新能源汽车结构与原理

  电动汽车：以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路安全、安全法规各项要求的车辆。其基本构造主要由四部分构成：底盘与车身、电源系统、电驱系统、辅助系统。相比于传统汽车而言，由于电动机拥有非常良好的牵引性，因此纯电动汽车的传动系统不需要离合器和变速器。车速控制由调速系统改变电动机的转速就可以实现。因此，纯电动车具有结构相对比较简单、维护方便的优势。

  电源系统最重要的包含动力电池系统、车载充电机（OBC,On-Board Charger）、直流转换器（DC/DC）等。

  动力电池系统是电动汽车的动力源，能量的存储装置，驱动电动汽车电池电池管理系统及附属装置等，其主要构成要素包括动力电池组(电池模块)、电池管理系统(BMS)、电池冷却系统、动力电池组箱体，主要是为车辆行驶提供动力，检测计算电量，检测温度、电压、湿度，检测漏电等不正常的情况并进行发出警报，控制充放电，控制预充电，系统自检等，动力电池如图：

  动力电池系统的基本功能能分为检测、管理、保护三大块。具体来看，包括数据采集、状态监测、均衡控制、热管理、安全保护等功能。

  车载充电机：是指固定安装在电动汽车上的充电机，把电网供电制式转换为动力电池充电要求的制式。具有为电动汽车动力电池，安全、自动充满电的能力，充电机依据电池管理系统（BMS）提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。

  直流转换器（DC/DC）：可以将动力电池输出的某一数值的直流电源电压转化为另一数值的直流电源电压，起到调节电源输出、稳定电源电压的作用。通常可大致分为三种:高压转高压DC/DC变换器、高压转低压 DC/DC变换器低压稳压DC/DC变换器。

  直流/直流变换器输入端连接动力电池高压输出端，输出端连接呈并联关系的低压用电器和蓄电池。当整车控制器(VCU)未接到高压指令时，蓄电池给低压用电器供电。当VCU收到上高压指令后，直流/直流变换器启动，动力电池输出的高压电经直流/直流变换器转换后输出稳定的低压电。直流/直流变换器要根据车辆用电器实际用电情况和蓄电池的充放电平衡给低压用电器和蓄电池供电。

  电源三合一：DC/DC转换器、充电机、高压配电盒（PDU,Power Distribution Unit）这三个控制单元合为一体慢慢的变成为当今行业的发展的新趋势。电驱系统

  电驱动系统是电动汽车的核心，一般由电机、电机控制器和物理运动装置组成，它的结构及形式直接影响电动汽车驱动系统的布置形式。目前，将电机、电控控制器（MCU, Motor Control Unit）和减速器集成为一体的三合一电驱动系统，因轻量化、节约空间和成本等优势已成为纯电动汽车电驱动系统的发展主流。

  电动汽车动力驱动系统是能量存储系统与车轮之间的纽带，其作用是将能量存储系统输出的能量(化学能、电能)转换为机械能，推动车辆克服各种滚动阻力、空气阻力、加速阻力和爬坡阻力，制动时将动能转换为电能回馈给能量存储系统。为适应驾驶人的传统操作习惯，纯电动汽车仍保留了加速踏板、制动踏板及相关手柄或按钮等。在纯电动汽车上是将加速踏板，制动踏板的机械位移量转换为相应的电信号输入到中央控制单元来对汽车实行控制的。对于变速杆，为遵循驾驶人的传统习惯，一般仍需保留，最常见的有空挡、前进、例挡三个挡位，该装置以开关信号的形式传输到中央控制单元，对汽车进行前进，停车，倒车进行控制。

  车辆行驶的执行机构，常用的驱动电机为永磁同步电机，效率高、体积小、可靠性高。

  驱动电动机在纯电动汽车中被要求具备电动机和发电机的双重功能，即在正常行驶时发挥其主要的电动机功能，将电能转化为机械能;而在减速和下坡滑行时又被要求发挥其主要的发电机功能，将车轮的惯性动能转换为电能。对驱动电动机的选型一定要根据其负载特性来进行。

  电机控制器MCU就是一种由微处理器、电源电路和控制电路组成的芯片，大多数都用在控制很多类型的电动机，例如交流和直流电机等等。它能够准确的通过具体的需求来实现电机的加速、减速、定速、反转等运动控制，实现对电机的控制。

  一种传动装置，在电机和车轮之间起匹配转速和传递扭矩的作用。减速机又被叫为减速器，减速机本身不能产生动力，是用在原动机和工作机之间的传动动力的机械，是在工业生产里经常用到的一种传动设备，且它的种类、功能多样，适用于多种工业生产类型。而减速机的作用主要可以概括为两种，一是起到了降低转速的作用，二是增大扭矩的作用。辅助系统

  辅助系统包括车载信息显示系统、辅助操控系统、辅助动力源、空调、主被动安全系统、冷却循环系统等，借助这些辅助设备来提高汽车的操纵性和成员的驾驶舒适性。

  是一种能使驾驶员在行驶过程中，通过车载电子装备及时了解汽车运行的状况信息和外界信息的装置。车载信息系统包括汽车信息显示系统和信息通信系统两部分。其中，汽车运行的状况信息可通过观察仪表盘的显示来得到，而外界信息一定要通过与外界联系的通信设施才能得到。

  智能辅助驾驶是一种基于车载传感器、通信技术、AI算法等技术方法的驾驶辅助系统，智能辅助驾驶系统是为了更好的提高驾驶员的驾驶体验、提升驾驶安全性而配备在汽车中的一系列智能设备和功能。这些系统旨在辅助驾驶员驾驶车辆，减少人为误操作，提高行车安全。目前的辅助驾驶，基本上由车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、刹车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统组成，最大的目的是提高驾驶的安全性、舒适性和便捷性，从而更好地服务驾驶人员和乘客。

  车道保持辅助系统（Lane Keeping Assistant，LKA）：该系统能自动识别车道线，并经过控制方向盘或刹车来帮助驾驶员维持车辆在车道内行驶。

  自适应巡航控制管理系统（Adaptive Cruise Control，ACC）：该系统能通过车载雷达和摄像头等装置识别前方的车辆，从而动态地控制车速，使车辆与前面的车保持一定的距离，以减少车辆的碰撞概率。

  智能停车系统（Intelligent Parking Assist System，IPAS）：该系统能够最终靠车载摄像头和传感器等装置帮助驾驶员在狭小的车位中完成倒车入库等操作。

  盲点监测系统（Blind Spot Monitoring，BSM）：该系统能通过车载雷达和摄像头等装置识别车辆的盲区，并在需要时提供视觉或声音警告。

  汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。

  所谓被动安全系统（Passive Safety System）是指汽车发生交通事故后，对乘员进行保护的装备措施，以避免伤害或将伤害降到最低程度。

  当汽车发生碰撞，碰撞传感器将碰撞强度信号给到安全气囊控制单元（SRSECU），如果信号值达到设定值，控制单元发送点火信号触发气体发生器点爆，安全气囊迅速充气，并收紧安全带，以保护乘员安全。

  是指通过一系列安全系统措施，使驾驶员能更稳定、自如地操控汽车。无论是直线上的刹车与加速，还是转弯或变换车道，这些系统都应使车辆保持平稳，不偏离预定的行驶轨迹，同时确保驾驶员的视野开阔、舒适驾驶。包括：ABS(防抱死制动系统)、EBD(电子制动力分配系统)、ESP(电子稳定系统)、TCS(牵引力控制管理系统)、LDWS(车道偏离预警系统)、全景环视系统、盲点警示系统、并道辅助系统、TPMS(胎压侦测系统)、VSA（车辆稳定性控制管理系统）等。

  新能源汽车冷却系统由散热器、水泵等部分所组成，它的工作原理非常类似于传统汽车的冷却系统。其中，水泵通过水管将冷却液循环到发动机附近，经过散热器之后把热量传出，然后再循环回来，如此循环不停。新能源汽车冷却系统的核心部分是电池温度控制管理系统。因为电池的散热要比传统的发动机要复杂很多，所以要控制系统来监测电池的温度，一旦温度过高，就及时地加强冷却，电池不会过热，来提升电池的寿命。

  电动汽车其实就是一个电能的传输，这个表示的就是电动汽车在行驶过程中的一个信号流和能量流。

  信号流：VCU通过采集加速踏板、制动踏板、方向盘转向等驾驶员意图信息，并依据这一些信息向BMS、MCU等其它控制单元发出相应的指令。

  能量流：车载充电机通过充电接口接入电网向动力电池充电，动力电池向驱动电机供电，电机运转带动车辆行驶；当电动汽车制动或滑行时，电机可运行在发电状态，将车辆的部分动能回馈给动力电池以对其充电，延长续驶里程。

  下一篇：康谋分享 数据隐私和匿名化：PIPL与GDPR下，如何确保数据合规？（一）

  近日，重庆小康工业集团股份有限公司与华为终端有限公司在深圳举行了合作备忘录签订仪式。 据重庆晨报报道，双方将借助各自优势资源，包括技术积累、渠道网络和行业经验等，深化推动新能源汽车领域合作，共同打造高性能、智能化移动出行解决方案。 近年来，华为在汽车领域的相关布局颇多，从近期华为技术有限公司公布的专利信息来看，有不少与汽车领域相关，例如“一种电驱动系统、动力总成以及电动汽车”“电动汽车以及电动汽车之间充电的方法”“一种动力总成和电动汽车”等专利。 此前，华为再度重申公司不造整车，而是聚焦ICT技术，帮助车企造好车。

  从2G时代简单的短信传输到如今的4G和5G网络，信息传输速度的变化也给我们的生活带来了巨大的改变。而我国作为5G技术的先行者，在很多行业都已经有所应用了。那么除了通讯技术的变革之外，5G技术又会给新能源汽车产业带来哪些影响呢? 首先，5G对新能源汽车行业最大的影响应该就是无人驾驶技术了。由于无线传输速度更快，信息精准度更高，所以能将路面上复杂的路况快速地进行判断与计算，从而完成高效的无人驾驶。此前的无人驾驶技术着力点主要在于传感器的应用以及对于外来信息的采集，这样的形式只可以帮助车辆判断在一些范围内和一段时间内的基本路况，而且存在一定的延时，精准度也会受一定的影响。而5G技术能建立完整的监控体系，利用大数据系统的判断

  产业带来哪些改变呢？ /

  日前，半导体元器件分销商大联大以 驶向未来：预约下一个十五‧五 驰骋世界 为主题的汽车技术峰会在合肥召开。会议上，大联大携手盖世汽车以及其他国内外知名汽车芯片公司，全方位推介了创新的汽车电子科技类产品与技术，为实现“新四化”奠定了坚实基础。 大联大商贸中国区总裁沈维中表示，大联大2023年汽车技术应用全国路演活动最终站落地合肥，正是因为作为新能源汽车产业的后起之秀，合肥近年表现异常亮眼。2022 年，合肥汽车产量近 68 万辆、增长 16%，其中，新能源汽车产量 25.5 万辆，同比增长 133%，上涨的速度迅猛。 大联大商贸中国区总裁沈维中 沈维中提到，2023年中国已经占到全世界汽车市场的1/3以上份额，其中新能源车渗透

  的未来 /

  互联网企业造新能源汽车，最重要的一只靴子即将落地——对着这类非传统汽车生产商，一张准入的生产牌照才是命门。     3月26日，在广汽集团承办2015中国广州国际投资年会新能源及节能环保汽车论坛上，发改委产业协调司机械装备处处长李钢表示，新能源汽车生产准入条件的相关法规已基本制定完毕，很快就会公布。   发改委产业协调司机械装备处处长李钢(资料图)      去年11月26日发改委出台了新能源汽车生产准入条件征求意见稿，对新建纯电动乘用车生产企业投资项目、生产准入条件做出相关规定。     论坛上，李钢也解释了准入条件中的新能源汽车的定义，“只限于纯电汽车，也包括增程式的电动汽车。”他还表示，新能源汽

  针对新能源汽车这一重要市场领域， 纳芯微 丰富的传感器产品为汽车电子解决方案赋能，这中间还包括新能源三电系统中的磁电流传感器、热管理系统磁角度传感器、BMS系统中的MEMS压力传感器，还有用于混动车及传统燃油车的很多类型MEMS压力传感器、油压测量传感器及信号调理芯片等。 图1：新能源汽车中的 纳芯微 传感器解决方案 新能源车三电系统磁电流传感器 磁电流传感器大多数都用在汽车三电系统，OBC/DCDC使用的是霍尔电流传感器，通过对OBC输入侧PFC端及DCDC高压输出端进行电流采样，实现电流反馈及过流保护功能。其检测电流一般为几十安，采样延时要求3μs以内，采样精度在3%左右。这种应用通常使用宽体SOIC-16脚贴片霍尔

  传感器解决方案 /

  近年，新能源汽车的发展可谓势猛如虎，而作为其核心的动力电池市场更是自然也是增长迅猛，三年便激增至三倍多。   在动力电池中，锂离子电池的扩展优势显著，镍氢电池紧随其后。早在2014年第一季度，锂离子电池在1.4GWh的需求量中占有了68%，镍氢电池占有了28%，固态电池仅占不到1%。 我国的动力电池产业化已经处于全球领先的地位。多个方面数据显示，2016年，我国动力电池的出货量已经占据了全球总出货量的65%。截至2016年年底，我国动力电池单体单位体积内的包含的能量已达到220瓦时/公斤，价格降至1.5元/瓦时。 电池的发展也促进了新能源汽车的进步，2016年，我们国家新能源汽车生产51.7万辆，销售50.7万辆，国内新能源汽车销量同比增长53%。而新

  ，可你线.锂电池技术 锂电池已经在电动车上使用，今天锂电池更多的用于低压网络上。 锂电池的优点是充电循环次数多，没有记忆， 很高的单位体积内的包含的能量从而减轻了重量。 宝马F80/F82/F83上使用了低压锂电池，下面以上述车型锂电池为例。 2.蓄电池型号 容量： 69Ah 标称电压： 13.2V （4个3.3V的单格电池串联） 外壳： LN5 （与AGM 90Ah蓄电池一样） 重量： 13.6kg 设计： 4单格锂磷酸盐 使用车辆： F80， F82， F83 价格： 大概是铅酸蓄电池的5倍 特点： 内部带有分离开关 集成的控制模块通过LIN线通信 需要用适合的充电器 蓄电池排气孔管路直径变大 3.锂电池的结构 分流电阻： 测量电流 单格电池

  今天就让我们走进CATL宁德时代的生产车间，一块儿来看看这块被大众，宝马，奔驰争抢的电芯是怎么制造出来的。 电芯是一个电池系统的最小单元。多个电芯组成一个模组，再多个模组组成一个电池包，这就是车用动力电池的基本结构。电池就像一个储存电能的容器，能储存多少的容量，是靠正极片和负极片所覆载活性物质多少来决定的。正负电极极片的设计应该要依据不同车型来量身定做的。正负极材料克容量，活性材料的配比、极片厚度、压实密度等对容量等的影响也至关重要。 01 活性材料的制浆——搅拌工序 搅拌就是将活性材料通过真空搅拌机搅拌成浆状。这是电池生产的第一道工序，该道工序质量控制的好坏，将直接影响电池的质量和成品合格率。而且该道工序工艺流程复杂，对原料

  (武志斐主编)

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