《電動汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與檢修》電子教案PAGEPAGEPAGE2《電動汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與檢修》教案課題7.1電動汽車PDU功能與結(jié)構(gòu)課時安排2課時授課班級21新能源2班授課類型理論+實踐學(xué)情分析1.知識：完成了電動汽車的整體結(jié)構(gòu)、各部件工作原理、充電等知識的學(xué)習(xí)，具備了學(xué)習(xí)電動汽車PDU功能與結(jié)構(gòu)的能力。2.學(xué)習(xí)者：中職學(xué)生思維活躍，接受新生事物的能力較強，具有較大的可塑性。其次，中職生對新知識有極大地興趣，具有較強的學(xué)習(xí)動機。3.教學(xué)方法與策略：采用項目教學(xué)策略，創(chuàng)設(shè)教學(xué)任務(wù)情景，理論實踐一體化學(xué)習(xí)方式，達到理論知識和實踐操作的融會貫通，從而提升學(xué)習(xí)者的綜合職業(yè)技能。4.職業(yè)發(fā)展：明確學(xué)員的職業(yè)發(fā)展方向，引導(dǎo)學(xué)員樹立正確的人生觀和價值觀。內(nèi)容分析1.項目化教學(xué)設(shè)計：突出以工作過程為導(dǎo)向，以工作成效構(gòu)成模塊為主線，以職業(yè)能力為核心；教材結(jié)構(gòu)著重反映產(chǎn)品構(gòu)造和技能點，把工作崗位所需技能分成若干單元，從每個單元中選取若干典型任務(wù)，每個學(xué)習(xí)任務(wù)采用實例分析或案例導(dǎo)入的形式，通過學(xué)以致用的方式激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2.技能訓(xùn)練的設(shè)計：以行動導(dǎo)向展開，讓學(xué)生以個體或小組合作的方式圍繞明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過完成一系列的綜合性任務(wù)，掌握新的知識與技能、提高綜合職業(yè)能力。實現(xiàn)“行動過程完整”（獲取信息、制定計劃、實施計劃和行動反饋）和“手腦并用”（理論實踐一體化學(xué)習(xí)）的教學(xué)方法。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：1.了解電動汽車PDU的功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2.了解電動汽車PDU的設(shè)計思路。3.了解電動汽車PDU未來發(fā)展趨勢。技能目標(biāo)：：正確識別電動汽車PDU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及部件素養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)員的安全意識，樹立嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度課程思政啟發(fā)學(xué)生認識到發(fā)展是永恒的,要想不被時代淘汰,就要樹立終身學(xué)習(xí)理念,不斷學(xué)習(xí),緊跟時代發(fā)展的腳步。教學(xué)重點電動汽車PDU的功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)教學(xué)難點電動汽車PDU的設(shè)計思路教學(xué)方法講授法、演示法、項目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動法、實踐教學(xué)法、案例教學(xué)學(xué)習(xí)方法自主學(xué)習(xí)法、小組協(xié)作學(xué)習(xí)法、探究性學(xué)習(xí)法、行動學(xué)習(xí)法教具準備多媒體教室、汽車維修教學(xué)實訓(xùn)室、汽車設(shè)備相關(guān)實物（配電盒）教學(xué)過程（2課時）環(huán)節(jié)時長教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動設(shè)計意圖課前自主學(xué)習(xí)發(fā)布學(xué)習(xí)通內(nèi)視頻及任務(wù)學(xué)生完成觀看和測試任務(wù)完成課前準備PDU的概念（15分鐘）1．PDU的概念高壓配電盒簡稱配電盒，英文簡稱PDU（PowerDistributionUnit），新能源車高壓系統(tǒng)解決方案中的高壓電源分配單元。通過銅排及線束將高壓元器件電連接，為新能源汽車高壓系統(tǒng)提供充放電控制、高壓部件上電控制、電路過載短路保護、高壓采樣、低壓控制等功能，保護和監(jiān)控高壓系統(tǒng)的運行。PDU也能夠集成BMS主控、充電模塊、DC模塊、PTC控制模塊等功能，與傳統(tǒng)PDU相比多了整車功能模塊，功能上更加集成化,結(jié)構(gòu)上更復(fù)雜，具有水冷或風(fēng)冷等散熱結(jié)構(gòu)。PDU配置靈活，可以根據(jù)客戶要求進行定制開發(fā)，能夠滿足不同客戶不同車型需求。如圖7-1所示。圖7-1電動汽車PDU觀摩學(xué)習(xí)演示教學(xué)，讓學(xué)員正確識別高壓配電盒的位置。PDU工作原理（30分鐘）2．PDU工作原理電動汽車高壓箱（PDU）的功能是保障整車系統(tǒng)動力電能的傳輸，是動力蓄電池與各高壓設(shè)備的電源和信號傳遞的橋梁。在電動汽車上，與高壓配電盒相連接的高壓部件包括：動力蓄電池、電機控制器、變頻器、逆變電源、電動空調(diào)、電動除霜、充電座等。典型PDU的工作原理圖7-2所示。圖7-2典型PDU工作原理理解PDU工作原理分析講解，讓學(xué)員理解PDU工作原理。PDU結(jié)構(gòu)（25分鐘）3．PDU結(jié)構(gòu)PDU外殼一般采用壓鑄鋁材料，板厚4.0mm左右，搭鐵（配電盒安裝孔部件）和殼體壓鑄一體成型，也采用壓鑄鋁材料，厚度為5.0mm左右。PDU內(nèi)部主要部件有銅排、連接器、繼電器、熔斷器、線束等。新能源汽車主電路電壓一般都大于200V，遠高于傳統(tǒng)汽車的12-48V，新能源汽車除需要傳統(tǒng)汽車所需的低電壓繼電器以外，還需配備特殊的高壓直流繼電器，電動汽車中電路屬于高壓直流，一般繼電器無法滿足要求，目前應(yīng)用最多的是真空型和充氣型繼電器；電動汽車汽車連接器不同于傳統(tǒng)工業(yè)及傳統(tǒng)汽車用連接器，傳統(tǒng)的連接器設(shè)備難以滿足其大電流、高電壓的要求，所以連接器廠商也都在布局針對新能源汽車的大功率連接產(chǎn)品。目前國內(nèi)能批量供貨的高壓連接器廠商有：中航光電、永貴電器、巴斯巴、江蘇瑞可達等為數(shù)不多的企業(yè)；直流熔斷器在電動汽車高壓配電盒中，其輸出端主要連接汽車輔助電源系統(tǒng)，在配電盒內(nèi)部一般情況下會包括電加熱風(fēng)機支路，空調(diào)壓縮機支路，DC/DC支路及充電機支路。這4個支路上，每個支路都需要安裝線路保護熔斷器，目的是在各負載發(fā)生短路時能夠及時切斷電源保護線路，避免車輛火災(zāi)發(fā)生；PDU內(nèi)連有低壓信號線，據(jù)線束通過載流量選用合適線徑，由于配電盒內(nèi)部空間很緊湊，線束線徑一般不超過4平方毫米，否則線纜折彎半徑太大導(dǎo)致不方便裝配。觀摩學(xué)習(xí)示范教學(xué)，讓學(xué)員正確識別PDU結(jié)構(gòu)及部件。PDU集成方式（20分鐘）4．PDU集成方式（1）單個PDU東南第一款電動車V5采用單個PDU的布置方式，如圖7-3所示。圖7-3V5電動汽車PDU配電盒內(nèi)零部件如熔斷器、繼電器、電流傳感器、預(yù)充電電阻、銅排等依次安置在配電盒盒體內(nèi)，各個零部件按照電氣架構(gòu)原理通過線束進行連接，盒體內(nèi)依次排布著電源線插座，盒體內(nèi)部零件按照與各個對應(yīng)的插座依次布置。采用此種布置方式，要注意將線束按照正負極性及高低壓進行區(qū)分，分別進行固定，以縮小整體的凌亂感，減少線路短路的安全隱患。由于大電流采用線束線徑較粗，在有限的空間里彎折度較難滿足，故電流較大的電路需考慮用銅排的方式連接。此種布置方式為最傳統(tǒng)的布置形式，其優(yōu)點是外結(jié)構(gòu)簡潔明朗、各個器件一目了然，非常便于生產(chǎn)及維護。但缺點是線束容易凌亂，生產(chǎn)時由于一時疏忽，容易造成錯誤連接；占用整車空間尺寸較大。裸露的銅排也存在較大的安全隱患。且由于電動汽車前艙空間有限，該種布置方式空間利用率不大，成本較高，單個PDU的架構(gòu)方式已很少廣泛應(yīng)用。（2）多個集成從整車空間、整車架構(gòu)的復(fù)雜度及成本考慮，業(yè)界廣泛采用集中式高壓電氣系統(tǒng)架構(gòu)配電。高壓動力電源直接進入高壓配電盒后根據(jù)系統(tǒng)的需要分配到系統(tǒng)高壓電氣產(chǎn)品，對如何保證整個高壓系統(tǒng)及其各個電器設(shè)備的安全性、系統(tǒng)絕緣、電磁干擾及屏蔽、密封及耐振動等具有很高的要求。如圖7-4為東南電動汽車DX3EV400的集成PDU。高壓配電盒作為一個零部件集成在電機控制器。圖7-4DX3EV400集成PDU此種布局能最大限度的減小整車空間與減少線束，在節(jié)省空間布置與減少線束成本的基礎(chǔ)上，不可避免會加大集成里每個零部件維修更換難度。所以在進行集成