任務(wù)2 純電動汽車的基本控制原理課件講解

任務(wù)2純電動汽車的基本控制原理項目三純電動汽車建議課時：1課時當(dāng)你走向純電動汽車維修車間時，打開純電動汽車前機(jī)艙蓋，你能正確說出里面那些部件的名稱與功能嗎？你能向純電動汽車客戶解釋純電動汽車是如何運行的嗎？1.能夠描述純電動汽車的基本驅(qū)動原理；2.能夠描述純電動汽車的技術(shù)特性；3.能夠描述純電動汽車的運行模式。1.能夠正確識別典型的純電動汽車部件并闡述其功能和原理純電動汽車的運行模式純電動汽車的基本驅(qū)動原理工作準(zhǔn)備實施步驟BDU電能分配單元純電動汽車的技術(shù)特性1.純電動汽車的基本驅(qū)動原理傳統(tǒng)汽車驅(qū)動車輛是依靠內(nèi)燃機(jī)做功，通過變速器調(diào)節(jié)輸出動力的傳統(tǒng)比與方向，再通過傳動軸和車輪實現(xiàn)驅(qū)動車輛。純電動汽車基本驅(qū)動原理（1）基本驅(qū)動部件純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要的部件包括有動力蓄電池、逆變器、帶有電機(jī)的變速單元，如圖所示為典型純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。典型純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（2）基本驅(qū)動過程純電動汽車的驅(qū)動動力來源是動力蓄電池，但是與傳統(tǒng)汽車不同的是，來自動力蓄電池內(nèi)的電能并不是總一直處于輸出狀態(tài)，在純電動汽車中還設(shè)計有能夠回收車輛制動時無用的能量，并回收到動力蓄電池的機(jī)構(gòu)。1）驅(qū)動車輛驅(qū)動時來自動力蓄電池的能量通過BDU、逆變器，再進(jìn)入電機(jī)變速單元實現(xiàn)車輛驅(qū)動。2）回收制動能量制動或車輛減速時，變速單元內(nèi)的電機(jī)將變成發(fā)電機(jī)，將能量通過逆變器、BDU傳回動力蓄電池，為電池充電。（3）主要控制模塊純電動汽車能夠?qū)崿F(xiàn)在不同路況環(huán)境下，快速反應(yīng)并順利驅(qū)動車輛滿足駕駛員需求，并不僅僅是依靠上述幾個動力部件來完成的，整個驅(qū)動系統(tǒng)還需要一套完善的控制模塊。即整車控制器(VCU)、電機(jī)控制器(MCU)和電池管理系統(tǒng)(BMS)，這三個控制器是純電動汽車的核心技術(shù)，對整車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性等有著重要影響。1）VCUVCU是實現(xiàn)整車控制決策的核心電子控制單元。VCU通過采集油門踏板、擋位、剎車踏板等信號來判斷駕駛員的駕駛意圖；通過監(jiān)測車輛狀態(tài)(車速、溫度等)信息，由VCU判斷處理后，向動力系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)發(fā)送控制命令，同時控制車輛其它系統(tǒng)的運行模式。寶馬I3的VCU2）MCUMCU通過接收VCU的車輛行駛控制指令，控制電機(jī)輸出指定的扭矩和轉(zhuǎn)速，驅(qū)動車輛行駛。實現(xiàn)把動力蓄電池的直流電能轉(zhuǎn)換為所需的高壓交流電、并驅(qū)動電機(jī)輸出機(jī)械能。北汽EV200的MCU3）BMSBMS是動力蓄電池最關(guān)鍵的控制模塊，用于檢測動力蓄電池內(nèi)單個電池單元的電壓、電流，并實現(xiàn)多個電池單元之間的均衡控制。動力蓄電池內(nèi)BMS2.純電動汽車的技術(shù)特性（1）高電壓特性純電動汽車的主要特點是具有高電壓。由于純電動汽車的能源供給是動力蓄電池，因此車輛上很多系統(tǒng)的設(shè)計也是圍繞動力蓄電池和高壓來實施的。典型純電動汽車高電壓部件（2）冷卻特性純電動汽車很多部件需要保持穩(wěn)定的工作溫度。大多數(shù)純電動汽車設(shè)計有以下2個熱交換系統(tǒng)：1）動力蓄電池加熱與冷卻動力蓄電池風(fēng)冷結(jié)構(gòu)形式2）逆變器與電機(jī)的冷卻逆變器和電機(jī)的冷卻，用于降低逆變器和電機(jī)工作時產(chǎn)生的高溫，防止部件過熱產(chǎn)生功能失效。電機(jī)冷卻方式結(jié)構(gòu)圖3）其它部件的冷卻純電動汽車中其它部件，例如DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器等部件，由于這些部件在工作時產(chǎn)生的熱量較少，因此通常采用風(fēng)冷的結(jié)構(gòu)形式。車載充電器上的散熱片3.純電動汽車的運行模式純電動汽車的運行模式較為簡單，主要包括動力運行模式和顯示等附屬模式。（1）純電動汽車的動力模式純電動汽車的主控模式是整車控制器VCU。純電動汽車運行時，由整車控制器采集加速踏板和檔位狀態(tài)信息，來判斷駕駛員的駕駛意圖，并結(jié)合動力系統(tǒng)部件狀態(tài)，協(xié)調(diào)動力驅(qū)動系統(tǒng)輸出動力。另外，整車控制器還會同時協(xié)調(diào)動力蓄電池、熱交換系統(tǒng)運行和儀表顯示等輔助功能。（2）純電動汽車?yán)m(xù)航里程的運行策略針對城市出行設(shè)計的純電動車輛，大多數(shù)車輛的續(xù)航里程都可以達(dá)到120Km以上。寶馬I3純電動汽車?yán)m(xù)航里程運行模式無特殊要求無比亞迪E6，或北汽EV系列，或榮威E50，或其它純電動汽車無1.操作前準(zhǔn)備（禁用高電壓系統(tǒng)）實訓(xùn)教師在執(zhí)行該操作任務(wù)前，務(wù)必首先執(zhí)行車輛高電壓的禁用?。?）關(guān)閉點火開關(guān)；（2）斷開蓄電池負(fù)極；（3）手動拆卸車輛高壓維修開關(guān)；（4）等待5分鐘，并設(shè)置明顯的高電壓部件警示標(biāo)識。2.比亞迪E6純電動汽車部件認(rèn)知與識別比亞迪E6為一款新能源、新動力、純電動乘用車，是比亞迪著力打造的環(huán)保產(chǎn)品。車身為承載式車身，縱梁為前后貫通式，動力電池與車身有機(jī)的融為一體，充分保證電池和整車的安全。比亞迪E6（1）E6主要高壓部件布置車前部主要有逆變器、電力分配BDU、驅(qū)動電機(jī)的變速單元和驅(qū)動輪；車輛后部有動力蓄電池、充電接口、車載充電器、DC-DC轉(zhuǎn)換器等。（2）主要部件識別1）動力蓄電池E6的動力蓄電池安裝在車輛的底盤下方，電池能量管理器BMS被布置在后備箱的備胎底部。比亞迪E6動力蓄電池2）驅(qū)動電機(jī)及變速單元比亞迪E6現(xiàn)在使用的電機(jī)為交流無刷永磁同步電機(jī)，由電機(jī)控制器控制，輸出的動力經(jīng)過變速單元的齒輪減速機(jī)構(gòu)直接傳遞給傳動軸。電機(jī)與變速單元的齒輪減速機(jī)構(gòu)3）DC/DC轉(zhuǎn)換器及空調(diào)驅(qū)動器DC/DC及空調(diào)驅(qū)動器如圖比亞迪E6DC/DC轉(zhuǎn)換器及空調(diào)驅(qū)動器4）高壓配電箱高壓配電箱如圖所示。它是整車高壓配電裝置，主要作用是電源分配、接通、斷開。比亞迪E6高壓配電箱5）漏電傳感器漏電傳感器如圖所示。它位于后排座椅底部，主要用于監(jiān)測動力電池與車身的漏電電流。比亞迪E6漏電傳感器6）維修開關(guān)維修開關(guān)如圖所示。它是電動車輛中一種常用的手動操作設(shè)備，用于斷開車輛中的高壓電，從而對車輛進(jìn)行維修檢查工作。比亞迪E6維修開關(guān)7）充電接口比亞迪E6支持車載快充和慢充的充電方式。布置在車輛左側(cè)的充電接口和車載充電器用于將來自家用的220V交流電轉(zhuǎn)換為330V直流電給動力電池充電。圖所示為車輛的充電接口比亞迪E6充電接口位置3.北汽EV200純電動汽車部件認(rèn)知與識別北汽EV200是北汽新能源汽車推出的一款純電動汽車，采用三元鋰電池，續(xù)航里程在200—260Km。EV200高壓系統(tǒng)部件位置示意圖（1）前機(jī)艙內(nèi)部部件機(jī)艙的布置分上下兩層，下層是驅(qū)動電機(jī)與變速單元，上層的零部件及管線通過集成安裝支架固定在車身縱梁上。EV200前機(jī)艙內(nèi)部部件（2）動力蓄電池EV200動力蓄電池包含有電池能量管理系統(tǒng)BMS，在向全車提供電能的同時，還支持對高壓電池的電量計算評估、安全監(jiān)測、充放電控制、漏電監(jiān)測以及電池的電量平衡。EV200動力蓄電池（3）電機(jī)與PDU部件逆變器與電機(jī)控制器其將動力蓄電池提供的直流電，轉(zhuǎn)化為交流電，然后輸出給電機(jī)；通過電機(jī)的正轉(zhuǎn)來實現(xiàn)整車加速、減速；通過電機(jī)的反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)倒車。

EV200電機(jī)、逆變器與電機(jī)控制器（4）PDU北汽新能源從2016年以后生產(chǎn)的純電動汽車，已將DC/DC轉(zhuǎn)換器、高壓控制盒（BDU）、車載充電器統(tǒng)一到一個部件PDU中，由PDU完成上述3個部件的功能，集成度更高。如圖

EV200PDU部件功能示意圖（5）高壓/低壓線束1）驅(qū)動電機(jī)高壓線束如圖驅(qū)動電機(jī)高壓線束2）高壓母線如圖所示。將動力電池的直流電輸送到PDU。高壓母線3）快充線束如圖所示。將高壓直流電通過快充線束輸送到PDU，經(jīng)高壓母線傳輸?shù)絼恿﹄姵??？斐渚€束4）電動壓縮機(jī)高壓線束如圖電動壓縮機(jī)高壓線束5）PTC高壓線束如圖所示。將PDU輸出的高壓直流電通過線束傳輸?shù)絇TC加熱器。PTC高壓線束6）DC/DC正極線束如圖所示。連接著DC/DC正極端，其作用是在車輛啟動后，DC/DC將動力電池輸入的高壓電轉(zhuǎn)變成低壓12伏，通過線束向蓄電池充電，以保證行車時低壓用電設(shè)備正常工作。DC/DC正極線束7）DC/DC負(fù)極搭鐵線束如圖DC/DC負(fù)極線束8）PDU低壓線束如圖PDU低壓線束9）電機(jī)控制器低壓線束如圖電機(jī)控制器低壓線束（6）驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動電機(jī)為整車提供動力，通過電機(jī)的正轉(zhuǎn)來實現(xiàn)車輛的前進(jìn)、加速、減速；通過電機(jī)的反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)倒車。驅(qū)動電機(jī)U、V、W三相接線如圖驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動電機(jī)接線（7）動力電池動力電池，為整車提供動力源。動力電池高壓接插件，經(jīng)高壓母線連接至PDU，為全車高壓部件供電。如圖所示。動力電池動力電池高壓接插件（8）充電口1）慢充充電口北汽EV160、EV200在傳統(tǒng)汽車油箱蓋位置的是其慢充充電口，如圖北汽新能源汽車慢充充電口2）快充充電口車輛正前方車標(biāo)位置的為快速充電口，如圖北汽新能源快充充電口3）慢充線束慢充線束如圖所示，將慢充充電槍傳輸?shù)慕涣麟?，通過慢充線束傳輸?shù)絇DU車載充電模塊。慢充線束（1）純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要的部件包括有動力蓄電池、逆變器、帶有電機(jī)的變速單元。（2）純電動汽車制動或減速時，將能量通過逆變器、BDU傳回動力蓄電池，為電池充電。（3）純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)需要一套完善的控制模塊：即整車控制器(VCU)、電機(jī)控制器(MCU)

和電池管理系統(tǒng)(BMS)。（4）動力蓄電池的冷卻和加熱系統(tǒng)，用于維持電池在最佳的工作溫度。（5）滑行或者減速的時候，整車控制器能夠進(jìn)行制動能量的回收。（1）純電動汽車動力蓄電池內(nèi)的電能一直處于輸出狀態(tài)。

（錯）（2）當(dāng)電機(jī)的溫度超過一定值以后，電機(jī)的輸出功率會降低。

（對）（3）當(dāng)外部充電線連接在純電動汽車上時，控制系統(tǒng)將禁止車輛移動。（對）（4）當(dāng)ABS被激活或者ABS故障的時候，制動能量回收功能不受影響。（錯）（5）動力電池為比亞迪汽車核心技術(shù)，采用磷酸鐵鋰電池。

（對）（1）純電動汽車高壓動力電池的電能主要提供給？（ABCD）A.逆變器控制模塊B.高壓壓縮機(jī)C.PTC加熱器D.DC-DC轉(zhuǎn)化器（2）逆變器控制模塊的主要作用是？（AB）A.控制驅(qū)動電機(jī)的運