新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修教學(xué)教案95

新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修

教案

課程信息

《新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理

課程名稱(chēng)授課專(zhuān)業(yè)新能源，黃技術(shù)

與檢修》

必修課公共課（）；專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課（）；專(zhuān)業(yè)課（V）；

課程類(lèi)型

選修課限選課（）；任選課（）；專(zhuān)業(yè)拓展課（）

講授（）；實(shí)踐課（）；

授課方式考核方式考試（）；考查（V）

其它（V）

課程教學(xué)

32學(xué)時(shí)學(xué)分?jǐn)?shù)2學(xué)分

總學(xué)瞰

學(xué)時(shí)分配理論課32時(shí)，實(shí)踐課

新能源汽車(chē)充電系劉祖其西安電子科技

教材名稱(chēng)作者出版社

統(tǒng)原理與檢修[M]王躍進(jìn)大學(xué)出版社

978-7-5606-出版

書(shū)號(hào)

6545-0/U時(shí)間2022.08

新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢

班級(jí)課程名稱(chēng)

修

授課教師授課課時(shí)2

學(xué)習(xí)課題新能源汽車(chē)知識(shí)

(1)了解新能源汽車(chē)的概念和我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展?fàn)顩r；

(2)掌握新能源汽車(chē)的類(lèi)型及技術(shù)特點(diǎn)，會(huì)利用相關(guān)文獻(xiàn)檢索

國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)知識(shí)；

(3)了解國(guó)內(nèi)外主要新能源汽車(chē)廠(chǎng)商和品牌；

(4)了解新能源汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)。

了解純電動(dòng)汽車(chē)的工作原理和主要特點(diǎn)；

教學(xué)基本(5)

要求

(6)掌握純電動(dòng)汽車(chē)的主要部件名稱(chēng)、功能和安裝位置；

(7)掌握純電動(dòng)汽車(chē)的基本操作方法。

(8)了解純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池及其性能指標(biāo)；

(9)掌握純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池工作要求及結(jié)構(gòu)；

(10)掌握純電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的種類(lèi)及特點(diǎn)；

(11)了解動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的工作原理。

了解純電動(dòng)汽車(chē)的工作原理和主要特點(diǎn)；掌握純電動(dòng)汽車(chē)的基本

教學(xué)重點(diǎn)、

操作方法；掌握純電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的種類(lèi)及特點(diǎn)；了解動(dòng)力電池

難點(diǎn)

管理系統(tǒng)的工作原理。

教學(xué)方法、手

案例導(dǎo)入法、講授法、小組討論法

段

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)導(dǎo)入——專(zhuān)題講解——問(wèn)題分析討論——練習(xí)——?dú)w納總結(jié)

參考案例來(lái)自教材、相關(guān)參考書(shū)

教具、教材教學(xué)課件PPT、教學(xué)錄像片

教師學(xué)期授課教案

時(shí)

教

間

學(xué)

分

方

授課提綱及重難點(diǎn)分析配

法

及

設(shè)

旁

計(jì)

注

第1章新能源汽車(chē)知識(shí)

1.1新能源汽車(chē)發(fā)展概述

1.1.1新能源汽車(chē)的發(fā)展背景

2012年7月9日，由國(guó)務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃（2011

-2020年）》正式明確了我國(guó)節(jié)能與新能源汽車(chē)發(fā)展的技術(shù)路線(xiàn)和主要目標(biāo)：

?以純電驅(qū)動(dòng)為新能源汽車(chē)發(fā)展和汽車(chē)工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向

?重點(diǎn)推進(jìn)純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化

?推廣普及非插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、節(jié)能內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)

?提升我國(guó)5氣車(chē)產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平約

2020年11月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-

2035年）》，要求深入實(shí)施發(fā)展新能源汽車(chē)國(guó)家戰(zhàn)略，推動(dòng)中國(guó)新能源汽車(chē)70

產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，加快建設(shè)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)。

據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：2019年全年我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分min

別完成124.2萬(wàn)輛和120.6萬(wàn)輛2020年全年我國(guó)新能源汽車(chē)?yán)塾?jì)產(chǎn)銷(xiāo)量136

萬(wàn)輛。

據(jù)2021年12月10日中央電視臺(tái)新聞報(bào)道：2021年1~11月我國(guó)新能

源汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)到302.3萬(wàn)輛。

據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)2022年1月19日統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):2021年我國(guó)新能源汽

車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別達(dá)到354.5萬(wàn)輛和352.1萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)均為1.6倍。

1.1.2新能源汽車(chē)的概念

新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源，綜合車(chē)輛的動(dòng)力控

制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、技術(shù)原理先進(jìn)的汽車(chē)。

2017年1月6日工業(yè)和信息化部（簡(jiǎn)稱(chēng)工信部）發(fā)布的第39號(hào)部令《新

能源;氣車(chē)生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定》第三條對(duì)新能源汽車(chē)進(jìn)行了定義：采

用新型動(dòng)力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，包括插電式混合動(dòng)力

（含增程式）汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)等。

1.13新能源汽車(chē)的分類(lèi)及特點(diǎn)

新能源汽車(chē)包括混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽

車(chē)、超級(jí)電容汽車(chē)、燃?xì)馄?chē)、醇類(lèi)酸類(lèi)燃料汽車(chē)、太陽(yáng)能汽車(chē)、生物柴油汽

車(chē)等。在我國(guó)，新能源汽車(chē)主要是指純電動(dòng)汽車(chē)、增程式電動(dòng)汽車(chē)、插電式混

合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē)等。新能源汽車(chē)部件分布圖如圖11所示。新

能源汽車(chē)結(jié)構(gòu)圖如圖12所示。

電，分配a制般高限VttAFF〃拉式M”>Q號(hào)改過(guò)代遑

式依H式接考造按吩械21

小4?X4*?A.M

電算分配雇aIt*

真空施

圖1-2新能源汽車(chē)結(jié)構(gòu)圖

1混合動(dòng)力;氣車(chē)

混合動(dòng)力汽車(chē)是指油電混合動(dòng)力汽車(chē)（HybridElectricV

ehic1e,HEV）,即采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)或汽油機(jī)）和電動(dòng)機(jī)

作為動(dòng)力源，也有的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)改造使用其他替代燃料，例如壓縮天然氣、丙

烷和乙醇燃料等。

混合動(dòng)力裝置既發(fā)揮了發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、動(dòng)力性能好的優(yōu)點(diǎn)，又具

備電動(dòng)機(jī)無(wú)污染、低噪聲的特性，二者取長(zhǎng)補(bǔ)短，可使汽車(chē)的熱效率提高10%

以上，廢氣排放改善30%以上。

1）混合動(dòng)力汽車(chē)的分類(lèi)

2）混合動(dòng)力汽車(chē)的特點(diǎn)

2純電動(dòng)汽車(chē)

純電動(dòng)汽車(chē)是采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，是用可充電蓄電池或其他能量?jī)?chǔ)存裝

置為動(dòng)力源，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛,符合道路交通、安全法規(guī)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)

要求的車(chē)輛。純電動(dòng)汽車(chē)不需要其他能量，如汽油、柴油等，其電力可以通過(guò)

多種路徑獲得能源，如煤、核能、水力、風(fēng)力、光、熱等，可解除人們對(duì)石油

資源日見(jiàn)枯竭的擔(dān)心。純電動(dòng)汽車(chē)可以通過(guò)家用電源（普通插座）、專(zhuān)用充電

樁或者特定的充電場(chǎng)所進(jìn)行充電，還可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力

充電，使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用，滿(mǎn)足日常的行駛需求，大大提高其經(jīng)濟(jì)

效益。純電動(dòng)汽車(chē)的構(gòu)造如圖16所示。

3燃料電池電動(dòng)汽車(chē)

燃料電池電動(dòng)汽車(chē)是一種不燒燃料而直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化

學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。燃料電池電動(dòng)汽車(chē)如圖17所示。

薛動(dòng)電機(jī)

4氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)

氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)是以氫氣為動(dòng)力的汽車(chē)。與普通汽車(chē)相比，氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)具

有明顯的優(yōu)7勢(shì)。氫氣在燃燒的過(guò)程中，只排出水蒸氣而不是二氧化碳等污染

性廢氣,既可以無(wú)限循環(huán),又不會(huì)污染環(huán)境；它的燃料效稻E常高,可以將氫

能的60%~80%轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)能，而普通汽車(chē)的轉(zhuǎn)化率僅為25%~3

0%。氫發(fā)動(dòng)機(jī)如圖18所示。寶馬7系氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)如圖19所示。

直發(fā)動(dòng)機(jī):

5超級(jí)電容汽車(chē)

超級(jí)電容汽車(chē)的外觀(guān)與普通無(wú)軌電車(chē)相似，只是車(chē)頂部沒(méi)有兩根"辮子"。

電車(chē)底部裝了一種超級(jí)電容，車(chē)輛進(jìn)站后的上下客間隙，車(chē)頂充電設(shè)備隨即自

動(dòng)升起，搭到充電站的電纜上，通過(guò)200A的電流完成充電。國(guó)產(chǎn)超級(jí)電容

客車(chē)如圖1-11所不。

6其他新能源汽車(chē)

1）燃?xì)馄?chē)

2）乙醇汽車(chē)

3）甲醇汽車(chē)

4）太陽(yáng)能汽車(chē)

1.1.4國(guó)內(nèi)外主要新能源汽車(chē)簡(jiǎn)介

1國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)部分代表車(chē)型

國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)部分代表車(chē)型如表1-1所示。

a1-I國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)部分代表車(chē)型

生產(chǎn)廠(chǎng)商晶牌/乍金半輛類(lèi)型

豐田iA5.C-HRa擎.卡羅拉新能源純電動(dòng)，油電混合動(dòng)力?插電式油電混介動(dòng)力

奧迪A6L?c-tron?A8L純電動(dòng)?油電混合動(dòng)力.據(jù)電式油電混合動(dòng)力

寶馬宣馬i3.寶馬i4.寶馬x5純電動(dòng)?油電混合動(dòng)力?插電式混合動(dòng)力

大眾寶來(lái)?帕伊特混動(dòng)純電動(dòng).插電式油電混合動(dòng)力

特斯拉ModelY.PHEV純電動(dòng),插電式油電混合動(dòng)力

比亞迪區(qū)EV.#PLUS線(xiàn)電動(dòng)?插電式油電混合動(dòng)力

本田絳樂(lè).學(xué)域稅.世校PHEV純電動(dòng)，油電混合動(dòng)力?插電式油電混合動(dòng)力

叁婉EQC.CiftCoupe.E級(jí)混動(dòng)純電動(dòng).油電混合動(dòng)力.據(jù)電式油電混合動(dòng)力

吉利帝豪EV.ia）N.能越ePro純電動(dòng),油電混合動(dòng)力?播電式油電混合動(dòng)力

紅旗E-HS3,H5純電動(dòng)?油電混合動(dòng)力

2新能源車(chē)型分類(lèi)

新能源車(chē)型有純電動(dòng)車(chē)型、油電混合動(dòng)力車(chē)型、插電式油電混合動(dòng)力車(chē)型、

增程式電動(dòng)車(chē)型、CNG雙料車(chē)型。

1.1.5我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)政策的加強(qiáng)，我國(guó)越來(lái)越重視新能源汽車(chē)的發(fā)展，由

于科技和產(chǎn)業(yè)變革，新能源汽車(chē)已經(jīng)成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的中堅(jiān)力量，新能

源汽車(chē)行業(yè)也迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，正從萌芽期向成長(zhǎng)期邁進(jìn)，其保有

量在5年間增長(zhǎng)了9倍多。2020年11月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽

車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，要求深入實(shí)施發(fā)展新能源汽車(chē)

國(guó)家戰(zhàn)略，推動(dòng)中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，加快建設(shè)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)。

目前國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)行業(yè)的上市企業(yè)有比亞迪股份有限公司、浙江吉利控

股集團(tuán)有限公司、上海汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司、廣州汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司、

北汽藍(lán)谷新能源科技股份有限公司、中國(guó)長(zhǎng)安汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司等。

1.新能源汽車(chē)行業(yè)的分類(lèi)

新能源汽車(chē)采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車(chē)用燃

料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置）。表1-2中列出了五種新能源汽車(chē)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)、

劣勢(shì)。

表1-2五種新能源汽車(chē)的特點(diǎn)

分員特點(diǎn)代表》：鵬優(yōu)勢(shì)劣外

純電動(dòng)汽隼完全由光電電池提供成本低，技術(shù)成垓航里程

特斯拉.前東

(BEX-)能量熟.噪聲小等短?充電長(zhǎng)

混合動(dòng)力汽車(chē)使用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)省油.降低排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

東風(fēng)悅達(dá)起亞K5

(HEV)必動(dòng)汽車(chē)放?增強(qiáng)動(dòng)力復(fù)雜

抽電式混合動(dòng)力可外接充電b?可飩電電池容貿(mào)大?

比亞迪?泰

汽車(chē)(PHEV)動(dòng)行敗！.可混合動(dòng)力行駛MK不完善

增程式電動(dòng)在純電動(dòng)汽車(chē)基砧上起步和加速性

寶馬i3充電困難

汽車(chē)(REEV)用加r增程器能好

燃料電池電動(dòng)汽乍以氧氣、甲㈱為超科.產(chǎn)員小?

4UHMirai獰她小.年排效

(FCEV)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能存鈍用建

2.新能源汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀

1)續(xù)航里程

2012年5月18日上午9時(shí)，在四川新紀(jì)元公司廠(chǎng)區(qū)舉行了“四川造"

電動(dòng)汽車(chē)試驗(yàn)運(yùn)營(yíng)啟動(dòng)儀式。在活動(dòng)起航現(xiàn)場(chǎng),一臺(tái)改裝后的純電動(dòng)汽車(chē)，攜

帶重量符合國(guó)家工信部標(biāo)準(zhǔn)(電池質(zhì)量占整車(chē)比重的25%以下)的新型鋰電

池，通過(guò)三電動(dòng)力總成創(chuàng)新集成，一次充電工況可運(yùn)行1000km以上，該車(chē)運(yùn)

行時(shí)間從5月18日上午9點(diǎn)31分開(kāi)始，5月19日凌晨3點(diǎn)17分結(jié)束，歷

時(shí)17小時(shí)46分鐘，合計(jì)工況運(yùn)營(yíng)1011km,耗電85kWh,挑戰(zhàn)工況運(yùn)營(yíng)

1000km成功。本次測(cè)試完美書(shū)寫(xiě)了"長(zhǎng)續(xù)航""電池壽命長(zhǎng)""安全性能優(yōu)"

"系統(tǒng)集成強(qiáng)""中國(guó)芯”的技術(shù)風(fēng)采。純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程提升現(xiàn)場(chǎng)會(huì)如圖

1?16所示。

2)電池

在新能源汽車(chē)的成本中，電池成本通常要占到40%左右，再加上占10%

左右的電機(jī)和10%左右的電控成本，"三電”共占電動(dòng)汽車(chē)成本的60%左右,

如圖1-17所示。因此，提升電池技術(shù)對(duì)新能源汽車(chē)來(lái)說(shuō)非常重要。

3)電機(jī)基本完成國(guó)產(chǎn)化

目前我國(guó)新能源汽車(chē)的電機(jī)基本完成了國(guó)產(chǎn)替代，且集成化程度越來(lái)越

高。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是新能源汽車(chē)三大核心部件之一，是新能源汽車(chē)車(chē)輛行駛中

的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)特性決定了汽車(chē)行駛的主要性能指標(biāo)。電動(dòng)汽車(chē)的整

個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主

要由電機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、控制器、各種檢測(cè)傳感器以及電源等部分構(gòu)成。

新能源汽車(chē)的電機(jī)通過(guò)從電池中獲取有限的能量產(chǎn)生動(dòng)作，所以要求其在

各種環(huán)境下的效率都要很高,在性能上要比一般工業(yè)用的電機(jī)更加嚴(yán)格。電動(dòng)

汽車(chē)專(zhuān)用的電機(jī)需要滿(mǎn)足高速化、小型輕量化、高效性（一次充電后的續(xù)駛里

程長(zhǎng)）、低速大轉(zhuǎn)矩情況下大范圍內(nèi)的恒定輸出特性、壽命長(zhǎng)以及高可靠性、

低噪聲和成本低廉等性能。

未來(lái)新能源汽車(chē)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將朝著小型輕量化、高效性、更出色的轉(zhuǎn)

矩特性、使用壽命長(zhǎng)、可靠性高、電機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、控制精度高、噪聲

低、價(jià)格低廉的方向發(fā)展。

4）電控系統(tǒng)核心模塊IGBT

電控系統(tǒng)核心'模塊采用絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）。從功能上來(lái)說(shuō),IGBT

就是一個(gè)電路開(kāi)關(guān)，優(yōu)點(diǎn)就是用電壓控制，飽和壓降小、耐壓高,可在幾十到

幾百伏量級(jí)電壓、幾十到幾百安量級(jí)電流的強(qiáng)電上應(yīng)用。

新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)包括三部分,分別是整車(chē)控制器、電機(jī)控制器和電池

控制器。其中新能源整車(chē)控制器和電池控制器相對(duì)成熟，電機(jī)控制器相對(duì)落后，

主要是因?yàn)楹诵牟考蘒GBT國(guó)內(nèi)能生產(chǎn)的企業(yè)只有中車(chē)時(shí)代和比亞迪兩家，

90%以上依靠進(jìn)口。IGBT模塊成本占據(jù)電控系統(tǒng)成本的40%以上，如果加上

充電系統(tǒng)中的IGBT,則成本占比更高。

IGBT模塊主要包括母排電極、鍵合引線(xiàn)、芯片、焊層、襯板和基板幾大

部分，各個(gè)部分之間采用的連接技術(shù)構(gòu)成了IGBT模塊封裝的關(guān)鍵技術(shù)。

5）智能網(wǎng)聯(lián)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是車(chē)聯(lián)網(wǎng)與智能車(chē)的有機(jī)結(jié)合，是搭載先進(jìn)的車(chē)載傳感器、

控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)與人、車(chē)、路、

后臺(tái)等智能信息交換共享，實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終替代人

來(lái)操作的新一代汽車(chē)，它將改變駕駛員的主導(dǎo)地位。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)了車(chē)內(nèi)

網(wǎng)、車(chē)外網(wǎng)、車(chē)際網(wǎng)的無(wú)縫連接，具備信息共享、復(fù)雜環(huán)境感知、智能化決策

等功能，是AI、信息通信、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等戰(zhàn)略性高新技術(shù)的支撐點(diǎn)和戰(zhàn)略

制高點(diǎn)。

2021年7月13日，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)發(fā)布了《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告

（2021）》，在車(chē)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，2020年智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的銷(xiāo)量超過(guò)了303萬(wàn)輛，

同比增長(zhǎng)了107%。車(chē)聯(lián)網(wǎng)為汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)提供了驅(qū)動(dòng)力，已被提到國(guó)

家戰(zhàn)略的高度，我國(guó)車(chē)聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)已經(jīng)基本完成。現(xiàn)在大部分汽車(chē)品牌

都在向智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展，如大眾、雪佛蘭、起亞、福特、本田、別克、飛思卡爾

等。

國(guó)家非常重視發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)，2021年7月27日，工信部、公安部、

交通運(yùn)輸部印發(fā)了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)道路測(cè)試與示范應(yīng)用管理規(guī)范（試行）》的

通知。

6）充電樁

充電樁是新能源;氣車(chē)行業(yè)發(fā)展的基石，隨著電動(dòng)車(chē)的不斷放量，充電樁作

為配套設(shè)施必須跟上。

2021年9月10日，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟發(fā)布8月充電

樁運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示,2021年8月比2021年7月公共充電樁增加了3.44

萬(wàn)臺(tái)，8月同比增長(zhǎng)了66.4%。

1.1.6新能源汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)

綜上所述，由于新能源汽車(chē)的發(fā)展受到諸多現(xiàn)實(shí)因素和技術(shù)要求的限制，

以目前的技術(shù)條件來(lái)看，想要實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)的全方位大發(fā)展，還有待新的突

破。當(dāng)前普遍認(rèn)為，；氣車(chē)工業(yè)的發(fā)展主要集中在純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、

燃料電池汽車(chē)三類(lèi)新能源汽車(chē)上，所有新能源汽車(chē)都要向輕量化和智能化方向

發(fā)展。

1三類(lèi)新能源汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)

1）純電動(dòng)汽車(chē)

由于電池技術(shù)的原因，純電動(dòng)汽車(chē)微型化已成為其發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

以高性能的銀氫、銀鎘電池和鋰電池為代表的新T弋電池為純電動(dòng)汽車(chē)的

發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前，純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展雖然已經(jīng)取得很好的效果，部分車(chē)型充滿(mǎn)一次電

能行駛400~500km，但是在偏僻地方依然無(wú)法保證，因?yàn)槌潆姌逗苌?、?/p>

至沒(méi)有。此乃存在不少問(wèn)題，諸如電池容量、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、快速充電、二次污

染等方面。目前世界各國(guó)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在加緊進(jìn)行電池的研究，努力實(shí)現(xiàn)

電動(dòng)汽車(chē)充滿(mǎn)一次電可行駛1000km的目標(biāo)。

2）混合動(dòng)力汽車(chē)

目前世界各大5氣車(chē)公司無(wú)不涉足電動(dòng);氣車(chē)領(lǐng)域，但是由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上存

在的各種困難，純電動(dòng)汽車(chē)還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走才有可能實(shí)現(xiàn)商品化；而混合

動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)相對(duì)匕匕較成熟，由于采用了機(jī)電桐合技術(shù)和智能化的整車(chē)控制策

略，因此實(shí)現(xiàn)了整車(chē)的高性能，解決了低能耗和低排放等問(wèn)題。

3）燃料電池;氣車(chē)

氫燃料電池汽車(chē)相比較于其他幾類(lèi)新能源汽車(chē)來(lái)說(shuō)，是技術(shù)難度最大的一

種。氫燃料電池汽車(chē)雖較早被投入研發(fā)，但目前為止進(jìn)展不大。

氫燃料電池以氫為能量來(lái)源，通過(guò)電子的得失產(chǎn)生電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。目前

此項(xiàng)技術(shù)仍然處在研發(fā)或者測(cè)試階段，無(wú)真正意義的產(chǎn)品問(wèn)世，所以它的未來(lái)

之路需要繼續(xù)探索。但是，若氫燃料電池汽車(chē)在技術(shù)上一旦獲得質(zhì)的突破，它

將是未來(lái)新能源電動(dòng)汽車(chē)中最為搶手的。

2輕量化

目前新能源汽車(chē)動(dòng)力電池外殼用材種類(lèi)眾多，既有鋼、鐵、鋁合金等金屬

材料，也有塑料、碳纖維等非金屬材料，其中鋼材在汽車(chē)中的應(yīng)用比例仍然達(dá)

到50%以上。國(guó)內(nèi)外輕量化的研究主要是對(duì)新能源汽車(chē)進(jìn)行輕量化方面的研

究和設(shè)計(jì)，世界的統(tǒng)一觀(guān)點(diǎn)為輕量化是解決當(dāng)前汽車(chē)節(jié)能減排的最有效措施，

也是當(dāng)前汽車(chē)工業(yè)追求可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。汽車(chē)的整體質(zhì)量減10%,汽車(chē)的

油耗也會(huì)減少6%~8%,同時(shí)也會(huì)減少二氧化碳和其他氮化物等有害物質(zhì)的

排放。

新能源汽車(chē)的輕量化可以保證提升自身的動(dòng)力性，來(lái)解決自己的續(xù)航問(wèn)

題，也可以平衡自身的輕量化材料成本。新能源;氣車(chē)動(dòng)力電池托盤(pán)以前多采用

鋼材制造，如今以鋁合金型材為主。鋁合金型材的密度為2.7g/cm3,無(wú)論在

收縮還是焊接等方面，鋁合金材質(zhì)優(yōu)勢(shì)明顯。而鎂合金的密度為1.8g/cm3,

碳纖維是1.5g/cm3，用這些材料制造電池托盤(pán)可實(shí)現(xiàn)大幅減重。非金屬材料

在這個(gè)領(lǐng)域具有非常好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

非金屬材料在電機(jī)上也有廣泛的應(yīng)用，比如聚苯硫酸具有強(qiáng)度高、耐高溫、

高阻燃、耐腐蝕的性能，可以代替部分金屬來(lái)制造新能源汽車(chē)的關(guān)鍵零部件，

同時(shí)在智能網(wǎng)聯(lián)領(lǐng)域，也可用于傳感器、控制器、執(zhí)行器，以及攝像頭、雷達(dá)

等。

3智能化

新能源汽車(chē)智能化包括自動(dòng)循跡系統(tǒng)、主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動(dòng)防撞系統(tǒng)三部

分。

1.2新能源汽車(chē)的結(jié)構(gòu)、工作原理和基本操作

1.2.1純電動(dòng)汽車(chē)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

1基本結(jié)構(gòu)

純電動(dòng)汽車(chē)（ElectricVehicle,EV）是完全由車(chē)載可充電電池（如鉛酸電

池、銀氫電池或鋰離子電池）為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛，符合道路交通安

全法規(guī)各項(xiàng)要求的車(chē)輛。

純電動(dòng)汽車(chē)主要由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、能源子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng)等部分

組成。純電動(dòng)汽車(chē)基本結(jié)構(gòu)如圖1-18所示。

圖1?18施電動(dòng)汽車(chē)福本”i構(gòu)

1）動(dòng)力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)

動(dòng)力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括整車(chē)控制器、電機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置

和車(chē)輪等。其作用是將存儲(chǔ)在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車(chē)輪的動(dòng)能，并能

夠在汽車(chē)減速制動(dòng)時(shí)，將車(chē)輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池，這稱(chēng)為再生制動(dòng)。

2）能源子系統(tǒng)

能源子系統(tǒng)包括高壓動(dòng)力電池、低壓蓄電池、電池管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)等。

其作用是向電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電能、監(jiān)測(cè)電源使用情況以及控制充電機(jī)向蓄電池

充電。

3）輔助控制子系統(tǒng)

輔助控制子系統(tǒng)包括輔助動(dòng)力源、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)器、冷卻系統(tǒng)、加熱系

統(tǒng)等部件。其作用是借助這些輔助設(shè)備來(lái)提高汽車(chē)的操縱性和乘員的舒適性。

4）其他部件

新能源汽車(chē)還包括電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、蓄電池等其他

部件。

1工作原理

純電動(dòng)汽車(chē)以電動(dòng)機(jī)代替燃油機(jī)，由電棚區(qū)動(dòng)，沒(méi)有自動(dòng)變速箱.相對(duì)于

自動(dòng)變速箱，電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠。

傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)能把高效產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速限制在一個(gè)比較窄的范圍內(nèi)，這

是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)需要龐大而復(fù)雜的變速機(jī)構(gòu)的原因；而電動(dòng)機(jī)可以在相當(dāng)寬

廣的速度范圍內(nèi)高效產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，在純電動(dòng)）氣車(chē)行駛過(guò)程中不需要換擋變速裝

置，操縱方便容易，噪聲低。

與混合動(dòng)力汽車(chē)相比，純電動(dòng)汽車(chē)使用單一電能源，電控系統(tǒng)大大減少了

汽車(chē)內(nèi)部機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，也降低了機(jī)械部件摩擦導(dǎo)致的能量損耗

及噪聲，節(jié)省了汽車(chē)內(nèi)部空間、重量。

電動(dòng)汽車(chē)和燃油式汽車(chē)的主要區(qū)別就在于前者有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、調(diào)速控制器、

動(dòng)力電池、車(chē)載充電器這四個(gè)部件，而且電動(dòng)汽車(chē)的啟動(dòng)速度取決于驅(qū)動(dòng)電機(jī)

的功率和性能。純電動(dòng)汽車(chē)的組成和工作示意圖如圖1-26所示。

根據(jù)從制動(dòng)踏板和加速踏板輸入的信號(hào)，電子控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令

來(lái)控制功率轉(zhuǎn)換器的通斷。功率轉(zhuǎn)換器通斷示意圖如圖1-27所示。

r，

輔助動(dòng)力源供給系統(tǒng)為動(dòng)力轉(zhuǎn)向、溫度控制單元、制動(dòng)及其他輔助裝置提

供動(dòng)力。除了從制動(dòng)踏板和加速踏板給電動(dòng)5氣車(chē)輸入信號(hào)外，方向盤(pán)輸入也是

一個(gè)很重要的輸入信號(hào)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)方向盤(pán)的角位置來(lái)控制汽車(chē)靈活地

轉(zhuǎn)向。汽車(chē)方向盤(pán)如圖1-28所示。

1.2.2吉利帝豪EV450純電動(dòng)汽車(chē)的基本操作

吉利帝豪EV450純電動(dòng)汽車(chē)使用容量為52kWh的三元鋰電池。該電池具

WITCS2.0智能溫控管理系統(tǒng)，可保證車(chē)輛在-30~60℃的環(huán)境下正常工作。

在快充模式下，電池電量從30%充到80%只需0.5h;而在慢充（交流）模

式下,充滿(mǎn)電則需要吉利帝豪純電動(dòng)汽車(chē)在綜合工況下的續(xù)航里

9hoRV450

程可達(dá)到400km;在60km/h等速情況下，續(xù)航里程將超過(guò)450km,最高可

達(dá)480km。吉利帝豪RV450車(chē)型如圖1-29所示。

1.外觀(guān)和銘牌參數(shù)

吉利吊豪EV450純電動(dòng)汽車(chē)的外觀(guān)和銘牌如圖1-30所示。汽車(chē)左前門(mén)上

有"EV450"標(biāo)志，其中"EV"表示純電動(dòng)汽車(chē)，“450”表示該車(chē)一次充滿(mǎn)

電可續(xù)航450km,標(biāo)志中的藍(lán)色車(chē)牌表示新能源汽車(chē)。

吉利帝豪EV450純電動(dòng)汽車(chē)的銘牌上顯示了車(chē)輛的基本信息,包含車(chē)輛

VIN碼(LB378Y4W9JA170542)、車(chē)輛年款(2018年2月)、整車(chē)最大總

質(zhì)量1970kg、驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)TZ220XS503、峰值功率120kW、動(dòng)力電池額

定電壓346V、額定容量150Ah等信息。

2.基本操作

(1)啟動(dòng)前先進(jìn)行安全檢直，注意車(chē)輛前后有無(wú)障礙物，確定車(chē)身沒(méi)有

連接充電線(xiàn)，前機(jī)艙和后備箱蓋關(guān)閉可靠。

(2)使用智能鑰匙開(kāi)鎖后?隨身攜帶鑰匙進(jìn)入車(chē)內(nèi)，并觀(guān)察儀表顯示有

無(wú)異常。

(3)啟動(dòng)操作：踩下制動(dòng)踏板,按下"ENGINESTART/STOP"啟停開(kāi)

關(guān)(置于方向盤(pán)下方的面板上)，觀(guān)察儀表顯示,若出現(xiàn)"READY",則表明

上電啟動(dòng)成功，如圖1-31所示。

（4）行駛操作：檢查車(chē)輛前后無(wú)障礙及安全隱患，觀(guān)察儀表顯示無(wú)異常，

然后將換擋手柄置于D或R擋，如圖1-32所示，松開(kāi)電子手剎，輕踩加速踏

板，車(chē)輛開(kāi)始向前或后移動(dòng)。

（5）停車(chē)熄火：需要停車(chē)熄火時(shí)，踩下制動(dòng)踏板，待車(chē)輛停穩(wěn)后，換擋

桿置于P擋，按下手剎按鈕，關(guān)閉車(chē)窗、車(chē)燈及其他電氣設(shè)備，按下

"ENGINESTART/STOP"啟停開(kāi)關(guān),待儀表上的"READY"消失，車(chē)輛即為

熄火（下電）狀態(tài)。

1.2.3我國(guó)新能源汽車(chē)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

1988年，全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立了電動(dòng)車(chē)輛標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),

正式開(kāi)始研究制定我國(guó)新能源汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)。截至2007年，該委員會(huì)已制定并發(fā)

布了新能源汽車(chē)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)42項(xiàng)，形成了整車(chē)、動(dòng)力電池、

驅(qū)動(dòng)電機(jī)等相關(guān)檢測(cè)評(píng)價(jià)和產(chǎn)品認(rèn)證能力。

這些標(biāo)準(zhǔn)也是新能源汽車(chē)修檢的技術(shù)依據(jù)；分別于2011年、2015年、

2016年、2017年、2021年又相繼推出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)正在使用的純

電動(dòng)汽車(chē)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如表1-3所示（見(jiàn)本書(shū)P26）,電動(dòng)汽車(chē)儀表表盤(pán)顯

示符號(hào)標(biāo)志及其含義如表L4所示（見(jiàn)本書(shū)P26-27）。

1.3動(dòng)力電池及電池管理系統(tǒng)

1.3.1動(dòng)力電池主要性能指標(biāo)

電動(dòng)汽車(chē)上的動(dòng)力電池主要是化學(xué)電池，即利用化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的電池，可

以分為原電池、蓄電池和燃料電池；物理電池一般作為輔助電源使用，如超級(jí)

電容器等。

動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能裝置，要評(píng)定動(dòng)力電池的實(shí)際效應(yīng)，主要是看

其性能指標(biāo)。動(dòng)力電池的性能指標(biāo)主要有電壓、容量、內(nèi)阻、能量、功率、輸

出效率、自放電率、放電倍率、使用壽命等，根據(jù)動(dòng)力電池種類(lèi)不同，其性能

指標(biāo)也有差異。

電池電壓分為端電壓、額定電壓、開(kāi)路電壓、工作電壓、充電終止電壓和

放電終止電壓等。

1.3.2電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的工作要求

動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)的主要能量載體和動(dòng)力來(lái)源，也是電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)成本

的主要組成部分。在電動(dòng)汽車(chē)上普遍使用的電池主要有鉛酸電池、銀氫電池?口

鋰離子電池等。

1.純電動(dòng)汽車(chē)電池的工作要求

純電動(dòng)汽車(chē)行駛完全依賴(lài)電池的能量，電池容量越大,可以實(shí)現(xiàn)的續(xù)駛里

程就越長(zhǎng)，但電池的體積、重量也越大。純電動(dòng)汽車(chē)要根據(jù)道路情況和行駛工約

況的不同來(lái)選配電池，具體要求歸納如下：

80

(1)電池組要有足夠的能量和容量，以保證典型的連續(xù)放電不超過(guò)1C

(C為電池額定容量，單位為Ah),典型峰值放電一般不超過(guò)3C。min

(2)電池的放電要能實(shí)現(xiàn)深度放電(如80%)而不影響其壽命，在必

要時(shí)能實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷放電甚至全負(fù)荷放電。

(3)需要安裝電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)，能顯示電池組的剩余電量和

實(shí)現(xiàn)溫度控制。

(4)由于動(dòng)力電池組體積和質(zhì)量大，電池箱的設(shè)計(jì)、電池的空間布置和

安裝問(wèn)題都需要認(rèn)真研究。

2.混合動(dòng)力汽車(chē)對(duì)電池的工作要求

與純電動(dòng)汽車(chē)相比，混合動(dòng)力汽車(chē)對(duì)電池的容量要求有所降低，但要求為

整車(chē)實(shí)時(shí)提供足夠的瞬時(shí)功率，盡可能提供大電流。

由于混合動(dòng)力;氣車(chē)構(gòu)型的不同，串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)對(duì)電池的要

求也有差別。

(1)串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)完全由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)總成與電池

組一起為電機(jī)提供需要的電能，對(duì)電池的要求與純電動(dòng)汽車(chē)相似，容量可以小

一些。

(2)并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)都可直接為車(chē)輪提供驅(qū)動(dòng)力，整

車(chē)的功率需求可以由不同的動(dòng)力組合來(lái)滿(mǎn)足。動(dòng)力電池的容量可以小，但是電

池組瞬時(shí)提供的功率要滿(mǎn)足汽車(chē)加速或爬坡要求，電池的最大放電電流有時(shí)可

能高達(dá)20c以上。

3.插電式混合動(dòng)力汽車(chē)(PHEV)對(duì)電池的工作要求

PHEV對(duì)動(dòng)力電池的要求兼顧了純電動(dòng)和混合動(dòng)力兩種模式。

PHEV在設(shè)計(jì)上既要實(shí)現(xiàn)在城市里以純電動(dòng)汽車(chē)模式行駛，又能實(shí)現(xiàn)在高

速公路上以混合動(dòng)力模式行駛。如本田的ClarityPHEV純電駕駛最高時(shí)速達(dá)

至I」160km/h,系統(tǒng)綜合續(xù)航里程超過(guò)800km。又如2021年5月25日，賽

力斯官方宣布，賽力斯華為智選SF5于5月29正式開(kāi)啟交付，即賽力斯SF5

華為智選高性能電驅(qū)轎跑SUV。該系統(tǒng)綜合續(xù)航里程可達(dá)到1000km。

13.3動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理

L動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

新能源汽車(chē)的車(chē)載電源系統(tǒng)主要由動(dòng)力電池系統(tǒng)(動(dòng)力電池模組、電池

管理系統(tǒng)、動(dòng)力電池箱、輔助元器件)和輔助動(dòng)力源組成。

動(dòng)力電池模組由多個(gè)電池模塊或單體電芯串聯(lián)組成；電池管理系統(tǒng)是整個(gè)

動(dòng)力電池系統(tǒng)的神經(jīng)中樞；動(dòng)力電池箱用來(lái)放置動(dòng)力電池模組；輔助元器件主

要包括動(dòng)力電池系統(tǒng)內(nèi)部的電子電器元件，如熔斷器、繼電器、分流器、接插

件、緊急開(kāi)關(guān)、煙霧傳感器、維修開(kāi)關(guān)以及電子電器元件以外的輔助元器件，

如密封條、絕緣材料等。

輔助動(dòng)力源是供給新能源汽車(chē)其他各種輔助裝置所需能源的動(dòng)力電源，一

般為12V或24V的直流低壓電源，其作用是給動(dòng)力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)力調(diào)節(jié)控制、

照明、電動(dòng)窗門(mén)等各種輔助裝置提供所需的能源。

電池單體是構(gòu)成動(dòng)力電池模塊的最小單元，一般由正極、負(fù)極、電解質(zhì)及

外殼等構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能之間的直接轉(zhuǎn)換。

電池模塊是一組并聯(lián)的電池單體的組合，該組合的額定電壓與電池單體的

額定電壓相等，是電池單體在物理結(jié)構(gòu)和電路上連接起來(lái)的最小分組，可作為

一個(gè)單元替換。

動(dòng)力電池系統(tǒng)則是由多個(gè)電池模塊或單體電芯串聯(lián)組成的一個(gè)組合體。

2.動(dòng)力電池系統(tǒng)的工作原理

動(dòng)力電池系統(tǒng)使用可靠的高后接插件與高壓控制盒相連，輸出的直流電由

電動(dòng)機(jī)控制器轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗝}沖高區(qū)電，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作；系統(tǒng)內(nèi)的BMS實(shí)時(shí)

采集各電芯的電壓、各傳感器的溫度值、電池系統(tǒng)的總電壓值和總電流值等數(shù)

據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力電池的工作狀態(tài)，并通過(guò)CAN線(xiàn)與ECU或充電機(jī)進(jìn)行通信,

對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)充放電等進(jìn)行綜合管理。動(dòng)力電池系統(tǒng)放置在一個(gè)密封并且屏

蔽的動(dòng)力電池箱內(nèi)。

13.4電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的種類(lèi)及特點(diǎn)

目前，在電動(dòng)汽車(chē)上使用的蓄電池主要是鉛酸電池、銀氫電池和鋰離子電

池，如豐田和本田電動(dòng)汽車(chē)使用銀氫電池，日產(chǎn)電動(dòng);氣車(chē)使用鋰離子電池，克

萊斯勒電動(dòng)汽車(chē)使用鉛酸電池。

蓄電池以"電"的漢語(yǔ)餅音"D"表示，閥控式密封鉛酸蓄電池以"M"

表示，免維護(hù)鉛酸蓄電池以"W"表示。如6DM55,表示單體電池為6只、

額定容量為55Ah的電動(dòng)車(chē)輛用閥控式密封鉛酸蓄電池。

1鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池是指正極活性物質(zhì)使用二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)使用海綿狀

鉛，并以硫酸溶液為電解液的蓄電池。鉛酸蓄電池主要用在低速電動(dòng)汽車(chē)上。

2.鋰離子電池

鋰離子電池與其他蓄電池比較，具有電壓高、質(zhì)量能量密度高、充放電壽

命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、快速充電、自放電率低、工作溫度范圍寬、安全

可靠和能夠制造成任意形狀等優(yōu)點(diǎn)。相比于銀氫電池，新能源汽車(chē)采用鋰離子

電池，可使電池組的質(zhì)量下降40%~50%,體積減小20%~30%,能源效率也

有一定程度的提高。所以鋰離子電池是當(dāng)今各國(guó)能量存儲(chǔ)技術(shù)研究的熱點(diǎn)，成

為新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的首選，其應(yīng)用主要集中在大容量、長(zhǎng)壽命和安全性三

個(gè)方面。

3.銀氫電池

銀氫電池具有高比能量、高功率、適合大電流放電、可循環(huán)充放電、無(wú)污

染、耐過(guò)充過(guò)放、無(wú)記憶效應(yīng)、使用溫度范圍寬、安全可靠等特點(diǎn)，被譽(yù)為“綠

色電源"。

鎮(zhèn)氫電池是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種新型電池。它的正極活性物質(zhì)

主要由鎂制成，負(fù)極活性物質(zhì)主要由貯氫合金制成，是一種堿性蓄電池。目前

銀氫電池主要應(yīng)用于混合電動(dòng)汽車(chē)。大功率的銀氫電池也使用在純電動(dòng)汽車(chē)

中，有的使用了特別的充放電程序，使電池充放電壽命足夠車(chē)輛使用十年。

4汽車(chē)蓄電池的組成

汽車(chē)蓄電池主要包含以下幾個(gè)基本組成部分：

(1)電極(Plate):它是蓄電池的核心部分，它由活性物質(zhì)和導(dǎo)電骨

架組成活性物質(zhì)是指正極(PositivePlate)、負(fù)極(NegativePlate)中參

加成流反應(yīng)的物質(zhì)，是化學(xué)電源產(chǎn)生電能的源泉，也是決定化學(xué)電源基本特性

的重要部分。

(2)電解質(zhì)(Electrolyte):蓄電池的主要組成之一，在電池內(nèi)部擔(dān)負(fù)

著傳遞正負(fù)極之間電荷的作用。

(3)隔膜(Spacer):也叫隔離物，位于蓄電池的正負(fù)極之間，作用是

防止正負(fù)極活性物質(zhì)直接接觸,造成電池內(nèi)部短路。

(4)外殼(Container):它是電池的容器，對(duì)于電池外殼要求有良好

的機(jī)械強(qiáng)度、耐震動(dòng)、耐沖擊、耐高低溫的變化及耐電解液的腐蝕。

5.汽車(chē)蓄電池的充放電過(guò)程

(1)蓄電池充電過(guò)程

(2)蓄電池放電過(guò)程

1.3.5電池管理系統(tǒng)(BMS)

1.電池管理系統(tǒng)(BMS)概述

汽車(chē)蓄電池系統(tǒng)是用來(lái)給電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)提供能量的一種能量?jī)?chǔ)存裝置，

由一個(gè)或多個(gè)電池包以及電池管理(控制)系統(tǒng)組成。作為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)

源或動(dòng)力來(lái)源之一，動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)通常由電芯(Cell)、電池管理系統(tǒng)BMS)、

冷卻系統(tǒng)(CoolingSystem)、線(xiàn)束(Harness)、外殼(Housing)、結(jié)構(gòu)

件(StructuralParts)等相關(guān)組件構(gòu)成。

電池管理系統(tǒng)(BMS)是電池保護(hù)和管理的核心部件，在汽車(chē)蓄電池系統(tǒng)

中，它的作用就相當(dāng)于人的大腦。它不僅要保證電池安全可靠地使用，而且要

充分發(fā)揮電池的能力和延長(zhǎng)使用壽命，作為電池和整車(chē)控制器以及駕獨(dú)者溝通

的橋梁，通過(guò)控制接觸器控制動(dòng)力電池組的充放電，并通過(guò)CAN線(xiàn)與VCU上

報(bào)動(dòng)力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)及故障信息。

電池管理系統(tǒng)(BMS)的主要工作過(guò)程可簡(jiǎn)單歸納為：數(shù)據(jù)采集電路首先

采集電池狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，再由電子控制單元(ECU)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,然

后根據(jù)分析結(jié)果對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)功能模塊發(fā)出控制指令，并向外界傳遞信息，

如圖1-38所示。

(a)原理圖

2.電池管理系統(tǒng)(BMS)的組成

電池管理系統(tǒng)(BMS)一般包括電池管理子系統(tǒng)、電壓平衡控制子系統(tǒng)、

熱管理子系統(tǒng)和安全防護(hù)子系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)展開(kāi)圖如圖1-39

標(biāo)

3.電池管理系統(tǒng)(BMS)的功能

4.電池管理系統(tǒng)的要求

QC/T897-2011《電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》中規(guī)定了電池管

理系統(tǒng)的一般要求和技術(shù)要求。

1.3.6動(dòng)力電池的故障檢測(cè)

動(dòng)力電池高壓母線(xiàn)連接出現(xiàn)故障，此故障的報(bào)出系統(tǒng)BMS檢測(cè)不到高低

壓互鎖信號(hào)所致，所以排查步驟如下：

(1)用萬(wàn)用表測(cè)量線(xiàn)束端的12V是否導(dǎo)通，若導(dǎo)通則進(jìn)入下一步；

(2)檢查MSD是否松動(dòng)，重新插拔后若問(wèn)題依然存在，則進(jìn)入下一步；

(3)插拔高壓線(xiàn)束，看是否存在接觸不良問(wèn)題，若問(wèn)題依然存在，則需

聯(lián)系電池工程師專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行檢測(cè)維修。

根據(jù)統(tǒng)計(jì),此故障除了軟件的誤報(bào)之外，MSD沒(méi)插到位引起的故障占到

70%,高壓線(xiàn)束端問(wèn)題占到20%,電池內(nèi)部線(xiàn)束連接出現(xiàn)問(wèn)題的概率很小。

故障說(shuō)明：無(wú)論電池自身還是電池外電路的高壓回路上存在絕緣故障，電

池都會(huì)上報(bào)，直接導(dǎo)致高壓斷開(kāi)，在排查時(shí)要先斷開(kāi)動(dòng)力電池，然后用搖表依

次測(cè)量各部件的絕緣值。

優(yōu)先排直流程：高壓盒一電機(jī)控制器T空調(diào)壓縮機(jī)-PTC。

1.教師總結(jié)約

2.課后練習(xí)題30

鐘

新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修

教案

課程信息

《新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理

課程名稱(chēng)授課專(zhuān)業(yè)新能源，黃技術(shù)

與檢修》

必修課公共課（）；專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課（）；專(zhuān)業(yè)課（V）；

課程類(lèi)型

選修課限選課（）；任選課（）；專(zhuān)業(yè)拓展課（）

講授（）；實(shí)踐課（）；

授課方式考核方式考試（）；考查（V）

其它（V）

課程教學(xué)

32學(xué)時(shí)學(xué)分?jǐn)?shù)2學(xué)分

總學(xué)瞰

學(xué)時(shí)分配理論課32時(shí)，實(shí)踐課

新能源汽車(chē)充電系劉祖其西安電子科技

教材名稱(chēng)作者出版社

統(tǒng)原理與檢修[M]王躍進(jìn)大學(xué)出版社

978-7-5606-出版

書(shū)號(hào)

6545-0/U時(shí)間2022.08

新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢

班級(jí)課程名稱(chēng)

修

授課教師授課課時(shí)2

學(xué)習(xí)課題新能源汽車(chē)檢修的高壓安全防護(hù)

(1)熟悉新能源汽車(chē)的高壓電特性及其危害性；

(2)熟悉電動(dòng)汽車(chē)高壓部件的名稱(chēng)、車(chē)上安裝位置；

教學(xué)基本

(3)掌握純電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)的安裝操作要求。

要求

(4)掌握電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)保養(yǎng)常規(guī)設(shè)備的使用和維護(hù)方法；

(5)掌握電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)保養(yǎng)檢測(cè)設(shè)備的使用和維護(hù)方法。

掌握純電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)的安裝操作要求；掌握電動(dòng);氣車(chē)維護(hù)保養(yǎng)常

教學(xué)重點(diǎn)、

規(guī)設(shè)備的使用和維護(hù)方法；掌握電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)保養(yǎng)檢測(cè)設(shè)備的使

難點(diǎn)

用和維護(hù)方法。

教學(xué)方法、手

案例導(dǎo)入法、講授法、小組討論法

段

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)導(dǎo)入——專(zhuān)題講解——問(wèn)題分析討論——練習(xí)——?dú)w納總結(jié)

參考案例來(lái)自教材、相關(guān)參考書(shū)

教具、教材教學(xué)課件PPT、教學(xué)錄像片

教師學(xué)期授課教案

時(shí)

教

間

學(xué)

分

方

授課提綱及重難點(diǎn)分析配

法

及

設(shè)

旁

計(jì)

注

2.1新能源汽車(chē)高壓電的危害與防護(hù)

2.1.1高壓電對(duì)檢修人員的危害

1、電壓等級(jí)劃分

電壓等級(jí)一般劃分為以下五類(lèi)：

(1)安全電壓(通常36V以下)：我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定常用安全電壓為

42V、36V、24V、12V、6V五和。

(2)低壓(又分220V和380V):對(duì)地電壓在1000V以下。

(3)高壓(10~220kV):1000V以上的電力輸變電電壓。

)超高壓:

(4300-750kV.約

(5)特高壓：交流lOOOkV以上，直流800kV以上。

2、新能源汽車(chē)的安全電壓70m

安全電壓是指不會(huì)使人直接致死或致殘的電壓。國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)2020年5月12日發(fā)布了《電動(dòng)汽車(chē)安全要求in

GB18384-2020),自2021年1月1日起施行。

根據(jù)最大工作電壓，將電氣元件或電路分為A級(jí)和B級(jí)，A級(jí)為安全電

壓等級(jí)，B級(jí)對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生傷害，如表2-1所示。

*2-1安全電壓等級(jí)

最大工作電壓

安全電壓級(jí)別

交流

A0VU<600VUW30

B60<(/<150030<U<1000

對(duì)于相互傳導(dǎo)連接的A級(jí)電區(qū)電路和B級(jí)電壓電路，若電路中直流帶電

部件的一極與電平臺(tái)相連，且其他任一帶電部分與這一極的最大電壓值不大

于30V（交流電有效值）且不大于60V（直流電），則該傳導(dǎo)連接電路不完

全屬于B級(jí)電壓電路，只有以B級(jí)電壓運(yùn)行的部分才被認(rèn)定為B級(jí)電壓電路。

3、新能源汽車(chē)電壓類(lèi)型

純電動(dòng)汽車(chē)和混動(dòng)汽車(chē)的高區(qū)系統(tǒng)均同時(shí)具有直流高壓和交流高壓兩種

電壓類(lèi)型。

大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)為便于與市電電壓相接，逆變器與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之間的電

壓多為300~350V,比亞迪新能源汽車(chē)為600V。電動(dòng)汽車(chē)有高壓電，這是

相對(duì)安全電壓來(lái)說(shuō)的。新能源汽車(chē)的充電電壓為220V交流電，因此，電動(dòng)

汽車(chē)在維修前要切斷高壓電源。

4、高壓電的危害

在電網(wǎng)中，一直認(rèn)為36V是一個(gè)人體安全電壓。實(shí)際上在高電壓的新能

源汽車(chē)中，這個(gè)電壓值并不是科學(xué)的。因人體的電阻值存在個(gè)體的差異性，

人所處的工作環(huán)境也會(huì)導(dǎo)致人體的電阻值發(fā)生變化，在潮濕的夏天和干燥的

冬天，人體表現(xiàn)的電阻值就不一樣，環(huán)境越潮濕，人體的電阻值就會(huì)越小。

需要注意的是每個(gè)人對(duì)電流流過(guò)身體的反應(yīng)也不一樣,有一部分人可能能夠

承受較大的電流。

1）電擊傷

2）電燒傷

3）電化學(xué)傷害

4）人體安全電壓

2.1.2新能源汽車(chē)高壓電標(biāo)識(shí)及高壓部件識(shí)別

1、新能源汽車(chē)高壓電標(biāo)識(shí)

新能源汽車(chē)的電壓從200V到600V不等，甚至高達(dá)800V.新能源汽車(chē)

上與橙色線(xiàn)束連接的部件就是高后部件，主要有動(dòng)力電池組、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電

機(jī)控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、高壓配電箱、電動(dòng)空調(diào)、PTC加熱器、車(chē)載充電

系統(tǒng)、非車(chē)載充電系統(tǒng)等。

從直流高壓輸出、變頻器連接到電機(jī)的線(xiàn)路，都采用高壓導(dǎo)線(xiàn)，絕緣性

很高，均以橙色表示，在養(yǎng)護(hù)、維修時(shí)有風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)注意安全防護(hù)，斷電lOmin