电动汽车能耗管理系统

1. 新能源汽车充电系统的作用是什么

新能源汽车充电系统主要功能包括：显示SOC；提供电池温度信息，电池高温报警；显示电解液状态；电池性能异常早期报警；提供电池老化信息；记录电池关键数据等。

当95年制定标准时，电池的发展还没有达到电动车辆的要求，主要采用的铅酸蓄电池，人们对电动车、尤其是混合电动车的认识还不够。随着电动汽车的发展，对先进电池的需求和对电池管理系统的要求也日益提高。电动汽车的电池管理系统比较复杂，需要针对车用动力电池专门设计，并且对于不同的动力电池，对管理系统的要求也有差异。实用的电池管理系统功能主要包括：数据采集、电池状态估计、能量管理、热管理、安全管理和通信功能，其他扩展功台旨包括充电管理、数据显示、能量管理和故障诊断等。

一、电动汽车电池管理系统——数据采集电池管理系统的所有算法、电动车的能量控制策略、驾驶员的驾驶信息等都以采集的数据作为输入，采样速度、精度和前置滤波特性是影响电池管理系统性能的重要指标。电动汽车管理系统的采样速率一般要求大于200Hz。电池能量管理系统按电池包内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。电池箱内通常有温度传感器及电压、电流或内阻的测量装置。

二、电动汽车电池管理系统——电池状态估计电动汽车电池状态主要包括SOC和SOH等。是车辆进行能量或功率匹配和控制的重要依据。电动汽车在行车过程中，该系统能随时对车辆的能耗进行计算，最终给出该电源系统的SOC值，供多能源管理系统或整车控制器进行功率配置或确定控制策略，对于纯电动车来说使驾驶人员知道车辆的续驶里程，以便决定如何行驶，在能量允许的条件下使车辆行驶到具有充电功能的地方，补充电量防止半路抛锚。

三、电动汽车电池管理系统——能量管理在能量管理中，电流、电压、温度、SOC、SOH 参数作为输入用来完成以下功能：控制充电过程，包括均衡充电；用SOC、SOH和温度限制电动汽车电源系统的输入、输出功率与能量；放电过程的监控与管理。

四、电动汽车电池管理系统——安全管理电动汽车电池管理系统的安全管理具体功能包括监测电池的电压、电流、温度等是否超过限制；防止电池过度放电，尤其是防止个别电池单体过度放电，防止电池过热而发生热失控；防止电池出现能量回馈时的过充电；在电源系统出现绝缘度下降时对整车多能源控制系统进行报警或强行切断电源以及电源系统出现短路情况下的保护等。

（图/文/摄： 问答叫兽） 奔驰S级 问界M5 理想ONE 别克GL8 小鹏P5 小鹏汽车P7 @2019

2. 新能源汽车控制原理过程怎样的

在驾驶新能源汽车的时候，我们所使用的动力并不是来自汽油燃烧产生的动力，而是由燃料电池与蓄电池混合动力一起驱动汽车行驶的。这也是新能源汽车比传统的燃油汽车节能环保的地方。

最常用的控制策略有三个，分别是On/Off控制策略、功率跟随控制策略、顺势优化最佳能耗控制策略等，这都是最常见的是那样控制策略，

3. 调节“体温”全靠它 纯电动车的热管理系统

新冠疫情几乎让身边所有人都对体温的敏感度上升了一个level，人体的“高烧”是免疫系统自我调节的一种表现，而纯电动车的“高烧”同样需要一套“免疫系统”去对冲它的不利影响，这就是纯电动车的整车热管理系统。

[ ·1· 为什么温控系统对纯电车如此重要？ ]

纯电产生多余热量的地方主要是动力系统，它由是“三电”即电机、电控和电池组成。在进行长时间高负荷运转时，它会积累过多的热量，电机电控热量过高就会导致性能下降甚至损坏，电池热量过高就会加速能量衰减甚至 发生燃爆 。其中高温对动力电池的威胁最大，目前 广泛运用的镍钴锰三元锂电池热失控温度在200℃左右 ，磷酸铁锂电池热失控温度在500℃以上。

相反，除了“高烧”，温度过低也将对纯电车产生影响，这主要集中在动力电池上。低温状态下锂离子活性会大大降低，从而影响充放电速度，同时低温时进行强制的大功率充放电会在电芯内部析锂结晶，给锂离子电池造成不可逆的伤害。低温状态下的锂离子活性就像是把一批搬砖的工人由精壮小伙变成手无缚鸡之力的老太太，工作效率自然大大降低。这时，就需要温控系统为电池加温，达到最佳工作温度，愉快的充放电了。

所以一套高效的温控系统对于电动车来说至关重要。

[ ·2· 纯电车如何调节“体温”？ ]

纯电动车上用来调节“体温“的“免疫系统”主要包括：空调制冷系统、采暖系统、电机冷却系统和电池温度控制系统。

空调制冷系统跟燃油车的结构类似，此处不再赘述。采暖系统方面，由于纯电动车动力单元发热很少，所以没办法像燃油车那样利用到发动机余热，所以需要特别设计加热单元。

目前主流的做法是PTC加热和热泵空调两种。PTC加热可以简单想象为用“小太阳”直接加热空气传热，这种方法结构简单成本低廉，但它也是耗电大户，对纯电车的续航带来较大威胁。

热泵空调是通过吸收空气中热量，再利用少量电量驱动压缩机将这些热量搬运到车内（不管温度多低空气都存在热量，除非达到了绝对零度）。好处是它的能耗比PTC加热要小很多，对续航非常友好，但不好的地方是由于空气中的热源分散，所以它的传热速度较慢，同时成本较高。目前一些厂家在售价较高的产品上采用PTC+热泵的方式为座舱加热，即加热前期利用PTC，后期关闭PTC采用热泵，将能耗利用最大化。

电机冷却目前最普遍的做法是在电机外壳布设水冷管道为其降温，也有一些产商特别针对电动机开发了油冷系统，由于油不导磁不导电的特性，不会对电机磁路产生影响，所以油冷系统可以深入电机内部为转子定子等部分进行更直接的全方位冷却。

在此重点说一下电动车的电池温控系统，它按照冷却形式大体可以分为风冷、液冷两类。

风冷简单来说就是靠行驶中产生的自然风给电池系统散热，高阶一点的风冷会通过风机等手段进行主动的强制冷却。这种冷却形式结构简单，成本低廉，在早期的纯电动产品中被广泛应用，不过它的冷却效果非常有限， 如果动力电池热失控温度不高的话 ，很容易发生自燃事故。同时这种方案受外界环境影响比较大，特别是 高温天气下， 需要从乘员舱引入冷风，换热效率比较低，并且由于入口风温比较难控制，所以电池温度也比较难控制。

液冷的冷却效果明显优于简单的风冷，它通过液体导热介质实现热传递，也是目前多电池温控系统采用的做法。液冷系统形式比较多样，比如它:可将电池单体或模块沉浸在液体中，也可在电池模块间设置冷却通道，或在电池底部采用冷却板等等。

[ ·3· 热管理系统的应用 ]

热管理系统的不同形式之间的优劣似乎很好分辨，但是在量产车中，各家会根据自身 产品的定位和使用特性进行取舍 ，拿出性价比最高的方案，这也就使得量产产品在热管理方案上的千差万别。不过它们的目的都是让动力系统保持在最佳温度区间，就像人体的免疫系统一样。

首先值得一提的就是目前最贵的量产纯电动车——保时捷Taycan。为什么要强调它是“最贵”的，其实这说明它的高成本允许一些先进复杂的技术应用其中，另外Taycan也是一款性能取向的纯电车，在连续高强度驾驶的工况下，就需要更加强大的热管理系统调节温度。所以Taycan设有两套冷却器与两套导流装置，以及三套独立热管理系统回路，简单来说，Taycan的三电系统关键部分都有温控系统有针对性地进行温度调节。

三个回路中低温回路主要负责对蓄电池系统的冷却，同时对乘员舱进行制冷；中温回路负责对前后电机和后桥变速器的冷却；高温回路主要负责乘员舱的加热。三个回路之间热能可以互相转换，最大限度提升热管理效率。同时位于车头两侧的进气格栅为主动的电控出风口，可以根据实际散热需求实现单独开启和关闭，做到全自动数字化调节，进一步提升管理效率。

强大的温控系统给Taycan带来更稳定的性能表现，经过我们的实测，Taycan连续进行十多次全力加速刹车测试，其性能都不会出现衰减，这很大一部分的功劳都归功于此。

特斯拉的热管理系统比较有特点的是动力电池的蛇形液冷系统和异步电机的油冷系统。特斯拉的电池液冷系统采用串行流道，冷板安装于电池间隙，形成一个蛇形的冷却板。其实这种形式的采用很大程度山是由于圆柱电池的物理形状所致，冷却蛇的形式尽可能地增大了接触面积，相对较高效率的为其降温。这个设计的结构设计难度较大，同时，蛇形冷板在一定程度上增加了液冷系统的压力损失。

特斯拉在电机冷却上实现了内部和外部的双重冷却系统，它将轴冷技术和油冷机壳技术混用，冷却油在离心泵的作用下先冷却转子，然后通过管道流向机壳，既冷却定子又和大气交换热量。

在国内造车新势力中，威马采用的柴油“暖宝宝”也算是一个比较有特点的创造。它通过给电池温控系统额外配上一条柴油加热装置，在低温的情况下利用柴油的能量让电池工作温度保持在合理区间，同时通过柴油发出的热量还会用于座舱内的加热。这样做的好处就是无需利用电能维持工作温度，在低温或者极寒情况下，它能极大地保证续航里程。不过作为一款纯电车，冬季还要时不时地去加柴油，这样的操作是不是有些怪异了。

除此之外，还有许多设计巧妙的热管理系统，本文就不一一介绍，相信随着纯电动车技术的进步以及更加精细化的纯电产品问世，热管理系统的设计将会更加复杂和巧妙，它发挥的作用也将更加强大。

[ ·写在最后· ] 整车热管理系统更是保证整车安全和关键零部件寿命的重要的一环，同时在这个电池技术仍旧制约纯电动车发展的当下，一款高效的热管理系统能够帮助纯电车将能效最大化，提升整车的续航里程，所以选择一款拥有先进热管理系统的纯电车就变得非常重要了。通过本文的简单讲解，希望您已对纯电车的热管理系统形成了一个初步的认识。

4. 新能源汽车电控系统有几个功能模块

【太平洋汽车网】电控系统由电池管理系统和控制系统构成，管理电池组和控制电池的能量输出以及调节电动机的转速等，是连接新能源电池和电机的重要中间载体。

新能源汽车电机电控系统介绍VIP机构版权2.7分1398阅读47下载2019-07-11上传14页书山有路勤为径；学海无涯苦作舟新能源汽车电机电控系统介绍新能源电动汽车性能还有巨大的提升空间，往往最关注电池，作为决定电动汽车性能的关键部件，本文详细说说电机电控。

一、电机电控的重要性新能源汽车作为传统燃油汽车的替代品，其主要电气系统即为在传统汽车“三小电”（空调、转向、制动）基础上延伸产生的电动动力总成系统“三大电”——电池、电机、电控。其中，电机、电控系统作为传统发动机（变速箱）功能的替代，其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。

同时，新能源汽车电机、电控系统面临的工况相对复杂：需要能够频繁起停、加减速，低速/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，具有大变速范围；混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。此外，电机的能耗直接决定了固定电池容量情况下的续航里程。因此，电动汽车驱动系统在负载要求、技术性能和工作环境上有特殊要求：

其一，驱动电机要有更高的能量密度，实现轻量化、低成本，适应有限的车内空间，同时要具有能量回馈能力，降低整车能耗；第二，驱动电机同时具备高速宽调速和低速大扭矩，以提供高启动速度、爬坡性能和高速加速性能；第三，电控系统要有高控制精度、高动态响应速率，并同时提供高安全性和可靠性。

电机电控系统作为新能源汽车产业链的重要一环，其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。目前，国内在电机、电控领域的自主化程度仍专注下一代成长，为了孩子银牌机构博学思教育优质内容-粉丝1478等级Lv2关注作者主页

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

5. 纯电动汽车三大核心系统是什么

1、电池包系统，包括电池包和管理系统，即battery package 和 BMS ，是电动车的能量源，现在的电池芯主流是磷酸铁锂子电池，三元锂离子电池等。
2、电机系统，包括驱动马达motor和电机控制器MC，考虑到汽车的空间限制，电机和控制器做在一起，电机多用三相异步。目前出现新的技术叫轮毂电机。
3、控制系统，纯电动车与传统车最大的区别就是动力和能源，这两个相对关键的系统需要控制系统合理地调控，使它们和谐平衡的工作。还包括配套的其它各种小系统的调控，各种数据收集分析并由驾驶者作出相应控制，这关乎驾驶员操控体验。
4、整车系统，这个系统更多的是关于车体机械性能，各个系统模块如何合理搭配组合，比如受制于电池电量，如何选取合适的新材料降低能耗，如何安排巨大的电池包和电机等的空间位置，使车体保持平衡等等，当然还有后期的各种整车实验。

6. 影响电动汽车能耗的主要因素有哪些具体如何影响

电动汽车能耗的主要影响因素

一、从驾驶员的角度来看

在相同的交通场景下，即使不同的驾驶员驾驶同一辆车，由于驾驶体验和性格因素的影响，产生不同的驾驶风格，导致车辆的驾驶能耗不同。常见的驾驶风格可以分为激进型、一般型和保守型。攻击性强的司机在驾驶时踩油门的幅度和频率较大，所以驾驶能耗较高；保守的司机踩油门的幅度和频率较小，所以驾驶能耗较低。

7. 纯电动汽车充电需求有哪些

纯电动汽车充电需求有哪些
1
、充电快速化

相比发展前景良好的镍氢和锂离子动力蓄电池而言，传统铅酸类蓄电池以其技术成熟、
成本低、电池容量大、跟随负荷输出特性好和无记忆效应等优点，但同样存在着比能量低、
一次充电续驶里程短的问题。因此，在目前动力电池不能直接提供更多续驶里程的情况下，
如果能够实现电池充电快速化，从某种意义上也就解决了电动汽车续驶里程短这个致命弱
点。

2
、充电通用化在多种类型蓄电池、多种电压等级共存的市场背景下，用于公共场所的充电装置必须
具有适应多种类型蓄电池系统和适应各种电压等级的能力，即充电系统需要具有充电广泛
性，具备多种类型蓄电池的充电控制算法，可与各类电动汽车上的不同蓄电池系统实现充
电特性匹配，能够针对不同的电池进行充电。因此，在电动汽车商业化的早期，就应该制
定相关政策措施，规范公共场所用充电装置与电动汽车的充电接口、充电规范和接口协议
等。

3
、充电智能化

制约电动汽车发展及普及的最关键问题之一，是储能电池的性能和应用水平。优化电
池智能化充电方法的目标是要实现无损电池的充电，监控电池的放电状态，避免过放电现
象，从而达到延长电池的使用寿命和节能的目的。充电智能化的应用技术发展主要体现在
以下方面：

●优化的、智能充电技术和充电机、充电站;

●电池电量的计算、指导和智能化管理
;

●电池故障的自动诊断和维护技术等。

4
、电能转换高效化

电动汽车的能耗指标与其运行能源费紧密相关。降低电动汽车的运行能耗，提高其经
济性，是推动电动汽车产业化的关键因素之一。对于充电站，从电能转换效率和建造成本
上考虑，应优先选择具有电能转换效率高，建造成本低等诸多优点的充电装置。

5
、充电集成化

本着子系统小型化和多功能化的要求，以及电池可靠性和稳定性要求的提高，充电系
统将和电动汽车能量管理系统集成为一个整体，集成传输晶体管、电流检测和反向放电保
护等功能，无需外部组件即可实现体积更小、集成化更高的充电解决方案，从而为电动汽
车其余部件节约出布置空间，大大降低系统成本，并可优化充电效果，延长电池寿命电池充电
解决方案

事实上，所有
3G
手机都采用锂离子电池作为主电源。由于散热及空间的限制，设计师必须
仔细考虑选用何种类型的电池充电器，以及还需要哪些特性来确保对电池进行安全及精确
的充电。

线性锂离子电池充电器的一个明显趋势是封装尺寸继续减小。但值得关注的是在充电周期
(
尤其在高电流阶段
)
冷却
IC
所需的板空间或通风条件。充电器的功耗会使
IC
的接合部温
度上升。加上环境温度，它会达到足够高的水平，使
IC
过热并降低电路可靠性。此外，如
果过热，许多充电器会停止充电周期，只有当接合部温度下降后才恢复工作。如果这种高
温持续存在，那么

充电器“停止和开始”的反复循环也将继续发生，从而延长充电时间。
为减少这些风险，用户只能选择减小充电电流来延长充电时间或增大板面积来散热。因此，
由于增加了
PCB
散热面积及热保护材料，整个系统成本也将上升。

对此问题有两种解决方案。首先，需要一种智能的线性锂离子电池充电器，它不必为担心
散热而牺牲
PCB
面积，并采用一种小型的热增强封装，允许它监视自己的接合部温度以防
止过热。如果达到预设的温度阈值，充电器能自动减少充电电流以限制功耗，从而使芯片
温度保持在安全水平。第二种解决方案是使用一种即使充电电流很高时也几乎不发热的充
电器。这要求使用脉冲充电器，它是一种完全不同于线性充电器的技术。脉冲充电器依靠
经过良好调节且电流受限的墙上适配器来充电。

方案一

：
LTC4059A
线性电池充电器

LTC4059A
是一款用于单节锂离子电池的线性充电器，它无需使用三个分立功率器件，可快
速充电而不用担心系统过热。监视器负责报告充电电流值，并指示充电器是何时与输入电
源连接的。它采用尽可能小的封装但没有牺牲散热性能。整个方案仅需两个分立器件(
输入
电容器和一个充电电流编程电阻
)
，占位面积为
2.5mm
×
2.7mm
。
LTC4059A
采用
2mm
×
2mm
DFN
封装，占位面积只有
SOT-23
封装的一半，并能提供大约
60
℃
/W
的低热阻，以提高散
热效率。通过适当的
PCB
布局及散热设计，
LTC4059A
可以在输入电压为
5V
的情况下以最
高
900mA
的电流对单节锂离子电池安全充电。此外，设计时无需考虑最坏情况下的功耗，
因为
LTC4059A
采用了专利的热管理技术，可以在高功率条件
(
如环境温度过高
)
下自动减小
充电电流。

方案二

：带过流保护功能的
LTC4052
脉冲充电器

8. 电动车热泵系统

对于电动车，热泵系统是热管理领域的新技术，领克ZERO concept量产车所搭载的热泵系统，能效可以达到传统PTC模式的2-3倍。通俗地讲，热泵系统的工作原理可以理解为空调制冷的反相过程，是在蒸发吸热、液化放热的过程中改变温度。
热泵是热量的“搬运工”，可以把热量从低温工质（自然环境）泵到高温工质（动力电池舱）内，通过消耗小部分电能将外界热量泵进乘客舱内，整个过程中，消耗少量的电，“搬运”热量，从而提升制热能效。领克ZERO concept量产车搭载的直接式热泵系统，采用高温高压冷媒直接供热技术，比普通热泵进一步提高10%热效率。
直接式热泵是领克ZERO concept量产车热管理系统的核心。整套热管理系统可在-30℃的极寒条件下，将动力电池舱的温度提升至15-20℃的电池稳定工作温度。与单一PTC模式车型相比，领克ZERO concept量产车能够提升超过80km的续航里程，用于电池热管理的能耗，则减少了50%。
与此同时，领克ZERO concept量产车冬季“热车”的效率更高，乘员舱内2分钟出风温度最高可达55℃，严冬车内温度提升更快。这是因为配备了电池预加热系统，半导体振荡加热技术可以提升50%以上的预热效率。通过智能化的全新一代热管理系统，领克ZERO concept量产车告别了“虚标里程”，经过SOC精准估算策略，精准反馈电池续航

9. 电动车eco模式是什么意思

电动车eco模式是节能模式的意思。

电动汽车启动ECO后，驾驶电脑会降低对人类操作反应的敏感度，更多地按照节油模式控制车辆的加速和行驶状态，从而使电动汽车更加节能。ECO模式可以降低纯电车型车行驶过程的能耗，提高制动能量回收效率，从而增加车辆续航。

影响ECO模式的主要有电机系统、动力电池系统、以及车辆上其他高压系统。当车辆启动ECO模式后，整车部分动力性能会有所下降，比如整车的加速性会变差。

ECO模式的主要原理

主要是综合判断分析影响油耗的工况，如自动变速箱挡位、发动机转速、车速、制动和变速箱油温等，而车辆正在移动。

由电子控制单元计算的最佳燃料量被提供给发动机做功，从而与正常驾驶模式相比，有效地降低了燃料消耗。简单来说就是用合理的挡位控制发动机转速，减少不必要的油耗。

ECO模式主要是在车辆行驶时由电脑控制，而且是工作的，所以在怠速停车或者N、P、手动模式下ECO功能也不起作用。

10. 电动汽车有能量回收功能吗

新能源汽车的生产和销售越来越多，越来越被消费者认可，新能源汽车的能量回收也越来越受到社会的重视。一般来说，新能源汽车的能量回收机制分为四种：液压储能、启停系统、飞轮储能和制动能量回收。制动能量回收是最常见的一种，主要回收车辆在制动或惯性过程中释放的多余能量，通过发电机转化为电能，再传递给蓄电池，供车辆动力行驶。电动汽车制动能量回收是提高能量利用效率的关键。只要车辆有电机和电池，就可以实现制动能量回收。制动能量回收技术涉及车辆电子控制、动力电池、驱动电机等多个部分。它是一项需要协调控制的系统技术。

仍然有很多人质疑纯电动汽车的能量回收系统能减少多少浪费。根据专业人士的计算，当回收的能量再次转化为驱动能量时，需要经过很多关卡。此外，由于汽车的动力系统不同，传动效率也有很大差异。理论上寿命可以提高50%，但实际工况下只能提高不到9%。也就是说，能量回收能起到多大的作用取决于三个因素，驾驶条件、动力系统效率和车辆控制。一些纯电动汽车之所以没有配备能量回收系统，主要是考虑生产成本和用户舒适度。在电力技术相对稳定的情况下，如果企业不能提高电力系统的效率，能量回收系统可以发挥的作用非常有限。