2 电气系统的工作原理
纯电动城市客车是以蓄电池作为储能系统,电动机作为驱动系统,整车控制器作为监控系统。整车控制器通过采集踏板信号判断驾驶意图,根据整车电机电流、电机转速、电池电量等信号确认牵引(或制动)模式,并计算出目标牵引(或制动)力矩,将相关控制指令发送给电机控制器,电机控制器根据控制命令,将蓄电池提供的高压直流电变换为控制命令相对应的(电压、电流及频率)交流电输出,从而控制电机工作于驱动(或制动)工况,控制整车的运行状态。同时电机控制器将电机转速、直流电压、电流等信息,通过网络反馈给整车控制器(或仪表)。
2.1 电气系统工作模式
电气系统工作模式分为制动模式和驱动模式,能量流如图15所示。
2.2 整车低压电气工作原理
整车低压电气控制原理图如图16所示。接通整车低压开关,由辅助蓄电池给整车低压电器供电。将钥匙开关打到ON档,辅助控制继电器吸合,仪表和监控模块电源124接通开始工作,电控系统整车控制器电源316、电池管理系统电源325、电机控制器电源315, DC-DC控制电源321、转向油泵DC-AC控制电源320和气泵DC-AC控制电源318均接通,整车控制器、电池管理系统和电机控制器控制系统开始工作,在仪表和监控平台上可以看到电池模块和整车控制系统的信息。再接通整车高压开关,高压配电柜内主接触器吸合,转向油泵和气泵开始工作,当整车气路压力达到0.75 MPa时,安装在储气罐上的气压开关断开,气泵停止工作;当气路气压低于0.5 MPa时,气压开关闭合,气泵重新工作,这样可以节省电能,同时DC-DC开始工作,为整车电器供电并为辅助蓄电池充电。
当高压开关闭合后,仪表上控制系统状态信息显示“STOP”,将档位开关置于D或R时,控制系统状态信息变为“RUN”,此时电机控制器接收整车控制器通过CAN总线发送的档位、加速踏板和制动踏板的信息,调节输出电能的电流、电压、频率控制电机的运行;并将电机的工况、转矩、温度、转速等信号通过CAN总线传送给整车控制器。
高压配电柜主接触器吸合后,接通除霜开关,除霜控制继电器吸合,输出除霜控制信号111给高压配电柜,除霜接触器吸合,除霜机工作;在ACC继电器吸合后,空调控制器上电,控制器控制空调变频器工作。
当整车充电时,充电控制继电器吸合,整车高压系统控制电源断电不工作,充电机为仪表、监控模块、电池管理系统和整车控制器供电,从而可以有效地保证了对储能系统的管理和充电安全。
2.3 整车高压电气工作原理
整车高压电气控制原理图如图17所示。合上手动高压安全开关,接通低压电源开关,将钥匙开关打到ON档,再接通高压开关,高压控制信号312上电,高压配电柜接触器K1闭合,气泵DC-AC、DC-DC、空调变频器、油泵DC-AC直流高压上电,油泵、气泵和风扇滤波器开始工作。当接通除霜开关时,高压配电柜内除霜控制线111接通搭铁,除霜控制接触器K5吸合,电除霜开始工作;电动空调由空调控制器控制空调变频器,从而驱动电动压缩机工作,实现制冷或制热。
当高压配电柜内接触器K1吸合时,高压配电柜内预充电接触器K4吸合,当预充电完成以后,电机控制器控制预充电接触器断开,同时高压配电柜内电机控制器主接触器K吸合,电机控制器接受整车控制器发送过来的档位、加速踏板、制动踏板等控制命令,调节输出电能的电流、电压、频率控制电机的运行。电机控制器根据接收的温度传感器信号,控制电机风扇接触器KC和控制器接触器KM,保证电机和控制器工作在适宜的温度条件下并节省电能。
当动力蓄电池充电时,整车高压系统不工作,充电机与整车控制器、仪表、电池管理系统等通信,可以及时反映电池数据信息和故障信息,并为充电提供有力保证。
3 结束语
当前,纯电动汽车技术已经成熟,但由于受到电池技术限制和基础设施建设的影响,现阶段纯电动汽车没有量产仍以示范运行为主。随着科技的不断进步,电动汽车必将会在改善环境和解决能源危机中发挥不可替代的作用。本文通过对我公司电动汽车电气系统结构和工作原理的介绍,为电动汽车示范运行提供一些有益的参考。