任務(wù)二 新能源汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知

情境導(dǎo)入

小劉是一名學(xué)習(xí)汽車專業(yè)的學(xué)生，正在某品牌新能源汽車4S店實(shí)習(xí)。

劉同學(xué)：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(dòng)汽車是一種采用單一動(dòng)力蓄電池作為動(dòng)力源的汽車。它利用動(dòng)力蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源，通過動(dòng)力蓄電池向電機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)汽車行駛。結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)汽車最大的區(qū)別在于動(dòng)力系統(tǒng)，電動(dòng)汽車的動(dòng)力裝置主要由動(dòng)力蓄電池和驅(qū)動(dòng)電機(jī)等部件組成。

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)。

2.掌握電動(dòng)汽車的部件功能。

一、相關(guān)知識(shí)

1.電動(dòng)汽車基本結(jié)構(gòu)

電動(dòng)汽車是在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)之上發(fā)展而來(lái)的，在車輛結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)汽車最大的區(qū)別在于動(dòng)力系統(tǒng)。電動(dòng)汽車的核心結(jié)構(gòu)主要包括動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和整車控制系統(tǒng)三部分，此外還有車輛輔助控制系統(tǒng)以及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等部件，如圖1-11所示。

2.電動(dòng)汽車部件功能

電動(dòng)汽車的主要組成部件如圖1-12所示。

（1）動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)

電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池的成本大概占整車成本的50%，因此動(dòng)力蓄電池的性能決定著整車的性價(jià)比。電動(dòng)汽車的動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)是一個(gè)集成的動(dòng)力能量系統(tǒng)，它通過CAN總線與整車控制系統(tǒng)、充電機(jī)、電機(jī)控制器等部件進(jìn)行通信，并協(xié)同工作來(lái)完成車輛的正常行駛。圖1-13為日產(chǎn)聆風(fēng)動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)。

（2）動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的心臟，主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)是新能源汽車的三大核心部件之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以根據(jù)駕駛?cè)说鸟{駛意圖，將動(dòng)力蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛行駛，或者將車輪上的動(dòng)能反饋到動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)車輛的再生能量回收工作。圖1-14為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

根據(jù)GB/T 18488.1—2015《電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng) 第1部分：技術(shù)條件》的定義：驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器及它們工作必須的輔助裝置的組合。驅(qū)動(dòng)電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，為車輛行駛提供驅(qū)動(dòng)力的電氣裝置，該裝置也可以具備機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的功能。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器是指控制動(dòng)力電源與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置，由控制信號(hào)接口電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。

（3）整車控制器

整車控制器通過采集駕駛信號(hào)判斷駕駛?cè)说囊庠福鶕?jù)車輛實(shí)際行駛情況、動(dòng)力蓄電池以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作狀態(tài)合理分配動(dòng)力，使車輛運(yùn)行在最佳狀態(tài)（圖1-15）。電動(dòng)汽車以整車控制器為主節(jié)點(diǎn)，通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行管理、協(xié)調(diào)和監(jiān)控，以此實(shí)現(xiàn)整車的驅(qū)動(dòng)控制、能量?jī)?yōu)化控制、制動(dòng)回饋控制以及網(wǎng)絡(luò)管理等功能。

（4）高壓配電盒

高壓配電盒是電動(dòng)汽車高壓電的分配單元。新能源汽車高壓系統(tǒng)普遍采用集中配電方案，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、接線布局方便。高壓動(dòng)力電源直接進(jìn)入高壓配電盒，然后根據(jù)系統(tǒng)需要再分配到各個(gè)高壓電氣部件，此外高壓配電盒還集成了部分動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)智能控制單元，從而更進(jìn)一步簡(jiǎn)化整車架構(gòu)。

（5）DC/DC變換器

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

（6）充電機(jī)

按照QC/T 895—2011《電動(dòng)汽車用傳導(dǎo)式車載充電機(jī)》的定義，車載充電機(jī)是指固定安裝在電動(dòng)汽車上，將公共電網(wǎng)的電能變換為車載儲(chǔ)能系統(tǒng)所要求的直流電，并給車載儲(chǔ)能系統(tǒng)充電的裝置。充電機(jī)能夠根據(jù)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）提供的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電時(shí)的電流或電壓參數(shù)，自動(dòng)完成充電過程。

（7）輔助控制系統(tǒng)

電動(dòng)汽車輔助控制系統(tǒng)用于保證和提高車輛的行駛安全性能，主要包括空調(diào)、冷卻系統(tǒng)、電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控制動(dòng)系統(tǒng)以及安全氣囊等裝置，借助這些輔助設(shè)備來(lái)提高車輛的安全性和舒適性。

（8）車身基礎(chǔ)電氣系統(tǒng)

車身基礎(chǔ)電氣系統(tǒng)是汽車重要的組成部分之一，相當(dāng)于電動(dòng)汽車的神經(jīng)系統(tǒng)，承擔(dān)著基本功能應(yīng)用、安全警示、能量與信息傳遞等功能，對(duì)車輛的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和舒適性等有著非常大的影響。汽車基礎(chǔ)電氣系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車發(fā)展水平的一個(gè)重要標(biāo)志，其科技含量已成為衡量現(xiàn)代汽車檔次的重要指標(biāo)之一。隨著科技的發(fā)展，集成電路和微型電子計(jì)算機(jī)在汽車上的廣泛應(yīng)用，電器數(shù)量在增加，功率在增大，產(chǎn)品質(zhì)量、性能在提高，結(jié)構(gòu)更趨于完善。

（9）動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)

電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)與車輪之間的動(dòng)力傳遞裝置稱為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)使車輛具有在各種行駛條件下所必需的牽引力，以及使?fàn)恳εc車速之間協(xié)調(diào)變化的功能。目前，電動(dòng)汽車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)主要有以下三種布置方案：

第一種與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)布置方案一樣，仍帶有變速器，主要是為了提高電動(dòng)汽車的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及增加低速時(shí)電動(dòng)汽車的后備功率。裝有這種傳動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)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(diǎn)是取消了離合器和變速器，因此對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求較高。它不僅要求有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且要求具有較大的后備功率，以保證電動(dòng)汽車起步、爬坡、加速超車等動(dòng)力性能。

第三種布置形式是直接將驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)輪或驅(qū)動(dòng)軸上，直接由電機(jī)實(shí)現(xiàn)變速、差速、換向。它不僅要求電機(jī)性能好，有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，較大的后備功率，而且對(duì)控制系統(tǒng)的要求也很高。控制系統(tǒng)需要有較高的控制精度，具備良好的可靠性，從而使電動(dòng)汽車安全、平穩(wěn)地行駛。

二、任務(wù)實(shí)施

1.實(shí)施準(zhǔn)備

（1）實(shí)訓(xùn)物品準(zhǔn)備

1）電動(dòng)汽車整車。

2）車輛防護(hù)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(jī)。

（2）安全注意事項(xiàng)

1）任務(wù)實(shí)施場(chǎng)地拉設(shè)警示隔離帶。

2）關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開低壓蓄電池負(fù)極連接線。

3）在前機(jī)艙內(nèi)放置高壓安全用電警示牌。

4）嚴(yán)禁用手直接觸摸動(dòng)力電纜（橙色部分）。

5）舉升車輛時(shí)，必須規(guī)范操作舉升機(jī)。

2.實(shí)施內(nèi)容

1）電動(dòng)汽車主要組成部件認(rèn)知。

2）電動(dòng)汽車組成部件功能描述。

3.實(shí)施記錄

任務(wù)實(shí)施記錄單見表1-3。

三、任務(wù)檢驗(yàn)

1.自檢

參與實(shí)訓(xùn)練習(xí)的學(xué)員自我完成質(zhì)量檢驗(yàn)。

2.互檢

由完成相同實(shí)操練習(xí)項(xiàng)目的學(xué)員相互進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

3.終檢

由專職質(zhì)量管理人員（教師）進(jìn)行專業(yè)檢查。

四、教學(xué)評(píng)估

由教師依據(jù)教學(xué)目標(biāo)對(duì)教學(xué)過程及結(jié)果進(jìn)行價(jià)值判斷。

復(fù)習(xí)題

一、填空題

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

2.純電動(dòng)汽車的英文縮寫為__________。

3.混合動(dòng)力汽車在電量充足的情況下，低速行駛時(shí)可以__________內(nèi)燃機(jī)。

4.截至2019年底，我國(guó)新能源汽車增量連續(xù)__________年超過100萬(wàn)輛，呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。

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

6.車載充電機(jī)固定安裝在電動(dòng)汽車上，能夠?qū)⒐搽娋W(wǎng)的交流電能變換為車載儲(chǔ)能裝置所需要的__________。

二、選擇題

1.（　）工業(yè)和信息化部公布《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定》第39號(hào)令。

A.2015年

B.2016年

C.2017年

D.2018年

2.（　）是指驅(qū)動(dòng)能量完全由電能提供的、由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電能來(lái)源于車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)或其他能量?jī)?chǔ)存裝置。

A.蓄電池車

B.純電動(dòng)汽車

C.乙醇燃料汽車

D.混合動(dòng)力汽車

3.在新能源汽車產(chǎn)業(yè)格局中，將（　）三種整車技術(shù)列為“三縱”。

A.純電動(dòng)汽車

B.插電式混合動(dòng)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(chǎn)業(yè)格局中，將（　）三種關(guān)鍵技術(shù)列為“三橫”。

A.動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)

B.驅(qū)動(dòng)電機(jī)與電力電子

C.網(wǎng)聯(lián)化與智能化

D.車輛ECU控制系統(tǒng)

5.新能源汽車動(dòng)力蓄電池充電時(shí)所用的電力，在用煤炭作燃料發(fā)電時(shí)也會(huì)產(chǎn)生（　）等有害物質(zhì)。

A.CO

B.SO₂

C.粉塵

D.焦煤

6.向新能源汽車動(dòng)力蓄電池充電的電力，可以由（　）等能源轉(zhuǎn)化而來(lái)。

A.煤炭

B.水力

C.太陽(yáng)能

D.風(fēng)能

三、判斷題

1.純電動(dòng)汽車的主要優(yōu)點(diǎn)是行駛過程中完全零排放、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、日常使用的維護(hù)成本低。（　）

2.增程式電動(dòng)汽車是一種在純電動(dòng)模式下可以達(dá)到其所有的動(dòng)力性能，而當(dāng)車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)法滿足續(xù)駛里程要求時(shí)，打開車載輔助發(fā)電裝置為動(dòng)力系統(tǒng)提供電能，以延長(zhǎng)續(xù)駛里程的電動(dòng)汽車，且該車載輔助供電裝置與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)沒有傳動(dòng)軸（帶）等傳動(dòng)連接。（　）

3.混合動(dòng)力汽車配置的電池?cái)?shù)量一般較少。（　）

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

5.《中國(guó)制造2025》把節(jié)能與新能源汽車列為重點(diǎn)發(fā)展的十大領(lǐng)域之一，將汽車強(qiáng)國(guó)正式上升為國(guó)家戰(zhàn)略。（　）

6.在2018年，工業(yè)和信息化部等七部委聯(lián)合發(fā)布《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，辦法中明確了動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求、生產(chǎn)要求和回收責(zé)任等。（　）