1.1新能源汽車發(fā)展概況任務一新能源汽車概述國內(nèi)外新能源汽車發(fā)展概況

美國：早在20世紀90年代中期，政府就制定了新一代汽車合作伙伴計劃，致力于研究純電動汽車，到2018年美國初步形成良好的電動汽車產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》國內(nèi)外新能源汽車發(fā)展概況

日本：最早開始發(fā)展電動汽車的國家之一。在1965年日本就啟動了電動汽車的研制計劃，并正式把電動汽車列入國家項目。

國內(nèi)外新能源汽車發(fā)展概況

德國：憑借在可再生能源領域的領先技術，全力推動新能源汽車發(fā)展。2007年，德國政府明確提出了德國在電動交通工具領域的發(fā)展規(guī)劃。2020新能源汽車保有量100萬2030新能源汽車保有量600萬2050德國城市交通全部采用無化石燃料·國內(nèi)外新能源汽車發(fā)展概況

韓國：政府高度重視新能源汽車的開發(fā)，2008年9月，發(fā)布了《綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略》，提出將綠色汽車作為推進階段性增長動力的重點領域。隨后韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部又發(fā)布了2020到2030年中長期發(fā)展規(guī)劃，規(guī)劃指出到2030年新能源汽車達100萬輛。韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部的中長期能源規(guī)劃——2030新能源產(chǎn)業(yè)擴散戰(zhàn)略

中國：始于21世紀初。2001年，新能源汽車研究項目被列入國家“十五”期間的“863”重大科技課題，并規(guī)劃了以代油車為起點，向氫動力車目標挺進的發(fā)展戰(zhàn)略。國內(nèi)外新能源汽車發(fā)展概況新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著全球各國對新能源汽車的重視，意大利、法國、西班牙、美國、中國等國家都明確了燃油車的禁售時間。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

全球新能源車正處于快速發(fā)展階段，2018年以前，全球新能源汽車產(chǎn)量高增速發(fā)展，2019年增速有所放緩，全球新能源汽車產(chǎn)量約為217萬輛，2020年產(chǎn)量約為255萬輛。新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

從區(qū)域分布來看，2019年中國是全球最大的新能源汽車市場，2020年被歐洲取代。

2020年，歐洲新能源汽車市場占全球市場的43.06%;中國大約占41.27%;美國占比10.12%;日本占比0.96%。新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

從全球新能源汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，純電動和插混動力仍然占據(jù)新能源汽車絕大部分市場份額。截至2020年上半年，純電動汽車占比約68%;插電式混合動力汽車占比約32%;氫燃料電池汽車占比不足1%新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀

高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》發(fā)展新能源汽車的必要性石油資源的短缺和汽車保有量的不斷攀升

2018年中國的石油進口量就超過了美國，成為了全球第一大石油進口國。2019年，我國石油進口量為5.06億噸，石油對外依賴度高達72%.

2016年至2021年汽車保有量逐年增加，2021年上半年汽車保有量達2.92億輛，占機動車保有量的76.04%。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

環(huán)境污染不斷加劇

據(jù)研究，目前大氣中21.7%的CH，38.5%的CO、87.6%的Nox、11.7%的CO2、6.2%的SO2和32%的微粒來自汽車,而城市大氣更為嚴重。發(fā)展新能源汽車的必要性高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

燃油汽車的熱效率較低

燃油汽車的熱效率較低，僅有不到30%轉(zhuǎn)化為有用功，可以說一箱油一半多浪費掉了。燃油發(fā)動機汽車的能量分配圖發(fā)展新能源汽車的必要性高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》混合動力汽車的能量分配圖

混動車一樣使用了燃油發(fā)動機，發(fā)動機損失是差不多的，省油只是因為混動的最終有效能量利用率高（24-38%）。發(fā)展新能源汽車的必要性高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》純電動汽車的能量分配圖

電動汽車電機驅(qū)動能量轉(zhuǎn)化率為90%，充電損失約為16%；

電動車將電能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動汽車前進的能量有效利用率可以做到70%。發(fā)展新能源汽車的必要性高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》滿足人們需求的新型能源汽車是未來汽車發(fā)展的必然趨勢……發(fā)展新能源汽車的必要性高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

新能源汽車未來發(fā)展趨勢

提高電池容量，延長續(xù)航里程

美國規(guī)劃純電動車型電池容量最低為105kwh，是最高為180Kwh，規(guī)劃車型最高續(xù)航659.8Km。

德國規(guī)劃純電動車電池容量最低為60Kwh，最高為240Kwh，規(guī)劃車型最高續(xù)航里程為665Km。

我國規(guī)劃電池容量最高為84KWh，最高的續(xù)航里程為520Km。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

增程式有望快速發(fā)展

增程式電動車的優(yōu)點是，噪音小、更節(jié)油，技術難度比混動汽車低；既增加了純電動車的續(xù)航能力，又減少了燃油消耗。

2018年7月初發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定（征求意見稿）》，“增程式電動汽車”有機會劃歸到電動車投資項目范疇，也就是說，增程式電動車有機會上位！

新能源汽車未來發(fā)展趨勢高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

氫能源汽車是未來發(fā)展的終極目標以燃料電池為代表的氫能產(chǎn)業(yè)是解決人類所面臨的能源短缺、環(huán)境劣化等問題的終極解決方案。

新能源汽車未來發(fā)展趨勢高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

向智能化、無人駕駛方向發(fā)展未來汽車產(chǎn)業(yè)將向“新四化”，即電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化方向發(fā)展，而新能源汽車正是智能網(wǎng)聯(lián)和自動駕駛的技術的最佳載體。

新能源汽車未來發(fā)展趨勢高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》1.2新能源汽車類型高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》新能源汽車概念

廣義新能源汽車：又稱代用燃料汽車，包括純電動汽車、燃料電池電動汽車這類全部使用非石油燃料的汽車，也包括混合動力電動車、乙醇汽油汽車等部分使用非石油燃料的汽車。

狹義新能源汽車：是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術，形成的具有新技術、新結(jié)構(gòu)、技術原理先進的汽車。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》新能源汽車的分類新能源汽車電動汽車EV純電動汽車BEV混合動力電動汽車HEV燃料電池汽車FCEV燃氣汽車生物燃料汽車煤制醇醚汽車新型燃油汽車代用燃料汽車

純電動汽車BEV新能源汽車的分類

純電動汽車是完全靠電能驅(qū)動的車輛。它必須使用專用充電樁或者特定的充電場所進行充電才能行駛。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，保養(yǎng)項目少，使用成本低，噪聲低；缺點是電池的續(xù)航里程略低，充電的便利性也不好。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

混合動力電動汽車HEV新能源汽車的分類

混合動力汽車是指能夠至少從可消耗的燃料、可再充電能或能量儲存裝置兩類車載儲存的能量中獲得動力的汽車?；旌蟿恿ζ嚳梢苑譃槠胀ɑ旌蟿恿ζ?、插電式混合動力汽車以及增程式混合動力汽車。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

燃料電池電動汽車FCEV新能源汽車的分類

燃料電池汽車是利用氫氣等燃料和空氣中的氧在燃料電池中利用催化劑經(jīng)化學反應產(chǎn)生的電能，并將其作為主要的動力源驅(qū)動的汽車。

常見的燃料電池汽車是豐田Mirai、本田Clarity等，在新能源汽車中的占比不足1%。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

天然氣汽車新能源汽車的分類

天然氣汽車以天然氣為燃料提供動力的汽車。天然氣的甲烷含量90%以上，是很好的汽車發(fā)動機燃料，天然氣汽車在世界和我國各省市得到了推廣應用。

按照所使用天然氣狀態(tài)的不同可分為壓縮天然氣汽車（CNGV）和液化天然氣汽車（LNGV）。

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液化石油氣汽車新能源汽車的分類

液化石油氣汽車是以液化石油氣（LPG）為燃料提供動力的汽車。液化石油氣汽車與天然氣汽車結(jié)構(gòu)類似，只不過多了一套燃料供給系統(tǒng)。

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生物燃料汽車新能源汽車的分類

生物燃料汽車就是以生物燃料為能源的汽車。常見的生物燃料汽車主要有甲醇汽車、乙醇汽車、二甲醚燃料汽車等，轎車品牌主要有奇瑞旗云、奧迪等。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

氫燃料內(nèi)燃汽車新能源汽車的分類

氫燃料汽車是在傳統(tǒng)內(nèi)燃機的基礎上加以修改后可以直接用氫為燃料燃燒，產(chǎn)生動力，是一種真正實現(xiàn)零排放的交通工具，排放出的是純凈水,其具有無污染，零排放，儲量豐富等優(yōu)勢，因此,氫動力汽車是傳統(tǒng)汽車最理想的替代方案。

太陽能汽車新能源汽車的分類

太陽能汽車是利用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并利用該電能作為能源驅(qū)動行駛的汽車，它是電動汽車的一種。太陽能汽車主要由太陽能電池組、自動陽光跟蹤系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制器、機械系統(tǒng)等組成。新能源汽車標識

不同種類的新能源汽車其實從它車身上的標識就能看得出來，常見的新能源汽車也不過就是純電動、混合動力和插電式混合動力這三種，不過現(xiàn)在的標識并沒有一個統(tǒng)一的說法，常見的有EV、HEV、Hybrid、PHEV等。EV是指純電動汽車PHEV指插電式混動Hybrid指混合動力汽車新能源汽車的車牌

為更好的區(qū)分辨識新能源汽車，實現(xiàn)差異化交通管理，我國啟用了新能源汽車專用牌照。新能源汽車的銘牌

純電動汽車銘牌主要包括車輛品牌、整車型號、驅(qū)動電機型號及峰值功率、動力電池額定電壓、額定容量等信息。

混合動力電動汽車銘牌主要包括車輛品牌、整車型號、發(fā)動機功率、驅(qū)動電機型號及峰值功率、動力電池額定電壓、額定容量等信息。新能源汽車儀表故障指示燈

汽車儀表盤指示燈亮或閃速這是在提醒駕駛?cè)藛T你的車輛存在某種故障。

新能源汽車的故障指示燈與傳統(tǒng)燃油車之間存在差別。常見指示燈的定義如圖中所示。2.1高壓電基礎知識高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》任務二高壓電電壓等級電壓等級（VoltageClass）是電力系統(tǒng)及電力設備的額定電壓級別系列。

目前，我國將電壓等級劃分為以下幾種：

安全電壓:36V以下;

低壓:1000V及以下;

高壓:1000V以上，330KV以下;

超高壓:330~750kV;

特高壓:1000kV以上的交流，±800kV以上的直流。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》國際標準:25V以上的交流電和60V以上的直流電。車輛制造標準（ECER100標準）:

30V交流電及60V直流電。電壓等級高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》電動汽車的所謂“高壓”是真的嗎？？想一想電動汽車上的所謂的

“高壓”

本質(zhì)上是低壓，因為其電壓不高于

1000V，

在低壓領域，不會有電離空氣的觸電危險，只要不觸摸就沒有危險。

但在汽車領域，為了區(qū)分汽油汽車12V電系或柴油汽車24V電系兩種電壓，電動汽車上在300~650V間的電壓稱為“高壓”，電動汽車也被稱為“高壓車”。電壓等級高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》電流帶來的危害電擊效應熱效應化學效應光輻射干擾人體內(nèi)部自然電信號高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》電流帶來的危害按照通過人體的電流大小可以劃分為：

?觸電電流（0.5mA）

?擺脫電流（10mA）

?危險電流（30-50mA）

?死亡閾值（80mA)

高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》安全標識牌認知高壓安全標識牌

在高壓維修工位放置明顯的警告標志，防止無關人員進入工位或觸摸車輛，發(fā)生觸電事故。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》安全標識牌認知汽車高壓部件上的高壓標識新能源汽車的高壓組件殼體上都帶有高壓危險標識，車主及維修人員可根據(jù)標識避免觸電危險。標識有紅色底色和黃色底色兩種，圖形中包含危險電壓警告標識。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》安全標識牌認知汽車上的高壓警示顏色由于高壓導線可能有幾米長，因此在一處或兩處通過警示牌標記意義不大，維修人員可能會忽視這些標牌。目前，車企用橙色警示色標記出所有高壓導線及其上的高壓安全插接器。高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》絕緣防護用品的認知絕緣手套絕緣鞋絕緣服護目鏡絕緣墊絕緣工具高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

絕緣手套指在高壓電氣設備上進行帶電作業(yè)時，起電氣絕緣作用的一種手套。新能源汽車維修時，進行任何有關高壓組件或線路的操作時均需佩戴絕緣手套，防止人手觸及帶電體而產(chǎn)生的觸電。絕緣防護用品的認知絕緣手套高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》IEC60903-2002絕緣材料制作帶電作業(yè)用絕緣手套級別試驗驗證電壓AV/DC（kV）最低耐受電壓（kV）最大泄漏電流（mA）最大使用電壓AC/DC（kV）002.5/105≤140.5/0.7505/2010≤161/1.5110/4020≤187.5/11.25220/5030≤2017/25.5330/6040≤2226.5/39.75440/7050≤2436/54絕緣防護用品的認知

絕緣手套按照不同電壓等級可分為多個級別，根據(jù)負載和絕緣手套材質(zhì)決定使用方式。新能源汽車在維修作業(yè)時，選用級別為0的絕緣手套即可滿足需求。絕緣手套高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》護目鏡的主要作用有防弧光輻射、防碎屑以及防化學溶液。電動汽車高壓部件接觸會發(fā)出的電弧光，熱度高，亮度大，對眼睛造成直接傷害，是電動汽車維修時必不可少的防護工具。絕緣防護用品的認知護目鏡高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》安全帽由帽殼、帽襯、下頜帶和附件組成，能有效地防止和減輕操作人員在生產(chǎn)作業(yè)中遭受墜落物體或自己墜落時對人體頭部的傷害，在新能源汽車高壓作業(yè)時起到的主要作用是防靜電和絕緣。絕緣防護用品的認知安全帽高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》絕緣鞋的作用是使人體與地面絕緣，防止電流通過人體，與大地之間構(gòu)成通路，對人體造成電擊傷害。根據(jù)耐壓范圍可分為20kV、6kV和5kV幾種絕緣鞋，使用時須根據(jù)作業(yè)范圍選擇。絕緣防護用品的認知絕緣鞋高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》

絕緣墊是一種具有較大體積電阻率和耐電擊穿的膠墊，主要用于高電壓工作場合的臺面或鋪地絕緣材料。絕緣防護用品的檢查和使用絕緣墊高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》絕緣工具采用絕緣材料加工而成，裝有耐壓1000V以上的絕緣手柄，包括力矩扳手、快速扳手、螺絲刀、鋼絲鉗等工具。電動汽車維修時必須使用絕緣工具，以確保檢修過程中的人身和設備安全。維修工具的認知絕緣工具高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》維修工具的認知檢測工具高等學歷繼續(xù)教育課程《新能源汽車概論》2.2高壓操作規(guī)范新能源汽車的維修人員一定要具備以下資質(zhì)：

《初級（含）以上電工證》（職業(yè)資格證書）；國家認可的《特種作業(yè)操作證（電工）》；職業(yè)資格證書（電工證）安全規(guī)定特種作業(yè)操作證一電工作業(yè)（低壓電工作業(yè)證）

在操作過程中需要兩個人，一名操作員，一名安全員，保證在操作過程中發(fā)生意外有人能及時實施救援。安全規(guī)定

不能攜帶金屬物品，如戒指、手表、項鏈等，操作時需換上維修工服，長頭發(fā)應挽起固定于腦后。安全規(guī)定場地準備對高壓維修工位進行隔離，并放置“高壓危險”警示牌；地面鋪設合格的絕緣墊；檢查消防設施。作業(yè)前絕緣防護用具檢查絕緣手套絕緣靴絕緣服護目鏡目視檢查：表面應平滑，內(nèi)外面無明顯缺陷。充氣檢查：捏緊手套的袖口處以封住空氣，將手套的袖口向手套指尖方向卷起，觀察手套在鼓起后是否保持充氣壓力、不漏氣。絕緣手套作業(yè)前絕緣防護用具檢查目視檢查：檢查絕緣鞋的表面及鞋底有無破損。絕緣鞋使用要求：應保持鞋面干燥，嚴禁與銳器、高溫、酸、堿類或其他腐蝕性物品接觸。作業(yè)前絕緣防護用具檢查目視檢查：選擇正確的電壓等級，觀察絕緣表面有無龜裂、下凹、裂痕和磨損等情況。安全帽佩戴要求：根據(jù)頭型調(diào)整帽后調(diào)整帶；下領帶必須在頜下系牢，松緊要適度。作業(yè)前絕緣防護用具檢查目視檢查：觀察護目鏡面有無破損、劃痕、污點和裂紋等情況。佩戴要求：護目鏡的寬窄和大小要適合使用者的臉型。護目鏡作業(yè)前絕緣防護用具檢查作業(yè)前檢測工具檢查

1）將維修工具車及工具放置在車輛左前方位置，檢查三件套等防護套是否齊全。

作業(yè)前儀表工具檢查2）檢查絕緣工具外觀絕緣層是否破損嚴重，工具數(shù)量是否有缺失。作業(yè)前儀表工具檢查3）檢查絕緣萬用表測試線束及表筆是否破損折斷，功能按鈕是否正常顯示。作業(yè)前儀表工具檢查4）檢查放電工裝測試線束及表筆是否破損折斷，功能是否正常。高壓作業(yè)斷電流程關閉點火開關，鑰匙安全存放

關閉車輛點火開關，將車鑰匙鎖入維修柜，或?qū)嵅偃藛T保管，保證他人無法接觸。高壓作業(yè)斷電流程斷開車輛12V低壓蓄電池負極快、慢充電口需用醒目的黃黑膠帶封閉，低壓蓄電池負極斷開后需絕緣處理，并等待5分鐘以上，使車輛的高壓電容充分放電。高壓作業(yè)斷電流程拆卸維修開關并安全存放佩戴絕緣手套，拆下維修開關，將維修開關鎖入維修柜安全存放，并放置警示牌。解鎖（摳出此開關）按下此開關稍微抬起此黑卡件

拔出開關完全抬起黑卡件按下釋放鍵高壓作業(yè)斷電流程斷開動力電池高壓母線。若車輛沒有裝配手動維修開關，可佩戴絕緣手套斷開動力電池高壓母線，由于車輛的高壓互鎖設計，電池將無法輸出高壓電。將斷開的高壓母線插頭進行防護，防止接通。高壓作業(yè)斷電流程測量高壓電路電壓使用萬用表測量電源側(cè)及負載側(cè)的電壓，應低于安全電壓，否則需繼續(xù)等待車輛放電。3.1純電動汽車基本構(gòu)造任務三純電動汽車構(gòu)造純電動汽車概念

純電動汽車（BladeElectricVehicles，BEV）是指以車載電源（如鉛酸電池、鎳氫電池或鋰離子電池）為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)等各項要求的車輛。以車載電源為動力以電機為驅(qū)動符合道路安全法規(guī)純電動汽車的特點環(huán)保，無污染噪聲低能源效率高內(nèi)部空間布置靈活結(jié)構(gòu)相對簡單，使用維修方便能源多樣化

優(yōu)點純電動汽車的特點續(xù)駛里程較短充電時間長配套設施不完善動力電池壽命短,更換電池成本高

缺點純電動汽車的組成

典型純電動汽車，主要包括電驅(qū)動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、車身、底盤和輔助系統(tǒng)等部分組成。

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。車身電驅(qū)動系統(tǒng)底盤純電動汽車的組成

電驅(qū)動系統(tǒng)

電驅(qū)動系統(tǒng)包括電氣和機械兩個部分。電氣包括電機、功率變換器、電子控制器。機械包括機械傳動裝置和車輪。純電動汽車的組成

電驅(qū)動系統(tǒng)——電機

電機的作用是將儲存在動力電池的電能高效的轉(zhuǎn)化為車輪的動能。并能夠在汽車減速制動和下坡滑行時，將車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能。

汽車的驅(qū)動電機應具有調(diào)速范圍寬、起動轉(zhuǎn)矩大、后備功率高和效率高的特性，另外還要求可靠性高、耐高溫及耐潮、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維護簡單、適合大規(guī)模生產(chǎn)等。純電動汽車的組成

電驅(qū)動系統(tǒng)——電機控制器

電機控制器根據(jù)車輛的檔位、油門、剎車等指令，將動力電池所存儲的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài)，或輔助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力電池中。

它是電動車輛的關鍵零部件之一。純電動汽車的組成電源系統(tǒng)車載充電機動力電池電池管理系統(tǒng)輔助動力源純電動汽車的組成電源系統(tǒng)動力電池是電動汽車上的主要動力源，是能量存儲裝置，也是制約電動汽車發(fā)展的關鍵因素之一電池管理系統(tǒng)實時監(jiān)控動力電池實用情況，對動力電池電壓、溫度進行檢測并完成電池的控制保證其安全使用車載充電機是當車輛進行交流充電時把電網(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，并按要求控制其充電電流輔助動力源是供給電動汽車其他輔助裝置所需要的動力源，一般為12V或24V的低壓直流電源純電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理

在視頻中我們了解到，整車控制器根據(jù)加速踏板和制動踏板信號，向電機控制器發(fā)出相應的控制指令，對電機進行啟動、加速、減速、制動控制。當汽車行駛時，儲存在動力電池的動能經(jīng)電機控制器將電能送給電機，驅(qū)動車輛行駛；當汽車制動減速或下坡滑行時，又將車輪的動力轉(zhuǎn)化為電能儲存在動力電池中，進行能量回收。3.2新能源汽車驅(qū)動電機結(jié)構(gòu)及工作原理電動汽車驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)是電動汽車的心臟，是把電能轉(zhuǎn)化為機械能來驅(qū)動車輛的部件。它的任務是在駕駛?cè)说目刂葡?，高效率地將動力電池的能量轉(zhuǎn)化為車輪的動能，或者將車輪上的動能反饋到動力電池中。電動汽車“心臟”——驅(qū)動電機

作為新能源汽車的核心部件（電池、電機、電控系統(tǒng)）之一，驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)未來發(fā)展前景可觀。新能源汽車的核心部件新能源汽車驅(qū)動電機功用0201（2）電機實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的快速響應性指標要比發(fā)動機高出兩個數(shù)量級。常規(guī)來說，電氣執(zhí)行的響應速度都要比機械機構(gòu)快幾個數(shù)量級，因此隨著計算機電子技術的發(fā)展，用先進的電氣控制系統(tǒng)來取代笨重、龐大而響應滯后的部分機械、液壓裝置已成為技術進步的必然趨勢。這樣不但使各項性能指標大大提高，也將使制造成本降低。（1）由于發(fā)動機能高效產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速被限制在一個較窄的范圍內(nèi)，因而需通過龐大而復雜的變速機構(gòu)來適應這一特性，而電機可以在相當寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。電機驅(qū)動與發(fā)動機驅(qū)動相比具有以下兩大技術優(yōu)勢:新能源汽車對驅(qū)動電機的性能要求（1）體積小、質(zhì)量輕。為了充分利用有限的車載空間，減小車輛質(zhì)量，降低運行中的能量消耗，應盡量減小驅(qū)動電機的體積和質(zhì)量。（2）全速段高效運行。一次充電續(xù)航里程長，特別是在車輛頻繁起?；蜃兯龠\行的情況下，驅(qū)動電機應具有較高的效率。（3）低速大轉(zhuǎn)矩及寬范圍的恒功率特性。即使沒有變速器，驅(qū)動電機本身也應能滿足所需的轉(zhuǎn)矩特性，以滿足在起動、加速、制動等要求。（4）高可靠性。在任何運行工況下都應具有高可靠性，以確保車輛的行駛安全。（5）高電壓。在允許的范圍內(nèi)盡可能采用高電壓，可以減小電機的尺寸和控制器、導線等設備的尺寸，特別是可以降低逆變器的成本。（6）安全性能達標。動力電池組、驅(qū)動電機等強電部件的工作電壓能達到300V以上，對電氣系統(tǒng)的安全性提出了更高的要求。（7）高轉(zhuǎn)速。與低轉(zhuǎn)速電機相比，高轉(zhuǎn)速電機的體積和質(zhì)量較小，有利于降低整車裝備的質(zhì)量。（8）使用壽命長。為降低新能源汽車的使用成本，驅(qū)動電機的使用壽命應與車輛保持一致，真正實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標。新能源汽車對驅(qū)動電機的性能要求新能源汽車驅(qū)動電機分類新能源汽車驅(qū)動電機的分類1）直流電機優(yōu)點：調(diào)速性能和起動性能好；具有較寬的恒功率范圍；控制較為簡單；價格便宜。缺點：效率低；維護工作量大；轉(zhuǎn)速低；質(zhì)量和體積大

應用：巡邏車、電動觀光車、電動叉車等。2）交流異步電機：優(yōu)點：效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、可靠性好缺點：體積大、質(zhì)量大、功率密度低應用：大功率、低速車輛，尤其是驅(qū)動系統(tǒng)功率需求較大的大型電動客車、特斯拉電動汽車等調(diào)速范圍大的場合。3）永磁同步電機優(yōu)點：小體積、輕量化、功率密度高，能耗小缺點：成本高。應用廣泛，國內(nèi)大部分純電動汽車均采用。4）開關磁阻電機優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，效率高（>85%）,成本低，調(diào)速靈活（可以通過改變電壓，導通和關斷角度，擁有很好的調(diào)速范圍和能力）；缺點：轉(zhuǎn)矩脈動較大，噪音大。在電動汽車上在試驗階段目前電動汽車基本上使用交流異步電機和永磁同步電機兩種。交流異步電機又稱交流感應電機，是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種交流電機。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來分，可分為籠型和繞線型。在新能源汽車中，籠型交流異步電機應用較為廣泛，具有結(jié)構(gòu)簡單且堅固、制造成本低、維護方便等優(yōu)點。交流異步電機的結(jié)構(gòu)和所有旋轉(zhuǎn)電機的結(jié)構(gòu)一樣，交流異步電機由靜止的定子和可以旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成，定子和轉(zhuǎn)子之間為氣隙。交流異步電機的氣隙一般為0.5～2.0mm，氣隙的大小對交流異步電機的性能有很大影響。交流異步電機的結(jié)構(gòu)02交流異步電機的定子01交流異步電機的定子主要由定子鐵芯、定子繞組和機座三部分組成。2）定子繞組定子繞組是電機的電路部分，通入三相交流電，其作用是吸收電功率和產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。定子繞組由三個在空間上互隔120°對稱排列且結(jié)構(gòu)完全相同的繞組（每個繞組為一相）組成，根據(jù)需要連接成Y形或△形。1）定子鐵芯定子鐵芯主要作為電機主磁路的一部分并且用來嵌放定子繞組，為了降低定子鐵心的鐵耗，定子鐵芯一般由0.35～0.50mm厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成。在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。033）機座機座主要用于固定定子鐵心和前、后端蓋，支承轉(zhuǎn)子并起到防護和散熱等作用，一般不作為工作磁路的組成部分。大多數(shù)機座采用鑄鐵鑄造而成，也有部分采用鋼板焊接或鑄鋁制成。交流異步電機的轉(zhuǎn)子交流異步電機的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組。1）轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯是電機磁路的一部分，它由0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。轉(zhuǎn)子鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上，整個轉(zhuǎn)子的外表呈圓柱形。交流異步電機的轉(zhuǎn)子2）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組分為籠型和繞線型兩類。籠型繞組繞線型繞組交流異步電機定子繞組接通三相交流電源后，定子內(nèi)便形成旋轉(zhuǎn)磁場，若轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子導條與旋轉(zhuǎn)磁場有相對運動，導條中變會產(chǎn)生感應電動勢，從而使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電流。轉(zhuǎn)子繞組中的感應電流與磁場作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。交流異步電機的工作原理永磁同步電機的結(jié)構(gòu)

永磁同步電機（permanentmagnetsynchronousmotor，PMSM）具有高效、高控制精度、高轉(zhuǎn)矩密度、良好的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)性及低振動噪聲的特點，在電動汽車驅(qū)動方面具有很高的應用價值，受到國內(nèi)外電動汽車界的高度重視，是最具競爭力的電動汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)之一。02永磁同步電機的定子01永磁同步電機的定子主要由定子鐵芯、定子繞組組成。2）定子繞組定子繞組是電機的電路部分，通入三相交流電，其作用是吸收電功率和產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。定子繞組由三個在空間上互隔120°對稱排列且結(jié)構(gòu)完全相同的繞組（每個繞組為一相）組成，根據(jù)需要連接成Y形或△形。1）定子鐵芯

定子鐵心作為電機主磁路的一部分并且用來嵌放定子繞組，為了降低定子鐵心的鐵耗，定子鐵心一般由0.35～0.50mm厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成。在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。嵌入式徑向式凸出式02永磁同步電機的轉(zhuǎn)子01永磁轉(zhuǎn)子主要由永磁體、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)軸等構(gòu)成。其中永磁體主要采用鐵氧體永磁和釹鐵硼永磁材料；轉(zhuǎn)子鐵心可根據(jù)磁極結(jié)構(gòu)的不同，選用實心鋼，或采用鋼板或硅鋼片沖制后疊壓而成。表面式內(nèi)置式切向式知識拓展1目前，PMSM系統(tǒng)的位置傳感器有很多種方式，比如光電編碼式、旋轉(zhuǎn)變壓器式和霍爾式。但無論哪種測量方式，其本質(zhì)都是用來測量轉(zhuǎn)子位置信息的，只是安裝的體積、方便程度、成本及可靠性要求不同而已。永磁同步電機的位置傳感器旋轉(zhuǎn)變壓器霍爾式光電編碼式永磁同步電機定子繞組接通三相交流電源后，定子內(nèi)便形成旋轉(zhuǎn)磁場，永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，轉(zhuǎn)子受磁力的作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。永磁同步電機的工作原理3.3新能源汽車電機控制器結(jié)構(gòu)及工作原理新能源汽車電機控制器功用

新能源汽車的驅(qū)動電機系統(tǒng)主要由驅(qū)動電動機DM和電機控制器MCU組成，驅(qū)動電機系統(tǒng)通過高低壓線束、冷卻管路與整車其它系統(tǒng)進行連接。

電機控制器是驅(qū)動電機系統(tǒng)的控制中心，又稱智能功率模塊，通常簡稱為MCU。主要功能是控制電機的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)方向以及再生能量回收。

在驅(qū)動行駛時，動力電池的高壓直流電輸送至電機控制器，電機控制器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電輸送給驅(qū)動電機。新能源汽車電機控制器功用在再生能量階段，通過車輪的旋轉(zhuǎn)帶動電機轉(zhuǎn)動。此時電動機轉(zhuǎn)為發(fā)電機的功能，由電機控制器將電機產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)為直流電，然后向動力電池充電。新能源汽車電機控制器功用此外，電機控制器的另一個重要的功能就是通信和保護。

電機控制器要對電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器等輸入信號進行處理，并將驅(qū)動電機系統(tǒng)的運行狀態(tài)通過CAN總線發(fā)送給整車控制器，實時進行狀態(tài)和故障檢測，保護驅(qū)動電機系統(tǒng)及整車安全可靠運行。永磁同步電機控制器新能源汽車電機控制器功用

電機控制器以IGBT模塊為核心，主要由控制板、冷卻水道、UVW高壓插件、直流高壓插件、IGBT模塊及驅(qū)動板、超級電容、放電電阻、電流傳感器、殼體水道等組成。新能源汽車電機控制器結(jié)構(gòu)超級電容是一種以電場形式儲存能量的無源器件。在需要電機起動時，電容能夠把儲存的能量釋出至電路。接通高壓電路時給電容充電，在電機起動時保持電壓的穩(wěn)定。當斷開高壓電路時，通過電阻給電容放電，放電電阻通常和電容器并聯(lián)，電源電壓波動時，電容器會隨之充放電。新能源汽車電機控制器結(jié)構(gòu)超級電容當控制器帶動的電機或其他感性負載在停機的時候，可采用能耗制動的方式來實現(xiàn)快速停車。當供電停止后，控制器的逆變電路就反向?qū)?，把這些剩余電能反饋到變頻器的直流母線上來，母線上的電壓會因此而升高，當升高到一定值的時候，電阻就投入運行，使這部分電能通過電阻發(fā)熱的方式消耗掉，同時維持母線上的電壓保持一個正常值。放電電路故障，有可能會導致高壓斷電。新能源汽車電機控制器結(jié)構(gòu)超級電容與整車控制器進行通信，監(jiān)測直流母線電流，控制IGBT模塊工作狀態(tài)，監(jiān)控高壓線束的絕緣和工作連接情況并反饋。同時，IGBT模塊的溫度信號、旋變傳感器信號經(jīng)過處理后反饋給電機控制單元。

控制器內(nèi)部設有故障診斷電路，當診斷出系統(tǒng)異常時會激活一個錯誤代碼，發(fā)送給整車控制器，同時也會存儲該故障碼和數(shù)據(jù)。新能源汽車電機控制器結(jié)構(gòu)控制主板IGBT又稱為絕緣柵雙極型晶體管，是由雙極型三極管（GTR）和絕緣柵型場效應管（MOSFET）組成的復合全控型電壓驅(qū)動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點，是電機控制器電壓變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?。新能源汽車電機控制器結(jié)構(gòu)IGBT模塊旋轉(zhuǎn)變壓器是一種電磁式傳感器，又稱作同步分解器，簡稱旋變。用來測量驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度。傳感器線圈由勵磁繞組、余弦繞組和正弦繞組3個線圈組成，固定在殼體上，信號齒圈固定在轉(zhuǎn)子上，隨轉(zhuǎn)子以統(tǒng)旋轉(zhuǎn)。新能源汽車電機控制器結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)變壓器定子新能源汽車電機控制器結(jié)構(gòu)高壓電源輸入正常(一般絕緣性能大于20MΩ);低壓12V電源供電正常(電壓范圍11~14V);與整車控制器通信正常;電容充放電正常;旋變傳感器信號正常;三相交流輸出電路正常，電機及電機控制器溫度正常，開蓋保持開關信號正常。驅(qū)動電機系統(tǒng)工作必須滿足的條件：高壓電控總成，又稱“四合一”，集成雙向交流逆變式電機控制器模塊、車載充電器模塊、DC-DC變換器模塊和高壓配電模塊，另內(nèi)部還裝有漏電傳感器。高壓電控總成上層下層豐田普銳斯帶轉(zhuǎn)換器的逆變器總成新能源汽車電機控制器工作原理

電機控制器與驅(qū)動電機配套使用，由于動力電池是以直流方式供電，而驅(qū)動電機是永磁同步交流電機。當驅(qū)動電機驅(qū)動車輛行駛時，電機控制器需將動力電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電（DC-AC逆變）供給驅(qū)動電機。當驅(qū)動電機作為發(fā)電機，回收能量時，電機控制器則需將交流電轉(zhuǎn)換為直流電（AC-DC整流），為動力電池充電。與此同時，電機控制器通過電流傳感器、電壓傳感器及溫度傳感器實時監(jiān)測自己與驅(qū)動電機的工作狀態(tài)，確保電驅(qū)系統(tǒng)處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。新能源汽車電機控制器工作原理當電機驅(qū)動車輛前行或倒退時，動力電池通過PDU將高壓直流電流向電機控制器，電機控制器將動力電池的高壓直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟?，供給驅(qū)動電機，驅(qū)動車輛。在車輛驅(qū)動過程中，電機控制器主要起逆變作用，由六個IGBT模塊實現(xiàn)。驅(qū)動模式VCU通過控制不同IGBT模塊導通，就可以給電機不同定子繞組供電，如此連續(xù)不斷的導通變化，在驅(qū)動電機繞組中形成連續(xù)的旋轉(zhuǎn)磁場。此外，改變IGBT的觸發(fā)信號頻率和時間，就能改變驅(qū)動電機定子繞組電流的相位和幅值，以適應驅(qū)動電機的驅(qū)動需要。IGBT3和IGBT5導通IGBT1和IGBT6導通IGBT2和IGBT4導通新能源汽車電機控制器工作原理當車輛減速或制動時，電機控制器將驅(qū)動電機輸送過來的三相交流電整流成穩(wěn)定的直流電，再通過高壓控制盒，輸送到動力電池，為動力電池充電，在車輛能量回收過程中，電機控制器主要起整流作用，由六個二極管模塊實現(xiàn)。能量回收模式：電動蔚藍——3.4電動汽車充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電動汽車充電系統(tǒng)的組成電動汽車充電系統(tǒng)包括：充電設備、車載充電機、非車載充電機。充電設備是指與電動汽車或動力蓄電池相連接，并為其提供電能的設備。電動汽車對充電設備有以下基本要求：安全性：充電時要確保人員的人身安全和蓄電池的安全；使用方便：應具有較高的智能性；成本經(jīng)濟：提高運行的經(jīng)濟性；效率高：影響電動車的能量效率；對供電電源污染?。簩╇娋W(wǎng)及其他用電設備產(chǎn)生有

害的諧波污染少。電動汽車充電設備

電動汽車對充電設備的要求電動汽車充電設備一般分為交流充電樁、直流充電樁和交直流充電樁。電動汽車充電設備

電動汽車充電設備的類型交流充電樁直流充電樁交直流充電樁交流充電樁是指固定在電動汽車外、與交流電網(wǎng)連接，采用傳導方式為具有車載充電裝置的電動汽車提供交流電源的專用供電裝置。交流充電樁只提供電力輸出，沒有充電功能，需連接車載充電機為電動汽車充電。電動汽車充電設備

電動汽車充電設備的類型交流充電樁直流充電樁是指固定在電動汽車外、與交流電網(wǎng)連接，可以為非車載電動汽車動力電池提供小功率直流電源的供電裝置。直流充電樁直接輸出直流電給車載電池進行充電，功率較大，有60kw、120kw、200kw甚至更高，充電速度較快，故一般安裝在大型充電站。電動汽車充電設備

電動汽車充電設備的類型直流充電樁交直流充電樁是采用交直流一體的結(jié)構(gòu)，既可實現(xiàn)直流充電，也可以交流充電。白天充電業(yè)務多的時候，使用直流充電方式進行快速充電，當夜間充電站用戶少時可用交流充電方式進行慢充操作。電動汽車充電設備

電動汽車充電設備的類型交直流充電樁車載充電機由交流輸入端口、功率單元、控制單元、低壓鋪助單元、直流輸出端口等組成。車載充電機

車載充電機的組成車載充電機車載充電機作為電動汽車電氣系統(tǒng)的一部分，被固定在汽車上。車載充電機的輸入端，以標準充電接口的形式固定在車體上，用于連接外部電源;車載充電機的輸出端，直接連接動力電池包慢充電接口。車載充電機

車載充電機在汽車上的位置車載充電機車載充電機

車載充電機技術參數(shù)序號額定輸入電壓/V額定輸入電流/A額定輸入功率/KW額定頻率/Hz1單相220102.2502單相220163.53單相220327.04三相3801610.55三相3803221.06三相3806341.0車載充電機

車載充電機充電接口電動汽車車載充電機屬于交流充電，其接口應滿足交流充電接口的要求。交流充電口(慢充口)有7個孔，中間三個大圓孔分別接中線(火線)、地線、交流電源(零線)，用來傳導交流電。

除此以外還有CC和CP兩個信號，其中CC是指充電連接確認信號，CP是充電控制信號，控制車輛充電電流。車載充電機

車載充電機發(fā)展趨勢隨著電動汽車續(xù)航里程的提升(350~500km)，電池電量普遍大于60kW·h,傳統(tǒng)的3.3kW和6.0kW車載充電機功率已不能滿足當下純電動汽車的慢充(6~8h)需求，車載充電機功率擴容勢在必行。然而，整車配備大功率充電機雖可減少充電時間，但由于受限于車輛配重、空間以及成本制約，同時大功率的交流充電也受電網(wǎng)基礎設施的影響，如小區(qū)配電的容量，該解決方案面臨諸多挑戰(zhàn)。車載充電機

車載充電機發(fā)展趨勢電動汽車充電系統(tǒng)的設計趨勢是大功率、高效率，以便在一次充電可以保證盡可能多的續(xù)航里程。對于車載充電機產(chǎn)品擴功率、降成本的發(fā)展趨勢，主要形成兩種技術形態(tài)。(1)單向充電技術向雙向充電技術發(fā)展，單向充電機變成雙向充電機。(2)單相充電技術向三相充電技術發(fā)展。非車載充電機作為推動電動汽車發(fā)展的重要因素，電動汽車充電站這一基礎設施的建設顯得尤為重要，沒有充電站就相當于沒有加油站，充電站的建設對于提供電動汽車遠程旅行，提高續(xù)航里程，具有非常重要的作用。而作為充電站的核心，非車載充電機是必不可少的。非車載充電機

非車載充電機的組成非車載充電機主要由充電機主體和充電終端兩個部分組成。充電機主體包括三相輸入接觸器、功率模塊和管理模塊。充電機主體的輸出經(jīng)過充電終端的充電線纜接口與電動汽車的蓄電池相連。充電終端主要包括終端MCU主控制器、整流柜控制系統(tǒng)、IC卡計費系統(tǒng)、信息打印系統(tǒng)、電能測量系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、人機界面等。非車載充電機

非車載充電機技術參數(shù)輸入方式輸入電壓額定值/V輸入電流額定值/A頻率/Hz1單相220IN≤16502單相220/三相38016＜IN≤323三相380IN＞32非車載充電機

非車載充電機充電接口電動汽車非車載充電機車輛插頭的觸頭布置方式如圖所示，非車載充電機充電接口(快充口)有9個孔，中間兩個大孔分別接直流正極和直流負極。S+和S-是通訊線，CC1和CC2是充電連接確認信號，A+和A-是輔助電源。3.5純電動汽車充電系統(tǒng)的工作原理電動汽車的充電模式目前，電動汽車充電模式主要包括4種。模式1：

交流

插座直連模式2：

交流

插座直連+控制和保護裝置模式3：

交流

帶控制引導裝置的專用交流充電設備模式4：

直流

帶控制導引功能的直流充電設備常見的充電模式是充電模式3。電動汽車的連接方式

電動汽車按照使用電纜和連接器將電動車連接到電網(wǎng)的方法分類，目前充電連接方式主要分為以下3種：連接方式A：將車輛與交流電連接時，使用和電動車永久連接在一起的充電線纜和供電插頭，目前該種連接方法已經(jīng)基本淘汰。連接方式B：將車輛與交流電連接時，使用帶有車輛插頭和供電設備插頭的獨立的線纜組件。目前北汽新能源等可使用該種方法進行連接。連接方式C：將車輛與交流電連接時，使用供電設備永久連接的供電線纜和車輛插頭。該方法是目前最常見的連接方法。電動汽車的充電方式充電方式直流充電交流充電

電動汽車常用的充電方式有直流充電和交流充電。電動汽車的充電方式

交流充電方式是為具備車載充電機的電動汽車提供交流電能的充電方式。交流充電也叫慢充，將慢充樁的充電槍連接到車載充電機上，車載充電機再經(jīng)過高壓控制盒，給高壓動力電池充電。高壓控制盒還可以根據(jù)低壓蓄電池的電量情況進行DC/DC模塊給蓄電池充電。交流充電適用范圍為有私人乘用車、公務車和環(huán)衛(wèi)車等。交流充電電動汽車的充電方式優(yōu)點缺點交流充電樁建設成本比較低，安裝比較簡單;可利用負荷低谷時段進行充電，充電費用相對低廉。充電時間較長，難以滿足充電緊急需求交流充電的特點

交流充電方式是目前最常用的充電方式，該充電方式的特點是：電動汽車的充電方式

直流充電是利用專門配置的充電機對電動汽車電池提供高電壓、大電流的直流電進行充電，使其快速完成電能補充的模式。直流充電也叫快充，首先將快充樁的充電槍連接到電動汽車直流充電接口上，再通過高壓控制盒給高壓動力電池進行充電，有些車型不經(jīng)過高壓控制盒，采用快充樁直接連接動力電池的充電方式。交流充電電動汽車的充電方式優(yōu)點缺點充電時間短，可滿足充電緊急需求對充電的可靠性和安全性要求較高；充電電流較大，充電時對配電網(wǎng)產(chǎn)生一定的沖擊；充電設施建設成本較高，安裝較復雜；大電流充電對電池壽命有影響；直流充電的特點

直流充電方式作為一種應急充電方式，其特點是：電動汽車的交流充電步驟車輛慢充過程主要的步驟：

物理連接——連接充電槍；充電模式啟動——車輛判斷連接了充電槍后；充電設備啟動——監(jiān)測點電壓變?yōu)?V；慢充連接確認——OBC發(fā)送慢充連接信號給VCU。VCU、BMS被喚醒；數(shù)據(jù)交換——VCU、BMS、儀表、DCDC等進行信息交換；充電功能啟動——充電樁電源跳轉(zhuǎn)PWM，車輛S2閉合；繼電器控制——VCU、BMS控制繼電器吸合、K1K2繼電器吸合；充電槍鎖止，車輛開始充電3.6動力電池分類及性能指標動力電池系統(tǒng)組成

單體：電池單體（cell）是指直接將化學能轉(zhuǎn)換成電能的基本裝置和基本單元，它是構(gòu)成電池的基本元件，包括電極、隔膜、電解質(zhì)和外殼。

動力電池系統(tǒng)組成

模組：是指一個以上的電池單體并聯(lián)或串聯(lián)而成，封裝在一個物理上獨立的電池殼體內(nèi)，具有獨立的正極和負極輸出的部件。

單體電池單體電池保險

動力電池系統(tǒng)組成

電池包：電池包（batterypack）也成為了電池組，是有多塊電池模組串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成的一個存儲電能活對外輸出電能的部件。通常意義上的電池包還包括動力電池管理系統(tǒng)、電池箱等元器件。出水管進水管繼電器區(qū)BMS及信息采集系統(tǒng)電池模組（1P5S）電池模組（1P6S）熔斷器

動力電池系統(tǒng)組成一般的電池排布都是單體→模組→電池包，而比亞迪通過CTP技術（CelltoPack，“單體”到“包”），直接取消了模組這一步，實現(xiàn)單體→電池包。動力電池分類

按電解質(zhì)種類分：堿性電池、酸性電池、中性電池、有機電解液電池鎳氫電池堿性電池：電解質(zhì)主要以氫氧化鉀水溶液為主，如鎳鎘電池、鎳氫電池等動力電池分類酸性電池：

酸性電池主要是以硫酸水溶液為介質(zhì)，如鉛酸蓄電池等鉛酸電池動力電池分類中性電池：

中性電池是以鹽溶液為介質(zhì)，如鋅錳干電池、海水電池等鋅錳干電池動力電池分類有機電解液電池：

有機電解液電池主要是以有機溶液為介質(zhì)，如鋰離子電池等。三元鋰電池動力電池分類按照能量來源分：可以分為化學電池、物理電池和生物電池三大類?；瘜W電池：是利用物質(zhì)的化學反應發(fā)電，按工作性質(zhì)分為原電池、蓄電池、燃料電池和儲備電池。燃料電池動力電池分類物理電池：是利用光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電的電池，如太陽能電池、超級電容器、飛輪電池等。飛輪電池超級電容電池動力電池分類生物電池：生物電池是利用生物化學反應發(fā)電的電池，如微生物電池、酶電池、生物太陽電池等。生物燃料電池電池性能指標電壓電動勢開路電壓額定電壓放電終止電壓工作電壓動力電池性能指標容量理論容量A是指活性物質(zhì)全部參加電化學反應所放出的電量。標稱容量B用來鑒別電池的近似容量。額定容量C是指電池在規(guī)定條件下應該放出的最低限度的容量。實際容量D是指電池在實際負載條件下所能放出的電量。161理論能量指電池在一定標準規(guī)定的放電條件下電池所輸出的能量，是電池的理論容量與額定電壓的乘積。實際能量是電池放電時實際輸出的能量，數(shù)值上等于電池實際容量與電池平均工作電壓的乘積。比能量是指單位質(zhì)量或單位體積的電池所放出的能量，也稱能量密度。動力電池性能指標能量動力電池性能指標荷電狀態(tài)荷電狀態(tài)（StateofCharge，SOC）是蓄電池放電后剩余容量與全荷電容量的百分比，描述了電池的剩余電量，是電池使用過程中的重要參數(shù)，此參數(shù)與電池的充放電歷史和充放電電流大小有關儀表SOC信息動力電池性能指標功率在一定放電制度下，單位時間內(nèi)電池輸出的能量，稱為電池的功率，單位為W或KW。循環(huán)壽命電池的循環(huán)壽命一般指電池的充放電循環(huán)次數(shù)，不同的應用要求，考核壽命的方法也不同。3.7動力電池結(jié)構(gòu)及工作原理鎳氫電池結(jié)構(gòu)及工作原理

鎳氫動力電池是將84-240個容量為6-6.5Ah的單體電池以串聯(lián)方式連接后使用的。

鎳氫電池是在鎳鎘電池的基礎上發(fā)展起來的，相對于鎳鎘電池，其最大的優(yōu)點是環(huán)境友好，不存在重金屬污染。利用鎳氫電池高功率密度的優(yōu)點，該類電池目前在混合動力電動汽車上應用廣泛。至今在國際市場上產(chǎn)銷量最大的日本豐田公司普銳斯（Prius）混合動力汽車采用的就是288V，6.5A·h的鎳氫動力電池。a）豐田普銳斯的鎳氫電池單元b）本田思域的鎳氫電池單元鎳氫電池結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)：鎳氫電池一般有圓柱形和方形兩種結(jié)構(gòu)，均由正極、負極、隔膜、堿性電解質(zhì)、外殼等組成。

圓柱形鎳氫電池結(jié)構(gòu)方形鎳氫電池結(jié)構(gòu)鎳氫電池結(jié)構(gòu)及工作原理

圓形鎳氫電池的結(jié)構(gòu)是將以隔板作為間隔層的鎳正極板和貯氫合金負極板卷成渦旋形后插入用金屬制成的外殼內(nèi)，正極和負極分別采用燒結(jié)式（或非燒結(jié)式）的鎳正極和膏狀的貯氫合金負極。封口的固定方法是把以絕緣熱圈作為間隔的且具有再恢復功能的安全閥的封口板預先固定在電解槽的外殼上。鎳氫電池結(jié)構(gòu)及工作原理

方形鎳氫電池其電極群的結(jié)構(gòu)是由多個單體電池組成的整體式樹脂型電解槽內(nèi)，分別將多塊鎳正極板和貯氫合金負極板以隔板作為間隔層互相重疊而成，封口采用的是一種可再恢復安全閥的樹脂型外蓋下端部與電解槽上端部之間采用熱焊進行密封焊接的結(jié)構(gòu)。對于這種方形的電池模塊，以串聯(lián)方式連接20-40個模塊時，由于它比圓柱形模塊更節(jié)省空間且減輕了重量，因此具有良好的搭載性。鎳氫電池結(jié)構(gòu)及工作原理工作原理：電池正極的活性物質(zhì)為氫氧化亞鎳，充電后變?yōu)榱u基氧化鎳；負極的活性物質(zhì)為儲氫合金，充電后變?yōu)榻饘贇浠铮皇褂靡訩OH為主并少量添加NaOH、LiOH組成的水溶液為電解液。充電正極：負極：放電正極：負極：鋰電池結(jié)構(gòu)及工作原理

鋰電池（Lithiumbattery）是指電化學體系中含有鋰（包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物）的電池。

鋰離子蓄電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場的新型高能蓄電池。鋰離子蓄電池具有工作電壓高、比能量高、充放電壽命長、無記憶效應、無污染、快速充電、自放電率低、工作溫度范圍寬、安全可靠和能夠制造成任意形狀等優(yōu)點，廣泛應用在電動汽車中。鋰離子動力蓄電池組鋰電池結(jié)構(gòu)及工作原理鋰電池分類按正極材料分類鈷酸鋰電池錳酸鋰電池磷酸鐵鋰電池三元鋰電池按電解質(zhì)狀態(tài)分類聚合物理離子電池液態(tài)電解質(zhì)電池按電池形狀和包裝材料分類方形電池圓柱形電池軟包電池鋰電池結(jié)構(gòu)及工作原理北汽新能源EV150磷酸鐵鋰電池磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，具有循環(huán)壽命達到800次以上、使用安全、可大電流快速放電、熱穩(wěn)定性好、金屬資源豐富、無記憶效應等特點，不過其低溫性能較差。鋰電池結(jié)構(gòu)及工作原理三元鋰電池正極使用鎳鈷錳酸鋰三元材料，具有能量密度大、單體電壓高、循環(huán)使用壽命高、熱穩(wěn)定性好等特點。但三元鋰材料同時具有容易熱解的特性，因此在應用過程中應加強過充保護、過放保護、過溫保護、過流保護等。北汽新能源EU5三元鋰電池鋰電池結(jié)構(gòu)及工作原理a）圓形離子電池b）方形離子電池

鋰電池（Lithiumbattery）由正極、負極、電解質(zhì)、隔膜、金屬外殼組成。磷酸鐵鋰電池的正極材料為磷酸鐵鋰，三元鋰電池的正極材料為鎳鈷錳酸鋰。

碳材料是商品化的鋰離子電池應用最為廣泛的負極材料之一。

鋰離子電池電解質(zhì)材料是電池的重要組成部分，在電池中承擔著正負極之間傳輸電荷的作用，對于電池的比容量、工作溫度范圍、循環(huán)效率及安全性能至關重要鋰電池的結(jié)構(gòu)中。

隔膜是關鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的主要作用是使電池的正、負極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。鋰電池結(jié)構(gòu)及工作原理離子電池的工作原理圖為鋰離子電池的示意圖，它由作為氧化劑的正極活性物質(zhì)、作為還原劑的負極活性物質(zhì)、作為鋰離子導電的電解液以及防止兩個電極產(chǎn)生短路的隔板組成，利用正極與負極之間鋰離子的移動來進行充電和放電。鋰電池結(jié)構(gòu)及工作原理超級電容器也叫作雙電層電容器，是一種通過極化電解質(zhì)來儲能的電化學元件，但在儲能過程中并不發(fā)生化學反應，而且儲能過程是可逆的，可以反復充放電數(shù)十萬次。超級電容器是一種物理儲能電池。超級電容工作原理當充電電源加在兩電極上時,在靠近電極的電介質(zhì)界面上產(chǎn)生與電極所攜帶的電荷極性相反的電荷并被束縛在電介質(zhì)界面上,形成事實上的電容器的兩個電極。當兩電極板間的電動勢低于電解液的氧化還原電極電勢時,電解液界面上的電荷不會脫離電解液,超級電容處于正常工作狀態(tài)飛輪電池工作原理飛輪電池美國飛輪系統(tǒng)公司已經(jīng)生產(chǎn)出了以克萊斯勒轎車為原形的飛輪電池轎車AFS20，這是一種完全由飛輪電池供電的電動汽車，它由20節(jié)飛輪電池驅(qū)動，每節(jié)電池直徑230mm，質(zhì)量為13.64kg,電池用市電充電需要6h，而快速充電只需要15min，一次充電行駛路程可達560km，而其原形LHS汽油車為520km，其加速性能也很好，0～96km/h加速時間只需要6.5s，其壽命超過3210000km。動力電池結(jié)構(gòu)

動力電池系統(tǒng)主要由動力電池箱體、動力電池模組、電池管理系統(tǒng)、電池控制器、維修開關及其他輔助元器件等組成。其他輔助元件主要包括冷卻管道、高低壓線束、繼電器、熔斷器、傳感器等。電池管理系統(tǒng)電池模組電池控制器維修開關電流傳感器電池箱體直流母排低壓線束動力電池結(jié)構(gòu)動力電池箱體

動力電池箱體是動力電池的承載件，一般安裝在車體下部，主要用于保護動力電池在受到外界碰撞、擠壓時免遭破壞，在動力電池安全工作和防護方面起著重要作用。圖為北汽新能源EV200電池箱體，它的防護等級為IP67。下殼體采用高強度鋁合金，設有加強邊框，有效預防汽車碰撞和底部異物撞擊。上殼體采用高強度工程塑料，絕緣阻燃，耐腐蝕性好，隔熱性能佳。動力電池結(jié)構(gòu)動力電池模組

電池模組是由多個電池模塊串聯(lián)組成的一個組合體。電池模塊是一組并聯(lián)的電池單體的組合。電池單體是構(gòu)成動力電池模塊的最小單元。

圖為吉利帝豪EV300車型搭載三元鋰電池，共包含17個電池模組，模組之間采用高壓母排進行連接。電池模組（1P5S）電池模組（1P6S）動力電池結(jié)構(gòu)檢修開關

檢修開關設置在動力電池系統(tǒng)中，屬于物理性電路開關。其主要結(jié)構(gòu)為快速熔斷器，當電流超過規(guī)定值時，熔斷器熔斷，斷開電路，以保證維修作業(yè)人員的人身安全。檢修開關動力電池結(jié)構(gòu)

繼電器：高壓繼電器本質(zhì)上就是說一種控制開關，能夠全自動接入或斷掉電源電路圖為吉利帝豪EV300動力電池包內(nèi)部原理圖，主要有主正繼電器、主負繼電器、預充繼電器、快充繼電器。

電池能量管理系統(tǒng)(BMS)安裝在電池包內(nèi)部，是電池保護和管理的核心部件。在動力電池系統(tǒng)中，BMS的作用相當于人的大腦。是連接車載動力電池和電動汽車的重要橋梁。用來對車輛電池組進行安全監(jiān)控及有效管理，提高蓄電池使用效率的裝置。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用的安全性和可靠性。電池組BMS電動汽車電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)功能：BMS的功能主要包括估算電池組荷電狀態(tài)（SOC)、動態(tài)監(jiān)控電池組的工作狀態(tài)、單體電池的均衡、動力電池內(nèi)部溫度控制、與其他控制器進行通訊。BMS信號采集電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)的組成：主要分為包括數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊、控制模塊（包括繼電器、均衡和熱管理）、狀態(tài)估計模塊、故障診斷模塊，以及通信模塊等。電池管理系統(tǒng)監(jiān)測模塊01主要包括電壓、溫度、電流、煙霧檢測、絕緣檢測傳感器等控制模塊02主要包括繼電器、均衡模塊、熱管理模塊狀態(tài)估計及故障診斷03估算出各電池的SOC、SOH、SOE，根據(jù)電池狀態(tài)診斷和報警通訊模塊04主要包括CAN通訊、儀表等電池管理系統(tǒng)組成監(jiān)測單體電池的溫度、電壓；防止出現(xiàn)過充過放，電池在高溫或低溫下工作。監(jiān)測電池組的總電壓、電流；為了顯示電池的狀態(tài)、剩余電量和最大充放電功率。監(jiān)測電池包的絕緣狀態(tài)。進行煙霧監(jiān)測、碰撞監(jiān)測。監(jiān)測電池SOC、SOH、SOE。電池管理系統(tǒng)監(jiān)測功能電池管理系統(tǒng)控制功能繼電器控制電池組的充電、放電；保證充電過程始終在安全狀態(tài)下進行。電池組的均衡控制；為了提高電池的一致性，從而提高電池組的使用效率。電池包的熱管理；保證電池在合理的溫度范圍內(nèi)工作。發(fā)生碰撞關閉電池；電池管理系統(tǒng)狀態(tài)估計估計電池組的剩余電量(SOC)；一方面是為了告訴駕駛員車輛的剩余里程。另一方面作為其他決策的輸入變量。估計最大充放電功率(SOP)；根據(jù)這一參數(shù)來限制電機的功率。估計健康狀態(tài)(SOH)；對于純電動車，一般認為當電池的實際容量下降到額定容量的80%之后，SOH就下降為0，此時的電池組已不適合作為車載動力電池。估計電化學狀態(tài)（SOE）；估計剩余壽命等；電池管理系統(tǒng)故障診斷與預警電池欠壓、過壓、高溫、低溫、過流，SOC低；絕緣漏電、煙霧報警、繼電器故障；BMS硬件故障；通信故障等

較低等級的故障預警能夠提示駕駛員及時采取應對措施，如SOC低，應及時充電。

當出現(xiàn)較高等級的故障時，如嚴重絕緣漏電(<100Ω/V)時，能夠及時切斷繼電器，保證駕駛員或乘客處于安全狀態(tài)。

故障碼的保存，能夠為后期車輛維護提供參考。3.8電池系統(tǒng)故障診斷動力電池系統(tǒng)故障檢測與維修儀表盤故障指示燈解讀動力電池管理系統(tǒng)（BMS）出現(xiàn)故障時，儀表盤通常會點亮故障指示燈。帝豪EV300關于動力電池故障，在儀表上顯示動力電池故障、動力電池絕緣故障及動力電池系統(tǒng)斷開三種故障信息。動力電池系統(tǒng)故障檢測與維修動力電池管理系統(tǒng)故障級別分類（1）一級故障（非常嚴重）動力電池上報該故障一段時間后會造成整車出現(xiàn)安全事故，如起火、爆炸、觸電等。（2）二級故障（嚴重）動力電池上報該故障會造成整車進入跛行、暫時停止能量回饋、停止充電。（3）三級故障（輕微）動力電池上報該故障對整車無影響或不同程度的造成整車進入限功率行駛狀態(tài)動力電池系統(tǒng)故障檢測與維修常見故障診斷流程（1）觀察故障現(xiàn)象（2）故障現(xiàn)象分析（3）故障診斷讀取故障代碼故障代碼分析線路測試（4）診斷結(jié)論驗證動力電池系統(tǒng)故障案例故障現(xiàn)象描述

首先，踩踏制動踏板數(shù)次并保持，打開點火開關，我們來全面的看一下故障現(xiàn)象。（1）觀察故障指示燈情況（2）聽繼電器動作情況（3）高壓電是否上電（4）觀察制動踏板情況動力電池系統(tǒng)故障案例故障現(xiàn)象分析動力電池故障指示燈：其由BMS和VCU控制其點亮和熄滅狀態(tài)蓄電池指示燈亮：DC-DC無法啟動工作“ready”無法燈亮，高壓無法上電動力電池系統(tǒng)故障案例讀取故障代碼連接診斷儀至OBD接口，與BMS模塊進行通訊，顯示未連接成功與VCU連接，在VCU中讀取故障碼：U011287,與BMS通訊丟失動力電池系統(tǒng)故障案例故障現(xiàn)象分析動力電池系統(tǒng)故障案例線路測試1、測量電池管理系統(tǒng)BMS模塊的常供電，測量結(jié)果為0V，說明BMS常供電異常動力電池系統(tǒng)故障案例線路測試2、測量電池管理系統(tǒng)BMS模塊的IG電，測量結(jié)果為12V，說明BMS的IG供電正常動力電池系統(tǒng)故障案例線路測試3、測量電池管理系統(tǒng)BMS模塊的CAN通訊，測量結(jié)果如下圖：混合動力汽車的概述任務四混合動力汽車混合動力汽車概念

混合動力汽車（HV）：

廣義上說，混合動力汽車是指擁有至少兩種動力源，使用其中一種或多種動力源提供部分或者全部動力的車輛。混合動力汽車（HV）液壓儲能式混合動力汽車（HHV）混合動力電動汽車（HEV）熱力發(fā)動機和電動機（HEV）燃料電池和電能儲存器（FCHV）在實際生活中，混合動力汽車多半采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機和電動機作為動力源，通過混合使用熱能和電力兩套系統(tǒng)驅(qū)動的汽車?；旌蟿恿ζ噧?yōu)勢

混合動力電動汽車同時配備有電力驅(qū)動系統(tǒng)（TractionMotor）和輔助動力單元（AuxiliaryPowerUnit）。APU可以是一臺內(nèi)燃機，也可以是內(nèi)燃機驅(qū)動的一套發(fā)電機組。

相對于純電動汽車有APU作為輔助動力，電池的數(shù)量和重量可以減少；有APU作為輔助動力，繼航里程和動力性能可以達到傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的水平；利用APU可帶動空調(diào)、真空助力、轉(zhuǎn)向助力等而不需要消耗電池的有限電能?；旌蟿恿ζ噧?yōu)勢

APU排量通常很小，并且主要工作在最佳工況點，所以排放好且節(jié)能。在居民、商業(yè)、風景區(qū)可以關閉APU，實現(xiàn)零排放。

電力驅(qū)動系統(tǒng)還可以充當發(fā)電機，在制動、下坡、減速時將驅(qū)動車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在動力電池中，實現(xiàn)能量回收，進一步實現(xiàn)節(jié)能減排。

相對于內(nèi)燃機汽車混合動力汽車優(yōu)勢

混合動力電動汽車基本上不改變汽車的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，不改變現(xiàn)有能源體系，不改變車主的用車習慣，能夠快速產(chǎn)業(yè)化，具有生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢。

商業(yè)優(yōu)勢混合動力汽車優(yōu)勢

世界上第一輛由汽油機和電動機混合的混合動力汽車是1899年由費迪南-保時捷研制成功的；混合動力汽車發(fā)展史

1916年8月，世界第一輛真正意義上的電油混合動力汽車問世;混合動力汽車發(fā)展史

日本是全球第一個量產(chǎn)混合動力汽車的制造者是全球銷量最高的混動車型。擁有“混動派開山鼻祖”之名。豐田公司1997年推出了第一代豐田prius，2003年推出了第二代豐田prius,2005年進入中國市場，2009年推出第三代，2012年推出第四代。2005年奧迪推出Q5混合動力汽車;

2007年全球首款全混Lexus，于2009年進入中國市場;2010年寶馬推出混合動力汽車;2010年，全球進入汽車混合動力時代。混合動力汽車發(fā)展史

2008年12月15日,全球第―款不依賴專業(yè)充電站的雙模電動車——比亞迪3DM雙模電動車在深圳正式上市。

我國2012年比亞迪首發(fā)了搭載第二代DM混合動力總成的車型-秦；2016年比亞迪又生產(chǎn)了升級版-秦100；2019年秦pro

DM超能版；2020年比亞迪唐DM；2021年比亞迪漢DM?；旌蟿恿ζ嚞F(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2021年6月混合動力汽車市場零售達到157.5萬輛。今年1至6月乘用車零售累計達到994.2萬輛，混合動力汽車同比增長28.9%，處于2011年以來的歷史高位。

在《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》提出，到2025年，混合動力汽車占傳統(tǒng)能源乘用車的50%以上；到2035年