1.4　电动汽车与燃油汽车的主要区别部件

常规的汽油发动机汽车是通过发动机燃油喷射系统将汽油和空气混合后的燃烧能量转换为转矩来驱动汽车前进的，而电动汽车则依靠直流或交流电动机，将电能转换为机械能来驱动汽车前进。因为没有了发动机，原本由发动机带动的发电机、空调压缩机、助力转向油泵等部件需要相应的替换。由于没有了发动机也就没有了真空，制动需要的助力真空需另外采用装置解决。替代发电机给低压系统供电、给低压蓄电池充电的是高低压转换器（DC），它将动力电池的高压电转换为12V系统的低压电（实际为保障蓄电池不亏电同发电机一样在14.4V左右）。替代空调压缩机的是使用高压电源的电动压缩机。在转向方面取消了液压助力转向装置，选择了电动助力转向系统。在制动助力方面采用的是电动真空泵为主要部件的电动真空助力系统。除此之外还有电动汽车特有的动力电池、电驱动系统和充电装置等。

（1）高低压直流转换器　电动汽车没有发电机，需要新增部件为整车低压系统供电并为12V小蓄电池充电。高低压直流转换器的作用就是将动力电池输出的高压直流电转换为可供蓄电池充电和整车低压系统用电设备使用的12V低压直流电。智能化的高低压直流转换器可以同时对整车低压系统的用电量进行监控，当整车用电设备工作较多、所需电量大时，转换器进行大功率的转换；当整车用电设备工作少、所需电量小时，转换器进行小功率的转换。这种智能化的功率转换可以防止定功率转换所造成的电量不够或电量浪费。

（2）充电装置　电动汽车的能量补充可采用两种方式：一种是通过交流充电桩或车载充电机进行小倍率慢充；另一种是通过直流充电桩对动力电池进行大倍率快充。慢充需要将车载充电机的输入电缆接入家用220V交流电插座或交流充电桩，将220V的交流电转换为与动力电池电压值一致的直流高压电，这种慢充方式的充电一般需6～10h。快冲方式充电电流经充电线缆直接从直流充电桩到动力电池，中间不再经过其他部件。以2C～3C的充电率进行充电，一般情况下要求0.5h内充满动力电池电量的80%。目前在电动汽车的推广城市和部分线路的高速公路服务区内都在建造电动汽车专用的充电站，充电站内多数配置的是直流充电桩。

（3）动力电池　电动汽车的核心在于整车所有部件的能量都来自于电能，电能全部由动力电池提供。动力电池的作用是充电时储存电能，运行时为整车所有用电设备提供电能。目前电动汽车使用的动力电池主要有铅酸电池、磷酸铁锂电池和三元聚合物锂电池等，主要布置在地板下面和行李厢内，如图1-3所示。为了正常地使用电能和延长动力电池寿命，动力电池设置有动力电池管理系统（BMS），监控动力电池内部各电池组模块的电压、电流和温度等电池工作状态的信息参数，通过这些参数来判定目前的电池状态，同时将这些参数信息通过CAN发送给整车控制器。

（4）电驱动系统　包括驱动电机和电机控制器等部件。汽油车的动力源是发动机，电动车的动力源是驱动电机。驱动电机的作用受驱动电机控制器控制，在汽车行驶时将电能转化为机械能驱动车辆行驶，在汽车制动时将机械能转化为电能回收部分能量。目前电动汽车使用较多的是交流异步电机和永磁同步电机，工作电压多在直流144～600V之间，一般驱动电机的电压等级与动力电池的电压相一致。前置前驱的电动汽车电机控制器和驱动电机组成的驱动系统都布置在机舱内，如图1-3所示，控制器在驱动电机的上方。

（5）整车控制器　许多燃油汽车在发动机动力系统控制器的基础上增加有整车控制器（VCU，Vehicle Controller Unit），同样电动汽车也需要整车控制器。电动汽车整车控制器接受车速、制动踏板、加速踏板和剩余电量等信号，通过网络综合控制驱动行车所需要的工作部件。整车控制器是纯电动汽车整车控制系统的核心部件，它对汽车的正常行驶、再生能量回收、网络管理、故障诊断与处理、车辆的状态与监视等功能起着关键的作用。与各部件控制器的动态控制相比，整车控制器属于管理协调型控制部件，其安装位置如图1-3所示。

（6）电动压缩机　纯电动汽车与燃油汽车的制冷系统相比，主要是压缩机发生了变化，由原来的发动机曲轴皮带轮驱动的机械式压缩机，改成了由整车动力电池电源驱动的电动压缩机。电动压缩机一般输入功率在2～6kW之间，比较适用于连接在动力电池的输出端，由高压电进行驱动。

（7）电动真空泵　电动汽车与传统的内燃机动力汽车相比，没有发动机，失去了传统制动系统真空助力装置的真空源，仅由人力所产生的制动力无法满足行车制动的需要，这就需要为制动系统增加电动真空助力系统。汽油发动机汽车可将进气歧管处产生的真空，通过管路连接到真空助力器上，在制动时提供真空助力。电动汽车增设电动真空泵产生真空，为了保证整个真空助力系统的正常工作，需要设置一个真空度传感器和真空罐，保证系统较长时间处在一个合适的真空度范围内工作。电动真空泵在电动汽车上的集成应用是采用合适的真空泵控制单元，根据对该真空泵试验分析和实际的汽车操纵需要，使用合适的真空开关与压力控制模块，对真空泵发出实时关闭或开启指令。电动汽车真空助力系统如图1-4所示。

（8）电动助力转向系统（EPS）　电动汽车的电动助力转向系统是在传统机械转向系统的基础上发展起来的。它利用电动机产生的动力来帮助驾驶员进行转向操作，系统主要由三大部分构成，包括信号传感装置（包括转矩传感器、转角传感器和车速传感器）、转向助力机构（电机、离合器、减速传动机构）及电子控制装置。电动机仅在需要助力时工作，驾驶员在操纵转向盘时，转矩传感器和转角传感器根据输入转矩和转角的大小产生相应的电压信号，车速传感器检测到车速信号，控制单元根据电压和车速的信号，给出指令控制电动机运转，从而产生所需要的转向助力。电动助力转向系统（EPS）具有节能与环保等诸多优点，取代液压助力转向系统（HPS）是今后汽车转向系统发展的趋势。

电动助力转向系统按照电动机布置位置的不同，可以分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助力式三种，如图1-5所示。

（9）采暖系统　传统燃油汽车的采暖是将发动机的余热通过管路引到驾驶室的暖风芯体，利用驾驶室内的空气流动进行热交换而采暖。电动汽车没有发动机，也就没有了余热可以用来采暖，需要设置单独的部件对驾驶室进行加热。目前，采用的方式有两种：一种是风暖，采用PTC电加热材料进行加热，这种方式改动小，投入成本低，但与塑料壳体近距离接触，存在一定的安全隐患；另一种是水暖，仍保留原来燃油发动机的冷却水采暖系统，将电加热装置接入暖气管路接口替代发动机产生热量。采用这种加热方式必须合理设置电加热器的位置，充分利用冷却水的自然循环，或另外添加循环水泵来促进冷却水的循环流动以提高热效率。

（10）组合仪表　在传统燃油汽车仪表信息显示的基础上，又增加了电压、电流、荷电状态、系统准备就绪等电动汽车专用信号显示，这都在整车控制器的监控中。仪表与整车控制器采用CAN总线通信形式，既可保证传输信息的多样化，又可保证准确性。

（11）电子换挡器　电动汽车使用的驱动电机转速可调范围宽，且本身具有正反双向旋转功能，可较方便地实现车辆的向前、向后驱动运行，无需再像燃油汽车那样配置一套复杂的变速机构。一般电动汽车使用的是将驾驶者的操作意愿信息转化成电子信号的电子换挡器，电子换挡器将操作意愿信息转换为电子信号后传给整车控制器或驱动电机控制器，来控制驱动电机正反双向和调速运转。

（12）警示安全部件　电动汽车在运行时没有发动机的运行噪声，比较安静，但同时由于运行声音小，路边的行人无法意识到，容易造成意外的人身伤害。因此我国在2012年颁布实施的GB/T 28382—2012《纯电动乘用车技术条件》规定要求，车辆在设计时应考虑车辆在起步、低速（低于20km/h）行驶时能够给车外人员发出适当的提示性声响。另外针对汽车的运行安全性，要求电动汽车具备远程监测能力。

行人警示器能够给车外人员发出适当的提示性声响。该警示器在车辆起步或低速行驶时，传感器能识别到行人或其他物体，自动发出低频的比发动机工作声音低5dB以上的提示声音。目前电动汽车使用较多的警示器有两种：一种是单一的行人警示器，由以前的电喇叭转变而来，按通开关后发出低频的喇叭声音；另一种是自动的行人警示器，可结合车辆的行驶状态，自动识别行人，自动发出低分贝的模拟发动机声音或其他声音。

远程监控系统是指对整车、动力电池、驱动电机等进行实时监测，并将监测数据通过通信服务商网络，实时发送给各地的电动汽车综合服务和管理平台，确保车辆的安全运行。

电动汽车与燃油汽车主要部件及功能对比汇总见表1-1。

注：本书讲的电动汽车是指纯电动汽车和插电式混合动力汽车，即能接入电网进行慢速和快速补充电能的，主要以电动机驱动方式运行的汽车。