区别于燃油车的三大件“底盘、发动机、变速箱”，新能源汽车的三大件则是“电池、电机和电控”，这三大核心系统对于车辆的动力性能、经济性、可靠性和安全性等方面具有至关重要的影响。它们相当于新能源汽车的“心脏”、“大脑”和“神经中枢”。今天，我们将一同深入探索新能源汽车的“三电”系统

新能源汽车“三电”系统

电池管理系统（BMS）——“心脏”的守护者

电池，被誉为新能源汽车的“心脏”，它决定了车辆的续航里程，占据了整车成本的40%~60%。而电池管理系统（BMS）则是这颗“心脏”的守护者，负责确保电池在使用过程中始终处于最佳状态。

1、核心任务与关键技术

电池管理系统（BMS）负责确保电池在使用过程中始终处于最佳状态，其核心任务是对电池电压、电流和温度进行实时监测，以防止电池过放电、过充电、过温等异常情况。BMS的三大关键技术包括：

SOC估计：通过复杂算法准确估算电池剩余电量，是保障汽车安全稳定运行的关键。

均衡控制：确保电池单体间参数一致性，提升电池组稳定性和输出功率。

热管理：确保电池工作在适宜的温度范围内，以提升性能和延长寿命。

电池工作原理

2、主要技术路线

动力电池的基本单位是电芯，由正负极、隔膜、电解液组成。新能源汽车电池技术路线多样，当前市场上以宁德时代的三元锂电池和比亚迪的磷酸铁锂电池为主导。三元锂电池凭借优异的低温性能适应北方环境，但生产成本较高且存在高温安全问题。磷酸铁锂电池则在安全性能和循环寿命上表现出色，但低温环境下电池容量衰减较快。

三元锂电池VS磷酸铁锂电池

3、新型电池技术展望

固态电池：固态电池，作为前沿技术，可采用钠或锂作为电池材料，其核心在于固态电解液。这一设计显著提升了电池安全性，降低了短路风险，且能量密度高达普通锂电池的3-5倍，循环寿命长，行驶50万公里后衰减度保持在5%以内，堪称锂电池技术的终极形态。海外公司已实现量产，展现出替代传统锂电池的强大潜力，成为国内外研究的热点。

石墨烯电池：石墨烯电池支持超级快充，50KWH的容量可以做到充电10分钟，续航1000公里。关键是，碳原子结构十分稳定，安全性是100%有望大幅缩短充电时间，并解决新能源车充电效率和安全性问题。尽管目前成本较高，但随着技术进步和成本降低，其大规模应用前景广阔。

4、最新研究方向

电池健康状态（SOH）监测技术：实时评估电池的健康状况，预测电池寿命，为电池的维护和更换提供科学依据。

数据驱动的BMS优化策略：利用大数据和人工智能技术，通过对大量电池使用数据的分析和学习，更加精准地控制电池充放电过程，提高电池的使用效率和寿命。

整车控制器（VCU）——“大脑”的智慧

整车控制器（VCU）作为车辆驱动协调控制系统的核心，负责整车状态协调、实现驾驶员驾驶需求等最基本也是最重要的功能。

1、核心功能

VCU主要包括扭矩控制管理、整车的能量管理、充电管理和热管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等。

2、主要结构和关键技术

主要结构：主要包括外壳、硬件电路、底层软件和应用层软件，其中硬件电路、底层软件和应用层软件是其关键核心技术。硬件电路采用标准化核心模块（含32位主处理器、电源、存储器、CAN接口）和专用电路（如传感器采集）设计，具有良好的可移植性和扩展性。随着汽车级处理器技术的发展，VCU已逐步过渡到32位处理器芯片，成为业界主流。底层软件遵循AUTOSAR标准，支持不同控制系统，模块化设计旨在提高软件质量、缩短开发周期。

关键技术：应用层关键技术包括驾驶员转矩解析、换挡规律、模式切换、转矩分配和故障诊断策略，对车辆动力性、经济性和可靠性有重要影响。

VCU构成

3、最新研究方向

面向电动化、智能化趋势，VCU正成为整车核心域控制器，推动多域融合，优化整车性能。它集成了动力、热管理、车载诊断、车身及底盘控制、智能驾驶等系统，实现跨域深度集成，并为能量管理与优化提供基础。VCU通过精细的能量控制和优化策略，提高能源利用效率，延长续航。随着“域融合”概念推广，VCU不断融入新功能，如AC/DC车辆端充电主控、电动四驱控制等，进一步提升整车智能化和集成化水平。

电机控制器（MCU）——“神经中枢”的精准调控

电机控制器，作为连接电机与电池的“神经中枢”，其驱动性能会直接影响到整车性能。它不仅保障车辆的基本安全及精准操控，还能让电池和电机发挥出充足的实力。

1、核心功能

电机控制器分为低压、高压两部分，包括输入／输出接口电路、控制主板、运算器、存储器、传感器以及IGBT模块、驱动主板、超级电容、放电电阻等组件。其中IGBT模块作为核心，负责将直流电高效转换为交流电，驱动电机运转。

电机控制器工作框架

2、工作原理

其工作原理主要基于电流形式和电机驱动方式的不同进行分类，可分为直流电机控制器和交流电机控制器。对于步进电机，其驱动电路进一步细分为单极性和双极性两种。单极性步进电机驱动电路通常利用四个晶体管来控制电机的两组相位，而双极性步进电机驱动电路则使用八个晶体管来驱动电机的两组相位，具备同时驱动四线式和六线式步进电机的能力。

3、关键技术方向

· 高效电力转换技术：确保电能从电池到电机的平稳、高效传输。

· 精准控制算法：实现对电机的精细操控，保障车辆的动力性能和驾驶稳定性。

· 先进热管理技术：有效控制电机控制器在工作过程中产生的热量，确保其长期、可靠运行。

4、最新研究方向

多合一集成化：朝着多合一的集成化方向发展，减小驱动系统体积，减少连接的线束，提高整车的集成度和可靠性。

双电机控制功能：实现对驱动电机和发电机的双电机控制功能，进一步提升车辆的动力性能和能源利用效率。

高效能材料应用：探索新型高效能材料在IGBT模块等关键组件中的应用，提高电机控制器的转换效率和稳定性。