任務二 新能源汽車結構認知

情境導入

小劉是一名學習汽車專業的學生，正在某品牌新能源汽車4S店實習。

劉同學：新能源汽車是由哪些部件組成的呢？

技師王：新能源汽車中的電動汽車是一種采用單一動力蓄電池作為動力源的汽車。它利用動力蓄電池作為儲能動力源，通過動力蓄電池向電機提供電能，驅動電機運轉，從而推動汽車行駛。結構上與傳統汽車最大的區別在于動力系統，電動汽車的動力裝置主要由動力蓄電池和驅動電機等部件組成。

學習目標

1.了解電動汽車的基本結構。

2.掌握電動汽車的部件功能。

一、相關知識

1.電動汽車基本結構

電動汽車是在傳統汽車產業鏈基礎之上發展而來的，在車輛結構上與傳統汽車最大的區別在于動力系統。電動汽車的核心結構主要包括動力蓄電池系統、動力驅動系統和整車控制系統三部分，此外還有車輛輔助控制系統以及動力傳動系統等部件，如圖1-11所示。

2.電動汽車部件功能

電動汽車的主要組成部件如圖1-12所示。

（1）動力蓄電池系統

電動汽車動力蓄電池的成本大概占整車成本的50%，因此動力蓄電池的性能決定著整車的性價比。電動汽車的動力蓄電池系統是一個集成的動力能量系統，它通過CAN總線與整車控制系統、充電機、電機控制器等部件進行通信，并協同工作來完成車輛的正常行駛。圖1-13為日產聆風動力蓄電池系統。

（2）動力驅動系統

動力驅動系統是電動汽車的心臟，主要由驅動電機和電機控制器組成。驅動電機是新能源汽車的三大核心部件之一，是車輛行駛的主要執行機構。驅動電機可以根據駕駛人的駕駛意圖，將動力蓄電池的電能轉換為動能來驅動車輛行駛，或者將車輪上的動能反饋到動力蓄電池系統，以實現車輛的再生能量回收工作。圖1-14為驅動電機。

根據GB/T 18488.1—2015《電動汽車用驅動電機系統 第1部分：技術條件》的定義：驅動電機系統是驅動電機、驅動電機控制器及它們工作必須的輔助裝置的組合。驅動電機是將電能轉換成機械能，為車輛行駛提供驅動力的電氣裝置，該裝置也可以具備機械能轉換成電能的功能。驅動電機控制器是指控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控制信號接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。

（3）整車控制器

整車控制器通過采集駕駛信號判斷駕駛人的意愿，根據車輛實際行駛情況、動力蓄電池以及驅動電機的工作狀態合理分配動力，使車輛運行在最佳狀態（圖1-15）。電動汽車以整車控制器為主節點，通過CAN總線網絡對電動汽車動力鏈的各個環節進行管理、協調和監控，以此實現整車的驅動控制、能量優化控制、制動回饋控制以及網絡管理等功能。

（4）高壓配電盒

高壓配電盒是電動汽車高壓電的分配單元。新能源汽車高壓系統普遍采用集中配電方案，其結構設計緊湊、接線布局方便。高壓動力電源直接進入高壓配電盒，然后根據系統需要再分配到各個高壓電氣部件，此外高壓配電盒還集成了部分動力蓄電池管理系統智能控制單元，從而更進一步簡化整車架構。

（5）DC/DC變換器

根據GB/T 24347—2009《電動汽車DC/DC變換器》的術語和定義，DC/DC變換器表示在直流電路中將一個電壓值的電能變換為另一個電壓值的電能的裝置。DC/DC變換器就是直流轉直流的意思，可以將動力蓄電池的高壓直流電轉換為低壓直流電，通常為12V，以此給新能源汽車的基礎電氣系統提供低壓直流電源。

（6）充電機

按照QC/T 895—2011《電動汽車用傳導式車載充電機》的定義，車載充電機是指固定安裝在電動汽車上，將公共電網的電能變換為車載儲能系統所要求的直流電，并給車載儲能系統充電的裝置。充電機能夠根據動力蓄電池管理系統（BMS）提供的數據，動態調節充電時的電流或電壓參數，自動完成充電過程。

（7）輔助控制系統

電動汽車輔助控制系統用于保證和提高車輛的行駛安全性能，主要包括空調、冷卻系統、電動轉向系統、電控制動系統以及安全氣囊等裝置，借助這些輔助設備來提高車輛的安全性和舒適性。

（8）車身基礎電氣系統

車身基礎電氣系統是汽車重要的組成部分之一，相當于電動汽車的神經系統，承擔著基本功能應用、安全警示、能量與信息傳遞等功能，對車輛的動力性、經濟性、安全性和舒適性等有著非常大的影響。汽車基礎電氣系統是現代汽車發展水平的一個重要標志，其科技含量已成為衡量現代汽車檔次的重要指標之一。隨著科技的發展，集成電路和微型電子計算機在汽車上的廣泛應用，電器數量在增加，功率在增大，產品質量、性能在提高，結構更趨于完善。

（9）動力傳動系統

電動汽車驅動電機與車輪之間的動力傳遞裝置稱為動力傳動系統。該系統使車輛具有在各種行駛條件下所必需的牽引力，以及使牽引力與車速之間協調變化的功能。目前，電動汽車的動力傳動系統主要有以下三種布置方案：

第一種與傳統發動機傳動系統布置方案一樣，仍帶有變速器，主要是為了提高電動汽車的起動轉矩及增加低速時電動汽車的后備功率。裝有這種傳動系統的電動汽車主要是由燃油汽車改裝而成的。

第二種布置形式的最大特點是取消了離合器和變速器，因此對驅動電機的要求較高。它不僅要求有較高的起動轉矩，而且要求具有較大的后備功率，以保證電動汽車起步、爬坡、加速超車等動力性能。

第三種布置形式是直接將驅動電機安裝在驅動輪或驅動軸上，直接由電機實現變速、差速、換向。它不僅要求電機性能好，有較高的起動轉矩，較大的后備功率，而且對控制系統的要求也很高。控制系統需要有較高的控制精度，具備良好的可靠性，從而使電動汽車安全、平穩地行駛。

二、任務實施

1.實施準備

（1）實訓物品準備

1）電動汽車整車。

2）車輛防護用品三件套。

3）高壓安全用電警示牌。

4）警示隔離帶。

5）車輛舉升機。

（2）安全注意事項

1）任務實施場地拉設警示隔離帶。

2）關閉點火開關，斷開低壓蓄電池負極連接線。

3）在前機艙內放置高壓安全用電警示牌。

4）嚴禁用手直接觸摸動力電纜（橙色部分）。

5）舉升車輛時，必須規范操作舉升機。

2.實施內容

1）電動汽車主要組成部件認知。

2）電動汽車組成部件功能描述。

3.實施記錄

任務實施記錄單見表1-3。

三、任務檢驗

1.自檢

參與實訓練習的學員自我完成質量檢驗。

2.互檢

由完成相同實操練習項目的學員相互進行質量檢驗。

3.終檢

由專職質量管理人員（教師）進行專業檢查。

四、教學評估

由教師依據教學目標對教學過程及結果進行價值判斷。

復習題

一、填空題

1.按照動力源的不同，新能源汽車可分為__________、__________、__________和__________四種。

2.純電動汽車的英文縮寫為__________。

3.混合動力汽車在電量充足的情況下，低速行駛時可以__________內燃機。

4.截至2019年底，我國新能源汽車增量連續__________年超過100萬輛，呈快速增長趨勢。

5.__________表示在直流電路中，將一個電壓值的電能變換為另一個電壓值的電能裝置。

6.車載充電機固定安裝在電動汽車上，能夠將公共電網的交流電能變換為車載儲能裝置所需要的__________。

二、選擇題

1.（　）工業和信息化部公布《新能源汽車生產企業及產品準入管理規定》第39號令。

A.2015年

B.2016年

C.2017年

D.2018年

2.（　）是指驅動能量完全由電能提供的、由電機驅動的汽車。電機的驅動電能來源于車載可充電儲能系統或其他能量儲存裝置。

A.蓄電池車

B.純電動汽車

C.乙醇燃料汽車

D.混合動力汽車

3.在新能源汽車產業格局中，將（　）三種整車技術列為“三縱”。

A.純電動汽車

B.插電式混合動力汽車（含增程式）

C.燃料電池汽車

D.天然氣汽車

4.在新能源汽車產業格局中，將（　）三種關鍵技術列為“三橫”。

A.動力蓄電池及管理系統

B.驅動電機與電力電子

C.網聯化與智能化

D.車輛ECU控制系統

5.新能源汽車動力蓄電池充電時所用的電力，在用煤炭作燃料發電時也會產生（　）等有害物質。

A.CO

B.SO₂

C.粉塵

D.焦煤

6.向新能源汽車動力蓄電池充電的電力，可以由（　）等能源轉化而來。

A.煤炭

B.水力

C.太陽能

D.風能

三、判斷題

1.純電動汽車的主要優點是行駛過程中完全零排放、結構相對簡單、日常使用的維護成本低。（　）

2.增程式電動汽車是一種在純電動模式下可以達到其所有的動力性能，而當車載可充電儲能系統無法滿足續駛里程要求時，打開車載輔助發電裝置為動力系統提供電能，以延長續駛里程的電動汽車，且該車載輔助供電裝置與驅動系統沒有傳動軸（帶）等傳動連接。（　）

3.混合動力汽車配置的電池數量一般較少。（　）

4.燃料電池電動汽車是一種以燃料電池系統作為單一動力源或者是以燃料電池系統與可充電儲能系統作為混合動力源的電動汽車。（　）

5.《中國制造2025》把節能與新能源汽車列為重點發展的十大領域之一，將汽車強國正式上升為國家戰略。（　）

6.在2018年，工業和信息化部等七部委聯合發布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，辦法中明確了動力蓄電池生產企業產品的設計要求、生產要求和回收責任等。（　）