电动车基本知识 (28 天写作 Day3/28)

本小文重点汇总梳理下电车基本知识。

电动车的基本架构

电动汽车主要由驱动电机、电池、电驱动控制器及相关电控设备构成。

来自文献[1]

能不能简单把汽油车的架构复用下？

答案是不能！

文献【1】指出，初期开发的电动汽车与现有的内燃车辆相比，主要为用电动机驱动装置和蓄电池组件替代内燃机和燃油箱，而其他部件基本类似或保留。由于这种结构的电动汽车较重的重量、较低的灵活性和车辆性能下降等原因，已经逐渐消失。

关于简单复用架构的问题，主要摘录下文献【2】的观点。

巨大且沉重的电池包会打破原有的总布置设计

• 比如电池包的体积过大，会占用乘员舱空间，降低离地间隙，打破原有座椅方向盘的硬点设计。

• 改装上电池包后车辆重心也有发生变化，虽然重心有所降低，给稳定性带来好处，但前后配重将会打破原有设计，给操控带来一定的负面影响。

沉重的电池包还会打破原有的安全性设计

• 而在安全性方面，由于传统燃油原型车的前面，后面以及侧面碰撞都是在没有电池包和三电系统的情况下进行的，所以为了达到原有的安全标准，需要重新做碰撞试验，特别是侧面碰撞，原有的侧底梁的强度并没有考虑过电池包所需要的耐受碰撞强度，所以在发生侧面碰撞时容易引发事故（电池包因挤压变形导致的起火或爆炸）。

• 而如果要重新设计侧底梁的强度则需要耗费非常多的人力、物力以及时间。甚至很多公司并不具备这样的研发能力。对于电动汽车，侧撞和后撞才应是关注重点。

电池包带来的重量增加会打破原有的 Dynamic（汽车动力学）设计

• 除此之外，由于安装上电池包之后，整车重量会有极大的增加（通常一台 1400kg 左右的燃油 SUV，在加上电池包后的重量很容易达到 1800kg 以上）。

• 并且由于原车的最大总质量不是按照后者设计的，所以需要在结构以及动态性能方面按照增加后的总质量来重新设计。但原型车无论是车身结构还是底盘硬点的布局都已经非常科学和成熟。

• 所以不管动哪个地方都会很容易因牵一发而动全身。所以对于非常看重工期的厂商来说，可能就会忽略很多因重量变化后的大量重新设计和匹配。导致用户在日后的使用过程中会出现很多意想不到的问题。

由于加装了电池包，离地间隙会变低，给通过性带来问题

• 电池包是一个体积非常庞大且沉重的总成，里面布置了大量的电芯。大家都知道，电芯不仅需要一个外壳包裹，还需要设计复杂的散热系统，很多车型还会采用水冷散热或水冷均衡设计，所以电池包的体积被进一步加大。

• 而传统燃油车的底部只是几块薄薄钢板阻尼板和隔音棉。在加上电池包之后，电池包的高度要么会侵占车内空间，要么就会侵占离地间隙。当加装电池包过后，整车离地间隙会大大降低。

• 比亚迪 e6 就是一个很好的例子，深圳和北京又很多出租车和网约车都是该款车型。由于离地间隙过低，司机们经常抱怨有时过个减速带或进闸道上坡时都有可能被拖底，这给日常使用带来者诸多的不便。

电动车的新架构

（文献【2】）现代电动汽车电驱动系统架构组成如下图所示，该电驱动系统由三个主要的子系统组成：

来自文献[1]

• 电动机驱动系统——电动机驱动系统由车辆控制器、驱动控制器、电动机、机械传动装置和驱动轮等部件组成。

• 能源系统——能源系统包含能源转换单元、能量管理单元和能量存储单元等部分组成。

• 辅助系统——辅助系统由功率控制单元、车内气候控制单元和辅助电源等部分组成。

电动车的主流实现类型

EV，BEV，HEV，PHEV，FCV 这些词都是什么意思。

大致汇总梳理下，主要摘录自文献【3】。

EV: 英文 Electric vehicle，电动汽车，涵盖了各种带电动特性的汽车。基本上配置了电动机的汽车都可以统称为 EV。

BEV: Battery Electric vehicle，电池动力汽车

来自文献【3】

车型特点

一般指纯电动汽车。即只有电池提供能源供给，只有电动机提供动力，驱动汽车前行。这类车型可以实现行驶过程完全零排放。

纯电动汽车一般配置较大容量的电池，并提供交流慢充和直流快充两种充电接口。

因为这类车型只能依靠电池提供能量，基于目前电池性能和充电基础设施的现状，纯电动车型会给车主带来较大的里程焦虑，说人话就是总担心行车半路没电了，被甩在路上。

代表车型

特斯拉系列、蔚来汽车、威马汽车、小鹏汽车。

HEV: Hybrid Electric vehicle，即混合电动汽车

来自文献【3】

一般指由燃油和电池提供能源。燃油发动机和电动机提供动力。

车型特点

这种车型一般电池容量较小，不提供充电接口，电池的能量通过汽车运行过程中的能量回收进行充电。

该车型的电动机功率也不大，在起步，和加速等场景辅助燃油发动机提供动力。因为有了电动机的辅助，充分发挥电动机的大扭矩优势，在起步和加速过程中的整体效率得到提升，并使车辆整体油耗显著下降。因为依赖燃油提供能量，没有里程焦虑。

代表车型

丰田普瑞斯、丰田雷凌、丰田卡罗拉

PHEV: Plug-in Hybrid Electric vehicle，即插电式混合动力汽车

顾名思义，比起 HEV，PHEV 的车载动力电池可以通过插座进行充电。能量提供由电池和燃油提供。动力提供由燃油发动机和电动机提供。

不同的汽车厂商在 PHEV 上对于电池的容量，电机的数量，电机的功率配置有较大差异，也形成了不同的整车风格和特点。

来自文献【3】

车型特点

这类车型可以通过电机，燃油机的介入算法形成多种驱动组合。比如纯电动模式，纯燃油机模式，电机加燃油机混合模式等。

另外，PHEV 进可攻，退可守，在充电方便，电量充足时，可以纯电动方式行驶，节能减排还降低用车成本。在电量不足充电不变时，燃油行驶，远行也无忧。

还有，有些车型，比如比亚迪唐，配置了前后两个电机，而且电机功率都是 110Kw，加上 151Kw 的燃油机功率，峰值 371Kw 的功率能实现百公里加速 4.9 秒的怪兽级性能，同时，因为配置了前后两个电机，很容易实现四轮驱动。

PHEV，一般配置的电池容量不太大，所以一般只配置交流慢充一种充电接口。

代表车型

比亚迪秦，唐，上汽荣威 e550，e950，奇瑞艾瑞泽 7e，三菱欧蓝德等。

EREV: Extended-Range Electric Vehicles，增程式电动汽车

通过燃油发电，给电池充电，电动机驱动汽车行驶。

来自文献【3】

车型特点

电机驱动，有电动汽车的良好特性。可以配置较小容量电池，重量小，成本低。因为可以通过燃油发电，没有里程焦虑。

代表车型

理想 one、宝马 i3 增程版，广汽传祺 GA5 增程版。

FCV：Fuel cell vehicle，燃料电池汽车

来自文献【3】

车型特点

燃料电池的能量补充是通过加燃料的方式，因此时间和加油相近。可以快速完成。

另外燃料电池能量转换过程效率高，无噪音，无污染物排出。

然而，燃料电池汽车目前最大的困难是燃料获取难，燃料储存和运输难，添加站点少。

代表车型

丰田 Mirai 和本田 Clarity 通过燃料的化学能转化为电能，提供行驶所需的能量，并由电动机驱动汽车行驶。目前主要的燃料类型为氢。

想读的书籍/文章

还想深入了解下，找下详实的书看看，来自文章【4】推荐的基本书。

• 《纯电动及混合动力汽车设计基础(原书第 2 版)》

• 《电动汽车原理与应用技术》

• 《汽车工程手册：设计篇》

另外，还有些学术文献，后续可以了解下，比如： 《Electric, Hybrid, and Fuel-Cell Vehicles: Architectures and Modeling》 《A Review and Comparative Study on Probabilistic Object Detection in Autonomous Driving》

参考文章

【1】新能源电动汽车系统架构简介https://www.vfe.ac.cn/NewsDetail-2349.aspx

【2】技术解读新能源汽车平台架构https://zhuanlan.zhihu.com/p/48826258

【3】「知乎：EV，BEV，HEV，PHEV，FCV？电动汽车？都是什么鬼？」https://zhuanlan.zhihu.com/p/23707840

【4】https://www.zhihu.com/question/437154857