纯电汽车的电驱动系统是‎由什么构成的？

纯电动汽车，顾名思义就是单纯靠车载电源为汽车提供符合汽车动力要求驱动力的汽车。纯电动汽车没有发动机，电能的补充依赖外接电源。由此可见，纯电动汽车的电动机等同于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱。

纯电动汽车的组成由电力驱动主模块、车载电源模块和辅助模块三大部分组成。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电机驱动系统是电动汽车的心脏，它由电机、功率转化器、控制器、各种检测传感器和电源(蓄电池)组成。

驱动电机的作用是将电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。驱动电机可分为交流电机和直流电机。如奇瑞纯电动汽车使用的三相交流异步电机，安装于前舱位置，如图3所示。

电机调速控制装置MCU是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制电机的电压或电流，完成电机的驱动转矩和旋转方向的控制。当采用交流异步机驱动时，电机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可，可使控制电路简化。奇瑞纯电动汽车的电机控制器(MCU)采用直流输入，三并目交流输出。

电机驱动控制原理。电机要运转，必须接通HV蓄电池和电机之间的电路，在电路中有电机控制器和功率转化器两个关键设备，电机控制器受电池管理系统BMS控制;而功率转化器由电杠份空制器MCU进行控制。因此，要实现电动机驱动，首先要对VMS整车控制器、BMS电池控制器和MCU电机控制器进行低压通电，保证各种控制器的正常运行。然后由BMS电池管理系统对电池的荷电状态进行判断，完成对电极的控制;最后电机控制器MCU和整车控制器VMS才筋车速信号、挡位信号、加速踏板信号、制动信号和电初运行信号，完成对功率转化器的控制，功率转化器决定着流向电机电流的大小，调整电机的转速。

电源是纯电动汽车的能源中心，为电动汽车的驱动电机和全车用电设备提供电能，电源在电动汽车上分为低压电源(DC)和高压电源(HV)。当前，低压电源主要是铅酸蓄电池为低压用电设备供电，如灯光照明、信号系统、音响等。高压电源有钠硫电池、镍镐电池、锂电池、燃料电池等新型电源，主要为电力驱动系统、空调驱动系统等提供电能。如奇瑞电动车高压电源是由剿各3.2V串联成19.2V电池组，然后将19.2V再次串联形成320V电池系统，对全车用电设备进行供电。

电池管理系统(BMS)，也叫电池组控制器，主要实现对电池电压、温度、电流信号的采集，预测电池当前的荷电状态(SCC)，预测电池在充放电过程中电池本身所允许的充放电电压限值和充放电电流限值BMS功能模块还实现对高压系统的管理：预充电过程实现高压的安到妾通、环路互锁以及绝缘监测功能实现对高压系统的有效检测和诊断，从而实现动力的安全使用。同时BMS功能模块还具有过压、欠压、过温、低温、过流等系统故障诊断功能。CAN通信模块实现CAN消息的接收文与发送。与整车控制器VMS和车载充电器CM通信。BMS具有集成化程度高、功能稳定的特点。BMS电池组控制器还起着连接电池本体和整车控制器的桥梁作用。

HV电池控制原理。HV电池的控制原理分为储存能源和提供能源控制。动力电池漠组放置在一个密封并且屏蔽的动力电池箱里面，动力电池系统使用可靠的高低压接插件与整车进行连接。系统内的BMS实时采集各电芯的电压值、各温度传感器的温度值、电池系统的总电压值和总电流值、电池系统的绝缘电阻值等数据，并根据BMS中设定的阀值判定电池系统工作是否正常，并对故障实时监控。动力电池系统通过BMS使用CAN与VCU或充电初之间进行通信，对动力电池系统进行充放电等综合管理。然后实现对HV电池正极和负极接触器继电器的控制，实现线路的接通和断开，从而完成对HV电池的控制管理。

整车控制器(VMS)及其控制原理(如图10所示)的主要功能有：(1)识别驾驶员意图的识别;(2)电动轿车启动和停止控制的实施;(3)再生制动能量回收的实现;(4)对整车状态进行监测，并实现在线诊断功能;(5)整车安全监控和安全策略的实现;(6)控制DC/DC变化期，维持12V低压网络电量的平衡;(7)与车载其他控制器进行通信和发送数据;(8)采集电动轿车运行所必需的传感器信号，驱动控制电动空调压缩机、真空制动泵、助力转向电机、电子水泵和风扇等设备的运行状态。

电动汽车主要能量来源肯定是高压动力电池了，电池汽车与传统的燃油车的最大区别在与能量来源上，燃油车的能量来源是汽油，通过火花塞点火爆炸做功，排放的尾气通过发动机的反馈控制和排放处理，在排放到大气中。

随着汽车的逐渐增多，造成的环境污染和能源消耗越来越严重，随时代发展的零排放的电动汽车开始发展起来，可以说每个国家都在大力发展新能源汽车，我们国家对于新能源汽车的发展是“弯道超车”，是以重点发展纯电动汽车为研究方向，特别是在一些经济发展好的城市，电动车基本上满大街都可以发现。那么，下面我们就来分析下电动汽车的能量来源-高压动力电池。

电动汽车结构分析

电动汽车主要由电力驱动系统、机械传动系统、电池系统和充电系统等组成，其中电力驱动系统是整个电动汽车实现能量转换的核心，比如把电池的电能输出给电动机，机械传动装置是把传递来的电能以机械能的形式传递到驱动轮上。

我们以纯电动的汽车结构为例，如下图所示。在汽车行驶时，通过电池输出的电能在控制系统的计算下，通过控制器(变频器)控制电机的转动，电动机输出的转矩通过传动系统是车轮前进或者后退。

控制系统能根据汽车在各种路况下车速、油门踏板位置传感器的开度信号和

加速度

等情况来进行能量转换。电动机的

逆变器

不同，控制器也不同，控制器把动力电池的直流电转换为

交流电

，用于驱动交流电动机的运转。

电动车的动力电池分析

实际上现在市场上使用的动力电池主要分为两种：镍氢电池和

磷酸铁锂电池

。比如像丰田最省油的混合动力系统THS-II，运用的车型有丰田卡罗拉、雷克萨斯和普锐斯等，其他品牌的比如别克君威和

本田

的CRV等，国外的

特斯拉

纯电动车使用一种

三元锂电池

，或者称为钴酸锂电池。

镍氢电

?现在混合动力汽车基本上都是使用镍氢电池的多，这个电池的正极是氢氧化镍，负极是金属氧化物，电解液是比例为30%的

氢氧化钾

。金属氧化物工作原理是利用水溶液里的氢离子移动产生电流，这时氢气会逐渐在负极上的消耗掉，工作原理如下图所示。

使用镍氢电池不存在重金属的污染问题，镍氢电池的电池比能量较高，可以超过70WH/kg，比功率是200W/kg，单体的额定电压是1.2V，通常由10个单体电池组成12V的电池组，也有的是由7个组成的7.4V电池组，比如像普锐斯，

电容量

是6.5AH，整体的电池电压是201.6V。

镍氢电池的充电和放电能力较强，在工作的过程中，正极释放氧气，负极释放出氢气，这两种气体很容易在电池内部结合成水，保存内部压力不变，基本上不需要调节电解液的密度。

磷酸铁锂电

磷酸铁锂电池的正极是磷酸铁锂结构，负极是石墨，中间隔板是

聚乙烯

，电池的中间上下两面装有有机的

电解质

，中间隔板在电池温度异常时可以阻断锂离子通过，可以防止电池内部电流短路。

在电池放电工作时，锂离子从石墨负极板上析出，通过中间的隔板到正极版，这样就产生了电流;在充电的过程中，锂离子在电动势的作用下从正极析出到达负极。

铁锂电池的电池单体电压是3.2V，最高可以达到3.6V，最大的沸点电压是2.0V。这种电池是由“18650”形状缠绕的结构，电池的直径是18mm，高度是65MM，最大容量是3100MAh。

磷酸铁锂电池无电池的记忆反应，也就是在汽车使用过程中，如果发现车辆所剩的电量无几，可以就近寻找附近的充电站进行充电，这是不会影响电池的性能的，不需要用完最后一点电再进行充电。而像镍氢电池就不同，如果是使用在插电式的混动车型上，是要求在第一次使用完电池电量后，然后再充满电的情况下使用，这是由于这两种电池具有不同的电池记忆效应决定的。

总结

电动汽车主要能量来源是动力电池，动力电池分为镍氢电池和磷酸铁锂电池两种，这两张分别适合用在混动动力车型和纯电动车型上。由于使用时间久了之后，原来的单体电池的性能会存在一定的差异，比如电压达不到原有的水平，续航里程达不到应有的里程等，所以在发现故障后一定要及时对电池进行检测。

本文来源于

汽车之家

车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

随着新能源汽车的发展，消费者 对新能源汽车的认可度越来越高。与传统燃油汽车的关键部件不同，新能源汽车的关键部件是 quot三电 quot系统，即电池、电子控制和电机。其中，电控作为连接电池和电机的桥梁，负责将电池的直流电转化为电机所需的交流电。电控的技术名称是逆变器，在电动车行业俗称电机控制器。承担控制电机驱动和电气制动的任务。

众所周知，直流电是恒定的，而交流电是交变的。DC和AC之间的转换是如何完成的?

DC波形和交流波形

DC和交流电之间的转换需要控制两个特性，一个是电流的方向，一个是电流的大小。电动车逆变电路等效电路如下图所示。我们把动力电池等效为电池，把电机简化为负载。

等效电路

从下图可以看出，电流方向的改变可以通过闭合和打开开关的组合来实现。从而实现改变交流电方向的目的。

电流方向

电流方向

交流电有频率。如果电机要求的交流电频率为50Hz，则意味着上述开关需要在1秒钟内完成50次周期性变化。然而，实际上没有这样的开关。实际上，我们用MOSET管代替开关。MOSET管的最高频率可以达到1000KHz，可以满足实际工艺中的频率要求。

Moset管

Moset管电路

解决了电流方向和频率的问题后，直流电的大小如何与交流电等效?通过 quot在 quot和 quot关闭 quotMOSET管的，可以实现有无电流，从而输出方波。开关闭合时输出恒定值，开关断开时输出值为0。如下图所示，绿色波形为方波。

直流方波找车网

上图中的红框显示的是一段方波。可以看出，周期的平均值随着高电平和低电平的比例而变化。青色波形是一个周期内方波的平均值。可以看出，一个周期内的常数时间越长，平均值越高。最后，上部方波的平均波形成为下部波形。

通过开关的组合改变电流方向，整个周期中的波形如下

可以看到，通过开关的组合和开关时间的变化，由方波组合出一个类似正弦波的波形。如果减少每个方波的周期时间，曲线会越来越平滑，平均方波会无限接近正弦波。这个处方波的平均波形的效果相当于正弦波的效果，完成了从DC到交流的逆变。

最后，还有一个问题。在实际的逆变过程中，我们如何知道一个方波周期中高电平和低电平各占多少?在实际的波形调制过程中，需要一个叫做比较器的电子元件，利用比较器的输出信号来控制MOSET管的开关。等效电路图见下图。图中大三角是比较器，小三角是二极管。二极管的作用是防止同一支路的开关同时导通而造成短路。

调制电路

将三角波和正弦波两种波形输入比较器进行比较。见下图。

比较波形

当正弦波小于三角波时，比较器输出0，当正弦波大于三角波时，比较器输出1。这样，匹配正弦波特性的方波控制信号可以被输出和输入到MOSET管。输出为1时控制其导通，输出为0时控制其关断，这样就可以根据信号控制开关输出想要的等效逆变波形，最终控制电机旋转，从而完成整个逆变过程。

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