程等。
(11)加速踏板:通过控制电流大小,从而控制电机转速。
(12)车载充电口:车载充电可分为快充和慢充,为了保证充电迅速高效,使用特定的充电口进行充电,充电时需要保证整车防水密封性要求,并且能够保证车载充电口能够承受瞬时大电流的充电过程。
(13)应急开关:通常设计为人工操作的安全开关,一般设计在电池的正负极近端,保证通过人工操作应急开关能够在紧急情况下将电池电压封闭。
新能源汽车如何使用?
一、起动与行驶、各种行驶模式的切换
(一)起动
电动汽车起动与行驶一般按照下列步骤进行:
(1)车身防盗系统解除锁定,智能钥匙在车内;
(2)踩下行车制动踏板,确保驻车制动解除;
(3)按下点火起动开关,仪表盘中电源已经接通指示灯灯点亮(如下图所示);
(4)将换档杆设定在D档,松开刹车,踩油门踏板,车辆即可起步行驶。
(二)档位与车辆运行模式切换
(1)在纯电动车型上,P档是驻车档,踩下制动踏板,启动车辆OK(有些车辆显示READY,如下图所示)灯亮起后,即可将档位从P档位切换至其它档位;R档是倒车档,在汽车停稳后方可使用;N档是空档,当需要暂时停车时使用;D档是行车档,供正常行驶时使用。除在启动时要踩下制动踏板外,其它时候档位之间的切换直接操纵换档操纵杆即可实现。换档成功后,手松开,换档杆自动回到中间位置。
(2)也有一些车辆采用推杆式换挡,如特斯拉的换挡杆,如下图所示。ModelS处于驻车挡时须踩下制动器以切换到另一挡位。将换挡杆向上或向下移动可以换挡。如果某些档位禁用,尝试切换到该挡位时将听到报警音,且挡位不改变。
(三)制动能量回收级别设置
(1)当车辆在行驶中且驾驶员脚离开了加速踏板,并能够预测到将要停车时,制动能量回收将启动。仪表板上的功率表实时反馈显示通过能量回收制动获得的能量。通过能量回收制动反馈回电池的能量大小可能取决于电池的当前状态和您所使用的充电量设置。如果能量回收制动受到限制,在功率表上会显示一条虚的黄线(例如电池已充满电或环境温度较低时),能量回收制动可能受限,特斯拉制动能量回收限制符号如下图所示。
(2)一般纯电动汽车至少提供运动(SPORT)和节能(ECO)两种模式可以选择,在驾驶车辆时按下切换按钮即可在不同驾驶模式下切换,如下图所示。
(3)车辆在运动模式则优先考虑车辆的动力性和舒适性,而节能模式则优先考虑最低的电能消耗。
二、舒适与便捷功能的使用与操作
(一)空调的操作
现以比亚迪e6车型为例进行说明:
比亚迪e6空调面板如下图所示,各按钮功能如下:
1)第一排由左至右
(1)“OFF”按钮,关闭空调系统
(2)“A/C”按钮,压缩机运转,开启制冷模式
(3)“AUTO”按钮,指示灯点亮表示已经选择了自动操作模式
(4)“MODE”按钮,按钮选择送风模式
(5)前除霜按钮
2)第二排由左至右
(1)温度控制按钮
(2)风扇转速控制按钮
(3)进风模式选择按钮
(4)后风窗除霜按钮
三、组合仪表与的各项功能与显示
(1)纯电动汽车的组合仪表可分为警报灯区域、行车信息区域、电量信息区域等几个部分,仪表实物如下图所示。
仪表板信息详细解释见下图
四、充电
(一)充电接口
一般插电式新能源车型都提供两个充电接口,例如比亚迪e6提供了两个充电接口,接口位于车后侧原油箱盖的位置(如下图所示),支持直流和交流充电方式。
充电方法
说明
充电时间
充电站直流充电
在公共充电站充电
电量从10%-100%充电所需时间约为2小时
C10充电桩直流充电
使用家用C10充电柜充电
电量从10%-100%充电所需时间约为6-7小时
充电桩交流充电
在公共交流充电桩上充电
电量从10%-100%充电所需时间约为20小时
家用交流充电
使用交流充电连接装置(三芯转七芯)在家用220V50Hz,10A标准单相两极带接地插座上充电。
电量从10%-100%充电所需时间约为38小时
打开该盖板的方法不同品牌车辆有所不同,有些车辆和传统的油箱盖打开方法相同,但有些则有变化,如特斯拉ModelS充电接口盖板打开方式为:
充电接口位于ModelS的驾驶员侧,将车辆停放好,在ModelS解锁状态或附近有可识别的钥匙时,按下并释放充电电缆上的按钮(如下图所示)。如果正在使用的电缆上没有此按钮,点击中央显示屏上的控制>充电接口。也可点击触摸屏顶部的的电池图标,然后点击充电屏幕上的“打开充电接口”按钮。
(二)充电方法
1、充电站直流充电
(1)点火开关关闭
(2)按下即时充电(约充电开启时)按键,15分钟内连接充电器
(3)连接直流充电器,充电柜设置开始充电,仪表点亮充电连接指示灯
(4)仪表会提示充电信息,充电完成后,直接断开充电器,如临时结束充电,充电柜设置结束充电.
(5)断开直流充电器,按下开关,拔出直流充电器,并将充电器放在指定位置。关闭充电口盖和充电口舱门,直流即时充电结束。
即时充电信息的显示
①每小时充电比率。
②估计可行驶距离(或能量)。
③来自已连接电源的供电电流/可用总电流。
④本次充电完成时,估计能够增加的行驶距离
(或能量)。
⑤显示充电状态信息。
⑥充电电缆提供的电压。
2、在C10充电柜上直流充电(随车配件)
①点火开关打开,设置预约充电时间(即什么时间开始充电,充电时间),保存,然后关闭点火开关。
②打开充电口舱门,连接直流充电器。
③打开C10充电柜电源,顺时针旋转急停按钮,按下绿色的启动按键。
④计时器到时则启动充电,充电时间结束,则自动停止充电。
⑤充电结束后未拔下充电器,则自动进入下一次预约充电倒计时;如动力电池已充满,则自动结束充电。
⑥C10设置结束充电,按下绿色启动按键,关闭电源,按下急停按钮,断开充电器,关闭充电口盖和充电口舱门。直流预约充电结束
3、在公共充电桩上交流充电
将车辆与交流充电桩的交流充电器相连,实现交流充电。
4、通过交流充电连接装置家用交流充电
通过三芯转七芯交流充电连接装置将车辆与家用插座相连(随车配件,如下图所示)。
5、不同充电方式充电时长对比
充电方式
充电时间
充电电缆(交流充电)
适配普通电源插座,其中E-UP约8-12小时,GTE约5小时。
家用充电站(交流充电)
大众指定供应商的充电设备,设备功率为3600W,接口符合大众汽车通用标准。E-UP约6小时,GTE约2.15小时。
通用型充电站(交流充电)
由供应商在道路定点设置的充电站,可能接口符合大众汽车通用标准,可能需要使用大众汽车专用充电电缆。E-UP约6小时,GTE约2.15小时。
高速充电站(直流充电)
功率可达50000W,可在约30分钟为UP充至80%电量,但目前只有配备了高压蓄电池充电装置接口1U34的E-UP才能使用该设备。
五、其他辅助功能的使用
(一)钥匙的使用
(1)按键1为行李箱遥控按键,按两下可打开行李箱,如果ModelS配有电动行李箱盖,按两下可关闭行李箱。
(2)按键2为全部锁定或解锁按键,按两下可解锁车门和行李箱。
(3)按键3为前发动机仓按钮,按两下可打开。
(二)前排乘员空气囊开关
(三)倒车雷达开关
当按下此开关时,开关上的黄绿色指示灯亮,倒车雷达电源接通,显示报警功能开启,位于仪表上车的车形指示灯亮;再按一下,开关弹起,指示灯灭,倒车雷达电源断开,显示报警功能关闭,车形指示灯灭。
(四)挂车拖曳
拖曳挂车之前,须确认挂车的拖曳能力,拖曳能力是水平路面上测定的,如果驾驶到高山区,则电动机功率和它的拖曳能力将减低。