與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車的結構主要分為低壓用電部分和高壓用電部分。低壓用電部分由輔助蓄電池進行供電，供電電壓一般在12～14V，主要用于儀表盤顯示、燈光、車身VCU存儲器、傳感器、繼電器、電子音響系統(tǒng)及防盜報警系統(tǒng)等；高壓用電部分由動力電池包進行供電，主要用于新能源汽車的高壓管理供電系統(tǒng)、驅(qū)動電機系統(tǒng)、空調(diào)和暖風加熱系統(tǒng)等。本文對新能源汽車的關鍵零部件與功能進行詳細說明。

一、新能源汽車的定義

新能源汽車通用術語，包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車3種。

純電動汽車是指驅(qū)動能量完全由電能提供的、由電機驅(qū)動的汽車。電機的驅(qū)動電能來源于車載可充電儲能系統(tǒng)或其他能量儲存裝置。

混合動力汽車能夠至少從可消耗的燃料、可再充電能/能量儲存裝置兩類車載儲存的能量中獲得動力。

燃料電池電動汽車是以燃料電池系統(tǒng)作為單一動力源或者以燃料電池系統(tǒng)與可充電儲能系統(tǒng)作為混合動力源的電動汽車。

二、關鍵零部件與功能

1.高壓標記

新能源汽車的高壓組件表殼上都粘貼有警示標記，如圖1所示。維修人員等均可通過標記一眼識別出這個組件可能帶來高電壓的危險。由于高壓連接線纜需要連接兩端高壓組件，比較長，因此在高壓線纜上通過警示標記來提醒不夠醒目，維修人員可能會忽視這些警示標記。因此高壓連接線纜，包括插頭與維修開關都是橙色的，起到提醒的作用。

2.高壓連接線纜

新能源汽車一般是從動力電池包出來兩根高壓母線即正極母線和負極母線，用來連接新能源汽車的動力電池包和汽車的電機控制器。先經(jīng)過高壓配電箱（PDU）系統(tǒng)(內(nèi)部集成高壓分配盒和車載充電機)，經(jīng)過動力控制單元(內(nèi)部集成DC/DC變換器和電機控制器)供電給驅(qū)動電機系統(tǒng)；分為幾路供電給空調(diào)壓縮機和PTC加熱控制器。

高壓連接線纜的主要功能是在動力電池包通過安全盒接通后能夠安全提供電流，對于高電壓的安全標準必須遵守。在很多混合動力汽車中，直流電纜組件從汽車尾部(在這里與汽車的混合動力電池組相連接)一直延伸到車輛發(fā)動機艙蓋下方的電機控制器上。由于大部分高壓連接線纜都位于汽車底盤下(夾在動力電池組和底盤之間)，因此它能受到很好的保護，避免碰撞到路面帶來的損壞。純電動汽車和一些插電式車輛安裝的電池組要大得多，往往要延長到車輛前部，所以其高壓連接線纜通常也會相對混合動力汽車中的短一些，如圖2所示。

3.高壓接插件

高壓接插件線纜連接高壓組件，不僅是車輛驅(qū)動的關鍵能源輸送組件，同時也是影響車輛安全性能的關鍵因素，如果接插件虛接或松脫會引起車輛拋錨、著火，甚至產(chǎn)生電擊，所以松開或固定高壓接插件時都必須嚴格遵守規(guī)定順序。

以吉利帝豪EV（參數(shù)丨圖片）450車型為例，第一類高壓插接件為HVP800序列，此類接插件的插拔方法如下：

(1)用手或起子向后撥動助力手柄紅色卡扣。

(2)當紅色卡扣脫離漆標后，緩慢向上拔出助力手柄，接插件會跟著退出。

(3)當助力手柄達到垂直位置時，接插件將完全被拔出，如圖3所示。

(4)插接高壓插件和拔出高壓插件順序相反。

第二類高壓插接件為HVA280序列，此類接插件的插拔方法如下：

(1)按住紅色鎖扣后，將紅色鎖扣向后拔，直到脫離漆標位置。

(2)向下按住圖中所圈位置后，即可將接插件拔出，如圖4所示。

(3)插接高壓插件和拔出高壓插件順序相反，圖5是高電壓插座的連接結構，結構比較復雜，在松開和安裝高壓接插件時一定要對準位置，才能連接。

注意：因為是高壓插接件，所以插接時要注意做到“一插、二響、三確認”。

4.高壓維修開關

在維修或更換高壓組件時，必須通過標準斷電流程將高電壓系統(tǒng)切斷為無電壓狀態(tài)，即先關閉點火開關(至少等待5s)，然后拔出高壓維修開關。如圖6所示。

5.動力電池組

動力電池是新能源汽車的核心部件之一，相當于內(nèi)燃機驅(qū)動車輛的燃油箱，是電動驅(qū)動裝置的蓄能器。電池必須存儲有足夠的電能容量。

動力池組主要由各模組總成、電池信息采集系統(tǒng)、電池控制單元(BMU)、高壓安全盒(B-BOX)等部件組成。動力電池包總成安裝在車體下部，封裝在箱體內(nèi)，如圖7所示。動力電池箱體的作用是承載并保護動力電池組及其內(nèi)部的電氣元件，所以具有較高的強度和剛度并且防塵防水。電池箱體的防護等級為IP67。

6.電池管理系統(tǒng)

電池管理系統(tǒng)(BMS)的作用是監(jiān)視電池的狀態(tài)(溫度、電壓、剩余電量)，可以為電池提供通信、安全、單體均衡及管理控制，并提供與應用設備的通信接口。電池管理系統(tǒng)可以進行充放電控制、上下電控制、SOC/SOH(荷電狀態(tài)/電池容量)估算、故障診斷處理、熱管理、功率控制、BMU(電池管理單元)管理、均衡管理、電氣傷害管理等，還具有電池狀態(tài)的監(jiān)視以及通過CAN信號與其他管理模塊通訊的功能。電池管理系統(tǒng)主要由電池模組、電池信息采集單元、電池管理單元、熱管理系統(tǒng)、采樣線、高壓繼電器盒和通訊系統(tǒng)等組成，如圖8所示。

電池信息采集器(CSC)的主要功能是采集或監(jiān)測單體電池或模組的電和熱數(shù)據(jù)的電子裝置，包括單體電池的均衡等；采集系統(tǒng)將相關信息通過采樣線(含傳感器)上報電池管理器，并根據(jù)電池管理器的指令執(zhí)行單體電壓均衡。電池管理器(BMU)是電池管理系統(tǒng)核心部件，主要進行控制、管理、檢測或計算電池系統(tǒng)的電和熱相關參數(shù)，并提供電池系統(tǒng)和其他車輛控制器通訊的電子裝置。主要實現(xiàn)充放電控制、上下電控制、SOC/SOH估算、故障診斷處理、熱管理、功率控制、BMU管理、均衡管理等等。

7.高壓安全

當高壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，高壓安全盒及時斷開高壓電池的輸出，保護高壓電路和組件。高壓安全盒安裝在動力電池總成的正負極輸出端，由高壓正極接觸器、高壓負極接觸器、預充接觸器、電流傳感器和預充電阻等組成，如圖9所示。

其中兩個接觸器被并聯(lián)安裝在動力電池組與電機控制器之間電路的正極一側或負極一側。一個是預充接觸器，另外一個是高壓主接觸器，如圖10所示。

當車輛上電時，為保護高壓回路，預充接觸器通過接觸電阻(限流)先閉合，將動力電池組連接到電機控制器上，同時動力電池組對電機控制器電容進行充電，當高壓管理系統(tǒng)的某個功能自檢沒有通過，預充接觸器會立刻斷開，并產(chǎn)生一個故障碼。如果所有的系統(tǒng)自檢都能通過，同時電容充滿電(反灌電壓≤50V)，此時高壓主接觸器閉合，預充接觸器斷開，開始全電流上電。若是車輛被斷電，或者車輛高壓驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出急停指令，高壓主接觸器會立刻或延時幾秒后斷開，強制將動力電池組與高壓回路電路切開。

8.高壓配電系統(tǒng)

高壓配電系統(tǒng)由動力電池為電機控制器(PEU)、驅(qū)動電機、空調(diào)壓縮機、暖風加熱器(PTC)等高壓部件提供能量，其控制電路如圖11所示。動力電池還需要為直流充電或交流充電系統(tǒng)進行補充充電。所有的高壓組件都由高壓配電系統(tǒng)連接并輸送電能。

9.電機控制系統(tǒng)

電機控制系統(tǒng)包含DC/DC變換器和電機控制器兩部分。DC/DC變換器的功能是將高直流電轉換為低壓直流電壓，為整車低壓系統(tǒng)提供13.8v電源，類似于傳統(tǒng)汽車發(fā)電機的功能。電機控制器一般都安裝在發(fā)動機艙內(nèi)，如圖12所示。電機控制系統(tǒng)通過CAN信號與其他車輛控制器通訊，是控制動力電源與電機之間能量傳遞的裝置，由控制信號接口電路、電機控制電路和驅(qū)動電路組成。電機控制器與整車的直流高壓端直接連接，同時與驅(qū)動電機的三相端直接連接，具備高壓互鎖功能。

10.驅(qū)動電機

驅(qū)動電機安裝在車體下部位置，如圖13所示。驅(qū)動電機是為車輛行駛提供驅(qū)動力的永磁同步電機，其動力特性決定了車輛的主要性能指標，動力性主要受路況(平路、上坡、下坡)、最高車速和車輛加速度的影響。驅(qū)動電機系統(tǒng)主要由驅(qū)動電機、電機控制器及其工作必需的輔助裝置組成。

11.充電系統(tǒng)

充電系統(tǒng)從系統(tǒng)上分為直流充電、交流充電、12V充電、制動能量回收4項。

(1)直流充電系統(tǒng)由以下部件組成：直流充電樁、直流充電槍(帶高壓連接線纜)、直流充電插座、動力電池、非車載充電機，直流充電插座安裝在車體左后位置，如圖14所示。它能接收直流充電樁的電能，并通過高壓連接線纜將電能輸送給動力電池進行充電。

(2)交流充電系統(tǒng)由以下部件組成：交流充電樁、交流充電槍(帶高壓連接線纜)、交流充電插座、動力電池、車載充電機，交流充電插座安裝在車體左前位置，如圖15所示。它能接收交流充電樁的電能，并通過高壓連接線纜將電能輸送給車載充電機，車載充電機將交流電轉化成直流電再傳遞給動力電池進行充電。

(3)12V充電功能由以下部件實現(xiàn)：12V蓄電池、DC-DC轉換器、動力電池。

(4)制動能量回收功能由以下部件實現(xiàn)：制動開關、動力電池、驅(qū)動電機、整車控制器、高壓連接線纜等。

12.空調(diào)與暖風系統(tǒng)

空調(diào)與暖風系統(tǒng)一般安裝在發(fā)動機艙內(nèi)，如圖15所示。其使用的是高壓電動空調(diào)，電動壓縮機用于制冷循環(huán)，主要作用是將從蒸發(fā)器來的低溫低壓氣體壓縮成高溫高壓氣體，為整個制冷系統(tǒng)提供源動力。與傳統(tǒng)汽車不同的是，新能源汽車暖風系統(tǒng)采用PTC加熱絲進行加熱，當啟動空調(diào)系統(tǒng)時，動力電池向PTC進行高壓供電，產(chǎn)生熱量。

三、小結

新能源汽車上的高壓組件不管是用于驅(qū)動車輛，還是用于控制空調(diào)或暖風功能，這些組件的共同之處是均以高電壓運行，在維修時一定要熟悉高壓組件的結構和位置。

剎車盤

軸承

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