電動汽車能耗管理系統

1. 新能源汽車充電系統的作用是什麼

新能源汽車充電系統主要功能包括：顯示SOC；提供電池溫度信息，電池高溫報警；顯示電解液狀態；電池性能異常早期報警；提供電池老化信息；記錄電池關鍵數據等。

當95年制定標准時，電池的發展還沒有達到電動車輛的要求，主要採用的鉛酸蓄電池，人們對電動車、尤其是混合電動車的認識還不夠。隨著電動汽車的發展，對先進電池的需求和對電池管理系統的要求也日益提高。電動汽車的電池管理系統比較復雜，需要針對車用動力電池專門設計，並且對於不同的動力電池，對管理系統的要求也有差異。實用的電池管理系統功能主要包括：數據採集、電池狀態估計、能量管理、熱管理、安全管理和通信功能，其他擴展功台旨包括充電管理、數據顯示、能量管理和故障診斷等。

一、電動汽車電池管理系統——數據採集電池管理系統的所有演算法、電動車的能量控制策略、駕駛員的駕駛信息等都以採集的數據作為輸入，采樣速度、精度和前置濾波特性是影響電池管理系統性能的重要指標。電動汽車管理系統的采樣速率一般要求大於200Hz。電池能量管理系統按電池包內安裝的感測器提供的信號對電池進行管理。電池箱內通常有溫度感測器及電壓、電流或內阻的測量裝置。

二、電動汽車電池管理系統——電池狀態估計電動汽車電池狀態主要包括SOC和SOH等。是車輛進行能量或功率匹配和控制的重要依據。電動汽車在行車過程中，該系統能隨時對車輛的能耗進行計算，最終給出該電源系統的SOC值，供多能源管理系統或整車控制器進行功率配置或確定控制策略，對於純電動車來說使駕駛人員知道車輛的續駛里程，以便決定如何行駛，在能量允許的條件下使車輛行駛到具有充電功能的地方，補充電量防止半路拋錨。

三、電動汽車電池管理系統——能量管理在能量管理中，電流、電壓、溫度、SOC、SOH 參數作為輸入用來完成以下功能：控制充電過程，包括均衡充電；用SOC、SOH和溫度限制電動汽車電源系統的輸入、輸出功率與能量；放電過程的監控與管理。

四、電動汽車電池管理系統——安全管理電動汽車電池管理系統的安全管理具體功能包括監測電池的電壓、電流、溫度等是否超過限制；防止電池過度放電，尤其是防止個別電池單體過度放電，防止電池過熱而發生熱失控；防止電池出現能量回饋時的過充電；在電源系統出現絕緣度下降時對整車多能源控制系統進行報警或強行切斷電源以及電源系統出現短路情況下的保護等。

（圖/文/攝： 問答叫獸） 賓士S級 問界M5 理想ONE 別克GL8 小鵬P5 小鵬汽車P7 @2019

2. 新能源汽車控制原理過程怎樣的

在駕駛新能源汽車的時候，我們所使用的動力並不是來自汽油燃燒產生的動力，而是由燃料電池與蓄電池混合動力一起驅動汽車行駛的。這也是新能源汽車比傳統的燃油汽車節能環保的地方。

最常用的控制策略有三個，分別是On/Off控制策略、功率跟隨控制策略、順勢優化最佳能耗控制策略等，這都是最常見的是那樣控制策略，

3. 調節「體溫」全靠它 純電動車的熱管理系統

新冠疫情幾乎讓身邊所有人都對體溫的敏感度上升了一個level，人體的「高燒」是免疫系統自我調節的一種表現，而純電動車的「高燒」同樣需要一套「免疫系統」去對沖它的不利影響，這就是純電動車的整車熱管理系統。

[ ·1· 為什麼溫控系統對純電車如此重要？ ]

純電產生多餘熱量的地方主要是動力系統，它由是「三電」即電機、電控和電池組成。在進行長時間高負荷運轉時，它會積累過多的熱量，電機電控熱量過高就會導致性能下降甚至損壞，電池熱量過高就會加速能量衰減甚至 發生燃爆 。其中高溫對動力電池的威脅最大，目前 廣泛運用的鎳鈷錳三元鋰電池熱失控溫度在200℃左右 ，磷酸鐵鋰電池熱失控溫度在500℃以上。

相反，除了「高燒」，溫度過低也將對純電車產生影響，這主要集中在動力電池上。低溫狀態下鋰離子活性會大大降低，從而影響充放電速度，同時低溫時進行強制的大功率充放電會在電芯內部析鋰結晶，給鋰離子電池造成不可逆的傷害。低溫狀態下的鋰離子活性就像是把一批搬磚的工人由精壯小伙變成手無縛雞之力的老太太，工作效率自然大大降低。這時，就需要溫控系統為電池加溫，達到最佳工作溫度，愉快的充放電了。

所以一套高效的溫控系統對於電動車來說至關重要。

[ ·2· 純電車如何調節「體溫」？ ]

純電動車上用來調節「體溫「的「免疫系統」主要包括：空調製冷系統、採暖系統、電機冷卻系統和電池溫度控制系統。

空調製冷系統跟燃油車的結構類似，此處不再贅述。採暖系統方面，由於純電動車動力單元發熱很少，所以沒辦法像燃油車那樣利用到發動機余熱，所以需要特別設計加熱單元。

目前主流的做法是PTC加熱和熱泵空調兩種。PTC加熱可以簡單想像為用「小太陽」直接加熱空氣傳熱，這種方法結構簡單成本低廉，但它也是耗電大戶，對純電車的續航帶來較大威脅。

熱泵空調是通過吸收空氣中熱量，再利用少量電量驅動壓縮機將這些熱量搬運到車內（不管溫度多低空氣都存在熱量，除非達到了絕對零度）。好處是它的能耗比PTC加熱要小很多，對續航非常友好，但不好的地方是由於空氣中的熱源分散，所以它的傳熱速度較慢，同時成本較高。目前一些廠家在售價較高的產品上採用PTC+熱泵的方式為座艙加熱，即加熱前期利用PTC，後期關閉PTC採用熱泵，將能耗利用最大化。

電機冷卻目前最普遍的做法是在電機外殼布設水冷管道為其降溫，也有一些產商特別針對電動機開發了油冷系統，由於油不導磁不導電的特性，不會對電機磁路產生影響，所以油冷系統可以深入電機內部為轉子定子等部分進行更直接的全方位冷卻。

在此重點說一下電動車的電池溫控系統，它按照冷卻形式大體可以分為風冷、液冷兩類。

風冷簡單來說就是靠行駛中產生的自然風給電池系統散熱，高階一點的風冷會通過風機等手段進行主動的強製冷卻。這種冷卻形式結構簡單，成本低廉，在早期的純電動產品中被廣泛應用，不過它的冷卻效果非常有限， 如果動力電池熱失控溫度不高的話 ，很容易發生自燃事故。同時這種方案受外界環境影響比較大，特別是 高溫天氣下， 需要從乘員艙引入冷風，換熱效率比較低，並且由於入口風溫比較難控制，所以電池溫度也比較難控制。

液冷的冷卻效果明顯優於簡單的風冷，它通過液體導熱介質實現熱傳遞，也是目前多電池溫控系統採用的做法。液冷系統形式比較多樣，比如它:可將電池單體或模塊沉浸在液體中，也可在電池模塊間設置冷卻通道，或在電池底部採用冷卻板等等。

[ ·3· 熱管理系統的應用 ]

熱管理系統的不同形式之間的優劣似乎很好分辨，但是在量產車中，各家會根據自身 產品的定位和使用特性進行取捨 ，拿出性價比最高的方案，這也就使得量產產品在熱管理方案上的千差萬別。不過它們的目的都是讓動力系統保持在最佳溫度區間，就像人體的免疫系統一樣。

首先值得一提的就是目前最貴的量產純電動車——保時捷Taycan。為什麼要強調它是「最貴」的，其實這說明它的高成本允許一些先進復雜的技術應用其中，另外Taycan也是一款性能取向的純電車，在連續高強度駕駛的工況下，就需要更加強大的熱管理系統調節溫度。所以Taycan設有兩套冷卻器與兩套導流裝置，以及三套獨立熱管理系統迴路，簡單來說，Taycan的三電系統關鍵部分都有溫控系統有針對性地進行溫度調節。

三個迴路中低溫迴路主要負責對蓄電池系統的冷卻，同時對乘員艙進行製冷；中溫迴路負責對前後電機和後橋變速器的冷卻；高溫迴路主要負責乘員艙的加熱。三個迴路之間熱能可以互相轉換，最大限度提升熱管理效率。同時位於車頭兩側的進氣格柵為主動的電控出風口，可以根據實際散熱需求實現單獨開啟和關閉，做到全自動數字化調節，進一步提升管理效率。

強大的溫控系統給Taycan帶來更穩定的性能表現，經過我們的實測，Taycan連續進行十多次全力加速剎車測試，其性能都不會出現衰減，這很大一部分的功勞都歸功於此。

特斯拉的熱管理系統比較有特點的是動力電池的蛇形液冷系統和非同步電機的油冷系統。特斯拉的電池液冷系統採用串列流道，冷板安裝於電池間隙，形成一個蛇形的冷卻板。其實這種形式的採用很大程度山是由於圓柱電池的物理形狀所致，冷卻蛇的形式盡可能地增大了接觸面積，相對較高效率的為其降溫。這個設計的結構設計難度較大，同時，蛇形冷板在一定程度上增加了液冷系統的壓力損失。

特斯拉在電機冷卻上實現了內部和外部的雙重冷卻系統，它將軸冷技術和油冷機殼技術混用，冷卻油在離心泵的作用下先冷卻轉子，然後通過管道流向機殼，既冷卻定子又和大氣交換熱量。

在國內造車新勢力中，威馬採用的柴油「暖寶寶」也算是一個比較有特點的創造。它通過給電池溫控系統額外配上一條柴油加熱裝置，在低溫的情況下利用柴油的能量讓電池工作溫度保持在合理區間，同時通過柴油發出的熱量還會用於座艙內的加熱。這樣做的好處就是無需利用電能維持工作溫度，在低溫或者極寒情況下，它能極大地保證續航里程。不過作為一款純電車，冬季還要時不時地去加柴油，這樣的操作是不是有些怪異了。

除此之外，還有許多設計巧妙的熱管理系統，本文就不一一介紹，相信隨著純電動車技術的進步以及更加精細化的純電產品問世，熱管理系統的設計將會更加復雜和巧妙，它發揮的作用也將更加強大。

[ ·寫在最後· ] 整車熱管理系統更是保證整車安全和關鍵零部件壽命的重要的一環，同時在這個電池技術仍舊制約純電動車發展的當下，一款高效的熱管理系統能夠幫助純電車將能效最大化，提升整車的續航里程，所以選擇一款擁有先進熱管理系統的純電車就變得非常重要了。通過本文的簡單講解，希望您已對純電車的熱管理系統形成了一個初步的認識。

4. 新能源汽車電控系統有幾個功能模塊

【太平洋汽車網】電控系統由電池管理系統和控制系統構成，管理電池組和控制電池的能量輸出以及調節電動機的轉速等，是連接新能源電池和電機的重要中間載體。

新能源汽車電機電控系統介紹VIP機構版權2.7分1398閱讀47下載2019-07-11上傳14頁書山有路勤為徑；學海無涯苦作舟新能源汽車電機電控系統介紹新能源電動汽車性能還有巨大的提升空間，往往最關注電池，作為決定電動汽車性能的關鍵部件，本文詳細說說電機電控。

一、電機電控的重要性新能源汽車作為傳統燃油汽車的替代品，其主要電氣系統即為在傳統汽車「三小電」（空調、轉向、制動）基礎上延伸產生的電動動力總成系統「三大電」——電池、電機、電控。其中，電機、電控系統作為傳統發動機（變速箱）功能的替代，其性能直接決定了電動汽車的爬坡、加速、最高速度等主要性能指標。

同時，新能源汽車電機、電控系統面臨的工況相對復雜：需要能夠頻繁起停、加減速，低速/爬坡時要求高轉矩，高速行駛時要求低轉矩，具有大變速范圍；混合動力車還需要處理電機啟動、電機發電、制動能量回饋等特殊功能。此外，電機的能耗直接決定了固定電池容量情況下的續航里程。因此，電動汽車驅動系統在負載要求、技術性能和工作環境上有特殊要求：

其一，驅動電機要有更高的能量密度，實現輕量化、低成本，適應有限的車內空間，同時要具有能量回饋能力，降低整車能耗；第二，驅動電機同時具備高速寬調速和低速大扭矩，以提供高啟動速度、爬坡性能和高速加速性能；第三，電控系統要有高控制精度、高動態響應速率，並同時提供高安全性和可靠性。

電機電控系統作為新能源汽車產業鏈的重要一環，其技術、製造水平直接影響整車的性能和成本。目前，國內在電機、電控領域的自主化程度仍專注下一代成長，為了孩子銀牌機構博學思教育優質內容-粉絲1478等級Lv2關注作者主頁

（圖/文/攝：太平洋汽車網問答叫獸）

5. 純電動汽車三大核心系統是什麼

1、電池包系統，包括電池包和管理系統，即battery package 和 BMS ，是電動車的能量源，現在的電池芯主流是磷酸鐵鋰子電池，三元鋰離子電池等。
2、電機系統，包括驅動馬達motor和電機控制器MC，考慮到汽車的空間限制，電機和控制器做在一起，電機多用三相非同步。目前出現新的技術叫輪轂電機。
3、控制系統，純電動車與傳統車最大的區別就是動力和能源，這兩個相對關鍵的系統需要控制系統合理地調控，使它們和諧平衡的工作。還包括配套的其它各種小系統的調控，各種數據收集分析並由駕駛者作出相應控制，這關乎駕駛員操控體驗。
4、整車系統，這個系統更多的是關於車體機械性能，各個系統模塊如何合理搭配組合，比如受制於電池電量，如何選取合適的新材料降低能耗，如何安排巨大的電池包和電機等的空間位置，使車體保持平衡等等，當然還有後期的各種整車實驗。

6. 影響電動汽車能耗的主要因素有哪些具體如何影響

電動汽車能耗的主要影響因素

一、從駕駛員的角度來看

在相同的交通場景下，即使不同的駕駛員駕駛同一輛車，由於駕駛體驗和性格因素的影響，產生不同的駕駛風格，導致車輛的駕駛能耗不同。常見的駕駛風格可以分為激進型、一般型和保守型。攻擊性強的司機在駕駛時踩油門的幅度和頻率較大，所以駕駛能耗較高；保守的司機踩油門的幅度和頻率較小，所以駕駛能耗較低。

7. 純電動汽車充電需求有哪些

純電動汽車充電需求有哪些
1
、充電快速化

相比發展前景良好的鎳氫和鋰離子動力蓄電池而言，傳統鉛酸類蓄電池以其技術成熟、
成本低、電池容量大、跟隨負荷輸出特性好和無記憶效應等優點，但同樣存在著比能量低、
一次充電續駛里程短的問題。因此，在目前動力電池不能直接提供更多續駛里程的情況下，
如果能夠實現電池充電快速化，從某種意義上也就解決了電動汽車續駛里程短這個致命弱
點。

2
、充電通用化在多種類型蓄電池、多種電壓等級共存的市場背景下，用於公共場所的充電裝置必須
具有適應多種類型蓄電池系統和適應各種電壓等級的能力，即充電系統需要具有充電廣泛
性，具備多種類型蓄電池的充電控制演算法，可與各類電動汽車上的不同蓄電池系統實現充
電特性匹配，能夠針對不同的電池進行充電。因此，在電動汽車商業化的早期，就應該制
定相關政策措施，規范公共場所用充電裝置與電動汽車的充電介面、充電規范和介面協議
等。

3
、充電智能化

制約電動汽車發展及普及的最關鍵問題之一，是儲能電池的性能和應用水平。優化電
池智能化充電方法的目標是要實現無損電池的充電，監控電池的放電狀態，避免過放電現
象，從而達到延長電池的使用壽命和節能的目的。充電智能化的應用技術發展主要體現在
以下方面：

●優化的、智能充電技術和充電機、充電站;

●電池電量的計算、指導和智能化管理
;

●電池故障的自動診斷和維護技術等。

4
、電能轉換高效化

電動汽車的能耗指標與其運行能源費緊密相關。降低電動汽車的運行能耗，提高其經
濟性，是推動電動汽車產業化的關鍵因素之一。對於充電站，從電能轉換效率和建造成本
上考慮，應優先選擇具有電能轉換效率高，建造成本低等諸多優點的充電裝置。

5
、充電集成化

本著子系統小型化和多功能化的要求，以及電池可靠性和穩定性要求的提高，充電系
統將和電動汽車能量管理系統集成為一個整體，集成傳輸晶體管、電流檢測和反向放電保
護等功能，無需外部組件即可實現體積更小、集成化更高的充電解決方案，從而為電動汽
車其餘部件節約出布置空間，大大降低系統成本，並可優化充電效果，延長電池壽命電池充電
解決方案

事實上，所有
3G
手機都採用鋰離子電池作為主電源。由於散熱及空間的限制，設計師必須
仔細考慮選用何種類型的電池充電器，以及還需要哪些特性來確保對電池進行安全及精確
的充電。

線性鋰離子電池充電器的一個明顯趨勢是封裝尺寸繼續減小。但值得關注的是在充電周期
(
尤其在高電流階段
)
冷卻
IC
所需的板空間或通風條件。充電器的功耗會使
IC
的接合部溫
度上升。加上環境溫度，它會達到足夠高的水平，使
IC
過熱並降低電路可靠性。此外，如
果過熱，許多充電器會停止充電周期，只有當接合部溫度下降後才恢復工作。如果這種高
溫持續存在，那麼

充電器「停止和開始」的反復循環也將繼續發生，從而延長充電時間。
為減少這些風險，用戶只能選擇減小充電電流來延長充電時間或增大板面積來散熱。因此，
由於增加了
PCB
散熱面積及熱保護材料，整個系統成本也將上升。

對此問題有兩種解決方案。首先，需要一種智能的線性鋰離子電池充電器，它不必為擔心
散熱而犧牲
PCB
面積，並採用一種小型的熱增強封裝，允許它監視自己的接合部溫度以防
止過熱。如果達到預設的溫度閾值，充電器能自動減少充電電流以限制功耗，從而使晶元
溫度保持在安全水平。第二種解決方案是使用一種即使充電電流很高時也幾乎不發熱的充
電器。這要求使用脈沖充電器，它是一種完全不同於線性充電器的技術。脈沖充電器依靠
經過良好調節且電流受限的牆上適配器來充電。

方案一

：
LTC4059A
線性電池充電器

LTC4059A
是一款用於單節鋰離子電池的線性充電器，它無需使用三個分立功率器件，可快
速充電而不用擔心系統過熱。監視器負責報告充電電流值，並指示充電器是何時與輸入電
源連接的。它採用盡可能小的封裝但沒有犧牲散熱性能。整個方案僅需兩個分立器件(
輸入
電容器和一個充電電流編程電阻
)
，佔位面積為
2.5mm
×
2.7mm
。
LTC4059A
採用
2mm
×
2mm
DFN
封裝，佔位面積只有
SOT-23
封裝的一半，並能提供大約
60
℃
/W
的低熱阻，以提高散
熱效率。通過適當的
PCB
布局及散熱設計，
LTC4059A
可以在輸入電壓為
5V
的情況下以最
高
900mA
的電流對單節鋰離子電池安全充電。此外，設計時無需考慮最壞情況下的功耗，
因為
LTC4059A
採用了專利的熱管理技術，可以在高功率條件
(
如環境溫度過高
)
下自動減小
充電電流。

方案二

：帶過流保護功能的
LTC4052
脈沖充電器

8. 電動車熱泵系統

對於電動車，熱泵系統是熱管理領域的新技術，領克ZERO concept量產車所搭載的熱泵系統，能效可以達到傳統PTC模式的2-3倍。通俗地講，熱泵系統的工作原理可以理解為空調製冷的反相過程，是在蒸發吸熱、液化放熱的過程中改變溫度。
熱泵是熱量的「搬運工」，可以把熱量從低溫工質（自然環境）泵到高溫工質（動力電池艙）內，通過消耗小部分電能將外界熱量泵進乘客艙內，整個過程中，消耗少量的電，「搬運」熱量，從而提升制熱能效。領克ZERO concept量產車搭載的直接式熱泵系統，採用高溫高壓冷媒直接供熱技術，比普通熱泵進一步提高10%熱效率。
直接式熱泵是領克ZERO concept量產車熱管理系統的核心。整套熱管理系統可在-30℃的極寒條件下，將動力電池艙的溫度提升至15-20℃的電池穩定工作溫度。與單一PTC模式車型相比，領克ZERO concept量產車能夠提升超過80km的續航里程，用於電池熱管理的能耗，則減少了50%。
與此同時，領克ZERO concept量產車冬季「熱車」的效率更高，乘員艙內2分鍾出風溫度最高可達55℃，嚴冬車內溫度提升更快。這是因為配備了電池預加熱系統，半導體振盪加熱技術可以提升50%以上的預熱效率。通過智能化的全新一代熱管理系統，領克ZERO concept量產車告別了「虛標里程」，經過SOC精準估算策略，精準反饋電池續航

9. 電動車eco模式是什麼意思

電動車eco模式是節能模式的意思。

電動汽車啟動ECO後，駕駛電腦會降低對人類操作反應的敏感度，更多地按照節油模式控制車輛的加速和行駛狀態，從而使電動汽車更加節能。ECO模式可以降低純電車型車行駛過程的能耗，提高制動能量回收效率，從而增加車輛續航。

影響ECO模式的主要有電機系統、動力電池系統、以及車輛上其他高壓系統。當車輛啟動ECO模式後，整車部分動力性能會有所下降，比如整車的加速性會變差。

ECO模式的主要原理

主要是綜合判斷分析影響油耗的工況，如自動變速箱擋位、發動機轉速、車速、制動和變速箱油溫等，而車輛正在移動。

由電子控制單元計算的最佳燃料量被提供給發動機做功，從而與正常駕駛模式相比，有效地降低了燃料消耗。簡單來說就是用合理的擋位控制發動機轉速，減少不必要的油耗。

ECO模式主要是在車輛行駛時由電腦控制，而且是工作的，所以在怠速停車或者N、P、手動模式下ECO功能也不起作用。

10. 電動汽車有能量回收功能嗎

新能源汽車的生產和銷售越來越多，越來越被消費者認可，新能源汽車的能量回收也越來越受到社會的重視。一般來說，新能源汽車的能量回收機制分為四種：液壓儲能、啟停系統、飛輪儲能和制動能量回收。制動能量回收是最常見的一種，主要回收車輛在制動或慣性過程中釋放的多餘能量，通過發電機轉化為電能，再傳遞給蓄電池，供車輛動力行駛。電動汽車制動能量回收是提高能量利用效率的關鍵。只要車輛有電機和電池，就可以實現制動能量回收。制動能量回收技術涉及車輛電子控制、動力電池、驅動電機等多個部分。它是一項需要協調控制的系統技術。

仍然有很多人質疑純電動汽車的能量回收系統能減少多少浪費。根據專業人士的計算，當回收的能量再次轉化為驅動能量時，需要經過很多關卡。此外，由於汽車的動力系統不同，傳動效率也有很大差異。理論上壽命可以提高50%，但實際工況下只能提高不到9%。也就是說，能量回收能起到多大的作用取決於三個因素，駕駛條件、動力系統效率和車輛控制。一些純電動汽車之所以沒有配備能量回收系統，主要是考慮生產成本和用戶舒適度。在電力技術相對穩定的情況下，如果企業不能提高電力系統的效率，能量回收系統可以發揮的作用非常有限。