第四節 純電動汽車典型車型介紹—比亞迪純電動汽車

一、比亞迪純電動汽車的整車結構與基本工作原理

1．整車結構

比亞迪純電動汽車的整車結構如圖1-53所示，由動力蓄電池組、逆變器、驅動電機、傳動系統、行駛系統以及控制系統和安全保護系統等組成。

2．基本工作原理

比亞迪純電動汽車的基本工作原理如圖1-54所示。它保留了傳統汽車的操縱控制系統（如加速踏板、制動踏板以及各種操縱手柄），但無離合器。當EV工作時，通過傳感器將加速踏板和制動踏板機械位移的行程量轉換成電信號，輸入到中央控制器，經過中央控制器處理后，發出驅動信號，從而控制EV的運行。

1）當EV前進時：動力蓄電池組輸出高壓直流電（direct current，DC），經過電機控制系統轉變成交流電（alternating current，AC）后，供給驅動電機，驅動電機輸出轉矩經傳動系統放大后驅動車輪行駛。

2）當EV減速時：車輪反過來驅動電機轉動，通過電機控制系統將感應電機變成交流發電機產生電流，經過逆變器再將交流電變成直流電給動力蓄電池充電（即制動能量再生）。

3）同時，EV控制系統通過各種傳感器與電壓、電流檢測器對動力蓄電池包與電機進行實時監控，及時反饋信息和報警并通過各類儀表（電壓表、電流表、電功率表、轉速表、溫度表等）進行顯示。

二、比亞迪純電動汽車電池管理系統

1．比亞迪e6電動汽車的電池組

采用磷酸鋰鈷鐵電池，由90個單體蓄電池組成，布置在車輛底部。其總電壓為307V，電池容量220A·h，續駛里程300km。

2．電池管理系統（battery management system，BMS）的結構

如圖1-55所示，BMS包括自動高壓開關、電池組監控系統模塊、顯示模塊、電池熱管理系統模塊等。它布置在發動機艙的上部，同時還有動力配電箱與其配合。動力配電箱相當于一個由多個繼電器并聯的大型電閘，利用繼電器的吸合來控制電流的通斷，并將電流進行分流。

3．電池管理系統的功能

詳見表1-3，主要功能有電池溫度控制、保持電池組件電壓和溫度平衡、防止電池過充與過放、防止電池短路與漏電及預測電池的SOC和剩余行駛里程等。

4．電池管理系統的工作原理

BMS能夠動態監測動力蓄電池組的工作狀態，實時采集每塊電池的端電壓與溫度、充放電電流以及電池包總電壓，估算出各個電池的SOC和安全狀態（SOE）。然后通過控制其他器件，避免電池過充與過放，同時及時給出電池狀態，找出故障電池所在箱號與位號，以便更換缺陷電池，保持電池組可靠性與高效性。BMS還設定顯示系統（包括剩余電量的續駛里程、自動報警與故障診斷等顯示）。

BMS工作原理可歸納為：數據采集，ECU進行數據分析處理，并向執行部件發出執行指令。

三、比亞迪純電動汽車控制模塊

比亞迪純電動汽車的控制模塊主要有電機控制器和DC/DC變換器。

1．電機控制器

電機控制器的功能是控制電機轉速、轉矩與轉向，從而滿足車輛前進、后退與坡道行駛等各工況對驅動力的需求。其關鍵部件叫IGPT，它實際上就是一個大電容器。IGPT的作用是控制電機電流大小，確保根據不同工況輸出合適的電流。

2．DC/DC變換器

DC/DC變換器的功能是將330V的高壓直流電轉換成低壓直流電，以滿足低壓用電器（包括蓄電池、EPS等）的需求。DC/DC變換器的外形結構如圖1-56所示。

四、比亞迪純電動汽車驅動電機

比亞迪純電動汽車的驅動電機為無刷交流輪轂電機，分外轉子式與內轉子式兩種結構。

1．外轉子式輪轂電機

采用低速外轉子電機，如圖1-57所示。其最高轉速為1000～1500r/min，電機轉速與車輪轉速相等，故省去了減速裝置。

2．內轉子式輪轂電機

如圖1-58所示，采用高速內轉子電機，并配備固定傳動比的行星減速器（即輪邊減速器）。為獲得較高的功率密度，電機轉速可達10000r/min，減速器傳動比為10∶1。

五、比亞迪純電動汽車其他高壓輔助設備

1．車載慢充系統

車載慢充系統主要考慮提升低壓轉高壓的轉化效率。當使用家用插座時，需要10A額定電流的單相220V高質量插座（以防低質量產品引起線路燒毀）。

2．漏電保護器

比亞迪漏電保護器的功能是通過一端與車身連接，另一端與負極連接檢測電流與電壓。一旦發現有超出限制的電流和電壓，就發出報警并切斷控制模塊，確保用電安全。比亞迪e6車型要求動力蓄電池系統的泄漏電流不超過2mA，整車絕緣電阻需大于100Ω/V。

3．檔位控制器

檔位控制器是控制車輛前進、后退與停車動作的部件（類似自動檔）。

4．主控ECU

主控ECU的功能是接收各高壓監控系統信號并進行判斷，然后對動力系統、冷卻系統、制動系統、轉向系統、空調系統等進行控制，以確保其正常工作。

5．加速踏板

加速踏板通過控制勵磁電流大小來達到控制電機轉速的目的。

6．應急開關

應急開關通常位于電池的正負極附近，以確保在緊急情況下，通過應急開關能夠斷開動力蓄電池電源。

7．車載充電口

車載充電分快充與慢充。為了確保充電效率，使用特定的充電口進行充電。充電時，需確保整車防水密封性要求，并確保車載充電口能夠承受瞬時大電流的充電過程。比亞迪e6充電口在汽車側面，左側為380V插口，右側為220V插口。充電時，儀表板會亮起充電指示燈。