學習情境一：新能源汽車使用安全學習單元1.2電工安全基礎課程內(nèi)容12345任務導入學習目標理論知識拓展閱讀實踐技能6單元小結任務導入小王是某純電動汽車4S店剛入職的維修工，師傅讓小王抓緊學習汽車電工基本技能，以便快速的了解新能源汽車并能完成簡單的維護維修作業(yè)。小王學習三極管的開關作用時不是很理解，你能告訴小王三極管是如何“開”和“關”的嗎？學習目標能通過與客戶交流、查閱相關維修技術資料等方式獲取車輛信息。能識別新能源汽車常用的電力電子器件。能說出新能源汽車常用電力電子器件的作用和工作特性。能進行簡單的電路連接，對二極管、三極管、MOS管等器件進行測試。能識別新能源汽車高壓系統(tǒng)部件及線束。能說出新能源汽車高低壓標準及高壓危害。7.能敘述新能源汽車觸電的幾種方式。8.能進行簡單的急救操作。理論知識電工常用術語和新能源汽車電力電子器件基本電路與信號集成電路與控制器新能源汽車高壓系統(tǒng)及高低壓標準高壓危害新能源汽車觸電的方式急救理論知識1．電的三要素（1）電流：指流經(jīng)電路的電流量，單位為安培，常用字母A表示。（2）電壓：使電流流過電路的一種壓力，單位為伏特，常用字母V表示。電壓越高，流過電路的電流就越大。（3）電阻：電子通過物體的困難程度，單位為歐姆，常用字母Ω表示。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識2．電的三大效應（1）熱效應當電流經(jīng)過電阻時，電阻會產(chǎn)生熱的現(xiàn)象，如點煙器、熔斷絲等。（2）光效應當電流經(jīng)過電阻時，電阻會發(fā)光，如燈泡。（3）電磁感應當電流經(jīng)過導體或線圈時，導體或線圈周圍空間會產(chǎn)生電磁場，如交流發(fā)電機、繼電器等。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識3．電壓（1）電壓值變化而極性保持不變的電壓稱為直流電壓（2）數(shù)值大小和極性不斷變化的電壓稱為交流電壓1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識4．電流電壓是產(chǎn)生電流的原因，只有在閉合的電路內(nèi)才會有電流流動。電流有直流電流、交流電流和脈動電流三種。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識5.電阻電阻元件是反映電流熱效應的理想電路元件，用字母R表示。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識導體本身的電阻取決于導體的尺寸、電阻率和溫度。導體越長電阻值越大，導體橫截面越大電阻越小。電阻可分為定值電阻、可調(diào)電阻和敏感電阻。按封裝類型不同，電阻有直插式電阻和貼片式電阻兩種。按電阻材料不同，有金屬膜電阻、碳膜電阻、水泥電阻、繞線電阻。按功率大小不同，可分為1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W等等。按精度不同，可分為普通電阻和精密電阻。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識電阻作用：分壓器、分流器、負載電阻、取樣電阻等等。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識6．電容任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體（包括導線）間都構成一個電容器。組成電容器的兩個導體稱為極板，中間的絕緣材料稱為電介質(zhì)。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識常用電容按介質(zhì)區(qū)分有紙介電容、油浸紙介電容、金屬化紙介電容、云母電容、薄膜電容、陶瓷電容、電解電容等。在構造上，電容又分為固定電容器和可變電容器。電容器對直流電阻力無窮大，即電容器具有隔直流作用；電容器對交流電的阻力受交流電頻率影響，頻率越高，阻力越?。活l率越低，阻力越大。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識電容器是儲存和容納電荷的裝置，也是儲存電場能量的裝置。廣泛應用于隔直、耦合、旁路、濾波、調(diào)諧回路、能量轉(zhuǎn)換等方面。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識由于電容的儲能作用，當電路斷電后，電容兩端的電荷不能瞬間消失，需要對外放電才能使電容兩端電壓降為0V，所以在電容沒有放電完成前，不要觸碰電容正負極，以免觸電。高壓電容1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識7．線圈和電感線圈在新能源汽車上有多種應用，例如在車輛電氣系統(tǒng)上用在電機和繼電器內(nèi)；在車輛電子系統(tǒng)上，用在感應式傳感器內(nèi)，用于測量轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)。另外，線圈還用于能量輸送，例如變壓器。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識電感是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應能力的物理量。給一個線圈通入電流，線圈周圍就會產(chǎn)生磁場，線圈就有磁通量通過。磁力線的形狀為閉合的圓圈。磁場的方向可通過右手螺旋定則判斷。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識8．電磁感應導體或線圈在磁場中運動時，導體或線圈內(nèi)就會產(chǎn)生一個電壓；或者磁場強度改變時，導體或線圈內(nèi)也會產(chǎn)生電壓，該過程稱為電磁感應，產(chǎn)生的電壓稱為感應電壓。感應電壓的大小與磁場強度、電導體移動速度或磁通量的變化率等因素有關。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識9．半導體半導體是電導率處于強導電性金屬和絕緣體之間的的材料。為了有目的地影響或控制半導體的電導率，將雜質(zhì)摻入半導體，摻雜時加入具有特定晶體結構的不同化合價外部原子。在室溫條件下半導體的導電性很低，半導體收到熱、光、電壓形式的能力或磁場影響時，其電導率就會發(fā)生變化。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識（1）二極管二極管是一種由兩種不同的半導體區(qū)域，即P層和N層構成的電子元件。使用塑料或金屬外殼對半導體晶體進行保護，以免受到機械損傷。兩種半導體層與外部進行電氣連接，P層形成陽極，N層形成陰極。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識二極管特性：單向?qū)щ娦远O管按材料分有硅二極管和鍺二極管。硅二極管的開啟電壓一般在0.7V左右，鍺二極管開啟電壓一般在0.3V左右。二極管的作用有整流、檢波、穩(wěn)壓等，是常用的電子元件之一。汽車上用到很多發(fā)光二極管（LED）、光敏二極管、穩(wěn)壓二極管和整流二極管等。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識（2）晶體管晶體管是由三個半導體層組成的電子元件，又稱三極管。每個半導體層都有一個電氣接頭。根據(jù)半導體層的分布方式不同分為NPN型三極管和PNP型三極管。這三個半導體層及其接頭稱為發(fā)射極（E）、基極（B）和集電極（C）。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識三極管有截止、放大、飽和三種工作狀態(tài)。放大狀態(tài)主要應用于模擬電路中。數(shù)字電路主要使用的是三極管的開關特性，是一種電流控制型半導體器件。在功率電路中，常見三極管當做電子開關使用，用來驅(qū)動功率器件，實現(xiàn)小電流控制大電流的目的。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識三極管的應用：

NPN三極管PNP三極管1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件

理論知識（3）MOS管（場效應管）MOS管的英文全稱為MOSFET（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor），即金屬氧化物半導體型場效應管，屬于場效應管中的絕緣柵型。G稱為MOS管的柵極，S稱為MOS管的源極，D稱為MOS管的漏極。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識MOS管與二極管和三極管不同。二極管只能通過正向電流，反向截止，不能控制；三極管通俗講就是小電流放大成受控的大電流，功率較??；MOS管是實現(xiàn)小電壓控制大電流，功率較大。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識MOS管按溝道材料類型不同，分為N溝道和P溝道兩種；按導電方式不同，MOS管又分耗盡型與增強型。MOS場效應晶體管分為N溝道耗盡型和增強型、P溝道耗盡型和增強型四大類。MOS管是多數(shù)載流子參與導電，溫度穩(wěn)定性好，開關頻率高，功耗低。在電力電子電路中，MOS管通常被用于放大電路或大功率開關電路，例如電磁爐的加熱控制、小功率電機的驅(qū)動控制等。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識MOS管應用舉例：電機正反轉(zhuǎn)控制：1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識（4）IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）稱為絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅(qū)動式功率半導體器件，其輸入極為MOSFET，輸出極為PNP晶體管。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識IGBT驅(qū)動功率小、開關速度快、飽和壓降低、容量大，可正常工作于幾十kHz頻率范圍內(nèi)，非常適合應用于直流電壓為600V及以上的控制系統(tǒng)，如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動、新能源汽車等領域。1.2.1電工常用術語和新能源汽車電力電子器件理論知識1．基本電路1.2.2基本電路與信號理論知識2．模擬信號和數(shù)字信號十進制二進制數(shù)字信號000010012010301141005101611071111.2.2基本電路與信號理論知識集成電路簡稱IC（integratedcircuit），是通過特殊的半導體工藝方法，把晶體管、電阻及電容等電路元器件和他們之間的連線，全部集成在同一塊半導體基片上，最后在進行封裝，做成一個完整的電路。1.2.3集成電路與控制器理論知識將IC芯片、電阻、電容、電感、二極管、三極管、MOS管、IGBT等電力電子器件焊接在電路板上，再將控制程序下載到IC芯片內(nèi)，就構成了一個控制器。1.2.3集成電路與控制器理論知識控制電路負責完成信號的接收、調(diào)理、電壓轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的計算、分析與處理、通信等，功率電路完成對繼電器、燈光、電機、指示燈等部件的驅(qū)動控制。1.2.3集成電路與控制器理論知識具有高電壓系統(tǒng)是新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的最大區(qū)別之一。1.2.4新能源汽車高壓系統(tǒng)及高低壓標準理論知識中華人民共和國國家標準GB/T18384.3—2015電動汽車安全要求第3部分，人員觸電防護標準：A級為低壓，不要求提供觸電防護；B級為高壓，對于任何B級電壓電路的帶電部件，都應為人員提供危險接觸的防護。1.2.4新能源汽車高壓系統(tǒng)及高低壓標準理論知識在車輛系統(tǒng)中，高壓系統(tǒng)線束和插頭均為橙色。在帶電作業(yè)時必須采取防護措施。1.2.4新能源汽車高壓系統(tǒng)及高低壓標準理論知識如果新能源汽車的用戶和維修者對高壓系統(tǒng)缺乏了解,在對車輛進行清洗或維護保養(yǎng)時很可能會操作不當，引發(fā)觸電，對人員造成傷害甚至死亡。觸電，是指人體觸及帶電體時，電流對人體所造成的傷害。觸電可分為電傷和電擊兩種。1.2.5高壓危害理論知識電傷是指由于電流的熱效應、化學效應和機械效應對人體的外表造成的局部傷害，如電灼傷、電烙印和皮膚金屬化等。電擊是指電流流過人體內(nèi)部造成人體內(nèi)部器官的傷害。電擊使人致死的原因有三方面：（1）流過心臟的電流過大、持續(xù)時間過長引起“心室纖維性顫動”而致死。（2）電流作用使人窒息而死亡。（3）電流作用使心臟停止跳動而死亡。1.2.5高壓危害理論知識通過人體的電流所引發(fā)的后果取決于接觸位置電壓的強度、流動的電流的強度、電流的持續(xù)時間、電流的路徑（最糟的情況是通過心臟）和電流的頻率。I=U/R=288V/1080Ω=0.27A1.2.5高壓危害理論知識通過人體的電流可分為感知電流、擺脫電流和致命電流三類。（1）感知電流：指電流流過人體時可引起感覺的最小電流。成年男性平均感知電流約為1.1mA(有效值)；成年女性約為0.7mA。（2）擺脫電流：是指人在觸電后能夠自行擺脫帶電體的最大電流。成年男性平均擺脫電流約為16mA；成年女性平均擺脫電流約為10.5mA；兒童的擺脫電流較成人要小。（3）致命電流：是在短時間內(nèi)危及生命的最小電流，其最小電流即致命閾值。致命電流與電流持續(xù)時間關系密切。1.2.5高壓危害理論知識1.2.5高壓危害理論知識1．車輛無絕緣故障情況下的觸電車輛無絕緣故障情況下，當身體（尤其是雙手）同時觸碰高壓正、負極時會發(fā)生觸電。可采取的防護措施：佩戴絕緣手套。1.2.6新能源汽車觸電方式理論知識2．車輛存在絕緣故障情況下的觸電1）車輛存在高壓負極絕緣故障如果車輛存在高壓負極絕緣故障，當身體同時觸碰高壓正極和車身時會發(fā)生觸電?？刹扇〉姆雷o措施：穿戴絕緣手套、絕緣服、絕緣鞋、絕緣頭盔。1.2.6新能源汽車觸電方式理論知識2）車輛存在高壓正極絕緣故障如果車輛存在高壓正極絕緣故障，當身體同時觸碰高壓負極和車身時會發(fā)生觸電。可采取的防護措施：穿戴絕緣手套、絕緣服、絕緣鞋、絕緣頭盔。1.2.6新能源汽車觸電方式理論知識3）車輛存在高壓負極絕緣故障，且車身與大地連通如果車輛存在高壓負極絕緣故障，且車身與大地連通，當用戶或維修人員腳與大地導通，身體觸碰高壓正極時會發(fā)生觸電?？刹扇〉姆雷o措施：穿戴絕緣手套、絕緣服、絕緣鞋、絕緣頭盔。1.2.6新能源汽車觸電方式理論知識4）車輛存在高壓正極絕緣故障，且車身與大地連通如果車輛存在高壓正極絕緣故障，且車身與大地連通，當用戶或維修人員腳與大地導通，身體觸碰高壓負極時會發(fā)生觸電?？刹扇〉姆雷o措施：穿戴絕緣手套、絕緣服、絕緣鞋、絕緣頭盔。1.2.6新能源汽車觸電方式理論知識5）車輛存在高壓負極絕緣故障，雨天充電如果車輛存在高壓負極絕緣故障，且在雨天使用快充樁充電時，雨水會導致車身與大地連接，當用戶或維修人員腳與大地導通，身體觸碰快充正極時會發(fā)生觸電。可采取的防護措施：穿戴絕緣手套、絕緣服、絕緣鞋。1.2.6新能源汽車觸電方式理論知識6）車輛存在高壓正極絕緣故障，雨天充電如果車輛存在高壓正極絕緣故障，且在雨天使用快充樁充電時，雨水會導致車身與大地連接，當用戶或維修人員腳與大地導通，身體觸碰快充負極時會發(fā)生觸電?？刹扇〉姆雷o措施：穿戴絕緣手套、絕緣服、絕緣鞋。1.2.6新能源汽車觸電方式理論知識

1.電氣傷害救助在發(fā)生意外事故、公共危險或緊急危難時具有急救資格且能保證自己生命安全的情況下，應立即采取救助措施。對于觸電人員的救助，要注意以下幾點：保持冷靜，切勿直接觸碰接觸電壓的人員！如果可能的話，立即切斷電力設備的電源！（在高電壓車輛上關閉點火開關或者立即拔下保養(yǎng)插頭）使用不導電的工具（木板，掃帚柄等）將傷者或者電流導體與電源分開。1.2.7急救理論知識（1）如果傷者無法對話時救援人員可采取的措施：最緊要的是確認傷者的生命機能，如脈搏和呼吸！立即呼叫或者讓人聯(lián)系急救醫(yī)生！在醫(yī)生到來之前進行人工呼吸及心肺復蘇！注意：心搏驟停一旦發(fā)生，如得不到即刻及時地搶救復蘇，4～6min后會造成患者腦和其他人體重要器官組織的不可逆的損害，因此心搏驟停后的心肺復蘇必須在現(xiàn)場立即進行。如傷者呼吸中斷：使用除顫器（如果有）?。?）如果傷者可以對話時可采取的措施：可能的情況下冷卻灼傷傷口，并使用消過毒的、不掉毛的毛巾覆蓋！即使其本人拒絕，傷者也必須交由醫(yī)生救治?。ǚ乐惯t發(fā)性后遺癥）。1.2.7急救理論知識心肺復蘇：1.2.7急救理論知識2.電氣火災救助電氣火災救助要注意以下幾點：做好自我防護，切勿吸入煙氣！向消防部門報警。當消防人員到場后須告知火災涉及的高壓汽車。需要的情況下，去除附近的火源，或者使用覆蓋法確保安全。在撲滅電力設備上的火災時須使用CO2、或者干粉滅火器，也可使用滅火毯。不可使用CO2滅火器為身上著火的人滅火（窒息危險）！1.2.7急救理論知識當新能源汽車著火時，可使用干粉滅火器滅火。當發(fā)生大面積或大的火災時，持續(xù)大量的澆水也同樣可以熄滅動力電池火災（使用少量的水，如只用一桶，是危險的，實際上將加劇動力電池火災的程度）。1.2.7急救拓展閱讀1.2.8心肺復蘇（CPR）操作流程實踐技能安全提示三極管開關實驗1.2.9三極管開關實驗實踐技能電路連接要規(guī)范，檢查無誤后再接通設備電源；發(fā)光二極管極性不要接反；發(fā)現(xiàn)有人觸電，應立即切斷電源進行搶救，在未脫離電源前不準直接接觸觸電者；發(fā)生火災，正確選擇滅火器進氣滅火。安全提示實踐技能三極管開關實驗1.器材準備2.電路連接3.上電實驗1.2.9三極管開關實驗實踐技能1.器材準備穩(wěn)壓電源1臺、面包板1塊、NPN型三極管1只、阻值500Ω左右的電阻