1.1.1 纯电动汽车基本结构

如图1-2所示，纯电动汽车动力系统一般可分为三个子系统，即电力驱动子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。其中，电力驱动子系统由驱动电机、电控单元、功率变换器和机械传动装置等组成。主能源子系统一般由动力电池及其管理系统和充电系统等构成。辅助控制系统具有动力转向、温度控制和辅助动力供给等功能。根据从制动踏板和加速踏板输入的信号，电子控制器发出相应的控制指令来控制功率转换器的功率装置通断。功率转换器的功能是调节电机和电源之间的功率流。当纯电动汽车制动时，再生制动的动能被电源吸收，此时功率流是反向的。动力电池管理系统和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收。动力电池管理系统和充电器一同控制充电并监测电源的使用情况。辅助动力供给系统为电动汽车辅助系统提供不同等级的直流或交流电源，给动力转向、空调、制动及其他辅助装置提供动力。除从制动踏板和加速踏板给纯电动汽车输入信号外，转向盘输入也是一个很重要的输入信号，动力转向系统根据转向盘的角位置实现纯电动汽车的灵活转向。

电气系统是纯电动汽车的“神经”，承担着对电能传递、变换、控制，以及对信息进行处理的功能，对纯电动汽车的动力性、经济性和安全性等有很大影响。电气系统主要由高压电气系统、低压电气系统和整车网络化控制系统等组成。

1.1.1.1 高压电气系统

高压电气系统主要由动力电池、驱动电机、高压配电箱（PDU）、DC/DC变换器、电动压缩机、车载充电器（OBC）和高压线束等部件组成，其主要功能是根据车辆行驶的功率需求完成从动力电池到驱动电机的能量传输与变换。为提高能效，对于功率较大的子系统，例如纯电动商用车制动系统、转向系统和电动空调系统一般也采用高压供电。

根据GB/T 31466—2015《电动汽车高压系统电压等级》推荐的高压电气系统的直流电压等级见表1-1。

直流电压等级的选取需要综合考虑关键零部件的电压、效率、成本和高压部件设计匹配之间的关系。一般而言，纯电动商用车的功率需求较大，为降低线路电流和成本，推荐选用576V或更高电压等级平台。纯电动乘用车功率需求小于纯电动商用车，因此目前普遍选用300～500V之间的电压等级平台。

1.1.1.2 低压电气系统

低压电气系统采用直流12V或24V电源，主要由辅助蓄电池、DC/DC变换器和辅助系统等低压电器（例如灯光系统、仪表系统、娱乐系统、电动车窗、刮水器、除霜设备、AMT换档电机等）组成。其中，12V或24V低压电源除对上述低压电器供电外，还为整车控制器等控制单元、高压电气系统的控制电路和辅助部件供电。纯电动汽车的低压电气控制系统与燃油汽车相比，主要区别如下：

①辅助蓄电池通过DC/DC变换器由动力电池组进行充电，而燃油汽车则由与发动机相连的发电机充电。

②燃油汽车的电动助力转向系统、制动系统等主要由低压电气控制系统供电，而纯电动汽车中，制动系统等功率较大的子系统一般采用高压供电。

1.1.1.3 整车网络化控制系统

纯电动汽车整车网络通信及控制系统主要包括整车控制器、车载总线、车载网络、车载仪表及显示系统和车载通信终端等。整车网络化控制系统的主要作用是对各子系统进行协调控制。其中，整车控制器是整车网络化控制系统的核心，负责汽车内部的数据交换与管理、故障诊断、安全监控和驾驶人意图识别等功能。各子系统之间的信息传递通过网络信息系统实现，目前常用的通信协议是CAN通信协议，它具有数据传输效率较高、可靠性高、实时性好、有一定容错性和简化整车线束等优点。