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蔚來ES8電驅系統(tǒng)結構原理一、說明 為同步功能和減少網絡管理復雜度,車輛設置了4種車輛狀態(tài),CGW(中央網關控制器)是車輛狀態(tài)的主控制器。CGW根據接收到的各類信號和內部控制邏輯,設置車輛狀態(tài)。不同車輛狀態(tài)下,啟用/禁用的車輛功能不同。 1.駐車狀態(tài)Parked Vehicle 進入駐車狀態(tài)時,電源開關繼電器接通,車輛部分功能可以使用。為了節(jié)省電量消耗,車輛同時設置了時間閾值來控制這些功能在駐車狀態(tài)下的使用時長,默認為4個小時。到達時間rim值后,電源開關的繼電器斷開,這些功能將被停用。駐車狀態(tài)下功能可用的階段被稱為舒適使能(Comfort Enable)階段。 2 . 車內有駕駛員狀態(tài)Driver Present 車內有駕駛員狀態(tài),所有與非駕駛相關的用戶功能都被激活,并根據認證駕駛員的用戶配置和訪問級別進行運行,所有系統(tǒng)和網絡通信的車輛功能都被激活(與駕駛直接相關的功能會被禁用),為即將進入駕駛狀態(tài)做好準備。 3 . 駕駛狀態(tài)Driving 駕駛狀態(tài),所有用戶功能都被激活,并根據認證駕駛員的用戶配置和訪問級別進行運行,所有系統(tǒng)和網絡通信的車輛功能都被激活(與充電直接相關的功能會被禁用),允許駕駛。 4.軟件更新狀態(tài)SW Update 軟件更新狀態(tài),用于車輛診斷、軟件更新或其他配置設置。在此狀態(tài)下,電源開關的繼電器接通,車輛網絡通信激活。
二、操作 車輛狀態(tài)判斷的主要輸入信號有-駕駛員座椅乘坐感知信號、電源開關的繼電器通斷信號、制動踏板行程信號、擋位信號、駕駛員車門開閉信號等,CGW根據信號輸入,判斷并設置車輛的狀態(tài)。 1.駐車狀態(tài)Parked Vehicle 當駕駛員離開駕駛員座椅,并從駕駛員車門離開車輛,CGW等待一定時間后,將車輛設置為駐車狀態(tài)。當軟件更新進程結束后,中央網關控制器(CGW)會把車輛狀態(tài)從軟件更新狀態(tài)改變至駐車狀態(tài)。車輛在駐車狀態(tài)時,電源開關的繼電器在“舒適使能”階段接通,退出舒適使能階段時,繼電器斷開。 2.車內有駕駛員狀態(tài)Driver Present 當認證駕駛員進入車輛,乘坐在駕駛員座椅上,并車門關閉時,CGW會把車輛狀態(tài)從駐車狀態(tài)改變至車內有駕駛員狀態(tài)。如果不關閉車門,用戶也可能通過踩踏制動踏板,來使車輛進入車內有駕駛員狀態(tài)。當車輛靜止,擋位進入P擋時,CGW會把車輛狀態(tài)從“駕駛狀態(tài)”改變至車內有駕駛員狀態(tài)。車輛在車內有駕駛員狀態(tài)時,電源開關的繼電器保持接通。 3 . 駕駛狀態(tài)Driving 當車輛擋位進入D擋或R擋,踩踏制動踏板,CGW接收到車輛未充電信號后,會把車輛狀態(tài)從車內有駕駛員狀態(tài)改變至駕駛狀態(tài)。車輛在駕駛狀態(tài)時,電源開關的繼電器保持接通。 4.軟件更新狀態(tài)SW Update 車輛可從駐車狀態(tài)或車內有駕駛員狀態(tài)進入軟件更新狀態(tài),當遠程軟件更新進程被初始化,CGW將把車輛狀態(tài)設置為軟件更新狀態(tài)。車輛在軟件更新狀態(tài)時,電源開關的繼電器保持接通。
三、部件 EDS(電驅系統(tǒng))負責車輛的動力輸出,能夠將高壓電池包的直流能量用可控的方式轉化為機械扭矩,傳遞給車輪以驅動車輛,另外,還可以在車輛制動狀態(tài)下,回收制動能量向高壓電池包充電,以及實現反轉倒車等功能。車輛配備了2個EDS,前電驅系統(tǒng)安裝在前副車架上,后電驅系統(tǒng)安裝在后副車架上。EDS防護等級滿足IP6K9K和IP67。EDS由3個主要部件組成,分別是逆變器、驅動電機和齒輪箱。逆變器通過螺栓與齒輪箱連接,齒輪箱通過螺栓與驅動電機連接。電機和逆變器需要從車輛熱管理系統(tǒng)獲取冷卻液進行散熱,逆變器和電機在冷卻回路上串聯,冷卻液先通過逆變器,然后通過電機。 1 . 逆變器(240kW)(如圖1所示)
逆變器是電驅系統(tǒng)的控制接口,它同VCU(車輛控制器)進行通信,來控制需要的轉矩。它還對電機的狀態(tài)進行檢測、管理,將相應的電機狀態(tài),如母線電壓、電流、溫度、故障狀態(tài)以及電機當前許用扭矩等信息通過CAN(控制器局域網)網絡發(fā)送給VCU。同時,逆變器也是電驅系統(tǒng)的逆變器,負責把電池的直流能量轉變成交流能量并提供給電機,或者相反把交流能量轉變?yōu)橹绷髂芰坎⑻峁┙o動力電池包。在逆變器上有兩根高壓電氣線,分別接入高壓正極和高壓負極。逆變器和驅動電機之間通過6根交流母排進行高壓電氣連接,交流母排通過螺栓安裝在齒輪箱的頂部。逆變器與驅動電機之間有低壓電氣連接,傳遞驅動電機的溫度信號和速度位置信號。 2.逆變器(160kW)(如圖2所示) 逆變器是電驅系統(tǒng)的控制接口,它同VCU進行通信,來控制需要的轉矩。它還對電機的狀態(tài)進行檢測、管理,將相應的電機狀態(tài),如母線電壓、電流、溫度、故障狀態(tài)以及電機當前許用扭矩等信息通過CAN(控制器局域網)網絡發(fā)送給VCU。同時,逆變器也是電驅系統(tǒng)的逆變器,負責把電池的直流能量轉變成交流能量并提供給電機,或者相反把交流能量轉變?yōu)橹绷髂芰坎⑻峁┙o動力電池包。在逆變器上有兩根高壓電氣線,分別接入高壓正極和高壓負極。逆變器和驅動電機之間通過3根交流母排進行高壓電氣連接,交流母排通過螺栓安裝在齒輪箱的頂部。逆變器與驅動電機之間有低壓電氣連接,傳遞驅動電機的溫度信號和速度位置信號。 3 . 驅動電機(240kW)(如圖3所示)
驅動電機通過M10螺栓與齒輪減速箱相連,連接面通過橡膠圈密封,實現電能與機械能的互相轉化,最高轉速15000r/min。驅動電機內部3個NTC(負溫度系數)傳感器,裝在端部繞組,靠近齒輪箱側,每個傳感器有一根接地線,通過低壓連接線與逆變器側的管腳連接。驅動電機還有一個速度傳感器,該傳感器靠近驅動電機轉軸的輸出側。速度傳感器輸出兩根信號線給逆變器,通過低壓連接線與驅動逆變器側的管腳連接。
4 . 驅動電機(160kW)(如圖4所示)
驅動電機通過M10螺栓與齒輪減速箱和逆變器相連,連接面通過橡膠圈密封,實現電能與機械能的互相轉化,最高轉速15000r/min、驅動電機內部3個NTC(負溫度系數)傳感器,裝在端部繞組,靠近齒輪箱側,每個傳感器有一根接地線,通過低壓連接線與逆變器側的管腳連接。驅動電機還有一個速度傳感器,該傳感器靠近驅動電機轉軸的輸出側。速度傳感器輸出兩根信號線給逆變器,通過低壓連接線與驅動逆變器側的管腳連接。 5.齒輪箱(240kW)(如圖5所示)
齒輪箱安裝到EDS(電驅系統(tǒng))的中間,一側連接至驅動電機,另一側通過螺栓連接至逆變器。齒輪箱采用傳動比為9.599的單擋常嚙合傳動齒輪,不具備物理空擋功能,主要實現降低轉速、增加扭矩的功能,并把驅動電機的扭矩傳遞到驅動半軸和車輪。齒輪箱內部有潤滑油,用于潤滑傳動齒輪,其中前電驅系統(tǒng)齒輪箱齒輪油容量為1.9L,后電驅系統(tǒng)齒輪箱齒輪油容量為1.6L。 6.齒輪箱(160kW)(如圖6所示) 齒輪箱安裝到EDS(電驅系統(tǒng))的一側,另一側通過螺栓連接至電機。齒輪箱采用傳動比為9.57的單擋常嚙合傳動齒輪,不具備物理空擋功能,主要實現降低轉速、增加扭矩的功能,并把驅動電機的扭矩傳遞到驅動半軸和車輪。齒輪箱內部有潤滑油,用于潤滑傳動齒輪,其中前電驅系統(tǒng)齒輪箱齒輪油容量為1.3L,后電驅系統(tǒng)齒輪箱齒輪油容量為1.1L。
四、模式操作 1.駕駛模式 當車輛處于車內有駕駛員狀態(tài)或駕駛狀態(tài)時,可設置或切換駕駛模式。車輛具有4種駕駛模式,分別是個性化模式、節(jié)能模式、舒適模式和運動模式。CDC(多媒體系統(tǒng)主機)是駕駛模式的主控制模塊,能夠存儲不同駕駛模式下的內部標定設置和個性化的用戶設置,并負責將與所選駕駛模式相關的設置通過CAN (控制器局域網)分別發(fā)送到相關模塊。不同駕駛模式的內部設置和可個性化內容,如表所示。
2.拖車模式 VCU有拖車模式的開啟/關閉按鍵,當操作開啟按鍵時,電子駐車卡鉗松開,VCU設置車輛為邏輯N擋,車輛進入拖車模式。操作VCU上的拖車模式關閉按鍵,車輛退出拖車模式,也可操作電子駐車換擋模塊上的P按鍵或VCU上的P軟按鍵來退出拖車模式。
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