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1、电动客车动力系统结构组成及工作原理电动客车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的客车。电动客车由电机驱动，没有传统的内燃机，所以有工作时不产生废气、噪音比内燃机低、易操控的优点。传统涡轮增压内燃机从踩油门到燃料燃烧到产生动能到废气回收增加动力需要一个较为复杂的循环，动力输出有明显滞后性。但电动客车由于直接使用电机驱动，动力来得更快、更直接，加上无级变速系统省却了传统变速箱换挡的过程，使得车辆操作更简单、更轻便。电动客车结构简单，维修保养较内燃机客车更简易。以下我们就从电池、电机、电控这“三电系统”及辅助系统简单地介绍电动客车的动力系统结构、组成及工作原理。1
2、.1.1电池1.1.1.1动力电池系统构成动力电池由电池箱（大箱、小箱）、高压盒、热管理附件、高压低压线束构成。1.1.1.2动力电池系统硬件介绍1.1.1.2.1电池箱构成电池箱分别由以下几项构成（详见图1）图1、电池箱爆炸图1箱盖9箱体2箱体密封垫10工装挂钩3电池监控单元（CSC）11高压单P负4CSC固定支架12高压单P正5铜巴13维护开关（MSD）6模组压板14低压连接器7高低压线束15压力平衡阀8模组1.1.1.2.2模组构成模组由以下几部分组成（详见图2）图2、模组爆炸图1顶盖绝缘片板4侧板2线束板5端板3电芯6底板1.1.1.2.3模组中电芯连接方式模组内电芯采用串并联的方式连
3、接，根据实际使用需求由厂家连接组合。目前常见的连接方式有3种（1）1并4串，如图3所见，模组由1、2、3、4号电芯串联连接组成。图3、1并4串模组4213（2）2并4串，如图4所见，模组由1、2电芯并联为A，3、4电芯并联为B，5、6电芯并联为C，7、8电芯并联为D。然后由A、B、C、D串联连接组成。图4、2并4串模组14567823ABCD（3）3并4串，如图5所见，模组由1、2、3电芯并联为A，4、5、6电芯并联为B，7、8、9电芯并联为C，10、11、12电芯并联为D。然后由A、B、C、D串联连接组成。图5、3并4串模组514678239101112ABCD1.1.1.2.4高压盒构成高
4、压盒分为单支路、双支路两种。（1）单支路高压盒由以下几部分构成（详见图6）图6、单支路高压盒爆炸图1上盖8密封垫2铜巴9维护盖板3继电器、绝缘柱10电流传感器4电源分配模块（PDM）11电池管理单元（BMU）5箱体及连接器12维护开关（MSD）底座6保险丝固定座13维护开关（MSD）7保险丝（2）双支路高压盒由以下几部分构成（详见图7）图7、双支路高压盒爆炸图1上盖6电源分配模块（PDM）2备用电源（BPM）7继电器集成单元（BDU）3BPM安装组件8电池管理单元（BMU）4铜巴9箱体及连接器5电流传感器、绝缘柱10维护开关（MSD）1.1.1.2.5热管理附件构成热管理附件主要由水冷板、风扇
5、等构成（详见图8）。图8、水冷板及风扇 1.1.1.2.6高压低压线束主要线束分为高压线束及低压线束两种，图9中A为高压线束，B为低压线束。图9、高压线束及低压线束AB1.1.1.3电池箱在整车中的位置一般电池箱会放置在车体底部两侧及车体后部，如图10所示。图10、电池箱在整车中的位置电池箱电池箱1.1.1.4电器原理及硬件关系电器原理及硬件关系如图11所示。图11、电器原理及硬件关系图1.1.2电控1.1.2.1CAN系统结构CAN总线控制系统应用中主要使用以下几种控制模块：主站模块、前从站、顶从站、后从站，仪表模块。其中仪表模块安装在仪表台中，主站及前从站模块安装在车辆的前部，顶从站和后从
6、站分别安装在顶部和后部，如图12所示。图12、CAN系统安装位置1.1.2.2控制模块技术参数（1）仪表模块仪表模块技术参数如表1所示。表1、仪表模块技术参数表供电范围18V-32V功耗最大15瓦（所有指示图标均点亮，背光调到最亮）休眠时电流小于0.1毫安通信协议J1939显示7寸彩色TFT液晶显示器视频显示功能最多可接入4路视频信号仪表盘6个步进电机驱动的仪表盘图标25个由发光二极管（LED）点亮的信号图标光源整体的LED背光接口1个CAN 2.0B（ISO 11898 标准）接口（2）总线主站控制模块总线主站控制模块技术参数如表1所示。表2、总线主站控制模块技术参数表工作温度一40 +70
7、电压范围标称电压为24V正常常工作电压18V32V输入信号5路唤醒输入信号、外网及内网CAN信号输出信号唤醒输出信号接口CAN 2. OB (ISO 11898标准)（3）总线从站控制模块通常情况下，从站模块包括前从站、顶从站、和后从站三个模块，其硬件电路和软件全部相同，不同的是模块的参数设置。输入信号模拟电压输入2路模拟电阻输入6路车速输入2路转速输入2路地址线输入4路开关量输入18路唤醒输入1路输出信号正电输出13A输出1路9A输出4路6A输出2路4A输出1路3A输出4路2A输出6路1.5A输出4路负电输出7.5A输出1路6A输出2路1.5A输出4路C3信号输出3路*注意：单模块配置功率输
8、出不得超过2500瓦。通讯接口1个CAN 2.0B（ISO 11893标准）接口：接CAN内网1.1.2.3系统功能在应用中， CAN总线控制系统主要实现了冷却水温，发动机转速，机油压力，电压，气压I、气压II、油压、水温，车速等仪表的显示，车辆前面车灯的控制，后面车灯的控制，发动机的起动和熄火控制，雨刮器控制，缓速器控制，喇叭控制，发动机系统状态指示，ABS系统状态指示等功能。当水位告警、车速过高、转速过高及油压报警等信号发生时，蜂鸣器会发出“嘀、嘀”的声响。（1）仪表界面如图13所示图13、仪表界面图（2）按键操作仪表板从左至右六个操作键分别为：Menu、Up/、Down/、Left/、R
9、ight/和Video键。基本功能如下：Menu：短按：显示仪表主菜单；Up/：短按：向上选择；长按：液晶背光+；Down/：短按：向下选择；长按：液晶背光-；Left/：短按：向左选择；Right/：短按：向右选择；长按：仪表背光+；Video：短按：切后视；长按：液晶背光-；（3）彩色TFT液晶显示屏彩色TFT液晶显示屏用于显示丰富的画面和文字信息；在接入视频信号后，也可以作为视频显示器使用。按动视频转换开关可在正常显示画面、倒车监视视频画面、中门监视视频画面之间切换；车辆挂倒挡时自动切换为倒车监视视频画面，车辆中门打开吋自动切换为中门视频画面。仪表显示画面主要分为三种：主菜单、子菜单和报
10、警显示页面。如图14所示图14、主菜单显示页面上图为仪表的主菜界面，当用户在主菜单中选择进入“査看里程和转速信息”子菜单时，液晶屏显示结果如下图所示。在此页而下用户可査看当前的累计总里程、累积短里程A和B、发动机累计总转数、发动机短累计时间和发动机累计时间。对于累计短里程A和B与发动机短累计吋间，用户还可以对他们进行清零设置。 当需要对某一项清零时，用户先用Up和Down键把光标移动到该项之后的“清零”位置处，然后再长按Left键即可清零。如果无须清零，按下Menu键可退出此页面。如图15所示如图15、子菜单显示页面当有操作量和报警量信号发生时，仪表自动转入报警显示页面，显示结果如下图所示。最
11、上一栏为仪表操作状态指示信号，当一屏不能显示此刻所有操作量时，其右端会出现可翻的白色箭头，表示后面还有操作量。此时先通过Up和Down键将光标移动到白色箭头处，此时白色箭头变为绿色箭头，表示当前可翻。再按下Right（或Left）键可查看更多操作量指示。液晶屏的中间为车内具体位置的报警指示，最下面一栏是对报警信号的文字解释。当车内同一位置出现多个报警（当前屏幕显示不完）或当前屏幕显示不全所有的报警文字说明时，用户可按Right（或Left）键翻屏查看更多信息（具体按键操作与查看操作量相同）。如图16所示图16、报警器显示页面1.1.2.4物理层电路布局（1）总线线路根据J1939协议，总线线路
12、由一条CAN_H和一条CAN_L。CAN_H应为黄色，而CAN_L为绿色。导线为屏蔽双绞线电缆。（2）布局网络的线路布局应当尽量靠近线性排布以避免电缆的反射。实际中有必要采用短截线连接到主干线电缆。为尽量减少驻波，网络中节点的间隔不应相同，短截线的长度和尺寸也不完全相同，具体形式如下图17所示。图17、网络线路布局图参数符号最小值额定值最大值单位条件总线长度L040m不包括电缆短截线电缆短线长度S01m节点距离d0.140m应控制线路布局，以防止多余的信号通过互感和/或者电容耦合进入CAN_H和CAN_L电线上。耦合信号可能会干扰通信，降低或破坏CAN传输线在扩展周期内的收发。通过调整本部分电
13、缆包括ECU地和电源线布线远离高电流器件、高速开关负载以及连接到这些设备上的电线可以降低耦合的风险。要避开的器件和相关电线有：启动电动机，雨刷继电器，开关信号继电器（闪光器），灯继电器。此外，网络和短截线的布线应避免离敏感器件太近（例如，无线电，电路板，和其它的电信设备）。目前车身上常见的错误接法拓扑主要有哑铃型拓扑，“土”字型拓扑，以及一些根据现场情况随意连接更为不规则的拓扑接法，如下图18示例：图18、不规则拓补图图18所示的几种不规则的拓扑接法中，每个模块所产生的反射都会叠加到其节点上，节点所连接的模块越多，该节点上面所叠加的反射波强度越大，通过CAN网络的传输，会使整个网络的信号完整性
14、非常差，波形容易失真，造成通讯故障。J1939协议中规定的拓扑结构，由于每个节点上只有一个模块，故叠加到每个节点上的反射比较小。另外由于网络中节点的间隔不相同，故其他节点上的反射传输到该节点上的延迟时间不同，相位也不同，这样就使得最终叠加到每一个节点上的反射波强度非常小，抗干扰性能要远远强于不规则的拓扑接法。实际车身环境非常复杂，像发动机的震动、电磁干扰、环境的温度湿度变化大等等，都是很强的外界干扰，不规则柘扑在这种强干扰下工作很容易发生故障。为了保证车身的正常工作，推荐CAN网络的拓扑采用J1939协议中所采用的拓扑形式。1.1.3电机目前使用的是车载永磁同步电机，是专为电动汽车设计开发的高性能主驱电机。机身带循环冷却水道，绝缘等级为H级，防护等级为IP67。该电机为三相交流永磁同步电机，与伺服驱动器匹配使用。该种电机主要分为100KW、50KW两种，其优点是体积小，效率高，控制简单，运行可靠，能较好地满足电动汽车的动力需求。采用新型稀土永磁
