新能源賽車“三電”設計

王維　羅月婷

摘 要：介于新能源汽車在國內的快速發展，普及已成必然趨勢，對于以汽車專業為主的技工院校來說必須踏上“變革”的征程，這對學生來講是一塊未知之地，對老師來說也是一大挑戰，教師需要快速并深入的掌握新能源的知識與必要技能，從核心出發，讓學生能夠真正理解并掌握新能源的知識與技能。筆者認為用參加比賽的形式是最有效也是最能起到鍛煉價值的一種方式，去提高教師與學生的實戰技能，同時也避免了教師在授課時的紙上談兵。關鍵詞：新能源;動力電池;動力電機;BMS中圖分類號：U469.72 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）08-31-03

Abstract：?With the rapid development of new energy vehicles in China， popularization has become an inevitable trend. For the automobile major technical colleges and universities， they must embark on the journey of "change"， which is an unknown place for students and a big challenge for teachers. Teachers need to quickly and deeply master the knowledge and necessary skills of new energy， starting from the core， so that students can To really understand and master the knowledge and skills of new energy. In my opinion， taking part in the competition is the most effective and the most valuable way to improve the practical skills of teachers and students， and at the same time， it also avoids the discussion on paper.Keywords： New energy;?Power battery;?Power motor;?BMSCLC NO.： U469.72 ?Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2020）08-31-03

前言

我校為跟上時代步伐，響應國家政策，積極創新實踐，在傳統汽車教程中加入新能源汽車的篇章，同時組建一支新能源賽車車隊，由指導老師帶隊組織車隊成員設計且制造新能源賽車，并參加了全國新能源賽車設計大賽，用以賽促教、以賽促學的方式激發學生的學習熱情與探索熱情，同時增強專業教師的實踐功底，使得專業技能與時俱進，不斷提升。

這輛賽車因為要參加全國大賽，賽程中需要賽車實戰競速，為了確保可靠的安全性能，與傳統汽車的轉向系統略有不同，其中并未增加任何的轉向助力裝置，完全由轉向盤通過萬向節直接帶動轉向器使得輪胎轉向，所以對車手的臂力有一定的要求，另外，制動系統也有一定改動，去除掉了真空助力泵，選用雙缸式液壓缸分別控制前后輪的制動分泵，也是為了確保可靠的制動性能，但是，在真正制動時就需要車手猛踩剎車才能保證有效的制動效能。賽車的車身我們也是盡量輕量化的鏤空式設計，為最大限度的減輕自重，從而能在節能賽上取得更好的名次。

機械部分不再多贅述，下面著重介紹動力電池組、動力電機、BMS三電的設計方案：

1 動力電池組

主要技術參數：

目前，電動汽車的動力電池種類大致分為四類：鉛酸電池;鎳鎘電池;鎳氫電池和鋰電池。在綜合了比能量、壽命、安全與大賽要求，我們選用了鋰電池作為賽車的動力電池。一共選用40塊3.6V的鋰電池，將它們分成六組，其中四組為7塊串聯，兩組為6塊串聯，再將這六組串聯，組成額定總電壓為144V的動力電池組，并將其密封在黑色箱體內。箱體尺寸：長737mm*寬260mm*高280mm。

2 動力電機

2.1 目前主流電機與驅動系統的比較

2.2 目前主流電機的基本性能比較

綜合上述比較與大賽要求（電機額定總功率≤15KW，峰值總功率≤30KW;車輛最高時速≤80Km），最終我們選用三相交流永磁同步電機，作為后輪驅動。并選用配套的電機控制器在車輛不同工況下對電機的控制。

2.3 電機控制器的主要技術指標

3 BMS

3.1 主要技術指標

供電電源：9V～18VDC 工作電流：≤0.2A

電壓檢測范圍：0～5V ?電壓檢測分辨率：1.5mV

溫度檢測范圍：-20～125℃ 溫度檢測分辨率：1℃

電流檢測范圍：-250A～250A電流檢測精度：1%

3.2 主要功能

（1）實時采集單體電池電壓、電池組溫度、總電壓、總電流等電池信息;

（2）電池組荷電狀態（SOC）估算;

（3）具有均衡充電控制;

（4）提供與充電機通訊的數字接口，實現對充電機的智能控制;

（5）提供CAN通訊接口與整車ECU或其他系統通信;

（6）具有過壓、欠壓、過流、過溫保護功能。

以上便是本輛賽車關于“三電”的設計，在選定好硬件與基本技術要求以后就是進行仿真實驗，然后錄入實車后再在不同的路況與條件下不斷的試驗與調試，以求最佳的操縱與動力性能。在整個設計過程中不論是學生還是指導教師都遇到了前所未有的挑戰，在師生不斷求知與探索中逐漸培養了團隊協作，勇于擔當，積極進取的團隊氛圍，雖然過程艱辛，但收獲頗豐！

參考文獻

[1] 蘇文芝，牛鑫.純電動汽車電池管理系統通訊硬件關鍵技術研究[J].科技風，2017，（2）：192.

[2] 張強.新能源汽車發展難題關注新能源車安全[J].半導體，光伏行業，2010年05期.

[3] 張曉宇，趙海斌.中國新能源汽車產業發展現狀及其問題分析[J].理論與現代化，2011， 2.