新能源汽车三电系统(电池、电机、电控)你了解多少？

2020年，中国的汽车保有量超过2.75亿辆，超越美国成为世界上规模最大的汽车保有国。与此同时，在国家政策大力支持、制造技术逐渐成熟、居民购买力不断提高等利好因素的共同作用下，我国新能源车保有量也大幅提升，成为全球最大的新能源车市场。

新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”系统，主要是指电机、电池、电控。其中，电池技术是新能源汽车的关键因素，电机和电控系统是制约新能源汽车发展的关键因素。新能源汽车电池主要分类有蓄电池、燃料电池以及超级电容器，其中超级电容器由于储电容量低的缺陷，无法持续供电，大多以辅助动力源的形式出现。目前，技术最成熟的是镍氢电池，但商业化最成功的是锂离子电池，并已经成为新能源汽车电池主流，燃料电池目前为各大车企研发目标。随着科学技术的进步，汽车产业将不断升级，锂离子电池将保持持续增长，成本将会呈下降态势。

纯电力驱动汽车已经成为新能源汽车发展的重要趋势，大众集团计划2025年前提供超过30款电动汽车。近几年来，随着新能源电池相关基础技术的成熟，不断突破技术难点，燃料电池技术也取得了重大进展。新能源汽车电机主要是由定子、转子和机械结构三大部分组成。目前，应用于新能源汽车的驱动电机主要包括直流电机、交流电机和开关磁阻电机三类，其中在乘用车、商用车领域应用较为广泛的电机包括直流（无刷）电机、交流感应（异步）电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。其他特殊类型的驱动电机包括轮毂/轮边电机、混合励磁电机、多相电机、双机械端口能量变换器（Dmp-EVT），目前市场化应用较少，是否能够大规模推广需要更长时间的车型验证。

交流异步电机的优点在于其较大的转矩和可靠性，成本低，起动制动性能好，运行效率高，但高速工况下控制复杂，永磁体退磁问题目前难以解决，电机噪声高。直流电机的缺点是需要独立的电刷和换向器，导致速度提升受限；电刷易损耗，维护成本较高。直流电机多用于早期的电动汽车驱动系统，目前新研制的车型已经基本不再采用。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。整车控制器（VCU）、电机控制器（MCU）和电池管理系统（BMS）是新能源汽车发展的核心技术，对整车的动力性、经济性、安全性等有重要影响。整车控制器（VCU）通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图，通过监测车辆状态（车速、温度等）信息，由VCU判断处理后，向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载附件电力系统的工作模式；电机控制器（MCU）通过接收VCU的车辆行驶控制指令，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。电池管理系统（BMS）作为保护动力锂离子电池使用安全的控制系统，时刻监控电池的使用状态，通过必要措施缓解电池组的不一致性，为新能源车辆的使用安全提供保障。电池管理系统（BMS）主要功能包括估测电流的电荷状态、检测电池的使用状态、管控电池的循环寿命、在充电过程中对电池进行热管理、启动/停止锂电池冷却系统，同时也管理单体电池间的均衡，防止单体电池过充过放产生的危险。纯电池的大脑：电控系统介绍。电控系统由各个子系统构成，每一个子系统一般由传感器，信号处理电路，电控单元，控制策略，执行机构，自诊断电路和指示灯组成。电控系统的主要功能包括接收来自驾驶员的操作命令，并向各个控制部件发送控制指令，使汽车按照驾驶员的预期行驶，电控系统对关键信息的模拟量状态通过传感器进行采集并输入到相关控制部件的信号通道。对系统故障可判断和存储，实时检测系统信息，记录电动汽车运行过程中出现的故障。电控系统的主要功能是整理合并以上收到的信息，针对电池充放电的电压、电流、功率等指数进行分析处置后，向电池管理系统中发送相关指令，通过该系统来执行相关的充放电行为。整车控制系统（VCU）是实现整车控制决策的核心电子控制单元，一般仅新能源汽车配备、传统燃油车无需该装置。整车控制系统（VCU）通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图；通过监测车辆状态（车速、温度等）信息，由VCU判断处理后，向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载附件电力系统的工作模式。电机控制器（MCU）通过接收VCU的车辆行驶控制指令，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。电池管理系统（BMS）作为保护动力锂离子电池使用安全的控制系统，时刻监控电池的使用状态，通过必要措施缓解电池组的不一致性，为新能源车辆的使用安全提供保障。电池管理系统（BMS）主要功能包括估测电流的电荷状态、检测电池的使用状态、管控电池的循环寿命、在充电过程中对电池进行热管理、启动/停止锂电池冷却系统，同时也管理单体电池间的均衡，防止单体电池过充过放产生的危险。电池管理系统（BMS）提供电池出现的问题及状况，电机控制系统（MCU）提供电池电能的利用与收回信息，整车控制系统（VCU）主要是整理合并以上收到的信息，对整车的电机控制与电池管理系统发出的控制信号进行综合分析处理，并将控制指令传送至电池管理系统中，通过该系统来执行相关的充放电行为。