認知新能源汽車動力電池技術(shù)1目錄一、

電池的定義及分類二、各類車用動力蓄電池的性能比較三、電池包的核心技術(shù)四、

我國動力電池產(chǎn)業(yè)的市場份額五、

探索未來的電池技術(shù)3一、

電池的定義及分類4一、電池的定義與分類

1.電池定義：

將化學(xué)能或生物分解過程轉(zhuǎn)化為電能的裝置稱為電池。

電池的種類很多，分類方法也有多種，一般按其原理可以分為生物電池、物理電池和化學(xué)電池。5一、電池的定義與分類2.電池的分類

按其工作性質(zhì)和使用特征的不同，可分為一次電池、二次電池、燃料電池和儲備電池等。其中燃料電池和儲備電池屬于特殊的一次電池。一次電池（原電池）二次電池燃料電池（連續(xù)電池）儲備電池（激活電池）單體電池二次電池氫燃料電池堆儲備電池6一、電池的定義與分類3.鋰離子電池

鋰離子電池是指分別用二個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負極構(gòu)成的二次電池。人們將這種靠鋰離子在正負極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的，獨特機理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”，俗稱“鋰電”。73.鋰離子電池

鋰離子電池的類型：根據(jù)鋰離子電池的形狀，可以分為方形鋰離子電池和圓柱形鋰離子電池一、電池的定義與分類83.鋰離子電池

鋰離子電池的類型：根據(jù)鋰離子電池正極材料分類?？煞譃殒囁徜?、鈷酸鋰、鈦酸鋰、鎳鈷多元、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。

正極材料一直是鋰離子電池核心，不同選擇直接決定電池性能的高低。正極材料的選擇主要是可逆脫鋰和嵌鋰的過渡金屬氧化物，是鋰離子電池的重要成分之一。鋰離子電池正極材料分類為：1）鋰鎳氧化物

2）鋰鈷氧化物3）鋰鈦氧化物

4）鎳鈷多元氧化物5）鋰錳氧化物

6）鋰鐵磷氧化物一、電池的定義與分類93.鋰離子電池一、電池的定義與分類10二、各類車用動力蓄電池的性能比較11二、各類車用動力蓄電池的性能比較1.電池的性能指標(biāo)（1）電壓（端電壓）電壓是指其正極與負極之間的電位差，單位為V（伏特），是表示蓄電池性能與狀態(tài)的重要參數(shù)之一。1）開路電壓2）放電電壓3）充電電壓

（2）容量

在一定的放電條件下，電池所能放出的電量稱為容量，用C表示，單位A·h或mA·h。1）理論容量：把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計算得到的最高理論值。2）實際容量：電池在一定條件下所能輸出的電量。3）標(biāo)稱容量：用來鑒別電池的近似A·h值。4）額定容量：按國家或有關(guān)部門頒布的標(biāo)準(zhǔn)，保證電流在一定的放電條件下，應(yīng)該放出的最低限度的容量。12二、各類車用動力蓄電池的性能比較1.電池的性能指標(biāo)（3）內(nèi)阻（4）荷電狀態(tài)（5）比能量（6）功率與比功率（7）循環(huán)壽命13二、各類車用動力蓄電池的性能比較2.常見車用動力蓄電池的性能比較14三、電池包的核心技術(shù)15三、電池包的核心技術(shù)1.電池組的連接方式電池的串聯(lián)：電池的并聯(lián)：16三、電池包的核心技術(shù)2.電池容量均衡電池容量均衡效果17三、電池包的核心技術(shù)2.電池容量均衡均衡系統(tǒng)分為能量耗散型均衡、能量非耗散型均衡能量耗散型均衡（被動均衡）：主要通過令電池組中能量較高的電池利用其旁路電阻進行放電的方式損耗部分能量，以期達到電池組能量狀態(tài)的一致。被動均衡步驟一：電池充電中，部分電池已充滿。被動均衡步驟二：停止充電，能量耗散。18三、電池包的核心技術(shù)2.電池容量均衡被動均衡步驟三：多次調(diào)節(jié)。被動均衡步驟四：均衡管理完成。19三、電池包的核心技術(shù)2.電池容量均衡能量非耗散型均衡（主動均衡）：能量非耗散式均衡電路拓撲結(jié)構(gòu)目前已出現(xiàn)很多種，本質(zhì)上均是利用儲能元件和均衡旁路構(gòu)建能量傳遞通道，將其從能量較高電池直接或間接轉(zhuǎn)移至能量較低的電池。被動均衡步驟一：電池放電，電容充電。20三、電池包的核心技術(shù)2.電池容量均衡能量非耗散型均衡（主動均衡）被動均衡步驟二：電容放電，電池充電。21三、電池包的核心技術(shù)2.電池容量均衡被動均衡步驟三：均衡管理完成。能量非耗散型均衡（主動均衡）22三、電池包的核心技術(shù)3.電池?zé)峁芾砑夹g(shù)

由于車輛上裝載電池的空間有限，正常運行所需的電池數(shù)目也較大，電池會以不同倍率放電，并以不同生熱速率產(chǎn)生大量熱量。

電池包內(nèi)溫度上升嚴(yán)重影響電池組的電化學(xué)系統(tǒng)的運行、循環(huán)壽命、充電可接受性、電池包功率和能量、安全性和可靠性等。如果電動汽車電池組不能及時散熱，將導(dǎo)致電池組系統(tǒng)的溫度過高或分布不均勻，其結(jié)果將降低電池充放電循環(huán)效率，影響電池的功率和能量發(fā)揮，嚴(yán)重時還將導(dǎo)致熱失控，影響系統(tǒng)安全性與可靠性；另外，由于發(fā)熱電池體的密集擺放，中間區(qū)域必然熱量聚集較多，邊緣區(qū)域較少則增加了電池包中各單元之間的溫度不均衡，這將造成各電池模塊、單體性能的不均衡，最終影響電池性能的一致性及電池荷電狀態(tài)（SOC）估計的準(zhǔn)確性，影響到電動汽車的系統(tǒng)控制。23三、電池包的核心技術(shù)3.電池?zé)峁芾砑夹g(shù)現(xiàn)有電動汽車電池系統(tǒng)熱管理技術(shù)（1）風(fēng)冷又叫空氣冷卻，可以分為被動式的自然冷卻和主動式的強制冷卻。這兩種方式都是通過空氣流動來帶走電池產(chǎn)生的熱量，從而實現(xiàn)冷卻。其優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單、成本低、環(huán)保無污染。24三、電池包的核心技術(shù)3.電池?zé)峁芾砑夹g(shù)現(xiàn)有電動汽車電池系統(tǒng)熱管理技術(shù)2）液冷式散熱系統(tǒng)

帝豪EV450冷卻液循環(huán)管路25三、電池包的核心技術(shù)3.電池?zé)峁芾砑夹g(shù)現(xiàn)有電動汽車電池系統(tǒng)熱管理技術(shù)（3）制冷劑直接冷卻技術(shù)26三、電池包的核心技術(shù)3.電池?zé)峁芾砑夹g(shù)

現(xiàn)有電動汽車電池系統(tǒng)熱管理技術(shù)4）熱管式散熱系統(tǒng)熱管式冷卻原理圖熱管式冷卻實物圖27三、電池包的核心技術(shù)3.電池?zé)峁芾砑夹g(shù)現(xiàn)有電動汽車電池系統(tǒng)熱管理技術(shù)

5）電動車電池加熱系統(tǒng)

為了使電池適應(yīng)低溫環(huán)境工作，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中配置了加熱系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)主要由加熱元件和電路組成，其中加熱元件是最重要的部分。常見的加熱元件有可變電阻加熱元件和恒定電阻加熱元件，前者通常稱為PTC（positivetemperaturecoefficient），后者則是通常由金屬加熱絲組成的加熱膜，譬如硅膠加熱膜、撓性電加熱膜等。284.絕緣電阻監(jiān)控為安全起見，純電動和混合動力車輛高壓電路與車身搭鐵絕緣；內(nèi)置于蓄電池ECU（蓄電池智能任務(wù)）的“漏電檢測電路”持續(xù)監(jiān)視高壓電路和車身搭鐵之間的絕緣電阻保持不變。5.SOC控制SOC（充電狀態(tài)）指示HV電池的充電狀況29四、

我國動力電池產(chǎn)業(yè)的市場份額3031五、

探索未來的電池技術(shù)32五、

探索未來的電池技術(shù)1.動力電池總體發(fā)展思路（1）近中期，在優(yōu)化現(xiàn)有體系鋰離子動力電池技術(shù)、滿足新能源汽車規(guī)?；l(fā)展需求的同時，以開發(fā)新型鋰離子動力電池為重點，提升其安全性、一致性和壽命等關(guān)鍵技術(shù)，同步開展新體系動力電池前瞻性研發(fā)。（2）中遠期，在持續(xù)優(yōu)化提升新型鋰離子動力電池的同時，重點研發(fā)新體系動力電池，顯著提升能量密度，大幅度降低成本，實現(xiàn)新體系動力電池實用化和規(guī)模化應(yīng)用。

動力電池能量密度達到的目標(biāo)33五、動力電池發(fā)展與規(guī)劃2.動電電池技術(shù)發(fā)展目標(biāo)34五、動力電池發(fā)展與規(guī)劃3.動力電池技術(shù)發(fā)展路線純電動汽車動力電池技術(shù)發(fā)展路線35五、動力電池發(fā)展與規(guī)劃3.動力電池技術(shù)發(fā)展路線插電式混合動力電動汽車動力電池技術(shù)發(fā)展路線36五、動力電池發(fā)展與規(guī)劃3.動力電池技術(shù)發(fā)展路線新體系電池技術(shù)發(fā)展路線認知新能源汽車電機及控制技術(shù)37目錄一、驅(qū)動電機的定義與類型二、各類常用電機的性能比較三、電機控制器四、我國電機的應(yīng)用五、驅(qū)動電機發(fā)展趨勢39一、驅(qū)動電機的定義與類型40一、驅(qū)動電機的結(jié)構(gòu)與類型1.驅(qū)動電機結(jié)構(gòu)

電機（ElectricMachine）俗稱“馬達”。驅(qū)動電機是指將電能轉(zhuǎn)換成機械能為車輛行駛提供驅(qū)動力或?qū)C械能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，它具有能作相對運動的部件，是一種依靠電磁感應(yīng)而運行的電氣裝置。41一、驅(qū)動電機的結(jié)構(gòu)與類型2.電機類型42二、各類常用電機的性能比較43二、各類常用電機的性能比較1.新能源汽車對驅(qū)動電機要求（1）電機的運行特性要滿足電動汽車的要求，在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運行時具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足電動汽車啟動和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有高的速度，以滿足電動汽車在平坦的路面能夠高速行駛的要求。（2）電機應(yīng)具有瞬時功率大、帶負載啟動性能好、過載能力強、加速性能好、使用壽命長的特點。（3）電機應(yīng)在整個運行范圍內(nèi)，具有很高的效率，以提高一次充電的續(xù)航里程。（4）電機應(yīng)能夠在汽車減速時實現(xiàn)再生制動，將能量回收并反饋給蓄電池，使得電動汽車具有最佳能量的利用率。（5）電機應(yīng)可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作。（6）電機應(yīng)體積小，質(zhì)量小，一般為工業(yè)用電機的1/3～1/2（7）電機的結(jié)構(gòu)要簡單堅固，適合批量生產(chǎn)，便于使用和維護。（8）價格便宜，從而能夠減少整體電動汽車的價格，提高性價比。（9）運行時噪聲低，減少污染。44（1）直流電機

直流電機由定子（主磁極、換向極、機座、電刷裝置）和轉(zhuǎn)子（電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇）組成。直流電機是將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的轉(zhuǎn)動裝置，電機定子提供磁場，直流電源向轉(zhuǎn)子的繞組提供電流，換向器使轉(zhuǎn)子電流與磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持方向不變。調(diào)速性能好。起動轉(zhuǎn)矩大。高速性能不佳。45（2）交流異步電機

交流異步電機又稱為交流感應(yīng)電機，由外殼（機座、軸承、端蓋、接線盒、風(fēng)扇和罩殼），定子（定子鐵芯、定子繞組），轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子線組、轉(zhuǎn)軸）組成。定子繞組形成的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流的磁場相互作用，而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的交流電機。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,經(jīng)久耐用。交流三相感應(yīng)電動機的功率容量覆蓋面很寬廣,轉(zhuǎn)速高于永磁電機,冷卻自由度高,對環(huán)境的適應(yīng)性好。價格便宜,維修簡單方便。缺點：耗電量較大,轉(zhuǎn)子容易發(fā)熱,在高速運轉(zhuǎn)時需保證對交流三相感應(yīng)電動機的冷卻。功率因素較低,變頻變壓裝置的輸入功率因素也較低,需要采用大容量的變頻變壓裝置，另外就電機調(diào)速性能而言交流機較差。46（3）永磁同步電機

永磁同步電機由定子、轉(zhuǎn)子、旋轉(zhuǎn)變壓器、殼體等組成。電動機的工作原理是ECU分別控制U相、V相和W相繞組或者相鄰繞組的通電和斷電，則在相應(yīng)的繞組或者相鄰繞組中產(chǎn)生磁場，永磁轉(zhuǎn)子在磁場的作用下同步旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點：因此永磁同步電動機具有高的功率/質(zhì)量比,比其他類型的電動機有更高的效率,更大的輸出轉(zhuǎn)矩,電動機的極限轉(zhuǎn)速和制動性能等優(yōu)于其他類型的電動機。結(jié)構(gòu)更加簡單,性能更加可靠、體積更小,質(zhì)量更輕。缺點：永磁同步電動機的功率范圍較小,最大功率僅為幾十千瓦。永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時,其導(dǎo)磁性能可能會下降或發(fā)生退磁現(xiàn)象,將嚴(yán)重降低永磁同步電動機的性能,甚至損壞電動機。47（4）開關(guān)磁阻電機開關(guān)磁阻電機是繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)之后發(fā)展起來的最新一代無級調(diào)速系統(tǒng)，是集現(xiàn)代微電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)、紅外光電技術(shù)及現(xiàn)代電磁理論、設(shè)計和制作技術(shù)為一體的光、機、電一體化高新技術(shù)。優(yōu)點：開關(guān)磁阻電動機是一種較新型電動機，首先它的結(jié)構(gòu)簡單而堅固，結(jié)構(gòu)上的簡單是其它任何電機所不能比的；能夠在惡劣環(huán)境下工作,幾乎不需要維護；功率范圍很寬廣，可達到的轉(zhuǎn)速高；轉(zhuǎn)子慣量小，系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)快缺點：開關(guān)磁阻電動機的控制系統(tǒng)比其他電動機的控制系統(tǒng)復(fù)雜一些，位置檢測器是開關(guān)磁阻電動機的關(guān)鍵器件，其性能對開關(guān)磁阻電動機的控制操作有重要影響。48二、各類常用電機的性能比較2.各類常用電機的性能對比49三、電機控制器50三、電機控制器1.電機控制器的定義

電機控制器是指控制動力電源與驅(qū)動電機之間能量傳輸?shù)难b置，由控制信號接口電路、驅(qū)動電機控制電路和驅(qū)動電路組成。2.電機控制器的基本功能電機控制器的基本功能51三、電機控制器帝豪EV450電機控制器安裝位置52三、電機控制器3.電機控制器結(jié)構(gòu)原理帝豪電機控制器結(jié)構(gòu)原理53三、電機控制器4.電機控制器的核心技術(shù)（1）變流器技術(shù)（2）逆變電路（DC-AC）（3）再生制動電路（4）升降壓斬波電路（5）直流電源轉(zhuǎn)換電路電動汽車的再生制動發(fā)電系統(tǒng)組成54逆變器電路升降壓斬波電路55四、我國電機的應(yīng)用56

我國新能源汽車市場中，永磁同步電機占據(jù)主導(dǎo)地位，交流異步電機次之。?根據(jù)市場調(diào)研在線網(wǎng)發(fā)布的報告，永磁同步電機和交流異步電機是主要的兩種類型。永磁同步電機以其高效率和輕量化的特點占據(jù)了主導(dǎo)地位，而交流異步電機由于成本較低，也在一定程度上占據(jù)市場份額?。我國新能源汽車驅(qū)動電機占比圖（2021年）57四、我國電機的應(yīng)用1.交流異步電機2.開關(guān)磁阻電機58四、我國電機的應(yīng)用3.無刷直流電機4.永磁同步電機59（5）電機控制器借助于有利的發(fā)展環(huán)境，經(jīng)過十多年的努力，中國電機及控制器供應(yīng)商的自主研發(fā)和生產(chǎn)制造能力已經(jīng)取得了長足的進步。6061五、驅(qū)動電機發(fā)展趨勢62五、驅(qū)動電機發(fā)展趨勢1.高功率密度與極限性能突破01022.系統(tǒng)高度集成化與模塊化033.碳化硅（SiC）器件深度賦能4.智能控制與多物理場協(xié)同優(yōu)化045.可持續(xù)性與技術(shù)路線多元化0563五、驅(qū)動電機發(fā)展趨勢1.高功率密度與極限性能突破技術(shù)方向：通過材料創(chuàng)新（如超薄硅鋼片、納米晶磁芯）與拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化（扁線繞組、多極對數(shù)設(shè)計），電機功率密度從4kW/kg向8kW/kg邁進。典型案例：廣汽埃安2024年發(fā)布的夸克電驅(qū)系統(tǒng)，功率密度達12kW/kg；小米汽車已經(jīng)量產(chǎn)裝車轉(zhuǎn)速達到27,200rpm。產(chǎn)業(yè)意義：滿足消費者對長續(xù)航、強動力需求，推動A0級小車到全尺寸SUV全場景覆蓋。64五、驅(qū)動電機發(fā)展趨勢2.系統(tǒng)高度集成化與模塊化技術(shù)路徑：從“三合一”（電機+電控+減速器）向“多合一”（集成充電模塊、熱管理、DC-DC轉(zhuǎn)換器）演進，體積縮減30%-50%。如圖2-49所示，為華為7合1電控總成。代表方案：華為DriveONE七合一電驅(qū)系統(tǒng)（2023年量產(chǎn)）、比亞迪e平臺4.0的“動力域”集成架構(gòu)。優(yōu)勢體現(xiàn)：降低整車布線復(fù)雜度，提升能量利用效率（系統(tǒng)效率＞92%），助力車企平臺化開發(fā)降本。華為7合1電控總成653.碳化硅（SiC）器件深度賦能技術(shù)融合：SiCMOSFET替代傳統(tǒng)IGBT，使電控開關(guān)頻率提升3-5倍，損耗降低50%，支持800V高壓平臺普及。應(yīng)用進展：2024年國產(chǎn)SiC模塊成本降至0.8元/A（較2020年下降60%），比亞迪漢EV、小鵬G9已實現(xiàn)全系標(biāo)配。未來挑戰(zhàn)：晶圓良率提升與熱膨脹系數(shù)匹配仍是技術(shù)攻關(guān)重點。66五、驅(qū)動電機發(fā)展趨勢4.智能控制與多物理場協(xié)同優(yōu)化

電動轎車用電控制系統(tǒng)集成度越來越高，電機控制器、DC-DC、變速箱控制器、整車控制器進行不同方式的集成。高速、高性能的微處理器使得電驅(qū)動系統(tǒng)進入全新的數(shù)字化時代。面向用戶的可視化編程，也可以通過代碼轉(zhuǎn)化和下載直接進入微處理，不斷提高編程效率和可調(diào)試性。認知新能源汽車通訊技術(shù)67目錄一、汽車總線的定義及作用二、汽車總線的類型與區(qū)別三、總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用四、車載網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢69一、汽車總線的定義及作用70一、汽車總線的定義及作用1.定義

汽車總線是指車載網(wǎng)絡(luò)中底層的車用設(shè)備或車用儀表互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)，是車用網(wǎng)絡(luò)與車載設(shè)備控制系統(tǒng)的集成?？偩€系統(tǒng)通信71一、汽車總線的定義及作用2.采用總線與不采用總線的區(qū)別

總線將汽車上的各種電子裝置與設(shè)備連成一個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)相互之間的信息共享，既減少了線束，又可以更好地控制和協(xié)調(diào)汽車的各個系統(tǒng)，使汽車性能達到最佳。使用總線技術(shù)的優(yōu)點:

①簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)設(shè)計制造；②大大減少了連線數(shù)目，便于布線，減小體積，提高系統(tǒng)的可靠性；③便于接口設(shè)計，所有與總線連接的設(shè)備均采用類似的接口；④便于系統(tǒng)的擴充、更新與靈活配置，易于實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化；⑤便于設(shè)備的軟件設(shè)計，所有接口的軟件就是對不同的口地址進行操作；⑥便于故障診斷和維修，同時也降低了成本。72一、汽車總線的定義及作用2.采用總線與不采用總線的區(qū)別車門控制總線使用總線技術(shù)的優(yōu)點：1）可實現(xiàn)信息資源共享。2）能使用專用儀器(電腦)診斷車輛。3）大大減少線束。4）減少模塊的針腳。5）模塊化生產(chǎn)。6）減小故障率。73二、汽車總線的類型與區(qū)別74二、汽車總線的類型與區(qū)別1、汽車總線的類型

汽車中的電子部件越來越多，光是ECU就有幾十個，這么多的電子單元都要進行信息交互。傳統(tǒng)的點對點通信已經(jīng)不能滿足需要，因此必須要采用先進的總線技術(shù)。目前，有四種主流的車用總線：CAN總線、LIN總線、FlexRay總線和MOST總線。75二、汽車總線的類型與區(qū)別2、汽車總線的組成

LIN總線組成：上級控制單元(主控單元)、從屬控制單元(副控制單元)、單線數(shù)據(jù)線。在汽車上LIN網(wǎng)絡(luò)在汽車中一般不獨立存在，通常會與上層CAN網(wǎng)絡(luò)相連，形成CAN-LIN網(wǎng)關(guān)節(jié)點。

LIN總線組成76二、汽車總線的類型與區(qū)別2、汽車總線的組成

CAN總線由CAN收發(fā)器、兩個終端電阻、兩條傳輸線組成。CAN總線網(wǎng)絡(luò)主要掛在CAN_H和CAN_L，各個節(jié)點通過這兩條線實現(xiàn)信號的串行差分傳輸，為了避免信號的反射和干擾，還需要在CAN_H和CAN_L之間接上120歐姆的終端電阻。CAN總線組成77二、汽車總線的類型與區(qū)別2、汽車總線的組成

FlexRay總線由ECU（總線收發(fā)器）、總線等組成，F(xiàn)lexRay總線上，信息通過“通訊周期”傳輸。通信周期不斷循環(huán)，信息不斷傳輸。通信周期由靜態(tài)段、動態(tài)段、網(wǎng)絡(luò)空閑時間（空載）三部分組成。FlexRay總線組成78二、汽車總線的類型與區(qū)別2、汽車總線的組成

MOST總線的組成：光導(dǎo)纖維、電氣插頭、控制單元電源模塊、收發(fā)單元一光導(dǎo)發(fā)射器(FOT)、MOST收發(fā)器、控制單元(ECU)、專用部件。各控制單元之間通過一個環(huán)形數(shù)據(jù)總線連接，該總線只向一個方向傳輸數(shù)據(jù)，這意味著一個控制單元總是擁有2根光纖，一根用于發(fā)射機，另一根用于接收機。MOST數(shù)據(jù)總線的環(huán)形結(jié)構(gòu)79二、汽車總線的類型與區(qū)別3、各類車用總線的區(qū)別80三、總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用81三、總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用1、LIN總線的運用82三、總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用1、LIN總線的運用

一個LIN集群的節(jié)點通常都是在一塊的，每個集群中都有一個作為主干CAN總線網(wǎng)關(guān)的主節(jié)點。示例：在汽車主駕駛側(cè)，您可以打開副駕駛側(cè)的窗戶。當(dāng)你按下按鍵后，LIN集群會通過CAN總線向另一個LIN集群發(fā)送報文，那這就會觸發(fā)第二個LIN集群操作窗戶使窗戶打開。LIN集群的節(jié)點83三、總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用2、CAN總線的運用

CAN系統(tǒng)又分為高速和低速，高速CAN系統(tǒng)采用硬線是動力型；低速CAN是舒適型。下面我們以新能源汽車（純電動）為例，介紹CAN總線的運用。84三、總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用2、CAN總線的運用帝豪EV450CAN網(wǎng)絡(luò)拓撲圖85三、總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用3、FlexRay總線的運用

FlexRay總線是一種用于汽車的高速（10Mbps）、可確定性的、具備故障容錯的總線標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是滿足關(guān)鍵的汽車應(yīng)用要求（如懸掛控制、換擋控制、剎車控制、轉(zhuǎn)向控制等），以彌補目前汽車內(nèi)主要標(biāo)準(zhǔn)（如CAN、LIN、MOST等）的不足之處，86三、總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用4、MOST總線的運用

汽車車內(nèi)娛樂系統(tǒng)的發(fā)展、傳控技術(shù)的精進（如倒車影像），車用電子愈來愈需要使用多媒體式傳輸，最適合此方面的傳輸接口就屬MOST。87四、車載網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢88四、車載網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢1.性能指標(biāo)不斷提高2.降低開發(fā)成本與難度3.車載網(wǎng)絡(luò)多樣性與標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一4.車載網(wǎng)絡(luò)與其他通信技術(shù)的配合

車載網(wǎng)絡(luò)是汽車內(nèi)部各ECU之間進行數(shù)據(jù)交換的通道，跟傳統(tǒng)汽車中機械控制方式相比，車載網(wǎng)絡(luò)提高了汽車的性能。結(jié)合當(dāng)前車載網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r進行綜合分析，車載網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展趨勢將會朝著以下幾個方向發(fā)展:。認知新能源汽車底盤與車身技術(shù)89目錄一、認知新能源汽車底盤二、認知新能源汽車車身電氣91一、認知新能源汽車底盤一、新能源汽車底盤1.新能源汽車底盤的組成與作用（1）新能源汽車底盤的組成

沿用傳統(tǒng)燃油汽車結(jié)構(gòu)劃分方式，也可將電動汽車分成發(fā)動機/電動機、底盤、車身和電氣四部分。底盤又可以分為傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、制動系統(tǒng)四部分。（2）新能源汽車底盤的作用

新能源汽車底盤的主要功能是支撐整車的質(zhì)量，將發(fā)動機/電動機發(fā)出的動力傳給驅(qū)動車輪，同時還要傳遞和承受路面作用與車輪的各種力和力矩，并緩和沖擊、吸收振動，以保證汽車的舒適性并能夠比較輕便和靈活地完成整車的轉(zhuǎn)向及制動等操作。93一、新能源汽車底盤2.新能源汽車的傳動系統(tǒng)（1）傳動系統(tǒng)的作用

傳動系統(tǒng)的基本作用是將發(fā)動機或電機的動力（轉(zhuǎn)矩）按要求傳遞到驅(qū)動輪上，使地面對驅(qū)動輪產(chǎn)生驅(qū)動力，汽車能夠在起步、變速及爬坡等工況下正常行駛，并具有良好的動力性和經(jīng)濟性。94一、新能源汽車底盤（2）傳動系統(tǒng)的組成

純電動汽車因為電機特殊的扭矩特性和速度特性，取消了離合器和變速器，動力傳遞過程中比較簡單，因此也減少了機械損耗提升了傳遞效率。如下圖2-26所示，比亞迪E5純電動汽車動力傳遞路線為：驅(qū)動電機→→減速器→→差速器→→萬向傳動裝置→→半軸→→車輪

（動力總成）

2.新能源汽車的傳動系統(tǒng)95一、新能源汽車底盤（3）傳動系統(tǒng)的類型（a）機械驅(qū)動系統(tǒng)（b）機電集成化驅(qū)動系統(tǒng)（c）機電一體化驅(qū)動系統(tǒng)（d）輪轂電機驅(qū)動方式1）純電動汽車傳動系統(tǒng)類型2.新能源汽車的傳動系統(tǒng)96一、新能源汽車底盤（2）傳動系統(tǒng)的類型①串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SHEV)2）混動汽車傳動系統(tǒng)類型

串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)是將發(fā)動機和電動機，串在一條動力傳輸路徑上，其最大的特點就是發(fā)動機在任何情況下，都不直接參與驅(qū)動汽車的工作，它只能通過帶動發(fā)電機為電動機提供電能，串聯(lián)結(jié)構(gòu)的動力來源于電動機，發(fā)動機只能驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，并不能直接驅(qū)動汽車行駛，因此串聯(lián)結(jié)構(gòu)中的電動機功率一般要大于發(fā)動機功率。2.新能源汽車的傳動系統(tǒng)97一、新能源汽車底盤（2）傳動系統(tǒng)的類型②并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(PHEV)2）混動汽車傳動系統(tǒng)類型

并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)是在普通燃油汽車的基礎(chǔ)上加裝一套電能驅(qū)動系統(tǒng)（電動機和動力電池），發(fā)動機和電動機都能夠單獨驅(qū)動車輪，也可以同時工作共同驅(qū)動車輛行駛，當(dāng)動力電池電量不足時，發(fā)動機還能帶動電動機反轉(zhuǎn)為動力電池充電。2.新能源汽車的傳動系統(tǒng)98一、新能源汽車底盤（2）傳動系統(tǒng)的類型③混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(PSHEV)2）混動汽車傳動系統(tǒng)類型

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的結(jié)構(gòu)而組成，主要是由發(fā)動機、電動發(fā)電機和驅(qū)動電機三大動力總成組成，發(fā)動機和電動機協(xié)同驅(qū)動車輛行駛的同時，發(fā)動機還能帶動發(fā)電機為動力電池充電，不再像并聯(lián)結(jié)構(gòu)中單一電動機需要自身兼兩職，并且理論上它能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，電動機驅(qū)動車輛的模式，具有純電驅(qū)動、純油驅(qū)動、混合驅(qū)動和充電四種模式。2.新能源汽車的傳動系統(tǒng)99一、新能源汽車底盤（1）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用

轉(zhuǎn)型系統(tǒng)的作用是按照駕駛員的意愿改變汽車的行駛方向和保持汽車穩(wěn)定的直線行駛。當(dāng)汽車需要改變行駛方向時，必須使轉(zhuǎn)向輪繞主銷軸線偏轉(zhuǎn)一定角度，直到新的行駛方向符合駕駛員的要求時，再將轉(zhuǎn)向輪恢復(fù)到直線行駛的位置。3.新能源汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100一、新能源汽車底盤（2）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按轉(zhuǎn)向動力源的不同分為機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩大類。

機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛員的體力作轉(zhuǎn)向動力源。動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)除了駕駛員的體力外，還以汽車的動力作為輔助轉(zhuǎn)向能源，又可分為液壓式、氣壓式和電動式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。3.新能源汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械轉(zhuǎn)向101一、新能源汽車底盤（3）電控電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動汽車采用電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與現(xiàn)在越來越多地采用電動助力轉(zhuǎn)向的燃油汽車沒有什么差別。電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)（EPS）是電腦ECU根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器的轉(zhuǎn)矩及方向信號和車速信號，調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩，替代了液壓助理系統(tǒng)。無復(fù)雜的液壓力系統(tǒng)及其所對應(yīng)的所有故障，并使系統(tǒng)總重減輕了25%，降低了油耗和維修費用，預(yù)計在未來10年內(nèi)，EPS系統(tǒng)會逐漸取代液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。3.新能源汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)102一、新能源汽車底盤

汽車的行駛系統(tǒng)主要由車架、車橋、車輪和輪胎、懸架組成，它將全車各總成及部件連成一個整體，支撐汽車的總質(zhì)量，承受并傳遞路面作用于車輪上的各種力及其力矩，緩和不平路面對車身造成的沖擊和振動，保證汽車平穩(wěn)行駛。4.新能源汽車行駛系統(tǒng)103一、新能源汽車底盤（1）純電動汽車的車身結(jié)構(gòu)

純電動汽車車架的設(shè)計與一般的汽車相比需要考慮到：電池及電機的安裝位置，為了降低整車整體的重心位置，在設(shè)計電動汽車車架的結(jié)構(gòu)時應(yīng)盡量降低電池的安放位置；而且為了延長動力電池的續(xù)航里程，對整個車架的重量有較苛刻的要求；同時還要滿足強度要求，綜合考慮，純電動汽車一般采用承載式車身即無梁式車架。純電動汽車的車身結(jié)構(gòu)4.新能源汽車行駛系統(tǒng)104105一、新能源汽車底盤（2）混合動力汽車的車架結(jié)構(gòu)

混合動力汽車的車架結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車基本一致，車架一般由縱梁和橫梁組成，通過鉚接或焊接的方法將縱梁和橫梁連接成堅固的剛性構(gòu)，混合動力汽車根據(jù)裝用的車架按其結(jié)構(gòu)形式不同可分為:邊梁式車架、中梁式車架(或稱脊骨式車架)、綜合式車架和無梁式車架。車架的類型4.新能源汽車行駛系統(tǒng)106一、新能源汽車底盤（3）車橋的類型及結(jié)構(gòu)

根據(jù)車橋上車輪的作用，車橋又可分為轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和支持橋四種類型。一般汽車多以前轎為轉(zhuǎn)向橋，而目前的許多新能源汽車的前橋則為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，1）轉(zhuǎn)向橋（a）

2）驅(qū)動橋（b）4.新能源汽車行駛系統(tǒng)107一、新能源汽車底盤（3）車橋的類型及結(jié)構(gòu)

根據(jù)車橋上車輪的作用，車橋又可分為轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和支持橋四種類型。一般汽車多以前轎為轉(zhuǎn)向橋，而目前的許多新能源汽車的前橋則為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，3）轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋（c）

4）支持橋（d）

4.新能源汽車行駛系統(tǒng)108一、新能源汽車底盤（4）車輪和輪胎

輪胎的主要成分為橡膠，并有尼龍、纖維、鋼絲等加強材料。按其結(jié)構(gòu)不同，分為子午線胎和斜交胎，子午線輪胎性能優(yōu)良，現(xiàn)在被廣泛使用，輪輞一般由鋼鐵或鋁合金制成，輪輻外形多樣。4.新能源汽車行駛系統(tǒng)109一、新能源汽車底盤（5）懸架

汽車懸架系統(tǒng)是車架（或車身）與車軸（或車輪）之間的彈性連接裝置的統(tǒng)稱，由彈性元件、導(dǎo)向機構(gòu)、減振器和橫向穩(wěn)定桿組成。它的作用是彈性地連接車橋和車架（或車身），緩和行駛中車輛受到的沖擊力，衰減由于彈性系統(tǒng)引進的振動，使汽車在行駛過程中保持穩(wěn)定，提高舒適性及操縱穩(wěn)定性。4.新能源汽車行駛系統(tǒng)110111112113一、新能源汽車底盤（1）新能源汽車制動系統(tǒng)作用

制動系統(tǒng)分為行車制動和駐車制動，它的作用是使行駛中的汽車按照駕駛?cè)说囊筮M行強制減速甚至停車，使已停駛的汽車在各種道路條件下（包括在坡道上）穩(wěn)定駐車，使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。5.新能源汽車制動系統(tǒng)新能源汽車制動系統(tǒng)114一、新能源汽車底盤（2）新能源汽車制動系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)的區(qū)別

新能源汽車制動系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)的區(qū)別不大，主要不同是新能源汽車在傳統(tǒng)汽車液壓制動系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了電動真空助力系統(tǒng)，以及采用制動能量回收模式。新能源汽車制動系統(tǒng)主要由制動器、制動壓力調(diào)節(jié)裝置、ABS（制動防抱死系統(tǒng)）、電動真空助力系統(tǒng)等組成。5.新能源汽車制動系統(tǒng)新能源汽車制動系統(tǒng)組成115一、新能源汽車底盤（3）制動能量回收系統(tǒng)

制動能量回收功能是新能源汽車區(qū)別于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的典型特征，正是由于驅(qū)動系統(tǒng)中電機的存在，使得制動損失能量可以部分轉(zhuǎn)化為電能存儲到電池中，可以有效提高能量利用率，延長續(xù)駛里程