1.3 电动汽车动力系统的组成与构型

电动汽车动力系统是电动汽车最核心的部件，主要由动力蓄电池系统、驱动电机系统、变速装置或减速装置、充放电系统等组成，驱动电机系统与变速装置或减速装置的组合构成电驱动总成。电动汽车动力系统单独使用成为纯电动汽车动力系统；电动汽车动力系统与汽车发动机系统复合构成混合动力汽车动力系统；电动汽车动力系统与燃料电池系统复合构成燃料电池汽车动力系统。电动汽车动力系统构型根据驱动方式的不同分为两类：集中式驱动和分布式驱动。目前的主流是集中式驱动。

1.3.1 动力蓄电池系统

一般情况下，动力蓄电池系统主要包含动力蓄电池单体（模组）、动力蓄电池热管理系统、电池管理系统（Battery Management System，BMS）、结构件、电气连接这五大部分。动力蓄电池系统的结构框图如图1-15所示。

1. 动力蓄电池模组

动力蓄电池模组作为纯电动汽车唯一的能量载体，是纯电动汽车的核心部件，而锂离子电池又是整个动力蓄电池模组的核心，是纯电动汽车的能量储存单元。动力蓄电池模组是由单体蓄电池（即电芯）通过串、并联构成的。

2. 动力蓄电池热管理系统

动力蓄电池热管理系统的作用是对电池温度进行合理监控，改善电池的工作环境，使动力蓄电池维持一个稳定的工作状态。这主要由于低温时锂离子电池内部电化学反应受抑制，导致电池内阻增大，充放电允许使用功率及容量下降；温度较高会导致电池活性物质损失，容量加速衰退，影响电池循环寿命。目前电动汽车动力蓄电池热管理系统主要分为：自然冷却系统、空气冷却系统、液体冷却系统、直冷式系统、相变材料冷却系统（Phase Change Material，PCM）等。

3. 电池管理系统

电池管理系统（BMS）是动力蓄电池关键技术之一，其在整个电池系统中负责对电池模组工作状态进行监测反馈，并且通过动力CAN总线或其他通信网络与整车控制模块进行信息交互来进行电池充放电控制和调节，是动力蓄电池系统的核心部分。

电池管理系统包括充放电管理模块、均衡模块、热管理模块、采集单元、通信模块、信息存储模块、故障告警模块，其功能一般分为状态管理和故障诊断两种类型。电池管理系统的基本功能是测量、评估、管理、保护和警示等。

4. 动力蓄电池系统的结构

动力蓄电池系统的内部通常是由多个电芯或电池模组串联或并联而成。其中，电池模组指的是将电芯通过采用机械固定与电连接的方式进行成组。除电池模组之外，电池包内还必须包含动力蓄电池热管理部件、开关控制器以及BMS模块等辅助系统。另外，电池的成组、连接和固定、管理单元的安装、电池的散热等，则由电池包的机械构件来完成。结构件的作用主要为组装、支撑（箱体内部框架结构及各种加强筋，能够抗住机械冲击和振动）和环境防护（外壳有防尘和防水功能）等。

5. 电气连接部分

电气连接是动力蓄电池系统电路的网络主体，主要分为动力系统低压电连接和高压电连接。动力系统高压电连接通过螺栓或焊接技术用连接部件将电芯串、并联，将动力电池系统的动力输出到各个需要的部件中。低压电连接则通过电压传感器和温度传感器采集各电芯模组的电压和温度信号，并将各类信号传输给控制模块，实时传输各类检测和控制信号。

1.3.2 驱动电机系统

驱动电机系统主要由驱动电机、驱动电机控制器及其工作必需的辅助装置，如三相线等组成，如图1-16所示。

1.3.3 充放电系统

充放电系统按照电能的输送方式不同可分为传导式充放电系统和感应式充放电系统；按照电流的性质不同可分为交流充放电系统和直流充放电系统。目前的主流是传导式交流充放电系统（见图1-17）和传导式直流充放电系统（见图1-18）。

1.3.4 集中式驱动

集中式驱动的电动汽车动力系统通常只有一个动力源，通过传动系统将动力分配和传输到各个驱动轮。集中式驱动是目前纯电动汽车动力系统应用最广泛的构型，与传统燃油汽车的结构最为接近，能够最大限度地与传统燃油汽车共用平台和零部件。随着纯电动汽车的发展，集中式驱动通过增加驱动电机和改变传动方式衍生出多种不同的构型，以满足乘用车、商用车和特种车不同的动力需求。图1-19～图1-21分别是单电机直驱构型、单电机+变速器驱动构型和多电机耦合驱动系统构型图。

1.3.5 分布式驱动

分布式驱动的电动汽车动力系统通常有多个驱动电机，且每个驱动电机对单个车轮独立驱动。分布式驱动能够最大限度地简化整车结构，方便进行自动控制和实现无人驾驶的功能，成为纯电动汽车的一个研究热点，根据驱动电机的分布形式和布置方式，可分为轮边电机驱动构型（图1-22）和轮毂电机驱动构型（图1-23）两种。