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文檔簡介
項目一
新能源汽車概述知識點一
新能源純電動汽車的特點與發(fā)展學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)合所學(xué)知識,討論什么是新能源汽車?教學(xué)回顧作為碳排放的重點領(lǐng)域之一,交通運輸減碳路徑逐步浮現(xiàn)。交通運輸部正在制定公路、水路交通運輸綠色低碳發(fā)展行動計劃,明確綠色低碳發(fā)展時間表、路線圖,將重點從提升交通運輸領(lǐng)域能源利用效率、優(yōu)化交通運輸結(jié)構(gòu)、推廣節(jié)能低碳交通運輸裝備、引導(dǎo)綠色低碳出行等四個方面開展工作。業(yè)內(nèi)人士認為,交通運輸行業(yè)綠色變革將提速,公路交通的達峰時間決定了整個行業(yè)的達峰時間,純電動汽車將迎來較大發(fā)展空間。學(xué)習(xí)導(dǎo)入LearningObjectives學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)情感目標(biāo)4了解新能源純電動汽車的發(fā)展能清晰地闡述新能源純電動汽車的特點培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)及溝通協(xié)作能力純電動汽車的概述01純電動汽車的發(fā)展歷程02CONTENTS目錄新能源純電動汽車的特點031純電動汽車的概述PartOne純電動汽車的概述電動汽車(BatteryElectricVehicle,BEV)是指以車載可充電蓄電池為動力,用電機驅(qū)動車輪行駛的車輛。電動汽車的運行是依靠動力電池輸出電能,通過電機控制器驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生動力,再通過減速機構(gòu),將動力傳給驅(qū)動車輪,使電動汽車行駛。典型的純電動汽車主要包括電源系統(tǒng)、驅(qū)動電機系統(tǒng)、整車控制器和輔助系統(tǒng),如圖1-1-1所示。圖1-1-1從整體技術(shù)角度講,BEV可以看做是去掉了發(fā)動機的串聯(lián)混動結(jié)構(gòu),其技術(shù)難度比HEV技術(shù)低很多,由于發(fā)動機/變速箱等動力系統(tǒng)的取消,甚至可以說BEV要比普通燃油車的技術(shù)還要低,其再次走上歷史舞臺和市場視野,一方面是能源結(jié)構(gòu)的變化,另一方面是國家政策的引導(dǎo)2純電動汽車的發(fā)展歷程PartTwo純電動汽車的發(fā)展歷程
從電動機理念誕生,到第一輛實用純電動車;從電動車的第一次衰落到復(fù)興;從全球石油和環(huán)保危機,到現(xiàn)在電動車的飛速發(fā)展,這期間,電動車經(jīng)歷了怎樣的復(fù)雜過程,下面將呈現(xiàn)純電動車的興衰史。思考:從汽車技術(shù)發(fā)展歷史看,純電動車歷史更久還是燃油車的歷史更久?
第一階段:1873年英國化學(xué)家羅伯特戴維森終于制造出世界上第一輛可供實用的純電動車,采用一次電池驅(qū)動,并且在7年后應(yīng)用了可充放電的二次電池,如圖1-1-3所示。圖1-1-3
第二階段:20世紀(jì)初期,內(nèi)燃機的發(fā)展,讓純電動汽車退出市場。1920年代后純電動車逐漸被汽油車超越,純電動車工業(yè)迅速衰敗。主要原因有三個,首先內(nèi)燃機技術(shù)進步,其是可靠性的提升。其次,石油開采技術(shù)進步,汽油成本下降,加油方便,耗時短。后是城市化進程對續(xù)航里程要求更高,當(dāng)時電動車續(xù)航依然是50km左右,而汽油車更適合長距離行駛。
第三階段:20世紀(jì)60年代,石油危機使人們又重新重視純電動汽車。此時歐洲已經(jīng)進入工業(yè)化中期,由于石油危機的出現(xiàn),人們開始反思日益嚴重的環(huán)境問題,使人們重新審視純電動汽車。受到資本的推動,在那十幾年里,電動汽車的驅(qū)動技術(shù)有了較大的發(fā)展,純電動汽車受到了越來越多的關(guān)注,小型電動汽車開始占據(jù)固定的市場,如高爾夫球場代步車。
第四階段:20世紀(jì)90年代,電池技術(shù)的滯后,使用電動汽車制造商改變發(fā)展方向。這一階段由于電池技術(shù)發(fā)展滯后,沒有重大的突破,使電動汽車制造商面臨巨大的挑戰(zhàn)。汽車制造商在市場壓力下,開始研發(fā)HEV混合動力汽車(圖1-1-5)和PHEV插電式混合動力(圖1-1-6),以克服電池和續(xù)航里程短的問題。圖1-1-5HEV混合動力圖1-1-6PHEV插電式混合動力
第五階段:進入21世紀(jì)后,車用電池,電機和控制系統(tǒng)等技術(shù)進步極大的推動了純電動車的市場化。比如金屬氧化物半導(dǎo)體,微型控制器,單片機和功率轉(zhuǎn)換器,提高了電力利用率,降低了成本。另外,商業(yè)化鋰電池取代了鉛酸電池,由于前者能量密度更高,更輕,循環(huán)壽命更長,充電速度更快。新興車企特斯拉生產(chǎn)的ModelX。3新能源純電動汽車的特點PartThird1、純電動汽車的優(yōu)點:(1)環(huán)保:電動汽車采用動力電池組及電機驅(qū)動動力,它工作時不會產(chǎn)生的廢氣,不排尾氣污染,對環(huán)境保護和空氣的潔凈是十分有益的,可以說幾乎是“零污染”。(2)低噪音:電動汽車不會像傳動汽車那樣發(fā)出噪音,它所產(chǎn)生的噪音幾乎可以忽略不計。(3)經(jīng)濟:電動汽車使用成本低廉,只有汽油車的五分之一左右。而且能量轉(zhuǎn)換效率高,同時可回收制動、下坡時的能量,提高能量的利用效率,如圖1-1-8所示。在夜間利用電網(wǎng)的廉價“谷電”進行充電,起到平抑電網(wǎng)的峰谷差作用。圖1-1-8(4)易保養(yǎng):電動汽車采用電動機及電池驅(qū)動,無需傳統(tǒng)發(fā)動機那些繁瑣的養(yǎng)護項目,比如:更換機油、濾芯、皮帶等。電動汽車只需定期檢查電機電池等組件即可。(5)政策優(yōu):搖號中簽率高,補貼高,免征購置稅等政策上的優(yōu)勢較為明顯,如圖1-1-9所示。如圖1-1-9
純電動車綠牌2、純電動汽車的不足(1)續(xù)航里程短:一般國內(nèi)的純電動汽車的續(xù)航里程多為500公里左右,再加上天氣、路況、電池等方面因素,實際的續(xù)航能力也就400公里出頭。開車出門之前需要好好規(guī)劃路線,這點確實比較麻煩。就以最常見的比亞迪漢EV電動車為例,廠家標(biāo)定的續(xù)航里程為605公里,經(jīng)過實際體驗,它平均的續(xù)航里程在482.1公里左右,如果使用低于電池容量的20%,那么對電池的使用壽命影響還是很大的。(2)充電時間長:一般正常的充電時間為8小時左右,快速充電也得需要1-2個小時。(3)配套設(shè)施不完善:目前國內(nèi)的充電站如鳳毛麟角,難尋其蹤影,如圖1-1-10所示是一電動汽車充電站。圖1-1-10電動汽車充電站Summary小結(jié)1、純電動汽車的概述。2、純電動汽車的發(fā)展歷程。3、新能源純電動汽車的特點。作業(yè)一、
簡答題。1、簡述純電動汽車的概念。2、簡述純電動汽車的特點。項目一
新能源汽車概述知識點二
新能源混合動力汽車的特點與發(fā)展學(xué)習(xí)任務(wù)簡述純電動汽車的優(yōu)缺點?教學(xué)回顧隨著世界經(jīng)濟的持續(xù)增長和世界人口的增加、人民生活水平的提高,人均能源消耗將會高速增加,環(huán)境污染會變得更加嚴重。開發(fā)新的替代能源、提高熱能轉(zhuǎn)換效率和節(jié)約能源被認為是解決或緩解環(huán)境污染和保障能源供給的有效辦法。汽車燃油發(fā)動機是消耗礦石能源和制造環(huán)境污染的大戶,研發(fā)替代燃油發(fā)動機的新動力勢所必然。替代燃油發(fā)動機汽車的方案也越來越多,例如氫能源汽車、燃料電池汽車、混合動力汽車等。但目前最有實用性價值并已有商業(yè)化運轉(zhuǎn)的模式,只有混合動力電動汽車。學(xué)習(xí)導(dǎo)入LearningObjectives學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)情感目標(biāo)27了解新能源混合動力汽車的發(fā)展能清晰地闡述新能源混合動力汽車的特點培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)及溝通協(xié)作能力混合動力汽車的概述01混合動力汽車的發(fā)展歷程02CONTENTS目錄混合動力汽車的特點031混合動力汽車的概述PartOne混合動力汽車的概述廣義上說,混合動力汽車(HybridVehicle)是指車輛驅(qū)動系統(tǒng)由兩個或多個能同時運轉(zhuǎn)的單個驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)合組成的車輛,車輛的行駛功率依據(jù)實際的車輛行駛狀態(tài)由單個驅(qū)動系統(tǒng)單獨或共同提供?;旌蟿恿ζ嚢凑帐欠窨赏饨与娫催M行外部充電分類,可分為傳統(tǒng)的混合動力汽車(非插電式混合動力汽車)HEV和插電式混合動力汽車PHEV。1、傳統(tǒng)的混合動力汽車HEV(Hybrid-ElectricVehicle)—混合動力裝置,如圖1-2-1所示為豐田普銳斯,就是一款HEV。混合動力就是指汽車使用汽油驅(qū)動和電力驅(qū)動兩種驅(qū)動方式,優(yōu)點在于車輛啟動停止時,只靠電機帶動,不達到一定速度,發(fā)動機就不工作,因此,便能使發(fā)動機一直保持在最佳工況狀態(tài),動力性好,排放量很低,而且電能的來源都是發(fā)動機,只需加油即可。圖1-2-1
豐田普銳斯2、插電式混合動力汽車(Plug-inhybridelectricvehicle,簡稱PHEV),就是介于純電動汽車與燃油汽車兩者之間的一種新能源汽車,既有傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機、變速器、傳動系統(tǒng)、油路、油箱。也有純電動汽車的電池、電動機、控制電路,而且電池容量比較大,有充電接口;它綜合了純電動汽車(EV)和混合動力汽車(HEV)的優(yōu)點,既可實現(xiàn)純電動、零排放行駛,也能通過混動模式增加車輛的續(xù)駛里程,如圖1-2-2所示為比亞迪推出的漢DM。圖1-2-2插電式混合動力汽車2混合動力汽車的發(fā)展歷程PartTwo1、國外發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代以來,世界許多著名汽車生產(chǎn)廠商已將研究的重點轉(zhuǎn)向了可實施性較強的混合動力電動汽車目前世界上生產(chǎn)、研發(fā)HEV的國家主要有日本、美國和歐洲汽車強國。其中日本的實力最雄厚。豐田公司1997年8月推出其第一款混合動力汽車ToyotaCoasterHybridEVminibu村年12月推出ToyotaPrius普銳斯這是世界第一款大量生產(chǎn)的混合動力汽軍。自第一代Prius開始銷售以來截止到中Prius標(biāo)準(zhǔn)型每升汽油可行駛35.5公里。到2010年7月31日,累計銷量己超過268萬輛。豐田公司推出第一款大量生產(chǎn)的混合動力汽軍-普銳斯1997年8月普銳斯累計銷量己超過268萬輛到2010年7月31日日本國內(nèi)對混合動力汽車產(chǎn)業(yè)有長期的發(fā)展規(guī)劃并大力扶持至今2、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀目前,我國在新能源汽車的自主創(chuàng)新過程中,堅持了政府支持,以核心技術(shù)、關(guān)鍵部件和系統(tǒng)集成為重點的原則,確立了以混合電動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車為三縱”,以整車控制系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、動力蓄電池燃料電池為“三橫”的研發(fā)布局,通過產(chǎn)學(xué)研緊密合作,我國混合動力汽車的自主創(chuàng)新取得了一定進展,如圖1-2-3所示為寧德時代生產(chǎn)的動力電池包。圖1-2-3寧德時代動力電池包目前,國內(nèi)汽車企業(yè)已將混合動力汽車作為未來主流競爭型產(chǎn)品在戰(zhàn)略上高度重視,一汽、東風(fēng)、上汽、長安、奇瑞、比亞迪等都已投入了大量的人力、物力,混合動力車型已完成樣車開發(fā),并有部分車型已經(jīng)實現(xiàn)小批量上市。如圖1-2-4為比亞迪DM-i混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型。圖1-2-4比亞迪DM-i混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型3混合動力汽車的特點PartThird1、混合動力汽車的優(yōu)點①與傳統(tǒng)汽車相比,由于內(nèi)燃機總是工作在最佳工況,油耗非常低。②內(nèi)燃機主要工作在最佳工況點附近,燃燒充分,排放氣體較干凈,起步無怠速(怠速停機)。③不需要外部充電系統(tǒng)(HEV混合動力汽車),一次充電續(xù)駛里程、基礎(chǔ)設(shè)施等問題得到解決。④電池組的小型化使成本和重量低于電動汽車。⑤發(fā)動機和電機動力可互補;低速時可用電機驅(qū)動行駛。2、混合動力汽車的缺點①動力欠佳:由于混合動力汽車采用2套或以上動力來源,為了將兩套動力系統(tǒng)塞進發(fā)動機艙,必然會采用體積和功率較小的發(fā)動機。②價格昂貴:混合動力汽車普遍比燃油汽車價格高50%以上的售價,對于經(jīng)濟上不夠?qū)捲5娜后w來說購車成本太高,盡管使用成本較低,但至少需要3年以上才可以追平燃油汽車。③維護成本:雖然混合動力汽車已經(jīng)足夠可靠,由于普及程度較低,有能力維修保養(yǎng)混合動力汽車的維修店較少,這種情況在三線及以下城市尤為明顯,導(dǎo)致每次維修或保養(yǎng)都要驅(qū)車到外地4S店。④安全問題:由于混合動力汽車搭載有高壓電池,在一系列國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的約束下已經(jīng)非常安全可靠,但廣大消費者仍然對高壓和鋰電池心存忌憚,目前公眾還是比較難以接受這個事實。Summary小結(jié)1、混合動力汽車的概述。2、混合動力汽車的發(fā)展歷程。3、混合動力汽車的特點。作業(yè)一、
簡答題。1、簡述混合動力汽車的概念。2、簡述混合動力汽車的特點。項目一
新能源汽車概述知識點三
新能源氫燃料電池汽車的特點與發(fā)展學(xué)習(xí)任務(wù)請簡述混合動力汽車的優(yōu)缺點?教學(xué)回顧汽車是人們生活中的重要交通工具;而汽車排放的尾氣又是造成日益嚴重的環(huán)境污染的重要原因。為此,人們急需尋找一種代用燃料??茖W(xué)家經(jīng)過幾十年的精心研究發(fā)現(xiàn),用氫燃料電池作汽車動力無污染環(huán)境的有害成份。因此,使用氫燃料電池的汽車才是名副其實的"綠色燃料"汽車。學(xué)習(xí)導(dǎo)入LearningObjectives學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)情感目標(biāo)47了解新能源氫燃料電池汽車的發(fā)展能清晰地闡述新能源氫燃料電池汽車的特點培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)及溝通協(xié)作能力氫燃料電池汽車的概述01氫燃料電池汽車的發(fā)展歷程02CONTENTS目錄氫燃料電池汽車的特點031氫燃料電池汽車的概述PartOne氫燃料電池汽車的概述氫燃料電池指的是氫通過與氧的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的裝置(單純依靠燃燒氫氣來驅(qū)動的“氫內(nèi)燃機”,也曾出現(xiàn)過,比寶馬的氫能7系)。氫燃料電池汽車的驅(qū)動力來自于車上的電動機就像純電動車一樣,因此氫燃料電池汽車可以理解為一輛“自帶氫燃料發(fā)電機的電動車”,如圖所示1-3-1所示。圖1-3-1氫燃料電池汽車2氫燃料電池汽車的發(fā)展歷程PartTwo氫燃料電池汽車的發(fā)展歷程燃料電池汽車(FCEV)既是一種古老又新型的高科技產(chǎn)品,它的悠久歷史可追溯到二百多年的歷程。①在1801年英國科學(xué)家H-Davy發(fā)明了燃料電池的原理;1889年英國科學(xué)家Mond首先用工業(yè)煤和空氣合成裝置制氫,并正式用上燃料電池的命名②20世紀(jì)50年代,英國劍橋大學(xué)教授培根用高壓氫試制成功5kw的燃料電池,在試驗室中應(yīng)用;1965年美國GE公司把燃料電池裝上阿波羅(Appollo)登月飛船,提供電力;③2002年美國總統(tǒng)布什制訂《自由汽車計劃(FreedomCAR)》,研究應(yīng)用燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化問題,為此提供FCEV的不斷探索留下不少經(jīng)驗和教訓(xùn);2003年美國提議成立《氫能經(jīng)濟國際合作伙伴(IPHE)》,美國和西歐等15個國家都參與了,中國也在其中④2004年5月第二屆IPHE指導(dǎo)委員會議就是在北京人民大會堂召開的,2007年美國通用汽車公司和加拿大知名的巴拉德燃料電池公司⑤2011年德國戴姆勒·奔馳汽車公司開展了FCEV全球巡展演示,投入Citano燃料電池客車36輛,由20個交通運營商負責(zé)進行巡展,其全程運行已達480萬公里⑥歐盟在2014年發(fā)布《地平線2020年計劃》,指出到2020年,燃料電池各種車輛應(yīng)用要達到20萬輛,加氫站1000座,氫氣來源50%以上來自非石化能源生成的,成本要下降90%⑦2015年5月國際第23屆IPHE指導(dǎo)委員會在我國武漢召開,很好的交流了國際對氫能和燃料電池的最新進展,以及下一步計劃,也為我國加強國際上合作,共享資源提供了好機遇⑧2016年5月《亞洲氫能與燃料電池大會》在上海召開,并舉辦展示,特別關(guān)注的是制氫和燃料電池的裝備,對發(fā)展FCEV起到很好助推作用。如圖1-3-2所示為奔馳GLC燃料電池汽車。圖1-3-2奔馳GLC燃料電池汽車國際汽車界人士認為2015年是FCEV的元年,這主要以日本豐田的“未來”(Mirai),如圖1-3-3所示。正式進入初期的商業(yè)化運作為標(biāo)志而提出的,Mirai功率113kw,扭矩335N.M,相當(dāng)于2.0發(fā)動機轎車水平,續(xù)行500公里,在日本成本720萬日元,政府補貼200萬日元,市場售價500萬日元(約折合26萬元人民幣),這和“皇冠”轎車價格差不多。圖1-3-3
豐田“未來”汽車3氫燃料電池汽車的特點PartThird1、從燃料汽車與電動汽車相比較:(1)燃料電池汽車相比電動汽車的主要優(yōu)勢就是方便。氫氣燃料電池汽車只需3到5分鐘就能充滿長途行駛所需的高壓儲氣罐(70Mpa),而不是等上幾個小時來充滿電。電動汽車要做到這一點,就必須更換整組電池。(2)在性能方面,氫燃料效率高。除核燃料外,氫的發(fā)熱值是目前所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,僅燃燒一克氫就能釋放出142.351千焦?fàn)柕臒崃浚瞧桶l(fā)熱值的3倍。(3)燃料電池汽車的售價和維護費用要比電動汽車貴。(4)制造和使用綠色氫氣的費用更高。氫燃料電池客車2、發(fā)展瓶頸(1)氫氣的來源問題。氫氣不像氮氣和氧氣是空氣中的最主要組成元素,想得到氫氣可以通過電解水,但這可是個不太經(jīng)濟的方法,能量損失極大。(2)加氫站成本昂貴。電動汽車已經(jīng)在道路上(家中)建立了充電基礎(chǔ)設(shè)施,但氫氣銷售點卻很少,相隔距離也很遠。2021年11月8日,浙江省發(fā)改委發(fā)布《加快培育氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案》。(3)金屬鉑稀缺。在氫燃料電池發(fā)電的過程中會用到金屬鉑作為催化劑。這種金屬就是鉑金戒指的鉑,產(chǎn)量小且價格昂貴。加氫站Summary小結(jié)1、氫燃料電池汽車的概述。2、氫燃料電池汽車的發(fā)展歷程。3、氫燃料電池汽車的特點。作業(yè)一、
簡答題。1、簡述混合動力汽車的概念。2、簡述混合動力汽車的特點。項目二
純電動汽車構(gòu)造與檢修知識點一
純電動汽車結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵零部件學(xué)習(xí)任務(wù)請簡述氫燃料電池汽車的優(yōu)點?教學(xué)回顧說起傳統(tǒng)燃油汽車大家都大概知道一些重要的零部件,比如發(fā)動機或變速器等。那對于純電動汽車大家知道它的結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵零部件嗎?下面就讓我們一起跟著書本去認識純電動汽車結(jié)構(gòu),以便大家更好的了解純電動汽車吧。學(xué)習(xí)導(dǎo)入LearningObjectives學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)情感目標(biāo)69了解純電動汽車的構(gòu)造能清晰地闡述純電動汽車關(guān)鍵零部件的作用培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)及溝通協(xié)作能力純電動汽車的結(jié)構(gòu)01純電動汽車關(guān)鍵零部件02CONTENTS目錄1純電動汽車的結(jié)構(gòu)PartOne純電動汽車的結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車主要由發(fā)動機、底盤、車身、電氣設(shè)備四大部分組成。純電動汽車與傳統(tǒng)汽車相比,取消了發(fā)動機,傳動機構(gòu)發(fā)生了改變,根據(jù)驅(qū)動方式不同,部分部件已經(jīng)簡化或者取消,增加了電源系統(tǒng)和驅(qū)動電機等新機構(gòu)。由于以上系統(tǒng)功能的改變,純電動汽車改由新的四大部分組成:電力驅(qū)動控制系統(tǒng)、底盤、車身、輔助系統(tǒng),如圖2-1-1所示。動力電池輸出電能,通過電機控制器驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生動力,再通過減速機構(gòu),將動力傳給驅(qū)動車輪,使電動汽車行駛。圖2-1-1純電動汽車結(jié)構(gòu)圖如果把電動汽車看成是一個大系統(tǒng),則該系統(tǒng)主要由電力驅(qū)動子系統(tǒng)、電源子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)組成。圖2-1-2中雙線表示機械連接;粗線表示電氣連接;細線表示控制信號連接;線上的箭頭表示電功率或控制信號的傳輸方向。圖2-1-2整車控制原理圖1、電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)(圖2-1-3)主要包括動力電池、電池管理系統(tǒng)、車載充電機及輔助動力源等。動力電池是電動汽車的動力源,是能量的存儲裝置。圖2-1-3電源系統(tǒng)圖2、驅(qū)動電機系統(tǒng)電力驅(qū)動子系統(tǒng)(以下簡稱驅(qū)動系統(tǒng),如圖2-1-4所示)是電動汽車的核心,也是區(qū)別于內(nèi)燃機汽車的最大不同點。驅(qū)動系統(tǒng)的功用是將存儲在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動能進而推進汽車行駛,并能夠在汽車減速制動或者下坡時,實現(xiàn)再生制動。圖2-1-4驅(qū)動系統(tǒng)圖3、整車控制器整車控制器是電機系統(tǒng)的控制中心,如圖2-1-5所示。它對所有的輸入信號進行處理,并將電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息發(fā)送給整車控制器。根據(jù)駕駛員輸入的加速踏板和制動踏板的信號,向電機控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令,對電機進行啟動、加速、減速、制動控制。在純電動汽車減速和下坡滑行時,整車控制器配合電源系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)進行發(fā)電反饋,使動力蓄電池反向充電。整車控制器還對動力蓄電池充放電過程進行控制。圖2-1-5整車控制器4、輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)(圖2-1-6)包括車載信息顯示系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、空調(diào)、照明裝置、除霜裝置、刮水器和收音機等,借助這些輔助設(shè)備來提高汽車的操縱性和成員的舒適性。圖2-1-6輔助系統(tǒng)圖2純電動汽車工作原理PartTwo
純電動汽車的電動機作為動力源,實現(xiàn)“零污染”。汽車行駛的特點是頻繁地啟動、加速、減速、停車等。在低速或爬坡時需要高轉(zhuǎn)矩,在高速行駛時需要低轉(zhuǎn)矩。電動機的轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)能滿足汽車從零到最大行駛速度的要求,即要求電動機具有高的比功率和功率密度。純電動汽車電動機應(yīng)滿足的主要要求可歸納為如下10個方面:(1)高電壓。在允許的范圍內(nèi),盡可能采用高電壓,可以減小電動機的尺寸和導(dǎo)線等裝備的尺寸,特別是可以降低逆變器的成本。(2)轉(zhuǎn)速高。電動汽車所采用的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速可以達到8000~12000r/min,高轉(zhuǎn)速電動機的體積較小,質(zhì)量較輕,有利于降低裝車的裝備質(zhì)量。(3)質(zhì)量輕,體積小。電動機可通過采用鋁合金外殼等途徑降低電動機的質(zhì)量,各種控制裝置和冷卻系統(tǒng)的材料等也應(yīng)盡可能選用輕質(zhì)材料。(4)電動機應(yīng)具有較大的啟動轉(zhuǎn)矩和較大范圍的調(diào)速性能,以滿足啟動、加速、行駛、減速、制動等所需的功率與轉(zhuǎn)矩。
感應(yīng)電動機(5)電動汽車驅(qū)動電動機需要有4~5倍的過載,以滿足短時加速行駛與最大爬坡度的要求,而工業(yè)驅(qū)動電動機只要求有2倍的過載就可以了。(6)電動汽車驅(qū)動電動機應(yīng)具有高的可控性、穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)性能,以滿足多部電動機協(xié)調(diào)運行,而工業(yè)驅(qū)動電動機只要求滿足某一種特定的性能。(7)電動機應(yīng)具有高效率、低損耗,并在車輛減速時,可進行制動能量回收。(8)電氣系統(tǒng)安全性和控制系統(tǒng)的安全性應(yīng)達到有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。電動汽車的各種動力電池組(圖2-1-8)和電動機的工作電壓可以達到300V以上,因此必須裝備高壓保護設(shè)備以保證安全。動力電池組(9)能夠在惡劣條件下可靠工作。電動機應(yīng)具有高的可靠性、耐溫和耐潮性,并在運行時噪聲低,能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作。(10)結(jié)構(gòu)簡單。適合大批量生產(chǎn),使用維修方便。價格便宜等。1、電機目前在汽車上主要采用串勵直流電動機,永磁直流電動機,三相交流電動機等,下面介紹一下這三類電機的優(yōu)缺點。(1)串勵直流電動機優(yōu)勢:超大扭矩
串勵直流電機是動力電機中的王者,啟動時能夠輸出巨大的扭矩,絕對可以稱得上是動力之王,裝有串勵直流電機的電動汽車,起步稍稍加油,就可以燒胎起步絕塵而去,留下兩道長長的黑色輪胎印。劣勢:高速特性差。串勵直流電機在輸出扭矩上有天生的優(yōu)勢,但串勵直流電機并不完美,其中最顯著的是不能在勻速狀態(tài)下適應(yīng)不同的扭矩輸出。串勵直流電動機(2)永磁直流電機優(yōu)勢:超低成本。早期的電動汽車出于技術(shù)和成本的原因,選擇安裝永磁直流電機作為動力來源,永磁直流電機的確結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、成本低廉,越來越多地用在低速電動汽車或電動工具車上,如圖2-1-10所示。圖2-1-10
永磁直流電機劣勢:噪音較大。永磁直流電機的一大缺點是噪聲很大,并且噪聲的頻率隨電機轉(zhuǎn)速提高而增加,達到一定轉(zhuǎn)速時就變得非常刺耳無法讓人接受且無法消除,同樣地,電動汽車很快也放棄了直流永磁電機,盡管這類電動汽車不是合適電動汽車,但直流永磁電機在“老年人代步車”上大放異彩。(3)三相交流電動機優(yōu)勢:操控性好。三相交流電機與前面2種直流電機工作原理不同,在可控性方面表現(xiàn)良好,直流電機很難做到精確控制轉(zhuǎn)動角度,因此裝有直流電機的電動汽車,在堵車工況慢速行駛時非常考驗駕駛技巧,一加油門就竄動導(dǎo)致駕駛體驗很糟糕。三相交流電機除了可控性很好以外,還有大扭矩、高轉(zhuǎn)速輸出特性,如圖2-1-11所示。圖2-1-11
三相交流電動機劣勢:配套設(shè)備多。電動汽車電池輸出直流電,要驅(qū)動三相交流電機工作,就要配套專門的電機控制器,將電池的直流電逆變成三相需要波形的三相交流電,同時增加了系統(tǒng)復(fù)雜度和成本。另外為了三相交流電機輸出轉(zhuǎn)速較高,使用三相交流電機的電動汽車還需要配備減速機構(gòu),也就是一個簡單的變速箱,將轉(zhuǎn)速與扭矩以最合適的狀態(tài)輸出。目前主流的純電動汽車都是使用三相交流電機來驅(qū)動電動汽車,日漸成熟的三相交流電機技術(shù)已經(jīng)成為了電動汽車的標(biāo)配。2、電池
隨著汽車的種類不同而略有差異。在僅裝備蓄電池的純電動汽車中,蓄電池的作用是汽車驅(qū)動系統(tǒng)的唯一動力源??梢娫诘退俸蛦訒r,蓄電池扮演的是汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要動力源的角色;在正常行駛或減速、制動時充當(dāng)?shù)氖莾Υ婺芰康慕巧?。鉛酸電池,是一種電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態(tài)下,正極主要成分為二氧化鉛,負極主要成分為鉛;充電狀態(tài)下,正負極的主要成分均為硫酸鉛。(2)鎳氫電池鎳氫電池是一種性能良好的蓄電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。鎳氫電池正極活性物質(zhì)為Ni(OH)2(稱NiO電極),負極活性物質(zhì)為金屬氫化物,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。鎳氫電池作為氫能源應(yīng)用的一個重要方向越來越被人們注意。鎳氫電池成本低、技術(shù)成熟、壽命長、耐用;能量密度低、體積大、電壓低、有電池記憶效應(yīng)。雖然性能優(yōu)于鉛酸電池,但是含有重金屬,遺棄后對環(huán)境造成污染。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。鎳氫電池低壓鎳氫電池具有以下特點:(a)電池電壓為1.2~1.3V,與鎘鎳電池相當(dāng);(b)能量密度高,是鎘鎳電池的1.5倍以上;(c)可快速充放電,低溫性能良好;(d)可密封,耐過充放電能力強;(e)無樹枝狀晶體生成,可防止電池內(nèi)短路;(f)安全可靠對環(huán)境無污染,無記憶效應(yīng)等。高壓鎳氫電池具有如下特點:(a)可靠性強。具有較好的過放電、過充電保護,可耐較高的充放電率并且無枝晶形成。具有良好的比特性。其質(zhì)量比容量為60A·h/kg,是鎘鎳電池的5倍。(b)循環(huán)壽命長,可達數(shù)千次之多。(c)與鎳鎘電池相比,全密封,維護少。(d)低溫性能優(yōu)良,在-10℃時,容量沒有明顯改變。(3)錳酸鋰電池錳酸鋰電池是指正極使用錳酸鋰材料的電池,錳酸鋰電池其標(biāo)稱電壓在2.5~4.2v,錳酸鋰電池成本低、安全性和低溫性能好的正極材料,但是其材料本身并不太穩(wěn)定,容易分解產(chǎn)生氣體,因此多用于和其它材料混合使用,以降低電芯成本,但其循環(huán)壽命衰減較快,容易發(fā)生鼓脹,高溫性能較差、壽命相對短,主要用于大中型號電芯,動力電池方面,其標(biāo)稱電壓為3.7V,如圖2-1-14所示。錳酸鋰電池(4)磷酸鐵鋰電池磷酸鐵鋰電池,是一種使用磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為正極材料,碳作為負極材料,鋰離子電池,單體額定電壓為3.2V,充電截止電壓為3.6V~3.65V。磷酸鐵鋰電池具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、安全性能好、自放電率小、無記憶效應(yīng)的優(yōu)點。但車輛續(xù)航里程一般,當(dāng)溫度低于-5℃時,充電效率低,不適合北方在冬天充電的需求。2020年3月29日,比亞迪正式發(fā)布刀片電池,如圖2-1-15所示,該電池采用磷酸鐵鋰技術(shù),將首先搭載于“漢”車型。圖2-1-15“刀片”電池(5)三元鋰電池三元聚合物鋰電池,是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)或者鎳鈷鋁酸鋰的三元正極材料的鋰電池,如圖2-1-16所示,三元復(fù)合正極材料是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實際需要調(diào)整,三元材料做正極的電池相對于鈷酸鋰電池安全性高,但是電壓太低圖2-1-16
三元鋰電池三元鋰離子電池能量密度高、循環(huán)壽命長、不懼低溫;高溫下穩(wěn)定不足。能量密度可達最高,但高溫性相對較差,關(guān)于續(xù)航里程有要求的純電動汽車,其是主流方向,且適合北方天氣,低溫時電池更加穩(wěn)定。隨著特斯拉4680電池(圖2-1-17)的正式發(fā)布,一時間,4680電池成為鋰電市場的香餑餑。圖2-1-17特斯拉4680電池組3、電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)(
BMS)是用來對蓄電池組進行安全監(jiān)控及有效管理,提高蓄電池使用效率的裝置,如圖2-1-18所示。對于電動車輛而言,通過該系統(tǒng)對電池組充放電的有效控制,可以達到增加續(xù)駛里程,延長使用壽命,降低運行成本的目的,并保證動力電池組應(yīng)用的安全性和可靠性。圖2-1-18
電池管理系統(tǒng)(BMS)(1)電池管理系統(tǒng)的功能實用的電池管理系統(tǒng)功能主要包括:數(shù)據(jù)采集、電池狀態(tài)估計、能量管理、熱管理、安全管理和通信功能,其他擴展功臺旨包括充電管理、數(shù)據(jù)顯示、能量管理和故障診斷等。①電動汽車電池管理系統(tǒng)——數(shù)據(jù)采集②電動汽車電池管理系統(tǒng)——電池狀態(tài)估計圖2-1-19電池狀態(tài)③電動汽車電池管理系統(tǒng)——能量管理④電動汽車電池管理系統(tǒng)——安全管理⑤電動汽車電池管理系統(tǒng)——熱管理⑥電動汽車電池管理系統(tǒng)——通信功能⑦電動汽車電池管理系統(tǒng)——歷史數(shù)據(jù)儲存⑧電動汽車電池管理系統(tǒng)——保證充電功能⑨電動汽車電池管理系統(tǒng)——均衡功能⑩電動汽車電池管理系統(tǒng)——故障診斷功能充電顯示狀態(tài)4、電機控制器汽車電機控制器(VTOG)為電壓型逆變器,利用IGBT將直流電轉(zhuǎn)換為交流電,如圖2-1-21所示。主要功能是控制電動機和發(fā)電機等根據(jù)不同工況控制電機的正反轉(zhuǎn)、功率、扭矩、轉(zhuǎn)速等。圖2-1-21
電機控制器(1)電機控制器的組成①電子控制模塊是包括硬件電路和相應(yīng)的控制軟件的統(tǒng)稱。②驅(qū)動器可以將微控制器對電機的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動功率變換器的驅(qū)動信號,并隔離功率信號和控制信號。③功率變換模塊起到對電機電流進行控制的作用。(2)電機控制器的主要功能①具有最高輸出電壓、電流限制功能:限制交流側(cè)的最高輸出電流,限制直流側(cè)的最高輸出電壓。②具有控制電機正向驅(qū)動、反向驅(qū)動、正轉(zhuǎn)發(fā)電、反轉(zhuǎn)發(fā)電的功能。③具有根據(jù)目標(biāo)扭矩進行運轉(zhuǎn)的功能,對接收到的目標(biāo)扭矩具有限幅和平滑處理功能,轉(zhuǎn)矩的整率在±5%。④CAN通信:通過CAN總線能接收控制指令和發(fā)送電機參數(shù),及時把電機轉(zhuǎn)速、電機電流、旋轉(zhuǎn)方向傳給相關(guān)ECU,并接受其他ECU傳遞的信息,如圖2-1-22所示圖2-1-22
VTOG連接的相關(guān)信號⑤能夠根據(jù)不同轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩進行最優(yōu)控制的功能。⑥電壓跌落、過溫保護:當(dāng)電機過溫、散熱器過溫、功率器IPM過溫、電壓跌落時發(fā)出保護信號,停止控制器運行。⑦防止電機飛車,防止IPM保護。⑧具有動力電池充電保護信號應(yīng)急處理功能。⑨半坡起步功能,能量回饋功能。⑩可以通過電機控制器直接從充電網(wǎng)上對車輛進行交流充電,也可以通過電機控制器把車輛電池包的高壓直流電通過控制器的逆變放到充電網(wǎng)上。Summary小結(jié)1、純電動汽車的結(jié)構(gòu)。2、純電動汽車關(guān)鍵零部件。作業(yè)一、簡答題。1、請簡述純電動汽車的結(jié)構(gòu)。2、請簡述驅(qū)動電機的功用。項目二
純電動汽車構(gòu)造與檢修知識點二
純電動汽車工作原理學(xué)習(xí)任務(wù)請簡述驅(qū)動電機的功用教學(xué)回顧電動汽車有很多的種類,純電動汽車就是電動汽車其中的一種,電動汽車主要是由電動機驅(qū)動行駛起來的。本章節(jié)就為大家來介紹一下電動汽車的工作原理。學(xué)習(xí)導(dǎo)入LearningObjectives學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)情感目標(biāo)118了解純電動汽車的分類能清晰地闡述純電動汽車的工作原理培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)及溝通協(xié)作能力純電動汽車的工作原理01純電動汽車的分類02CONTENTS目錄純電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)031純電動汽車的工作原理PartOne純電動汽車是由蓄電池的能量使得電動機驅(qū)動車輪前進。能量流動路線:蓄電池→電力調(diào)節(jié)器→電動機→動力傳動系統(tǒng)→驅(qū)動輪。其中,蓄電池提供電流,經(jīng)過電力調(diào)節(jié)器后輸出至電動機,然后由電動機提供扭矩,經(jīng)傳動裝置后驅(qū)動車輪實現(xiàn)車輛的行駛,如圖2-2-1所示。控制器電機減速器動力電池圖2-2-1純電動車工作原理圖2純電動汽車的分類PartTwo1、機械傳動型機械傳動型純電動汽車以燃油汽車發(fā)動機前置、后輪驅(qū)動的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)發(fā)展得來的,保留了內(nèi)燃機汽車的傳動系統(tǒng),不同之處是將內(nèi)燃機換成了電動機。這種結(jié)構(gòu)可以保證純電動汽車的啟動轉(zhuǎn)矩及低速時的后備功率,對驅(qū)動電動機要求低,所以,可選擇功率較小的電動機,如圖2-2-2所示。MGBDCDC—離合器;D—差速器;FG—固定速比減速器;GB—變速器;M—電動機圖2-2-2
機械傳動型純電動汽2、無變速器型無變速器型純電動汽車的一種結(jié)構(gòu)如圖2-2-3所示,該結(jié)構(gòu)的最大特點是取消了離合器與變速器,采用固定速比減速器,通過控制電動機來實現(xiàn)變速功能。圖2-2-3無變速器純電動汽車(一)無變速器型純電動汽車的另外一種結(jié)構(gòu)如圖2-2-4所示,這種結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)燃油汽車的發(fā)動機橫向前置、前輪驅(qū)動的布置方式相似。MFGD圖2-2-4無變速器純電動汽車(二)3、無差速器型無差速器型純電動汽車采用兩臺電動機,通過固定速比減速器來分別驅(qū)動兩個車輪,能夠?qū)崿F(xiàn)對每個電動機轉(zhuǎn)速的獨立調(diào)節(jié)。所以,當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時,可以通過電動機的電子控制系統(tǒng)控制兩個車輪的差速,從而達到轉(zhuǎn)向的目的。MFGFGM圖2-2-5無差速器型純電動汽車4、電動輪型電動輪型純電動汽車的一種結(jié)構(gòu)如圖2-2-6所示,這種結(jié)構(gòu)是將電動機直接安裝在驅(qū)動輪內(nèi)(也稱輪轂電動機),可以進一步地縮短電動機至驅(qū)動車輪之間的動力傳遞路徑,減少能量在傳動路徑上的損失FGMMFG
圖2-2-6電動輪純電動汽車(一)電動輪型純電動汽車的另一種結(jié)構(gòu)如圖2-2-7所示,這種結(jié)構(gòu)將低速外轉(zhuǎn)子電動機的外轉(zhuǎn)子直接安裝在車輪的輪緣上,去掉了減速齒輪,所以電動機和車輛的驅(qū)動車輪之間沒有任何機械傳動裝置,無機械傳動損失,能量的傳遞效率高,空間的利用率大。M
M
圖2-2-7電動輪型純電動汽車(二)5、按車載電源數(shù)不同分類(1)單一蓄電池作為動力源用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車,只安裝了蓄電池組,圖2-2-8所示。圖2-2-8
動力傳輸系統(tǒng)(2)裝有輔助動力源用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車,蓄電池的比能量與比功率較低,蓄電池組的重量和體積較大。圖2-2-9
裝有輔助動力源的純電動汽車的電力和動力傳輸系統(tǒng)3純電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)PartThird1、電池技術(shù)電池是電動汽車的動力源泉,也是一直制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。車用電池的主要性能指標(biāo)包括比能量、能量密度、比功率、循環(huán)壽命和成本等。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭,關(guān)鍵是要開發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。到目前為止,電動汽車車用電池經(jīng)過了3代的發(fā)展,已取得了突破性的進展。第1代是鉛酸電池,第2代是堿性電池,第3代是以燃料電池為主的電池。2020年9月24日,長城汽車舉辦大禹電池(圖2-2-10)技術(shù)品鑒會,對外首次解讀該電池技術(shù),并表示大禹電池技術(shù)超60項專利將對全社會免費開放,“永不起火,永不爆炸”是長城大禹電池給出的承諾。圖2-2-10大禹電池2、電力驅(qū)動及其控制技術(shù)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、起動轉(zhuǎn)矩大、體積小、質(zhì)量輕、效率高且有動態(tài)制動強和能量回饋等特性。圖2-2-11?性能異步感應(yīng)電機3、整車技術(shù)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)。電動汽車需要全新車身結(jié)構(gòu),而決不僅僅是由電動驅(qū)動系統(tǒng)代替內(nèi)燃機。汽車的電動化要求對整個車身進行大范圍的改進,因為電動驅(qū)動組件對結(jié)構(gòu)空間有全新的要求。圖2-2-12寶馬電動車車身結(jié)構(gòu)4、能量管理技術(shù)能量管理系統(tǒng)是電動汽車的智能核心,它的作用是檢測單個電池或電池組的荷電狀態(tài),并根據(jù)各種傳感信息,包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環(huán)境溫度等,合理地調(diào)配和使用有限的車載能量;它還能夠根據(jù)電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式,以盡可能延長電池的壽命。2020年8月7日,吉利汽車集團旗下中高端純電品牌幾何汽車宣布幾何汽車首款純電SUV幾何C正式上市。搭載的SEM智能能量管理系統(tǒng)(圖2-2-13)打通三電技術(shù)通道,從蓄能、節(jié)能、回能、控能、升能五大維度,通過以算法為核心的能效控制,實現(xiàn)超低能耗、高精準(zhǔn)能量控制和高效能量回收。圖2-2-13智能能量管理系統(tǒng)Summary小結(jié)1、純電動汽車的工作原理。2、純電動汽車的分類。3、純電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)。作業(yè)一、簡答題。1、請簡述純電動汽車的類型。2、請簡述純電動汽車的工作原理。項目二
純電動汽車構(gòu)造與檢修技能點一
比亞迪e5常見故障診斷與排除學(xué)習(xí)任務(wù)請簡述純電動汽車的工作原理教學(xué)回顧某車主開車進店,反映自己17款比亞迪e5,車輛能夠整車行駛。但連接交流充電槍后,組合儀表顯示“充電連接中”,無“充電連接成功”顯示,無法慢充。如果車間主管把這臺車交給你處理,你能完成這項任務(wù)?學(xué)習(xí)導(dǎo)入LearningObjectives學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)情感目標(biāo)143了解比亞迪e5充電系統(tǒng)故障現(xiàn)象能清晰診斷與排除比亞迪e5充電系統(tǒng)故障培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)及溝通協(xié)作能力充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖01診斷流程03CONTENTS目錄系統(tǒng)概述02電路原理圖041充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖PartOne圖2-3-1充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2系統(tǒng)概述PartTwoe5電動車有兩種充電方式:直流充電和交流充電。交流充電主要是通過交流充電樁、壁掛式充電盒以及家用供電插座接入交流充電口,通過高壓電控總成將交流電轉(zhuǎn)為650V直流高壓電給動力電池充電。直流充電主要是通過充電站的充電柜將直流高壓電直接通過直流充電口給動力電池充電。充電系統(tǒng)主要組成部分:交流充電口、直流充電口、高壓電控總成、動力電池包、電池管理器。3診斷流程PartThird第1步:把車開進維修間第2步:檢查蓄電池電壓標(biāo)準(zhǔn)電壓值:12.8~13.7V如果電壓值低于12.8V,在進行下一步之前請檢查電控故障或進行充電亦可更換蓄電池。第3步:參考故障癥狀表3-1結(jié)果進行現(xiàn)象不在故障診斷表中轉(zhuǎn)到第4步現(xiàn)象在故障診斷表中轉(zhuǎn)到第5步第4步:全面診斷第5步:調(diào)整,維修或更換第6步:確認測試第7步:結(jié)束4電路原理圖PartFour比亞迪e5車的高壓配電箱是整車高壓電配電裝置,實現(xiàn)電源的分配、接通、斷開。通過配電箱對電池包體巨大的能量進行控制,相當(dāng)于一個大型的電閘,通過接觸器(繼電器)的吸合來控制電流的通斷,將電流進行分流等。比亞迪e5電路原理圖2、故障癥狀表,參考表3-2。故障癥狀可能發(fā)生部位直流無法充電1.直流充電口2.高壓電控總成3.電池管理器4.線束交流無法充電1.交流充電口2.高壓電控總成3.電池管理器4.線束直流無法充電:檢查步驟:第1步:檢查直流充電口總成高低壓線束(a)分別拔出直流充電口總成的高壓接插件和低壓接插件,如圖2-3-3所示。(b)分別測試正負極電纜和低壓線束是否導(dǎo)通。(c)用萬用表檢查低壓接插件與充電口端值是否正常。圖2-3-3直流充電口參考正常值端子線色正常值1~A-(低壓輔助電源負)B小于1?2~A+(低壓輔助電源正)R小于1?3~CC2(直流充電感應(yīng)信號)R小于1?4~S-(CAN-L)B小于1?5~S+(CAN-H)R小于1?CC1~車身地W/B1k?±30?BMC02-04~CC2(直流充電感應(yīng)信號)R小于1?BMC02-14~S+(CAN-H)R小于1?BMC02-20~S-(CAN-L)B小于1?1~A-(低壓輔助電源負)B小于1?2~A+(低壓輔助電源正)R小于1?檢查結(jié)果:NG:更換直流充電口OK:進行第2步第2步:檢查低壓線束(a)電源(b)拔出電池管理器低壓接插件BMC02。(c)用萬用表檢查電池管理器接插件BMC02與充電口端子值。檢查結(jié)果:NG:更換線束OK:進行第3步第3步:檢查高壓電控總成(a)電源置為OFF檔。(b)連接充電槍,準(zhǔn)備充電。(c)用萬用表檢查電池管理器接插件BMC02與車身地值。(d)斷開充電槍。
(e)拔下電池管理器接插件,將直流充電正、負極接觸器控制腳與車身地短接,將吸合充電正、負極接觸器。
(f)用萬用表測量充電口DC+與DC-正常值約為650V。檢查結(jié)果:NG:檢修高壓電控OK:更換電池管理器,診斷完畢。交流無法充電檢查步驟:第1步:檢查交流充電口總成(a)
檢查充電電纜是否斷路。檢查結(jié)果:NG:更換交流充電口總成OK:進行第2步檢查第2步:檢查高壓電控總成(a)將交流充電口接入充電樁或家用電源。(b)用萬用表測量高壓電控總成接插件交流充電感應(yīng)信號腳端子電壓,參考值如表3-4所示。線色正常值Y小于1V表3-4,參考正常值檢查結(jié)果:NG:檢修或更換高壓電控總成
OK:進行第3步檢查第3步:檢查低壓線束(交流充電口-電池管理器)檢查結(jié)果:NG:更換線束
OK:進行第4步檢查第4步:轉(zhuǎn)到電池管理系統(tǒng)檢查結(jié)果:NG:更換電池管理器Summary小結(jié)1、充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2、系統(tǒng)概述3、診斷流程4、電路原理圖作業(yè)交流無法充電的檢修步驟項目二
純電動汽車構(gòu)造與檢修技能點二
吉利EV450常見故障診斷與排除學(xué)習(xí)任務(wù)簡述充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?教學(xué)回顧一輛2018年吉利帝豪EV450純電動汽車,車主報修踩制動踏板數(shù)次后并保持,打開點火開關(guān),組合儀表正常點亮,可運行指示“READY”燈無法正常點亮,輔助蓄電池指示燈、整車系統(tǒng)故障指示燈點亮,組合儀表右側(cè)駐車燈、ECO燈正常點亮,再無其他信息顯示;擋位無法切換到D或R擋。如果車間主管把這臺車交給你處理,你能完成這項任務(wù)?學(xué)習(xí)導(dǎo)入LearningObjectives學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)情感目標(biāo)166了解整車控制系統(tǒng)的組成及功用能清晰診斷與排除吉利EV450VCU故障培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)及溝通協(xié)作能力整車控制系統(tǒng)介紹01VCU常見故障的診斷02CONTENTS目錄1整車控制系統(tǒng)介紹PartOne1、整車控制系統(tǒng)的組成,如圖2-4-1所示。圖2-4-1整車控制系統(tǒng)組成2、VCU架構(gòu),如圖2-4-2所示。圖2-4-2VCU架構(gòu)(1)VCU的作用:解析駕駛需求、監(jiān)控車輛行駛狀態(tài)、協(xié)調(diào)BMS、MCU、OBC、DC/DC等工作,實現(xiàn)整車上下電、驅(qū)動控制、能量回收、通用件控制、故障診斷等功能,如圖2-4-3所示。如圖2-4-3整車控制決策的核心電子控制單元(2)VCU的功能:a.網(wǎng)絡(luò)管理VCU是Powertrain總線網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點,BMS、Inverter、DCDC、OBC之間的信息交互需要VCU從中監(jiān)控,并實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的診斷和處理。b.駕駛意圖分析如上坡輔助功能、制動能量回收控制、車輛狀態(tài)實時監(jiān)測和顯示、檔位控制等。c.動力管理車輛行駛過程中加速和減速的需求通過油門和剎車踏板被感知,VCU需要結(jié)合電機實際扭矩輸出能力或電池能量回收能力來計算更為適合的扭矩功率策略。d.能量流管理對于BEV來說整車的能量唯一來源就是電池組系統(tǒng),電池組系統(tǒng)一方面需要提供驅(qū)動車輛的動力,另一方面還需要為低壓電池、車載附件、空調(diào)等提供能量。e.充電控制在充電的過程中VCU需要完成BMS和OBC之間的監(jiān)控和管理。圖2-4-4整車高壓互鎖(3)整車冷熱管理系統(tǒng),如圖2-4-5所示。圖2-4-5整車冷熱管理系統(tǒng)圖(4)整車制動真空控制系統(tǒng),如圖2-4-6所示。圖2-4-6整車制動真空控制系統(tǒng)圖2VCU常見故障的診斷PartTwo1、VCU常見的故障現(xiàn)象:(1)整車上電故障,如圖2-4-7所示。(2)電控系統(tǒng)冷卻故障(3)車輛加速故障圖2-4-7整車上電故障2、故障分析(整車上電故障)進行故障分析時要結(jié)合系統(tǒng)線路和觀察到的現(xiàn)象認真分析,并借助診斷儀器縮小故障范圍。3、故障分析(整車上電故障)(1)檢查點火開關(guān)綠色指示燈狀態(tài),如圖2-4-8所示。圖2-4-8點火開關(guān)指示燈狀態(tài)圖故障現(xiàn)象1:踩下制動踏板,點火開關(guān)指示燈不亮,如圖2-4-9所示。第1步:第一次強制按下點火開關(guān)圖2-4-9點火開關(guān)指示燈不亮圖再次強制按下點火開關(guān),儀表顯示,如圖2-4-10所示。圖2-4-10儀表故障顯示故障現(xiàn)象1可能故障原因:(1)制動燈開關(guān)自身、電源及信號線路斷路、虛接、短路故障(2)車輛鑰匙不在車內(nèi)或距離防盜讀識線圈過遠(3)車輛防盜線圈自身及線路斷路、虛接、短路故障第2步:踩制動踏板數(shù)次后并保持,點火開關(guān)綠色指示燈點亮,檢查防盜功能是否正常,如圖2-4-11所示。圖2-4-11點火開關(guān)指示燈點亮如防盜功能進入鎖止?fàn)顟B(tài),則有以下故障現(xiàn)象:故障現(xiàn)象2:踩制動踏板數(shù)次后并保持,點火開關(guān)綠色指示燈正常點亮;打開點火開關(guān)后,組合儀表正常點亮,但車輛系統(tǒng)立刻進入防盜鎖止?fàn)顟B(tài),如圖2-4-12所示。故障現(xiàn)象2可能故障原因:(1)VCU的IG1電源線路故障。(2)VCU自身故障。(3)接插件故障。圖2-4-12防盜鎖止?fàn)顟B(tài)故障分析(整車上電故障)之防盜認證系統(tǒng)流程,如圖2-4-13所示。圖2-4-13防盜認證系統(tǒng)流程圖故障分析(整車上電故障)之VCU供電,如圖2-4-14所示。圖2-4-14VCU供電圖如防盜功能進入鎖止?fàn)顟B(tài),則有以下故障現(xiàn)象:故障現(xiàn)象3:踩制動踏板數(shù)次后并保持,點火開關(guān)綠色指示燈正常點亮;打開點火開關(guān)后,車輛進入防盜鎖止?fàn)顟B(tài),轉(zhuǎn)向警告燈點亮,防盜喇叭觸發(fā)后鳴響,提醒防盜認證失敗,如圖2-4-15所示。故障現(xiàn)象3可能故障原因:(1)VCU的IG1電源線路斷路、虛接、短路故障。(2)VCU自身故障。(3)接插件故障。圖2-4-16防盜鎖止?fàn)顟B(tài)故障分析(整車上電故障)之防盜認證系統(tǒng)流程,如圖2-4-17所示。圖2-4-17防盜認證系統(tǒng)流程圖診斷流程:故障分析(整車上電故障),如圖2-4-18所示。圖2-4-18整車控制器VCU上電圖第三步:踩制動踏板數(shù)次后并保持,點火開關(guān)綠色指示燈點亮,檢查可運行指示“READY”燈是否正常點亮,如圖2-4-19所示。圖2-4-19點火開關(guān)綠色指示燈點亮故障現(xiàn)象4:踩制動踏板數(shù)次后并保持,點火開關(guān)綠色指示燈正常點亮;打開點火開關(guān)后,組合儀表點亮正常,可運行指示“READY”燈無法正常點亮,輔助蓄電池指示燈、整車系統(tǒng)故障指示燈點亮,擋位無法切換至D或R擋。如圖2-4-20所示。故障現(xiàn)象4可能故障原因:(1)高壓互鎖信號線路斷路、虛接、短路故障。(2)VCU主繼電器ER05自身、電源、控制線路斷路、虛接、短路故障。(3)VCU主繼電器ER05輸出至VCU供電電源線路斷路、虛接、短路故障。(4)VCU主繼電器ER05輸出至VCU反饋線路斷路、虛接、短路故障。(5)高壓系統(tǒng)絕緣故障。(6)驅(qū)動電機旋變勵磁信號及線路斷路、虛接、短路故障。(7)驅(qū)動電機溫度傳感器信號及線路斷路、虛接、短路故障。圖2-4-20蓄電池指示燈、整車系統(tǒng)故障指示燈點亮如可運行指示“READY”燈無法正常點亮,則有以下故障現(xiàn)象:故障現(xiàn)象5:踩制動踏板數(shù)次后并保持,點火開關(guān)綠色指示燈正常點亮;打開點火開關(guān),組合儀表點亮正常,可運行指示“READY”燈無法正常點亮;輔助蓄電池指示燈、整車系統(tǒng)故障指示燈點亮、動力蓄電池故障燈點亮;右側(cè)的代表驅(qū)動系統(tǒng)性能的故障警告燈、EPB故障警告燈、減速器故障指示燈、ESC統(tǒng)故障警告燈點亮,擋位無法切換至D或R擋,如圖2-4-21所示。圖2-4-21動力蓄電池故障燈點亮故障現(xiàn)象5可能故障原因:(1)VCU的P-CAN信號及線路斷路、虛接、短路故障。(2)線路接插件故障,如圖2-4-22所示。圖2-4-22電池管理系統(tǒng)模塊第4步:踩制動踏板數(shù)次后并保持,點火開關(guān)綠色指示燈點亮。打開點火開關(guān)后可運行指示“READY”燈正常點亮,確認組合儀表是否有其他故障信息,如圖2-4-23所示。圖2-4-23點火開關(guān)綠色指示燈點亮可運行指示“READY”燈正常點亮后,組合儀表出現(xiàn)其他故障信息的故障現(xiàn)象:故障現(xiàn)象6:踩制動踏板數(shù)次后并保持,點火開關(guān)綠色指示燈正常點亮;打開點火開關(guān)后,組合儀表正常點亮,可運行指示“READY”燈正常點亮,但系統(tǒng)故障燈也同時點亮;冷卻風(fēng)扇、驅(qū)動電機水泵持續(xù)運轉(zhuǎn);擋位只能切換至N或P擋,如圖2-4-24所示。圖2-4-24“READY”燈正常點亮故障現(xiàn)象6可能故障原因(1)車載充電機OBC電源及線路斷路、虛接、短路故障。(2)車載充電機OBC的CAN通訊信號及線路斷路、虛接、短路故障。(3)車載充電機OBC連接線路接插件。(4)車載充電機OBC自身故障??蛇\行指示“READY”燈正常點亮后,組合儀表出現(xiàn)其他故障信息的故障現(xiàn)象:故障現(xiàn)象7:踩制動踏板數(shù)次后并保持,點火開關(guān)綠色指示燈正常點亮;打開點火開關(guān)后,組合儀表正常點亮,可運行指示“READY”燈正常點亮,右側(cè)的代表驅(qū)動系統(tǒng)性能的故障提醒警告燈、EPB故障警告燈、減速器故障指示燈點亮,檔位無法切換,始終保持P檔,如圖2-4-25所示。圖2-4-25驅(qū)動系統(tǒng)性能的故障提醒警告燈點燈故障現(xiàn)象7可能故障原因:(1)減速器控制系統(tǒng)TCU電源及線路斷路、虛接、短路故障。(2)減速器控制系統(tǒng)TCU的通訊及線路斷路、虛接、短路故障。(3)減速器電機的控制、電源線路斷路、虛接、短路故障(4)減速器電機的位置傳感器電源、信號、接地線路斷路、虛接、短路故障??蛇\行指示“READY”燈正常點亮后,組合儀表出現(xiàn)其他故障信息的故障現(xiàn)象:故障現(xiàn)象8:踩制動踏板數(shù)次后并保持,點火開關(guān)綠色指示燈正常點亮;打開點火開關(guān)后,組合儀表正常點亮,可運行指示“READY”燈正常點亮,右側(cè)代表驅(qū)動系統(tǒng)性能的故障提醒警告燈、EPB系統(tǒng)故障警告燈、EBD系統(tǒng)故障警告燈、ESC系統(tǒng)故障警告燈、ABS系統(tǒng)故障警告燈、減速器故障指示燈點亮,檔位無法切換,始終保持P檔,如圖2-4-26所示。如圖2-4-26ESC系統(tǒng)故障警告燈故障現(xiàn)象8可能故障原因:(1)車輛ESC電源線路斷路、虛接、短路故障。(2)車輛ESC通訊線路斷路、虛接、短路故障。(3)車輛ESC關(guān)鍵部件故障。換擋控制:擋位控制關(guān)系駕駛?cè)说陌踩?,正確理解駕駛?cè)艘鈭D,正確識別車輛擋位,在出現(xiàn)故障時做出相應(yīng)處理,保證整車安全,如圖2-4-27所示。圖2-4-27車輛換擋控制如車輛出現(xiàn)換擋異常,則會出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象:故障現(xiàn)象1:車輛正常上電后,踩下制動踏板,對擋位進行切換,擋位一直顯示為P擋,且無法切換其他擋位。故障現(xiàn)象1可能故障原因:(1)變速器換擋開關(guān)內(nèi)部傳感器及自身故障。(2)整車控制器自身(局部)故障,如圖2-4-28所示。圖2-4-28整車控制器如車輛出現(xiàn)換擋異常,則會出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象:故障現(xiàn)象2:車輛正常上電后,踩下制動踏板,對擋位進行切換,儀表上的擋位指示一直閃爍,且無法切換到其他擋位,同時整車系統(tǒng)故障燈點亮,如圖2-4-29所示。圖2-4-29整車系統(tǒng)故障燈點亮故障現(xiàn)象2可能故障原因:(1)變速器換擋開關(guān)+B電源斷路、虛接、短路故障。(2)變速器換擋開關(guān)IG電源斷路、虛接、短路故障。(3)變速器換擋開關(guān)P-CAN線路斷路、虛接故障。故障現(xiàn)象3:車輛正常上電后,踩下制動踏板,對檔位進行切換,檔位只能從P切換至N,而無法切換到D檔和R檔,同時整車系統(tǒng)故障燈、動力蓄電池故障燈、驅(qū)動電機系統(tǒng)故障燈可能點亮。故障現(xiàn)象3可能的故障原因:這說明整車高壓系統(tǒng)或低壓系統(tǒng)存在嚴重故障,導(dǎo)致車輛啟動禁行功能,致使檔位無法切換至D檔或R檔。如果出現(xiàn)以上現(xiàn)象,結(jié)合系統(tǒng)故障指示燈信息及故障代碼,先診斷檢修車輛報故障系統(tǒng),如圖2-4-30所示。圖2-4-30無法切換至D擋或R擋故障分析(車輛加速異常)如車輛出現(xiàn)加速異常,則會出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象:故障現(xiàn)象1:踩下制動踏板,一鍵啟動開關(guān)上綠色指示燈點亮,同時尾部制動燈點亮。按下一鍵啟動開關(guān),綠色指示燈熄滅,儀表上“READY”點亮。踩下制動踏板,擋位可以切換到D或R擋,松開制動踏板,踩下加速踏板,EPB不自動解鎖,此時車輛不運行,如圖2-4-31所示。圖2-4-31EPB不自動解鎖故障現(xiàn)象1可能故障原因:(1)保險絲EF0210A供電線路斷路、虛接、對地短路(下游)故障。(2)制動信號2線路斷路、虛接、短路故障。(3)制動開關(guān)自身故障。(4)VCU局部故障。如車輛出現(xiàn)加速異常,則會出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象:故障現(xiàn)象2:車輛正常上電后,踩下制動踏板,檔位切換到D或R擋,EPB自動解鎖,儀表上“駐車制動警告燈”熄滅;松開制動踏板,踩下加速踏板,車輛運行,但加速時速度不超過6km/h,同時右側(cè)的能量回收條閃爍,如圖2-4-32所示。圖2-4-32能量回收條閃爍故障現(xiàn)象2可能故障原因:(1)加速踏板傳感器2信號線路斷路、虛接、短路故障。(2)加速踏板傳感器2電源線路斷路、虛接、短路故障。(3)加速踏板傳感器1和2電源、信號、接地線路中任意兩條線路同時出現(xiàn)斷路、虛接、短路故障。故障分析(電控系統(tǒng)冷卻異常)故障現(xiàn)象:車輛正常運行一段時間后,踩加速踏板車輛無法加速,同時儀表左側(cè)限功率指示燈點亮,而其他功能正常,如圖2-4-33所示。圖2-4-33限功率指示燈點亮在VCU的故障診斷與處理中,限功率為二級故障,表明高壓系統(tǒng)處于高溫狀態(tài),VCU對高壓系統(tǒng)采取保護措施。其故障原因有兩方面:(1)高壓系統(tǒng)方面:a、動力蓄電池溫度過高故障b、動力蓄電池溫度傳感器故障c、驅(qū)動電機繞組溫度過高故障d、驅(qū)動電機繞組溫度傳感器故障(2)高壓系統(tǒng)散熱方面:a、水泵及相關(guān)控制線路故障b、冷卻風(fēng)扇及相關(guān)控制線路故障水泵工作異常原因:(a)水泵自身、電源線路斷路、虛接、短路故障。(b)水泵繼電器自身、控制信號、電源線路斷路、虛接、短路故障。兩個冷卻風(fēng)扇工作異常原因:a、冷卻風(fēng)扇高、低速繼電器電源斷路、虛接、短路故障。b、冷卻風(fēng)扇高、低速繼電器線圈電源斷路、虛接、短路故障。一個冷卻風(fēng)扇工作異常原因:a、冷卻風(fēng)扇自身故障。b、冷卻風(fēng)扇電機搭鐵線路斷路、虛接故障。c、冷卻風(fēng)扇電機電源控制線路斷路、虛接、短路故障。DCT分析利用DTC診斷的步驟1、讀取故障代碼,查閱資料了解故障代碼的定義和生產(chǎn)條件。2、驗證故障代碼的真實性,驗證分兩步進行。故障診斷根據(jù)故障分析結(jié)果和DTC分析結(jié)果查找出相應(yīng)元件或線路的特性,按照特點選擇合適的測量工具按相關(guān)流程進行檢測和診斷,如圖2-4-34所示。圖2-4-34檢測高壓互鎖信號Summary小結(jié)1、整車控制系統(tǒng)介紹
2、VCU常見故障的診斷作業(yè)畫出VCU架構(gòu)圖項目三
混合動力汽車構(gòu)造與檢修知識點一
混合動力汽車結(jié)構(gòu)分類與工作原理學(xué)習(xí)任務(wù)請簡述整車控制系統(tǒng)的組成?教學(xué)回顧小張居住在深圳,準(zhǔn)備購買一輛汽車,考慮到深圳目前的搖號情況與經(jīng)常跑高速,小張決定購買一輛混合動力汽車。因為購買混合動力汽車不用搖號還可以享受國家的優(yōu)惠政策。但小張對混合動力汽車了解甚少,在這個問題上你可以幫幫小張么?學(xué)習(xí)導(dǎo)入LearningObjectives學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)情感目標(biāo)224了解混合動力汽車的結(jié)構(gòu)分類和特點能清晰地闡述混合動力汽車工作原理培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)及溝通協(xié)作能力混合動力汽車結(jié)構(gòu)分類01混合動力電子控制系統(tǒng)03CONTENTS目錄混合動力汽車工作原理02典型的混動車型介紹041混合動力汽車結(jié)構(gòu)分類PartOne混合動力汽車,亦稱復(fù)合動力汽車(英文為HybridPowerAutomobile)是指車上裝有兩個及以上的動力源:通常所說的混合動力汽車,一般是指油電混合動力汽車(HybridElectricVehicle,HEV),即采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(柴油機或汽油機)和電動機作為動力源,也有的發(fā)動機經(jīng)過改造使用其他替代燃料。目前我們粗略把混合動力汽車分為普通混合動力、插電式混合動力以及增程式混合動力三種。而混合動力汽車的結(jié)構(gòu)形式也能分為三種,分別是串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式,其中增程式混合動力只能是串聯(lián)式結(jié)構(gòu),而并聯(lián)式和混聯(lián)式結(jié)構(gòu)既可以應(yīng)用于普通混合動力,也可以應(yīng)用于插電式混合動力。根據(jù)電機輸出功率在在整個系統(tǒng)輸出功率中所占的比例還可以分為;微混;輕混;中混;重混。1.串聯(lián)式結(jié)構(gòu)代表車型:雪佛蘭沃藍達、寶馬i3增程式混合動力車型、傳祺GA5增程式混合動力車型串聯(lián)結(jié)構(gòu)特點:結(jié)構(gòu)簡單、使用方便.串聯(lián)結(jié)構(gòu),顧名思義就是發(fā)動機和電動機“串”在一條動力傳輸路徑上,如圖3-1-1所示。圖3-1-1串聯(lián)式結(jié)構(gòu)簡圖串聯(lián)式結(jié)構(gòu)是混合動力中結(jié)構(gòu)最簡單的,整體結(jié)構(gòu)相當(dāng)于純電動汽車加個汽油發(fā)電機,由于取消了普通汽車的變速箱,所以結(jié)構(gòu)布置也更加靈活。同時,發(fā)動機總是工作在高效轉(zhuǎn)區(qū),因此在中低速行駛時,串聯(lián)結(jié)構(gòu)的混合動力汽車比普通汽車油耗更低,大約可以省油30%左右。但是串聯(lián)結(jié)構(gòu)混合動力車型的發(fā)動機動能需要經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換才能為電動機供電,會造成較大的能量損失,使得汽車在高速行駛時油耗偏高。2.并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式結(jié)構(gòu),實際上就是在普通汽車的基礎(chǔ)上加裝一套電能驅(qū)動系統(tǒng)(即電動機和動力電池)如圖3-1-4所示,發(fā)動機和電動機都能單獨驅(qū)動車輪,也可以同時工作,共同驅(qū)動汽車,當(dāng)動力電池電量不足時,發(fā)動機還能帶動發(fā)電機反轉(zhuǎn)為電池充電。圖3-1-4并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)結(jié)構(gòu)中發(fā)動機和電動機可以同時驅(qū)動汽車,其動力性能更加優(yōu)越,比亞迪秦的1.5T發(fā)動機和電動機功率相加后足足300馬力有余,相當(dāng)于奧迪A6的那臺3.0T發(fā)動機,但秦僅僅是一臺自主緊湊型車而已。其次,并聯(lián)車型的驅(qū)動模式較多,可以適應(yīng)多種工況,發(fā)動機能夠在中高速運行時單獨驅(qū)動汽車,無需進行能源的二次轉(zhuǎn)換,因此其綜合油耗也會更低。與此同時,并聯(lián)相對于串聯(lián)和普通汽車更復(fù)雜,制造成本相對會高一點;驅(qū)動模式多,含有純油模式、純電模式、混合模式等,不同廠家的命名標(biāo)識都不盡相同,消費者容易混淆。并聯(lián)結(jié)構(gòu)特點:模式多樣、動力強勁圖3-1-5并聯(lián)式結(jié)構(gòu)在車上布局1.電源系統(tǒng)2.雙電機驅(qū)動軸3.高壓電線4.動力電池5.電源系統(tǒng)并聯(lián)結(jié)構(gòu)的最顯著缺點就是,由于只有一臺電動機,沒有獨立的發(fā)電機,無法實現(xiàn)混合模式下,發(fā)動機為動力電池充電的功能,當(dāng)電量耗盡時,只能依靠發(fā)動機驅(qū)動。與此同時,并聯(lián)式結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,制造成本也會相對高一些。目前,市面上賣的混動車型,絕大部分采用的是并聯(lián)結(jié)構(gòu),尤其是受跑車廠商喜愛,電動機和發(fā)動機互補,在節(jié)油的同時能夠極大地提高加速性能。3.混聯(lián)式結(jié)構(gòu)在并聯(lián)的基礎(chǔ)上再加入一個發(fā)電機,就是混聯(lián)了,即普通汽車+電動機+發(fā)電機=混聯(lián)但它不具備普通人眼里的變速箱,通常是一種所謂“ECVT”的行星齒輪結(jié)構(gòu)的耦合單元替代了變速箱,起到連接、切換兩種動力以及減速增扭的作用。也有一些廠家在混聯(lián)結(jié)構(gòu)中使用普通的變速箱,如雙離合變速器、無級變速器(CVT)等,但是效果遠不及這種ECVT變速結(jié)構(gòu)?;炻?lián)式結(jié)構(gòu)特點:技術(shù)先進、壟斷嚴重代表車型:豐田普銳斯混聯(lián)式結(jié)構(gòu)在發(fā)動機和電動機協(xié)同驅(qū)動車輛行駛的同時,發(fā)動機還能帶動發(fā)電機為動力電池充電,不再像并聯(lián)結(jié)構(gòu)中單一電動機需要身兼兩職,并且理論上它能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電,電動機驅(qū)動車輛的模式,如圖3-1-7所示。因此,混聯(lián)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動模式有,純電模式、純油模式、混合模式、充電模式四種。圖3-1-7混聯(lián)式結(jié)構(gòu)簡圖混聯(lián)的結(jié)構(gòu)優(yōu)點和使用優(yōu)點更加接近于并聯(lián)結(jié)構(gòu)車型,但混聯(lián)的驅(qū)動模式更加豐富,在并聯(lián)的混合驅(qū)動模式基礎(chǔ)上,加入了充電功能,這意味著發(fā)動機和電動機全力驅(qū)動車輛時也不用擔(dān)心電量消耗的問題。并且得益于“ECVT”的加入,使電動機和發(fā)動機的配合更加默契,能夠適應(yīng)的工況更多,節(jié)油效果更加出色。搭載混聯(lián)系統(tǒng)的混動車通常有五種驅(qū)動模式:①
起步或低速下牽引電機單獨工作,速度提升后發(fā)電機工作,這時的發(fā)電機工作于穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速下為串聯(lián)式的優(yōu)點;②
輕加速時發(fā)動機帶動驅(qū)動輪的同時由發(fā)電機給牽引電機供電使之共同驅(qū)動加速;③
全加速時在輕微加速基礎(chǔ)上蓄電池組向牽引電機供電使驅(qū)動輪上功率快速增大;④
高速巡航時,發(fā)電機被釋放,蓄電池組供電的牽引電機與發(fā)電機共同作用;⑤
最高車速時,蓄電池組向牽引電機與發(fā)電機同時供電并且發(fā)動機也工作,使功率最大,此時的發(fā)電機也作為牽引電機。與串聯(lián)式和并聯(lián)式電能補充方式不同,混聯(lián)式混合動力汽車的電能補充方式非常多樣,它一共有三種電能補充方式:方式一:汽油機為蓄電池充電方式二:動能回收方式三:外接電源充電2混合動力汽車工作原理PartTwo以串聯(lián)式混合動力電動汽車為例,介紹一下混合動力汽車的工作原理。在車輛行駛之初,蓄電池處于電量飽滿狀態(tài),其能量輸出可以滿足車輛要求,輔助動力系統(tǒng)不需要工作。電池電量低于60%時,輔助動力系統(tǒng)起動:當(dāng)車輛能量需求較大時,輔助動力系統(tǒng)與蓄電池組同時為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量;當(dāng)車輛能量需求較小
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