纯电动商用车高压电气系统匹配设计

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1、设计●研究Design●Research纯电动商用车高压电气系统匹配设计刘宁，吴明瞭，汪斌，陈亮（东风汽车股份有限公司商品研发院，湖北武汉430057）中图分类号：U469.7文献标识码：A文章编号：1003－8639（2014）05－0018－04DOI:10.13273/j.cnki.qcdq.2014.05.006在能源矛盾日益突出的今天，新能源汽车的研5）整车控制单元主要指整车控制器VECU，制与开发已经成为各整车厂非常关注的方向，同时承担着整车高压电气系统控制策略的实施功能。国家也在节能减排绿色环保政策方面不断推出扶持1.2系统结构措施。在新能源汽车的几种存在

2、形态中，纯电动驱该款车型布置采用前置后驱的模式。由于运行动的车辆将动力电池包和驱动电机组成的电驱动系环境一般是在市内，运行条件和充电条件较好，考统完全取代原有的内燃机驱动系统，是最环保最能虑成本及布置空间，本车不再单独设置车载充电机，有效解决问题的研究方向。本文针对某款纯电动商而仅靠外部充电桩连接电池包进行电能补充。该款用环卫车的高压电气系统的开发，对该款整车的高车型各高压用电系统之间的匹配方式如图1所示。压电气系统的匹配设计进行了分析。1高压电气系统的组成及结构1.1组成该款车型是在一款轻卡二类底盘车上进行的电动化设计，取消柴油发动机及其附属系统，取而代之以驱动电机系

3、统、动力电池包系统、高压配电系统、高压辅助系统及整车控制单元等集成设计和部图1高压电气系统结构框图件电动化开发。整体布局应满足行驶和作业系统运行需求，原型车具有的附属功能保留，如空调、助2总体设计思路力转向、制动系统等原需要发动机驱动的部件，均该车型为纯电驱动，总质量为8t，目标最高车用电动化部件替代。速大于80km／h，整车续驶里程大于150km。1）驱动电机系统由永磁同步电机、电机驱驱动电机类型选取工作效率相对较高的永磁同动模块（MCU）组成，通过接收源自动力电池包的步电机，驱动模块功率器件采用IGBT，控制策略采电能，转换为机械能进行动力输出。用矢量控制技术，通过

4、整车动力性计算得出电机的2）动力电池包系统由电池模块、电池管理功率、扭矩、转速等基本性能参数，电压等级优选系统（BMS）、冷却系统、电池外箱、连接器及辅电机控制系统比较常见并被业内所推荐等级之一的助电路共同组成，提供整车运行所需要的能源。DC384V系统。由于驱动电机的特性必须与作业系3）高压配电系统由高压配电箱及高压线束统的运行要求相符合，为使电机运行可靠、平稳、组成，主要作用为分配动力电池包的能量，输出给高效，电机控制器需要进行控制策略的调整。各高压用电部件。在电池选择方面，本车型选用了目前广泛应用4）高压辅助系统由DC／DC直流电压转换器、于纯电动车辆的锂离子动力

5、电池加电池管理系统构制动泵控制器、转向泵控制器和空调压缩机等辅助建动力电池包，额定电压配合驱动电机为DC384V，高压用电部件组成，DC／DC用于将动力电池包输出总能量76.8kWh，满足整车能量需求。同时，进行的直流高压转换为直流低压24V，提供车辆非高压动力电池外箱的设计，电池包还具备能量管理、安用电部件的低压电源，其他的部件则协助完成所服全报警、绝缘、防水、防尘、散热等基本功能。务的相应功能对象。地面充电系统为电池包补充能量。20kW的输收稿日期：2013-12-11；修回日期：2014-01-03作者简介：刘宁（1975-），女，高级工程师，主要从事汽车电气系统

6、的开发工作，研究方向为纯电动汽车高压电气系统匹配。18《汽车电器》2014年第5期Design●Research设计●研究出功率可以在3.5h内为电池包补充满能量。4动力电池包系统设计整车控制器的开发方面，为了使整个高压电气该动力电池包的结构如图4所示，技术规格如系统的运行有序可靠，本高压电气系统开发了控制表2所示。高压电气系统可靠运行的整车控制器，对电池包的充电、放电进行统筹管理，并进行信息通信管理。通过严密分析的系统运行策略，以保证整个高压系统的安全性运行。3驱动电机系统设计驱动电机系统采用了永磁同步电机，根据车辆的需求进图4动力电池包的结构图行动力性计算后对电机进

7、行选型，具体选型参数如表1所示。表2动力电池包技术规格表驱动电机外形结构如图2所示。项目技术参数项目技术参数驱动电机系统效率MAP图如图图2驱动电机外形图电池类型磷酸铁锂使用寿命3年3所示。总能量76.8kWh25℃50%SOC5%总质量1250kg30天常温自放电表1驱动电机系统参数容量（20℃）200Ah电流采样精度≤±0.5A（或≤±1%）项目参数项目参数额定电压DC384V系统工作温度-20℃~+55℃额定功率50kW峰值功率100kW输出电压范围DC300~0℃~+45℃DC438V充电温度额定扭矩150Nm峰值扭矩300Nm冷