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底盘电控系统

课程大纲

动力电池系统

电池管理、安全保护、状态监测、热管理

电机及控制器

电机类型、控制策略、效率优化、故障诊断

制动系统

再生制动、制动控制、制动性能、安全冗余

转向系统

转向控制、转向助力、转向稳定性、转向反馈

基础概念

1

电气化

传统燃油汽车向电动汽车的转变，涉及动力系统、传动系统和控制系统的重大改变。

2

底盘电控

底盘电控系统是电动汽车的核心部件之一，负责控制车辆的动力、转向、制动等关键功能。

3

智能化

底盘电控系统通过传感器、控制器和执行机构实现智能化控制，提升车辆的安全性、舒适性和效率。

电动车发展历程

早期探索

19世纪末，电动车首次亮相，但因电池技术限制，发展缓慢。

现代复兴

20世纪70年代，石油危机推动电动车研究，但市场渗透率仍低。

技术突破

21世纪初，电池技术进步，电动车性能提升，市场需求激增。

蓬勃发展

近年来，全球各国政府大力支持，电动车产业迅速崛起，成为未来交通的重要方向。

电动车底盘架构

电动车底盘架构是整个车辆的核心结构，它承载着整车的重量，并为车辆提供行驶所需的动力、制动、转向等功能。

与传统的燃油车底盘相比，电动车底盘架构具有以下特点：

电动车底盘架构通常更加简洁，因为不需要复杂的传动系统。

电动车底盘架构更加灵活，因为电池和电机可以安装在不同的位置。

电动车底盘架构更加轻量化，因为电池和电机相对较轻。

底盘电控系统概述

核心功能

底盘电控系统整合了电机控制器、制动系统控制器、转向系统控制器等，实现车辆的动力、制动、转向等功能。

关键技术

包括电机控制技术、电池管理技术、传感器技术、网络通信技术等，确保车辆的安全性和高效性。

系统架构

通常由中央控制单元、传感器、执行器、通信网络等组成，实现对底盘各子系统的集中控制。

动力电池系统

能量来源

动力电池是电动车的核心部件，为电动汽车提供能量。

关键指标

容量、能量密度、循环寿命、安全性是衡量动力电池性能的关键指标。

技术发展

锂离子电池、固态电池、燃料电池等技术不断发展，推动电动车续航里程和性能提升。

电机及控制器

电机类型

交流异步电机、永磁同步电机、直流电机等

控制器功能

驱动电机、控制转速、提供扭矩等

电机控制算法

矢量控制、直接转矩控制、滑模控制等

制动系统

制动原理

电动汽车通常使用再生制动和摩擦制动相结合的方式。

制动控制

电子控制单元（ECU）负责控制制动力，实现精确的制动效果。

安全性

制动系统是电动汽车安全性的重要保障，需要高度可靠性。

转向系统

转向机

将转向盘的转动转换为转向轴的转动，实现车辆转向。

转向助力器

辅助驾驶员转向，减轻转向力，提高转向舒适性和安全性。

转向传动机构

将转向轴的转动传递到转向节，控制车轮转向角度。

驱动/悬架系统

驱动系统

将电机动力传递至车轮，实现车辆行驶。

悬架系统

连接车身与车轮，减缓行驶过程中的颠簸，提升乘坐舒适度和操控性。

整车管理控制器

功能

整车管理控制器负责协调和管理各个子系统，例如动力系统、制动系统、转向系统和车身电子系统。它通过接收传感器数据并执行控制指令来确保车辆的安全和高效运行。

重要性

整车管理控制器是车辆的“大脑”，它负责对车辆的各个方面进行监控和控制，以确保车辆的安全、舒适和高效运行。

整车智能控制

1

驾驶员辅助系统

自适应巡航控制、车道保持、自动紧急制动等功能，提升驾驶安全性。

2

智能泊车系统

自动泊车、遥控泊车等功能，简化泊车操作。

3

人机交互系统

语音控制、触屏操作等功能，提供便捷的人机交互体验。

整车动力学

横向动力学

车辆转向性能和稳定性

纵向动力学

车辆加速、减速和爬坡性能

垂直动力学

车辆行驶平顺性和舒适性

整车效率优化

电池热管理

电池温度控制是延长电池寿命和提升性能的关键。

过高或过低温度都会影响电池的性能和寿命。

热管理系统通过冷却或加热电池来维持最佳工作温度。

电池状态检测

SOC

剩余电量百分比，代表电池剩余容量与总容量的比例。

SOH

电池健康状况，反映电池性能衰减程度，例如循环寿命、容量下降等。

温度

电池工作温度对性能和寿命有重要影响，需要进行实时监控。

电压/电流

电池电压和电流反映其充电和放电状态，可用于判断电池工作状态。

电池故障诊断

故障类型

常见故障包括电池容量下降、电压异常、电流过大、内部短路、温度过高或过低。

诊断方法

通过电池管理系统（BMS）监测电池状态，利用数据分析和算法识别故障，并提供报警信息。

诊断工具

包括电池测试仪、数据分析软件、故障诊断仪等，帮助工程师快速识别和定位故障。

传感器及信号

传感器类型

底盘电控系统使用各种传感器来感知车辆的状态和环境，包括速度传感器、角度传感器、压力传感器等。

信号处理

传感器信号需要经过滤波、校准和转换，以确保数据的准确性和可靠性。

信号传输

传