張靖雯新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)檢修項目一新能源汽車工作安全與作業(yè)準備學習目標能夠了解新能源汽車的定義能夠知道新能源汽車的發(fā)展能夠熟悉新能源汽車的發(fā)展史能夠知道電氣危害及防護能夠知道高壓作業(yè)安全規(guī)定12345張靖雯任務一新能源汽車的定義和發(fā)展一、新能源汽車的定義

新能源是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。新能源越來越多地被用到風電產(chǎn)業(yè)、地熱利用產(chǎn)業(yè)、沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)、生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)、太陽能光伏產(chǎn)業(yè)，新能源汽車（NEV）、燃料電池電動汽車（FCV）、氫發(fā)動機汽車、其他新能源（如高效儲能器、二甲醚）汽車等各類產(chǎn)品。二、新能源汽車的發(fā)展國外新能源汽車發(fā)展政策

1.美國在戰(zhàn)略規(guī)劃方面，2013年美國能源部發(fā)布《電動汽車普及計劃藍圖》，從消費者購置成本、關鍵技術(shù)指標、充電設施等方面明確2022年發(fā)展目標，提出動力電池和電驅(qū)系統(tǒng)成本分別降至125美元/kW·h和8美元/kW·h，整備質(zhì)量降低30%的目標。在研發(fā)創(chuàng)新方面，美國政府通過研發(fā)專項撥款、稅收減免、低息貸款等方式支持新能源汽車的研發(fā)創(chuàng)新，形成了政府引導、企業(yè)主導、科研機構(gòu)參與的新能源汽車技術(shù)研發(fā)機制。2019年，美國能源部宣布撥款最高至5900萬美元，支持先進電池和電力驅(qū)動系統(tǒng)、節(jié)能系統(tǒng)、高效動力系統(tǒng)等方面的研發(fā)創(chuàng)新。二、新能源汽車的發(fā)展國外新能源汽車發(fā)展政策2.日本日本新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策體系完備，重點從氫能社會建設角度推進氫燃料電池汽車的研發(fā)和推廣普及。在戰(zhàn)略規(guī)劃方面，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省2010年發(fā)布《新一代汽車戰(zhàn)略2010》，支持新一代汽車（BEV/PHEV/HEV/FCV和清潔燃料汽車等）推廣普及，提出到2030年混合動力汽車新車銷售占總銷量的比例為30%~40%、純電動汽車和插電式混合動力汽車占比為20%~30%、燃料電池汽車占比為3%、清潔柴油車占比為5%~10%。1998年日本開始實行新能源汽車購置補貼及噸位稅、購置稅減稅等措施,針對購買新車和以舊換新提供差異化補貼政策。2019年，日本國土交通省計劃撥款5.3億日元支持地方交通綠化事業(yè)，推動公共交通領域用車電動化，日本環(huán)境省計劃撥款10億日元支持電動貨車、電動公交車發(fā)展，補貼貨車和公交車經(jīng)營者。二、新能源汽車的發(fā)展國外新能源汽車發(fā)展政策3.歐洲主要國家2020年，歐洲各國針對純電動的補貼金額多數(shù)為3000~6000歐元。與2019年相比，德國對于純電動補貼增加了1000~2000歐元，混動補貼增加了750~1500歐元；荷蘭從2020年7月開始，對于價格4.5萬歐元以下車型，開始補貼4000歐元；法國用于獎金的預算從2019年的2.6億歐元增加到2020年的4億歐元，并維持到2021年；英國的補貼略有]調(diào)低（幅度在500英鎊，約560歐元）；其他國家不變。2021年多數(shù)國家補貼政策沒有變化，主要變化的是法國，小于4萬歐元的車型補貼減少1000歐元，為5000歐元。補貼力度主要跟車架、碳排放量有關。歐洲大部分國家都有針對私人住宅和公共區(qū)域的充電樁安裝補貼，補貼比率大多在50%~70%，有些國家還有電動汽車免費停車和專用停車區(qū)域。二、新能源汽車的發(fā)展國內(nèi)新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀2019年，我國純電動汽車生產(chǎn)完成102萬輛，同比增長3.4％，銷售完成97.2萬輛，同比下降1.2％；插電式混合動力汽車產(chǎn)銷分別完成22.0萬輛和23.2萬輛，同比分別下降22.5％和14.5％；燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成2833輛和2737輛，同比分別增長85.5％和79.2%。2020年，我國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成136.6萬輛和136.7萬輛，同比增長7.5％和10.9％，分車型看，純電動汽車產(chǎn)銷分別完成99.1萬輛和100萬輛，其中產(chǎn)量同比增長19.6％，銷量同比增長16.1％；插電式混合動力汽車產(chǎn)銷分別完成25.6萬輛和24.7萬輛，同比分別增長19.6％和9.1％。國務院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》提出，到2025年，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右；到2035年，純電動汽車成為新銷售車輛的主流，公共領域用車全面電動化，燃料電池汽車實現(xiàn)商業(yè)化應用。三、新能源汽車的發(fā)展史

在蒸汽機出現(xiàn)之前，人們的代步車輛大多為人力車和畜力車。人力車有影視劇中常見的黃包車、農(nóng)村運糧的獨輪車等，是依靠人力的交通工具。畜力車有馬車、牛車、驢車等，在人類進入蒸汽機時代和電氣化時代以前，大量的交通運輸是靠著畜力（主要是馬、牛、驢、騾等，狗拉雪橇也屬于畜力范疇）牽引人造的交通工具來實現(xiàn)的。1.人力車和畜力車三、新能源汽車的發(fā)展史

蒸汽機的出現(xiàn)，將人或動物做功方式改變?yōu)闄C械做功，引發(fā)了第一次工業(yè)革命。蒸汽機是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機械能的往復式動力機械。1801年，理查德·特理維西克制造了“倫敦蒸汽馬車”，它是最早的蒸汽載人車輛之一，也是真正第一輛投入市場的蒸汽機車輛，最多能乘坐6人，最高時速27km/h。1804年，脫威迪克設計并制造了一輛蒸汽汽車，這輛汽車拉著10t重的貨物在鐵路上行駛了15.7km。2.蒸汽汽車三、新能源汽車的發(fā)展史1873年，英國人羅伯特·戴維斯制作了世界上最初的可供試用的電動汽車。1899年4月29日，比利時人卡米勒·熱納茨駕駛著一輛炮彈形狀的電動車以105.88km/h的速度刷新了由汽油車保持的世界汽車最高車速記錄，這也是汽車速度第一次突破100km/h，并且保持這個記錄進入20世紀。截至1912年，美國有34000輛電動汽車注冊。貝克電氣公司是美國最重要的電動汽車制造商。底特律電氣公司生產(chǎn)的電動汽車最高時速可達40km/h，續(xù)駛里程可達129km。1901—1920年，英國倫敦電動汽車公司生產(chǎn)了后輪輪轂電機驅(qū)動、四輪轉(zhuǎn)向和裝備充氣輪胎的電動汽車。1916年8月，世界上第一輛油電混合動力汽車問世，這款車的外形結(jié)新能源汽車驅(qū)動電機技術(shù)構(gòu)與現(xiàn)代汽車很接近，使用操縱桿控制加速踏板。1913年，福特公司開發(fā)了T型車，并在汽車發(fā)展史上首次實現(xiàn)了標準化大批量生產(chǎn)，使其價格從1909年的850美元降至1925年的260美元。大批量生產(chǎn)的內(nèi)燃機汽車徹底結(jié)束了電動汽車的生命。到20世紀30年代，電動汽車幾乎消失了。3.早期的電動汽車三、新能源汽車的發(fā)展史1866年，德國工程師尼古拉斯·奧托成功地試制出動力史上具有劃時代意義的立式四沖程內(nèi)燃機。1876年，他又試制出第一臺實用的活塞式四沖程煤氣內(nèi)燃機。這臺單缸臥式功率為2.9kW的煤氣機，壓縮比為2.5，轉(zhuǎn)速為250r/min。這就是聞名于世的奧托內(nèi)燃機。奧托于1877年8月4日獲得專利。后來，人們一直將四沖程循環(huán)稱為奧托循環(huán)。奧托以內(nèi)燃機奠基人載入史冊，其發(fā)明為汽車的誕生奠定了基礎。曾與奧托共過事的德國人戴姆勒發(fā)明了燃燒汽油蒸氣（煉制燈用煤油的副產(chǎn)品）的內(nèi)燃機，1883年取得專利。他于1885年把這種內(nèi)燃機裝在了木制自行車上，翌年又裝到了四輪馬車上。1886年，德國人本茨制造了第一輛汽車，這些自行推進的車輛，被后人稱作汽車和摩托車的鼻祖。4.內(nèi)燃機汽車三、新能源汽車的發(fā)展史

日本在混合動力電動汽車技術(shù)領域領先世界。以豐田普銳斯為代表的日本混合動力電動汽車，在低污染汽車開發(fā)銷售領域已經(jīng)占據(jù)了領頭地位。豐田公司宣布，從1997年全球首款量產(chǎn)的混合動力電動汽車普銳斯推出以來，截至2017年1月底，豐田在全球的混合動力電動汽車的累計銷量已達到1004.9萬輛。同時，日本還快速發(fā)展燃料電池汽車技術(shù)，豐田公司已成為當今燃料電池汽車市場上的重要企業(yè)。除豐田公司外，其他日本汽車企業(yè)也在開發(fā)新一代的新能源汽車，如本田InsightIMG混合動力電動汽車、日產(chǎn)Leaf和三菱i-MiEV純電動汽車等。5.國外電動汽車的發(fā)展三、新能源汽車的發(fā)展史

寶馬i3電動汽車于2014年9月在我國正式上市，提供純電動和混動車型。充電方面，使用家庭220V電源充電，充滿需要8h，而在寶馬專用充電裝置下充電，只需1h，充滿電后可行駛130~160km。寶馬i3電動汽車如圖所示。2004年特斯拉公司開始研發(fā)特斯拉跑車。2011年，由特斯拉公司制造的全尺寸高性能純電動轎車特斯拉ModelS進入量產(chǎn)階段，在2021年度全球銷量達到2萬輛。2016年特斯拉公司在美國發(fā)布Model3。在2021年度特斯拉Model3全球銷量突破50萬輛。特斯拉Model3如圖1-7所示。5.國外電動汽車的發(fā)展三、新能源汽車的發(fā)展史

創(chuàng)立于1995年的比亞迪，總部位于深圳。2003年，比亞迪成為全球第二大充電電池生產(chǎn)商，同年收購了秦川汽車組建比亞迪汽車。短短一年內(nèi)，比亞迪汽車的產(chǎn)品線由原來單一的福萊爾微型轎車，迅速擴充為包括A級燃油車、C級燃油轎車、鋰離子電動汽車、混合動力汽車在內(nèi)的全線產(chǎn)品。北汽新能源主要產(chǎn)品包括EU系列、EX系列、EC系列、EV系列及EH系列純電動汽車、純電動物流車等。經(jīng)過4年多的發(fā)展積累，北汽新能源已掌握整車系統(tǒng)集成與匹配、整車控制系統(tǒng)、電驅(qū)動系統(tǒng)三大關鍵核心技術(shù)，旗下多款產(chǎn)品已投入市場或示范運營，圖1-9為北汽新能源EU系列車型。6.國內(nèi)電動汽車的發(fā)展三、新能源汽車的發(fā)展史

1997年，吉利進入汽車行業(yè)，將核心業(yè)務集中在汽車開發(fā)和生產(chǎn)上。吉利以不斷的技術(shù)創(chuàng)新、人才開發(fā)、增強核心競爭為核心，致力于可持續(xù)發(fā)展。吉利一直在開發(fā)新能源、共享移動、車輛網(wǎng)絡、自動駕駛、汽車微芯片、低軌道衛(wèi)星和激光通信等尖端技術(shù)，為未來多維移動生態(tài)奠定了基礎。吉利新能源主要產(chǎn)品有帝豪GSe、帝豪新能源、帝豪GL新能源等，其中EV450、EV500、GSe等車型等多款產(chǎn)品已投入市場或示范運營。吉利帝豪GSe純電動汽車如圖所示。6.國內(nèi)電動汽車的發(fā)展三、新能源汽車的發(fā)展史

蔚來是立足全球的初創(chuàng)品牌，已在圣何塞、慕尼黑、倫敦、上海等13個城市設立了研發(fā)、設計、生產(chǎn)和商務機構(gòu)，匯聚了數(shù)千名世界頂級的汽車硬件、軟件和用戶體驗方面的行業(yè)人才。如今互聯(lián)網(wǎng)思維在不斷挑戰(zhàn)傳統(tǒng)行業(yè)，汽車行業(yè)也一樣，吸引眼球的蔚來小鵬、理想等造車新勢力正是在這樣的背景下用新思維掀起一輪又一輪的革新運動。蔚來將自己定義為從事高性能智能電動汽車研發(fā)的公司。它由頂尖互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和企業(yè)家投資數(shù)億美金創(chuàng)建，致力于成為一家有中國背景、全球化的汽車公司，擁有國際化團隊、具有全球競爭力的汽車公司。其天生自帶的互聯(lián)網(wǎng)性質(zhì)，F(xiàn)ormulaE（賽車運動，一般指電動方程式）中的好成績，讓蔚來持續(xù)獲得關注，目前也已經(jīng)有了量產(chǎn)車型。蔚來ES8純電動汽車如圖所示。6.國內(nèi)電動汽車的發(fā)展張靖雯任務二新能源汽車維修作業(yè)安全規(guī)范與注意事項四、電氣危害及防護

根據(jù)不同電壓等級可能對人體產(chǎn)生的傷害和危險程度不同，在電動汽車中，一般將電壓按照類型和數(shù)值分為兩個類型。1.高壓電電壓級別工作電壓/VDC（直流）AC(交流50-150Hz)A0<U≤600<U≤25B60<U≤100025<U≤660考慮到空氣的濕度和人體在不同工作環(huán)境下的電阻，基于安全考慮將車輛電壓分為以下安全級別：①A級：較為安全的電壓等級。直流電壓≤60V；交流電壓≤25V。在此電壓范圍內(nèi)的維護人員不需要采取特殊的放電保護。②B級：對人體會產(chǎn)生傷害，被認為是高壓。在該電壓下必須采取必要的防護設備對維護人員進行保護。四、電氣危害及防護

純電動汽車的高壓組件殼體上都帶有一個標記，售后服務人員或車主均可通過標記直觀看出高壓可能帶來的危險，所用警示牌基于國際標準危險電壓警示標志。如圖所示，高壓警示標識采用黃色底色或紅色底色，圖形上布置有高壓觸電國家標準符號。2.電動汽車中的高壓部件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。售后服務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，高壓導線的某些插接器和高壓安全插接器也采用橙色設計，如圖所示。四、電氣危害及防護

純電動汽車和混合動力汽車都設計有高壓電部分。純電動汽車高壓部件主要分布在車輛底部和前艙，高壓部件主要包括驅(qū)動電機控制器、高壓配電箱、車載充電機、高壓導線、充電插頭、動力電池、驅(qū)動電機及減速器、充電插座、電動壓縮機和PTC加熱器等，如圖。2.電動汽車中的高壓部件五、高壓作業(yè)安全規(guī)定維修人員必須佩帶必要的安全防護用品，如：絕緣手套、防酸堿手套、絕緣鞋、絕緣墊、防護眼鏡等，其耐壓等級必須大于1000V；使用前必須檢查絕緣手套是否有破損、破洞或裂紋等，應完好無損；檢查絕緣手套、絕緣鞋等防護用品，不能帶水進行操作，保證內(nèi)外表面潔凈、干燥；維修作業(yè)前使用警戒欄隔離維修工位區(qū)域，樹立高壓警示牌，警示相關人員；車輛維修現(xiàn)場需鋪設絕緣墊、放置絕緣鉤、以及二氧化碳滅火器等；全程維修過程使用絕緣維修工具。1.高壓安全防護工具和維修工具及其檢查五、高壓作業(yè)安全規(guī)定1）維修開關為了確保維修人員在對電動汽車進行操作時沒有觸電危險，大多數(shù)車輛設計了維修開關。當斷開維修開關時，動力電池的高壓電輸出立即中斷，然后需要等5min才能接觸高壓部件。2）高壓互鎖結(jié)構(gòu)互鎖。當電動汽車的高壓系統(tǒng)中某個插接器被帶電斷開時，動力電池管理器便會檢測到高壓互鎖回路存在斷路（右圖），為保護人員安全，將立即發(fā)出警告并斷開主高壓回路電氣連接，同時激活主動泄放。功能互鎖。當車輛在進行充電或插上充電槍時，電動汽車的高壓電控系統(tǒng)會限制整車不能通過自身驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動，以防止可能發(fā)生的線束拖拽或安全事故。3）碰撞保護當車輛發(fā)生碰撞時，動力電池管理器檢測到碰撞信號大于一定閾值時，會切斷高壓系統(tǒng)主回路的電氣連接，同時通知電機控制器激活主動泄放，從而可使發(fā)生碰撞時的短路危險、人員電擊危險降至最低。2.新能源汽車高壓安全防護五、高壓作業(yè)安全規(guī)定4）高電壓自放電電機控制