17640313_比亚迪E6_纯电动汽车系统结构原理(_一)

2023年11月28日发(作者：别克昂科威s汽车之家)

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比亚迪E6纯电动汽车系统结构原理(一)

◆文/吉林 李伟

一、比亚迪E6纯电动汽车动力系统

比亚迪E6纯电动汽车动力系统主要由控制模块、动力模块

及高压辅助模块三大模块组成，其结构原理如图1所示。电动车

的控制模块由电机控制器、DC-DC、动力配电箱、主控ECU、

挡位控制器、加速踏板及电池管理单元组成；动力模块由电动机

总成、电池包体总成组成；高压辅助模块由车载慢充、漏电保护

器、车载充电口及应急开关等组成。

三、驱动电机控制器

1.结构

驱动电机控制器类型为电压型逆变器，利用IGBT将直流电

转换为交流电，额定电压为330V，主要功能是根据不同工况控

制电机的正反转、功率、扭矩、转速等，即控制电机的前进、倒

退、维持电动车的正常运转。其关键零部件IGBT(绝缘栅双极晶

体管)实际为大电容，作用为控制电流工作，保证能够按意愿输出

合适的电流参数。

驱动电机控制器总成包含上中下三层，上层和下层为电动

机控制单元，中层为水道冷却控制单元，总成还包括信号接收插

件、12V电源、CAN线、挡位、加速踏板、刹车、旋变、电机温

度信号线、预充满信号线等，2根动力电池正负极接插件，3根电

机三相线接插件和2个水套接头及其他周边附件，如图2所示。

图1 比亚迪E6纯电动汽车动力系统结构原理

二、动力控制系统的工作原理

1.充电过程

高压充电桩或者市用电源通过车载充电器升压后输电给车上

的配电箱，配电箱经过应急开关后对HV电池组充电。在充电过程

当中，电源管理器始终监控HV电池组的温度和电压，如果HV电

池组内部某单体温度或电压过高，电源管理器会切断配供电。

(a)

2.放电过程

HV电池组在电源管理器和漏电保护器的监控下，通过应急

开关输电给配电箱，配电箱根据车辆的实际用电情况分配电量。

一部分电量流向电机控制器，另一部分电量流向DC-DC交换

器。主控ECU根据驾驶员操作信息(接收加速踏板角度传感器和

挡位控制器的信号)控制电机控制器的工作，电机控制器则主要控

制流向电机电量大小以及驱动车辆前进或后退。

另一部分从配电箱流向DC-DC交换器的电量，经过

DC-DC交换器将高压直流电转化为低压直流电，为车辆电动液

压助力转向系统提供42V的电源，同时还为整车用电设备提供

12V的电源。

(b)

图2 电机驱动器的结构

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2.功能

电池电压参数变化时，没有自动调节作用，抗干扰能力差，起步

加速和动力指示不高。

电流单闭环控制系统就是用加速踏板信号代表电机电枢电

流，即电机的输出扭矩。电流单闭环车速控制系统的主要特点是

响应时间短、控制准确，且具有自调节能力，但是此系统容易出

现过流现象，可能导致电机或者控制器损坏。车速单闭环控制系

统直接根据速度偏差计算需要的电压，在整个控制过程中不能精

确地控制电机转矩。而双闭环控制系统则具有比较满意的动态性

能，加速踏板位置直接代表驾驶员期望车速，直观便于理解，启

动加速好、动力性好。

电动力系统中采用了“再生制动器”，它通过电动机的发

电再次利用动能。电动机通常在通电后开始转动，但让外界力量

带动电动机旋转时，它又可作为发电机来发电。因此，利用驱动

轮的旋转力带动电动机发电给蓄电池充电的同时，又可利用发电

时的电阻来减速。该系统在制动时与液压制动器同时控制再生制

动器，完美的将原来在减速中作为摩擦热散失的动能回收为行驶

用能量。城市中行驶时反复进行的调速操作具有较高的能量回收

效果，所以在低速带优先使用再生制动器。例如，在城市中行驶

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6.驱动电机控制器故障码

驱动电机控制器故障码列于表1。

表1 驱动电机控制器故障码

MG2电机控制器模块

故障诊断码故障描述可能发生部位

(DTC

P1BO0-00IPM

P1B1-00MG2,

P1B02-00

P1B03-00

P1B04-00

P1BO5-00IPM

P1B06-00//

P1BO7-00

P1BO8-00

P1B09-00MG2

p1B0A-00,

p1B0B-00EEPROMEEPROM

故障电机控制器

欠压保护故障电机控制器

主接触器异常故障

过压保护故障电机控制器

散热热器过温故障电机控制器

档位故障档位控制器电机控制器线束

油门异常故障油门深度传感器回路

电机过温故障刹车深度传感器回路

动力电机过流故障电机

缺相故障电机控制器线束

失效故障

电机线束接插件

电机控制器电池管理器高压配

/

电箱

图6 DC-DC变换器的电路

表2 DC-DC检测正常值

端子条件正常值

B11→车身地给DC/DC加载高压11～14V

B12→车身地给DC/DC加载高压11～14V

四、DC-DC变换器

1.作用及参数

DC-DC变换器负责将电池316.8V高压电转换成12V电源。

DC-DC变换器在主接触吸合时工作，输出的12V电源供给整车用

电器工作(包括EHPS电机)，并且在低压电池亏电时给低压电池充

电。空调驱动器接收空调控制器信息来控制空调压缩机和PTC。

比亚迪E6的DC-DC变换器总成包含两个12VDC-DC

变换器，外部连接如图5所示。1号DC-DC变换器输入电压

值为200～400V，输出为13.8V/100A，最大值为110A；

2号DC-DC变换器输入电压值为200～400V，输出值为

13.8V/70A，最大值为100A。

五、高压配电箱

高压配电箱通过继电器的吸合来控制电流通断、分流等，并

以此实现对电池中巨大能量的控制。继电器为关键零部件，为了

控制强大的电流通过整车，继电器需要多个进行并联工作才可办

到，这也对继电器工作一致性和可靠性提出了苛刻要求，继电器

系统结构如图7所示，外部连接如图8所示，高压配电箱示意图如

图9所示。

图7 继电器系统结构图

(a)

图5 外部连接

(b)

2.工作原理

(1)预充完成时，DC-DC变换器开始工作(由于DC-DC变换

器工作时需给电容充电，同时可能会导致预充失败，因此反复重

启几次即可)。

(2)DC-DC变换器通过CAN接收正极接触器吸合信号，如

果收不到该信号会延迟5s启动(在有316.8V高压的情况下正常工

作，DC故障警告灯不会报警)。DC-DC变换器的电路如图6所

示，其检测正常值列于表2。

图8 外部连接图

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表4 电池管理单元端子测量

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连接端子端子描述线色条件正常值

1-车身地充电接触器控制G/B充电小于1V

2-车身地预充接触器控制Y/B 启动小于1V

5-车身地车身地B 始终小于1V

6-车身地电源信号R/B 常电11-14V

7-车身地车身地B 始终小于1V

10-车身地充电感应开关L 充电小于1V

12-车身地漏电传感器电源W 启动约-15V

13-车身地一般漏电信号G/Y 一般漏电小于1V

14-车身地屏蔽地B 始终小于1V

15-车身地充电通讯CAN-L V 充电1.5-2.5V

16-车身地充电通讯CAN-H P 充电2.5-3.5V

17-车身地F-CAN_L V 电源ON档1.5-2.5V

F-CAN_H P 电源ON档2.5-3.5V 18-车身地

电流霍尔信号G 电流信号——20-车身地

正极接触器控制R/Y 启动小于1V 21-车身地

DC继电器L 充电或启动小于1V 22-车身地

预充信号G/R 上ON档电后2秒小于1V 25-车身地

车身地B 始终小于1V 26-车身地

电源W/R 电源ON档/充电11-14V 27-车身地

车身地B 始终小于1V 28-车身地

漏电传感器电源R 启动约+15V 31-车身地

漏电传感器地B 始终小于1V 32-车身地

严重漏电信号B/Y 严重漏电小于1V 33-车身地

图9 高压配电箱示意图

高压配电箱终端诊断如图10所示，其测时值列于表3。

图10 高压配电箱端子

表3 测量值

端子线色条件正常值

M31-5→车身地W/B OK档11～14V

M31-7→车身地B/L OK档11～14V

M31-3→车身地B/Y OK档11～14V

M31-10→车身地B 始终小于1Ω

表5 电池故障

故障状态电池管理器系统故障诊断状况

模块温度＞65度1级故障：一般高温告警

模块(单体)电压＞3.85V1级故障：一般高压告警

模块(单体)电压＜3.85V1级故障：一般低压告警

充电电流＞300A1级故障：充电过流告警

1级故障：放电过流告警放电电流＞450A

1级故障：一般漏电告警绝缘电阻＜设定值

2级故障：严重高温告警模块温度＞70度

2级故障：严重高压告警模块(单体)电压＞4.1V

2级故障：严重低压告警模块(单体)电压＜2.0V

2级故障：严重漏电告警绝缘电阻＜设定值

六、电池管理单元

1.作用

电池管理单元也称为电源管理器系统(Battery Management

System，简称BMS)，它是电动汽车电池系统的参数测试及控制

装置，具有安全预警与控制、剩余电量估算与指示、充放电能量

管理与过程控制、信息处理与通讯等主要功能。电池管理单元端

子测量值列于表4。

表6 故障码

DTC描述故障范围

P1A40-00单节电池温度传感器故障温度传感器、线束

P1A4B-00电池采样故障诊断码

P1A54-00电池漏电错误漏电传感器、线束

P1A58-00电池管理系统初始化错误电池管理器

P1A5D-00电机控制器预充未完成诊断码

2.电源管理系统状态监测及电池故障诊断

电源管理系统可对电源系统的状态参数进行实时监控，较为

重要的状态参数有SOC、总电池、每节电池温度值及漏电信号

(通过对硬件信号的采样)等。SOC为电池荷电状态，电源管理器

系统可在运行过程中采用电流积分的方法实现SOC的计算，并且

还能实现对电池系统的故障诊断，其电池故障列于表5，故障码

列于表6。

（未完待续）

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