整车控制系统组成及作用

纯电动汽车的整车控制系统按照实现的功能可分为低压电气系统、高压管理系统、车载网络系统。EV160与其他纯电动汽车按照实现的功能同样有这三个系统组成，完成相应控制功能的部件主要有整车控制器、DC-DC转换器、电机控制器、电池管理器、高压控制盒、数据总线、驾驶员操纵传感器、高压互锁、绝缘检测装置（漏电传感器）、高压母线、低压蓄电池及低压电器等部件，如图4-26所示。EV160电动汽车动力系统的部件都有自己的控制器，各控制器之间采用CAN总线进行通信，这样不仅减少了车身线束的使用量，同时还大大提高了控制单元之间的信息共享速率和系统的稳定性，对于车辆动力输出实时性控制更为精确。

EV160整车控制系统中的整车控制器、电机控制器、电池管理系统、数据总线、绝缘检测电阻（漏电传感器）等部件的作用及组成与其他纯电动汽车的基本相同，这里不再赘述。本节主要介绍EV160的电池管理器、高压控制盒、DC-DC转换器、驾驶员操纵传感器、低压电源。

图4-26　EV160整车控制系统组成

（一）电池管理器

电池管理器是动力电池与整车控制器进行信息交换与控制交互的桥梁，它通过控制接触器来控制动力电池的充放电，同时向整车控制器上报动力电池系统的实时状态及故障信息，保证动力电池安全可靠地工作，并充分发挥动力电池的能力，有效延长动力电池的使用寿命。

（二）高压控制盒

EV160的高压控制盒的作用与纯电动汽车的高压配电装置的作用一样，主要用于对动力电池中储存的电能进行分配，实现对支路用电器件的保护。EV160的高压控制盒位于机舱内，如图4-27所示。

图4-27　高压控制盒位置

EV160的高压控制盒的具体构成请参见项目三任务二的内容。

它上面各接线口的针脚定义见表4-1。

表4-1　高压控制盒各接线口的针脚定义

当车辆处于不同状态时，高压控制盒内各配电线路会起不同的作用（具体见项目三任务二的内容）。

（三）DC-DC转换器

EV160的DC-DC转换器（又称“直流变压器”）与其他纯电动汽车的一样，其主要用于将动力电池的高压直流电转换为低压直流电给蓄电池及整车低压用电系统供电。

EV160搭载的DC-DC转换器基本参数如表4-2所示。

表4-2　DC-DC　转换器基本参数

1.DC-DC转换器结构组成

EV160的DC-DC转换器结构介绍详见项目三任务三，它的低压控制端与高压输入端针脚见表4-3。

表4-3　DC-DC转换器针脚定义

2.DC-DC转换器工作流程

①整车“ON”挡上电或充电唤醒上电。

②动力电池完成高压系统预充电流程。

③整车控制器给DC-DC转换器发送控制指令。

④DC-DC转换器开始工作。

（四）高压互锁

EV160的高压互锁与其他纯电动汽车的高压互锁的作用一样，这里不做赘述。

EV160的高压互锁也是通过使用低压信号来监测高压系统电器、导线、导线连接器以及电器保护盖等电气连接的完整性，其在空调压缩机、车载充电机、DC-DC转换器、空调PTC以及高压控制盒与快充充电口、动力电池、电机控制器的导线连接器中均有安装，如图4-28所示。

图4-28　高压互锁作用

EV160高压互锁系统中，整车控制器向互锁电路提供一个基准信号电压，从空调压缩机经车载充电机到高压控制盒与快充接口、动力电池、电机控制器的连接器，再到DC-DC转换器和空调PTC，最后通过低压蓄电池负极形成一个回路。若整个高压回路任一部分脱开高压部件的导线连接器或者连接松动，则整车控制器就会检测到与基准信号电压不一致的信号，说明高压互锁回路断路，整车控制器就会切断高压供电来保护人员和设备的安全。

（五）驾驶员操纵传感器

EV160纯电动汽车的驾驶员操纵传感器的作用与其他纯电动汽车的作用一样，这里不做赘述。EV160纯电动汽车的驾驶员操纵传感器同样有挡位传感器、加速踏板位置传感器和制动踏板位置传感器。

1.挡位传感器

EV160采用的是旋钮式电子换挡器，如图4-29所示，档位设置R（倒车挡）、N（空挡）、D（前进挡）、E（用于能量回收），独有的E挡（E+和E－）是能量回收可调模式，能根据用户不同感受改善能量回收及制动性能，以延长续航。驾驶员将挡位调节至E挡时，通过E+和E－按钮，对能量回收的程度进行调节，EV160汽车的能量回收有三种模式，轻度回收、中度回收和重度回收。

图4-29　旋钮式电子换挡器(www.xing528.com)

EV160电子换挡器的接口处有12个针脚，如图4-30所示。

图4-30　旋钮式电子换挡器接口针脚示意图

EV160电子换挡器针脚定义见表4-4。

表4-4　旋钮式电子换挡器结构针脚定义

电子换挡器对环境条件有一定的要求：

（1）使用环境温度：－40～85°C。

（2）存储环境温度：－40～90°C。

电子换挡器正常的工作电压范围：工作电压9～16V；静态电流I不大于100mA。

电子换挡的R-N-D-E四个挡位，相当于四个开关，其操作角度为35°，由旋钮轨道来实现，如图4-31所示。

2.加速踏板位置传感器

图4-31　电子换挡器的操作角度示意

EV160加速踏板位置传感器的作用与其他纯电动汽车一样，这里不做赘述，其安装在驾驶室加速踏板轴的一端，用于检测汽车加速或减速信号，如图4-32所示。

图4-32　加速踏板位置传感器位置

EV160采用的是双滑动电阻型加速踏板位置传感器，通过脚踩加速踏板使得传感器内部指针滑动改变滑动电阻器的阻值，从而影响加载在其上面的电压值。

EV160的加速踏板位置传感器有2个滑动电阻器、6个针脚。每3个针脚形成一个完成的线路，2个电阻器分别布置在2个线路中，如图4-33所示。内部的电阻器1个是主信号电阻器，1个是辅助信号电阻器，主信号电压是辅助信号电压的2倍；两组电阻器之间可以相互检测，如果其中一个出现故障，VCU可以接收到另一个正确的信号。

图4-33　加速踏板位置传感器线路示意

当进行加速时，加速踏板被踩下，加速踏板位置传感器将加速信号传递给VCU，VCU根据此信号并结合各电控单元（MCU、BMS）采集到的信息，进行数据分析和处理以后，将指令信号输送到MCU和BMS，BMS控制动力电池增加电能输出量，MCU控制电机输出合适的转矩，从而使车辆以驾驶员预期的速度行驶，如图4-34所示。

图4-34　加速踏板位置传感器控制原理

3.制动踏板位置传感器

EV160采用的是开关型制动踏板位置传感器，安装在制动踏板轴的一端，用于检测汽车制动状态，同时可作为制动灯的开关，如图4-35所示。

图4-35　制动踏板位置传感器

EV160制动踏板位置传感器有4个针脚，如图4-36所示，针脚含义见表4-5。

图4-36　制动踏板位置传感器针脚

表4-5　制动踏板位置传感器针脚含义

2正2负组成两个开关电路，连接制动灯的是常闭电路（制动灯被短路），如图4-37所示，连接VCU的是常开电路，如图4-37所示。

图4-37　制动灯常闭电路示意

图4-38　VCU常开电路示意

当制动踏板被踩下时，制动灯电路中的常闭开关打开，制动灯点亮，同时VCU中的常开开关闭合，并将制动信号传输给VCU。VCU根据此信号，结合各电控单元（MCU、BMS）采集到的信息，进行数据分析和处理以后，将指令信号输送到MCU和BMS，BMS控制动力电池中断给MCU的电能，从而使车辆减速和停车。

D/E挡位：踩下制动踏板减速时，驱动轮通过传动装置拖动永磁同步电机转子运转，旋转的永久转子磁场，分别切割U相、V相、W相的定子绕组且产生U、V、W三相交流电，同时电机控制器接收整车控制器回收电能的控制信号，将输入的三相交流电整流为直流电储存到动力电池中，如图4-38所示。

图4-38　制动踏板位置传感器控制原理示意

（六）低压蓄电池

EV160的低压电源采用12V铅酸蓄电池，也称为低压蓄电池，它为整车控制系统的低压电气系统及相关控制器等部件提供工作电压。