新能源汽車技術(shù)NEWTECHNOLOGY第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理知識目標(biāo)：1、掌握純電動汽車的定義和類型2、掌握純電動汽車的工作原理3、熟悉純電動汽車的特點能力目標(biāo)：1、能夠說出純電動汽車的定義和類型2、能夠理解電動汽車的工作原理，并能進行簡單的故障分析。3、能夠說出純電動汽車的特點職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)：1、

做到工位6S標(biāo)準(zhǔn)2、了解時事政治和經(jīng)濟發(fā)展趨勢，愿意為經(jīng)濟社會發(fā)展作出貢獻一、純電動汽車概述第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理純電動汽車（BladeElectricVehicles，BEV）是指以車載電源為動力，用電動機驅(qū)動車輪形式，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。一般采用高效率充電蓄電池為動力源。第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車，其主要電源只裝了蓄電池組。純蓄電池作為動力源，還增加了輔助動力源，如超級電容、飛輪電池等。用純蓄電池作為動力源的純電動汽車裝有輔助動力源的純電動汽車裝有輔助動力源的純電動汽車的電力和動力傳輸系統(tǒng)用純蓄電池作為動力源的純電動汽車的電力和動力傳輸系統(tǒng)二、純電動汽車類型1、按車載電源數(shù)目第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理二、純電動汽車類型純電動客車純電動轎車純電動貨車2、按車輛的用途分類純電動微型汽車純電動汽車第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理三、純電動汽車的電驅(qū)動的典型結(jié)構(gòu)形式

1.前置前輪驅(qū)動由發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的燃油車發(fā)展而來，即由電動機替代發(fā)動機仍采用內(nèi)燃機汽車的傳動系統(tǒng)第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理

2.固定速比的減速器

用固定速比的減速器，去掉離合器，可減少機械傳動裝置的質(zhì)量、縮小其體積。三、純電動汽車的電驅(qū)動的典型結(jié)構(gòu)形式第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理

3.橫向前置結(jié)構(gòu)相似于發(fā)動機橫向前置、前輪驅(qū)動的燃油汽車的布置方式，它把電動機、固定速比減速器和差速器集成為一個整體，兩根半軸連接驅(qū)動車輪，這種結(jié)構(gòu)在小型電動汽車上應(yīng)用比較普遍。三、純電動汽車的電驅(qū)動的典型結(jié)構(gòu)形式第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理4.雙電動機結(jié)構(gòu)采用兩個電動機通過固定速比的減速器分別驅(qū)動兩個車輪，每個電動機的轉(zhuǎn)速可以獨立地調(diào)節(jié)控制，便于實現(xiàn)電子差速，因此，電動汽車不必選用機械差速器。三、純電動汽車的電驅(qū)動的典型結(jié)構(gòu)形式第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理

5.輪轂電動機電動機也可以裝在車輪里面，稱為輪轂電動機，這種輪轂電機為內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子結(jié)構(gòu)，它能提供較大的減速比，來放大其輸出轉(zhuǎn)矩。三、純電動汽車的電驅(qū)動的典型結(jié)構(gòu)形式第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理另一種使用輪毅電動機的電動汽車結(jié)構(gòu)，它采用低速外轉(zhuǎn)子電動機，徹底去掉了機械減速齒輪箱，電動機的外轉(zhuǎn)子直接安裝在車輪的輪緣上，車輪轉(zhuǎn)速和電動汽車的車速控制完全取決于電動汽車的轉(zhuǎn)速控制。三、純電動汽車的電驅(qū)動的典型結(jié)構(gòu)形式第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理相比于內(nèi)燃機汽車，純電動汽車用電力驅(qū)動控制系統(tǒng)取代了發(fā)動機，用電子輸入裝置取代了節(jié)氣門，用動力電池組取代了油箱，所以，純電動汽車主要由電力驅(qū)動控制系統(tǒng)、底盤、車身以及各種輔助裝置組成。

四、純電動汽車基本結(jié)構(gòu)及原理電力驅(qū)動控制系統(tǒng)電力驅(qū)動主模塊車載電源模塊輔助模塊第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理四、純電動汽車基本結(jié)構(gòu)及原理電力驅(qū)動主模塊中央控制單元驅(qū)動控制器電動機機械傳動裝置電力驅(qū)動主模塊的功用是將存儲在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動能，并能夠在汽車減速制動時，將車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池。根據(jù)加速踏板和制動踏板的輸入信號，向驅(qū)動控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，對電動機進行啟動、加速、減速和制動控制等。按中央控制單元的指令、電動機的轉(zhuǎn)速和電流反饋信號，對電動機的速度、驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向進行控制。承擔(dān)電動和發(fā)電的雙重功能，在正常行駛時發(fā)揮電動機功能；在減速和下坡滑行時進行發(fā)電，將車輪的慣性動能轉(zhuǎn)化為電能。將電動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳輸給汽車的驅(qū)動軸，從而帶動汽車車輪前進或后退。1、電力驅(qū)動主模塊根據(jù)從制動踏板和加速踏板輸入的信號，電子控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令來控制功率轉(zhuǎn)換器的通斷。第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理當(dāng)電動汽車制動時，再生制動的動能被電源吸收，此時功率流的方向要反向。四、純電動汽車基本結(jié)構(gòu)及原理車載電源模塊的功用是向電動機提供驅(qū)動電能、檢測電源使用情況以及控制充電機向蓄電池充電。車載電源模塊能量管理系充電控制器23蓄電池電源1向電動機提供驅(qū)動電能。對電動汽車用電池單體及整組電池進行實時監(jiān)控、充放電、巡檢、溫度檢測等。把交流電轉(zhuǎn)化為相應(yīng)電壓的直流電，并按要求控制其電流。2、車載電源模塊第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理四、純電動汽車基本結(jié)構(gòu)及原理輔助動力源動力轉(zhuǎn)向單元駕駛室顯示操控臺輔助裝置輔助模塊主要由輔助電源和DC/DC功率轉(zhuǎn)換器組成，主要給動力轉(zhuǎn)向單元、制動力調(diào)節(jié)控制、照明、空調(diào)、電動窗門等各種輔助裝置提供所需的能源。由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和轉(zhuǎn)向輪等組成。作用在轉(zhuǎn)向盤上的控制力，通過轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向機構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)一定的角度，實現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。為提高汽車的操控性、舒適性、安全性而設(shè)置的，可根據(jù)需要進行選用。類似于傳統(tǒng)汽車駕駛室的儀表盤，不過其功能根據(jù)電動汽車驅(qū)動的控制特點有所增減，其信息指示更多地選用數(shù)字或液晶屏幕顯示。3、輔助模塊第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理五、純電動汽車的特點節(jié)能，環(huán)保噪聲和振動小能源效率高，多樣化內(nèi)部空間布置靈活性大結(jié)構(gòu)相對簡單，使用維修方便動力電源使用成本高，續(xù)駛里程短第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)知識目標(biāo)：1、掌握純電動汽車核心部件結(jié)構(gòu)2、掌握純電動汽車核心部件結(jié)構(gòu)工作原理3、熟悉純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)能力目標(biāo)：1、能夠拆解純電動汽車核心部件結(jié)構(gòu)2、能夠理解純電動汽車核心部件結(jié)構(gòu)工作原理并能進行簡單的故障分析。3、能夠簡述純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)：1、

做到工位6S標(biāo)準(zhǔn)2、了解時事政治和經(jīng)濟發(fā)展趨勢，愿意為經(jīng)濟社會發(fā)展作出貢獻第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)一、純電動汽車核心部件1、逆變器逆變器（inverter）是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)變成交流電。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)變頻器（Varizble-frequencyDrive,VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電動機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。普銳斯動力控制單元的組成結(jié)構(gòu)示意圖以普銳斯油電混合動力系統(tǒng)為例，系統(tǒng)中安裝有由變頻器、可變電壓系統(tǒng)、DC/DC轉(zhuǎn)換器組成的動力控制單元。一、純電動汽車核心部件2、變頻器第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)普銳斯電動汽車帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成示意圖一、純電動汽車核心部件2、變頻器第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)一、純電動汽車核心部件3、整車控制器VCUVCU是實現(xiàn)整車控制決策的核心電子控制單元。VCU功能：通過采集油門踏板、擋位、剎車踏板等信號來判斷駕駛員的駕駛意圖通過監(jiān)測車輛狀態(tài)（車速、溫度等）信息，由VCU判斷處理后，向動力系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)發(fā)送車輛的運行狀態(tài)控制指令，同時控制車載附件電力系統(tǒng)的工作模式VCU具有整車系統(tǒng)故障診斷保護與存儲功能。VCU包括外殼、硬件電路、底層軟件和應(yīng)用層軟件，硬件電路、底層軟件和應(yīng)用層軟件是VCU的關(guān)鍵核心技術(shù)。第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)一、純電動汽車核心部件4、電機控制器MCU電機控制器，簡稱MCU，是新能源汽車特有的核心功率電子單元，通過接收VCU的車輛行駛控制指令，控制電動機輸出指定的扭矩和轉(zhuǎn)速，驅(qū)動車輛行駛。實現(xiàn)把動力電池的直流電能轉(zhuǎn)換為所需的高壓交流電、并驅(qū)動電機本體輸出機械能。同時，MCU具有電機系統(tǒng)故障診斷保護和存儲功能，當(dāng)診斷出異常時，它將會激活一個錯誤代碼，發(fā)送給整車控制器。MCU會將電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息發(fā)送給整車控制器。電機控制系統(tǒng)使用了電流、電壓、溫度傳感器來提供電機的工作信息。MCU由外殼及冷卻系統(tǒng)、功率電子單元、控制電路、底層軟件和控制算法軟件組成。第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)一、純電動汽車核心部件4、電源管理系統(tǒng)BMS電池管理系統(tǒng),是電池保護和管理的核心部件，在動力電池系統(tǒng)中，它的作用就相當(dāng)于人的大腦。它不僅要保證電池安全可靠的使用，而且要充分發(fā)揮電池的能力和延長使用壽命，作為電池和整車控制器以及駕駛者溝通的橋梁，通過控制接觸器控制動力電池組的充放電，并向VCU上報動力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)及故障信息。實驗證明，配備完善電源管理系統(tǒng)的電池組，其循環(huán)壽命是不配管理系統(tǒng)電池組的3倍以上。第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)一、純電動汽車核心部件4、制動能量回饋系統(tǒng)制動能量回饋，又稱回饋制動或再生制動，在電動汽車一般采取電能式再生制動能量回收方法，是指在減速或制動過程中，驅(qū)動電機工作于發(fā)電狀態(tài)，將車輛的部分動能轉(zhuǎn)化為電能儲存于儲能裝置中（如各種蓄電池、超級電容和超高速飛輪），同時施加電機回饋轉(zhuǎn)矩于驅(qū)動軸，對車輛進行制動?；仞伡夹g(shù)的應(yīng)用一方面增加了電驅(qū)動車輛一次充電的續(xù)駛里程，另一方面減少了傳統(tǒng)制動器的磨損，同時還改善了整車動力學(xué)的控制性能。再生制動系統(tǒng)由驅(qū)動輪、主減速器、變速器、電動機、AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、能量儲存系統(tǒng)以及控制器組成。第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)二、純電動汽車核心技術(shù)

動力電池直接影響整車的加速性能、續(xù)駛里程以及制動能量回收的效率等。動力電池的成本和循環(huán)壽命直接影響電動汽車的成本和可靠性。要使電動汽車能與內(nèi)燃機汽車相競爭，關(guān)鍵就是要開發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長、成本低的高效電池。1、動力電池技術(shù)第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)二、純電動汽車核心技術(shù)2、電池管理系統(tǒng)技術(shù)電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)對動力電池組充電、放電時的電壓、電流、放電深度、再生制動反饋電流、電池溫度等進行控制。動力電池組必須進行周期性的充電，高效率和高速度充電設(shè)備是動力電池必需的輔助設(shè)備，可采用地面充電器、車載充電器、接觸式充電器或感應(yīng)式充電器進行充電。第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)二、純電動汽車核心技術(shù)3、電動機驅(qū)動及其控制技術(shù)電動機驅(qū)動系統(tǒng)基本組成電動機與驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的關(guān)鍵部件。要使電動汽車有良好的使用性能，驅(qū)動電機應(yīng)具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)速高、啟動轉(zhuǎn)矩大、體積小、質(zhì)量小、效率高、動態(tài)制動強和能量回收等特性。第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)二、純電動汽車核心技術(shù)4、整車技術(shù)采用輕質(zhì)材料優(yōu)化結(jié)構(gòu)汽車車身更加流線形型實現(xiàn)制動、下坡和怠速時的能量回收高炭質(zhì)材料支撐的高氣壓子午線輪胎純電動汽車是高科技綜合性產(chǎn)品。除電池、電動機外，車體本身也包含很多高新技術(shù)，有些節(jié)能措施比提高電池儲能能力還易于實現(xiàn)。第二節(jié)純電動汽車的核心技術(shù)二、純電動汽車核心技術(shù)5、整車量化技術(shù)

結(jié)構(gòu)優(yōu)化和集成化、模塊化優(yōu)化設(shè)計，進一步優(yōu)化系統(tǒng)。積極采用輕質(zhì)材料。

用CAD技術(shù)分析車身承載結(jié)構(gòu)件，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。通過對整車實際使用工況、使用要求以及相關(guān)車輛參數(shù)的分析合理選擇電池和電動機參數(shù)。

純電動汽車由于電池組的布置，整車質(zhì)量增加較多，輕量化問題更加突出，可以采取以下措施減輕整車質(zhì)量。知識目標(biāo)：1、掌握電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理2、掌握能量回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理3、熟悉電池管理系統(tǒng)和制動能量回收系統(tǒng)功能能力目標(biāo)：1、能夠理解電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理，并能進行簡單的故障分析。2、能夠理解能量回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理，并能進行簡單的故障分析。3、能夠說出電池管理系統(tǒng)和制動能量回收系統(tǒng)功能職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)：1、

做到工位6S標(biāo)準(zhǔn)2、了解時事政治和經(jīng)濟發(fā)展趨勢，愿意為經(jīng)濟社會發(fā)展作出貢獻第三節(jié)電池管理系統(tǒng)和制動能量回收系統(tǒng)第三節(jié)電池管理系統(tǒng)和制動能量回收系統(tǒng)一、蓄電池管理系統(tǒng)(BMS)1、概述單體電池之間不能達到性能的完全一致，在應(yīng)用中容易產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象，電動汽車苛刻的使用條件也容易誘發(fā)電池組的局部偏差，影響電池的安全和性能。電池組在充放電時，部分單體電池可能先于其他電池完成充放電。此時，繼續(xù)充放電就會造成電池過充或過放，導(dǎo)致電池容量下降、熱失控或者內(nèi)部短路等問題。蓄電池管理系統(tǒng)避免第三節(jié)電池管理系統(tǒng)和制動能量回收系統(tǒng)1234主要管理電池的工作情況，避免出現(xiàn)過放電、過充電、過熱，對出現(xiàn)的故障應(yīng)能及時報警，以便最大限度地利用電池的存儲能力和循環(huán)壽命。電池組管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)電池組組合方式、電池組分組和支架布置、通風(fēng)管理系統(tǒng)和風(fēng)扇、溫度管理ECU及溫度傳感器、熱能的管理與應(yīng)用。熱（溫度）管理系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)平衡各電池的充電量，延長電池壽命，并對更換后的新電池進行容量平衡。主要管理動力電池組分組及連接、動力電線束、手動或自動斷電器、傳感器的類型、傳感器電線束。電線線路管理系統(tǒng)電壓平衡控制系統(tǒng)2、蓄電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、蓄電池管理系統(tǒng)(BMS)第三節(jié)電池管理系統(tǒng)和制動能量回收系