E5整车控制系统组成-纯电动汽车构造与维修

E5实现这些控制功能的整车控制系统由高压电控总成、主控制器总成、电池管理控制器、数据总线、驾驶员操纵传感器、高压互锁、高压母线、低压铁电池和低压辅助电器等组成，如图4-45所示。从组成来看，与其他纯电动汽车相比，E5车控制系统有两大不同点，一是E5上没有整车控制器，将整车控制器的功能整合到高压电控总成内部；二是E5的电机控制器、车载充电器、DC-DC转换器、高压配电模块和漏电传感器集成在一起组成了高压电控总成。

图4-45　比亚迪E5整车控制系统组成

（一）高压电控总成

E5的高压电控总成是一个多功能集成部件，它集成了电机控制器、车载充电器、DC-DC转换器、高压配电模块和漏电传感器的功能。它可以接收制动踏板位置传感器、油门踏板位置传感器、驻车位置传感器、充电枪及充电座温度、电机温度传感器、巡航开关的信号，并将这些信号进行分析处理，得出驱动电机、动力电池、汽车空调等系统的控制指令，并控制驱动电机、动力电池和汽车空调的工作。E5的高压电控总成位于汽车的前机舱内，如图4-46所示。

图4-46　E5的高压电控总成位置

在高压电控总成中，电机控制器（VTOG）和车载充电器负责实现了高压交、直流电双向逆变控制、驱动电机运转以及动力电池的充、放电功能；DC-DC转换器负责用来实现高压直流电转化成低压直流电为整车低压电器系统供电和直流充电升压；而高压配电模块和漏电传感器则可以进行整车控制系统的高压回路配电功能以及高压漏电检测。

E5采用的是直流漏电传感器。当高压系统漏电时，传感器会发出一个信号给电池管理器，电池管理器接收到漏电信号后会根据漏电情况马上报警并断开高压电路，防止高压漏电对人或者物品造成伤害或损失。

（二）主控制器总成

E5整车控制系统的主控制器总成是辅助电气系统的控制单元，它位于副仪表台，如图4-47所示。它可以根据真空压力传感器、制动传感器和冷却液温度传感器的信号，实现对于制动真空泵、冷却风扇、冷凝风扇的控制，以确保车辆制动系统提供足够制动力以及驱动电机和空调等系统能在正常温度下工作。同时，它还可以采集车速传感器信号和碰撞信号，实现车速和里程的计算，并为其他系统提供车速信号。

图4-47　E5的主控制器总成

（三）电池管理控制器

E5的电池管理控制器与其他纯电动汽车作用基本一样，它作为监控动力电池组、保证电池组正常工作的监控单元而存在，位于前机舱内高压电控后部，如图4-48所示。

图4-48　E5的动力电池管理控制器

电池管理控制器的主要功能有充放电管理、接触器控制、功率控制、电池异常状态报警和保护、荷电状态SOC/健康状态SOH计算、自检以及通信功能等；电池管理控制器目的是保证每节串联电池的电压、电流、温度数据等各项性能指标的一致性。

（四）高压互锁

E5的高压互锁与其他纯电动汽车的高压互锁的作用一样，这里不再赘述。E5的高压互锁也是通过使用低压信号来监测高压系统电器、导线、导线连接器以及电器保护盖等电气连接的完整性，在电池管理控制器、动力电池包、高压电控总成、空调PTC的导线连接器中均安装有互锁开关，如图4-49所示。

图4-49　高压互锁作用

电池管理控制器中的高压互锁监测器向高压互锁回路提供一个信号电压，从动力电池包开始经高压电控总成和空调PTC返回到电池管理控制器中。若整个高压回路任一部分脱开高压部件的导线连接器或者连接松动，则检测不到返回的信号电压，说明高压互锁回路断路，电池管理控制器就会切断高压供电来保护人员和设备的安全。

（五）驾驶员操纵传感器

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受的信息，按一定规律变换成电信号或其他所需形式的信息输送到控制单元，控制单元按照设定的程序对这些信息进行分析计算，用于在整体范围内控制各执行元件，以使电动汽车各项性能达到最优。E5的驾驶员操纵传感器有电子拨杆式换挡器的挡位传感器、制动踏板位置传感器和加速踏板位置传感器。

1.电子拨杆式换挡器的挡位传感器

E5汽车采用的是电子拨杆式换挡器，通过操作换挡手柄实现换挡操作，当前的挡位会在仪表显示屏以及换挡手柄上显示。E5的挡位设置有P（驻车挡）、R（倒车挡）、N（空挡）、D（前进挡），如图4-50所示。D挡位可以在下坡滑行或减速的时候进行能量回收。

图4-50　电子拨杆式电子换挡器(www.xing528.com)

E5挡位传感器是开关型传感器G39，电子换挡器的P/R/N/D四个挡位，相当于四个开关，其操作角度为35°，由旋钮轨道来实现，如图4-51所示。换挡手柄在正常状态下工作时，应可以在P/R/N/D四个挡位间进行切换，同时仪表面板上显示相对应的挡位字母。

E5的挡位传感器G39有8个针脚，针脚定义见表4-7。

图4-51　电子换挡器的操作角度示意图

表4-7　E5　挡位传感器G39针脚定义

2.制动踏板位置传感器

E5的制动踏板位置传感器也是安装在制动踏板轴的一端，采用双滑动电阻式传感器，如图4-52所示，它在制动踏板位置改变时产生表示制动深度的、同比例上升的两个电压信号。通过脚踩加速踏板使得传感器内部指针滑动改变滑动电阻器的阻值，从而影响加载在其上面的电压值，用于监测加速踏板的加、减速信号。E5的制动踏板位置传感器有6个针脚，如图4-53所示。

图4-52　制动踏板位置传感器位置

图4-53　制动位置传感器针脚

当驾驶员踩下制动踏板时，制动位置传感器将制动信号传输给高压电控总成，高压电控总成根据各电子控制单元采集的动力电池包状态信息和其他信息，进行数据分析和处理，并形成新的指令信号发送到相应的功能模块，迅速减少动力电池包电流大小，使得电动机输出更小的转矩，以实现驾驶员制动这一意愿。同时，踏下制动踏板能够接通后制动灯的制动开关，制动灯亮起。在减速过程中，车轮通过传动装置拖动驱动电机反转产生三相交流电，经过高压电控总成内部的电机控制器整流成直流电储存到动力电池中，完成能量回收。

E5的制动踏板位置传感器有6个针脚，各针脚定义如表4-8所示。

表4-8　制动踏板位置传感器针脚含义

3.加速踏板位置传感器

E5的加速踏板位置传感器是双滑动电阻型传感器，其安装在驾驶室加速踏板轴的一端，用于检测汽车加速或减速信号，如图4-54所示。其作用与其他纯电动汽车加速踏板位置传感器一样，这里不再赘述。

图4-54　E5的加速踏板位置传感器

E5的加速踏板位置传感器有2个电位器、6个针脚。每3个针脚形成一个完成的线路，2个电位器分别布置在2个线路中，如图4-55所示。内部的电位器一个是主信号电位器，一个是辅助信号电位器，主信号电压是辅助信号电压的2倍。两组电位器之间可以相互检测，如果其中一个出现故障，则VCU可以接收到另一个正确的信号。

图4-55　加速踏板位置传感器线路示意

当进行加速时，加速踏板被踩下，加速踏板位置传感器将加速信号传递给高压电控总成，高压电控总成根据此信号并结合采集到的信息，进行数据分析和处理以后，将指令信号输送到高压电控总成中的电机控制器MCU和电池管理系统BMS，电池管理系统BMS控制动力电池增加电能输出量，电机控制器MCU控制电机输出合适的转矩，从而使车辆以驾驶员预期的速度行驶。

比亚迪E5加速踏板位置传感器针脚含义见表4-9。

表4-9加速踏板位置传感器针脚含义

（六）低压辅助电器

整车控制系统的低压辅助电器主要是指电动真空泵、电动水泵、电动风扇、电子冷凝器、仪表等，它们属于低压电控系统的执行器，其作用就是完成相应的任务，提高E5的行车安全可靠性和舒适性。