低速电动车电气基础培训教材PPT课件.pptx

电动车培训教材电器基础知识 电动车的电气可以分为以下几部分 电源部分 动力控制部分 电路线束部分 3 20 2020 1 一 电源部分外接电源动力电源辅助电源 3 20 2020 2 电源部件图 低压用电高压用电 外接电源 动力电源 辅助电源 3 20 2020 3 外接电源 充电机 选型时需要确定的参数 根据电池型号 提供电池的充电曲线 根据电池规格 确定充电机的额定功率 电流和电压 确定充电机的输入交流插头和输出直流插头充电电流铅酸电池一般是20 容量值 锂电池一般是20 容量值额定输入电压 AC85V AC265V额定频率 45 65Hz功率因数 0 98满载效率 93 机械冲击及抗震等级 符合SAEJ1378要求防护等级 IP65工作温度 40 55 存储温度 40 100 保护特性过热保护 当充电机内部温度超过75 时 充电电流自动减少 超过85 时 充电机保护性关机 温度下降时 自动恢复充电 短路保护 当充电机输出发生意外短路时 充电机自动关闭输出 故障排除后 延迟10秒重新启动充电 反接保护 当电池反接时 充电机会切断内部电路与电池的连接 不会启动充电 并不会有任何损坏 输入低压保护 当输入交流电压低于85V 充电机保护性关机 电压正常后自动恢复工作 3 20 2020 4 电动车培训教材 铅酸电池充电曲线图 第一阶段 恒流30A 35A 电压上升到7 2V左右或充电时间达到5小时 转换到下段充电 第二阶段 恒流18 20A充电 电压上升到7 4V左右或者充电时间达到3小时 转换到下阶段充电 第三阶段 电池恒压7 4V 0 1V 限流16A充电 电流逐渐下降都2A 50mA或充电时间达到2小时 转换到下阶段充电 第四阶段 涓流充电 电池电压6 85V 0 1V 充电2 4小时结束 3 20 2020 5 锂电池充电曲线 锂电池充电比较简单 如果充电机做了CAN通信的 电池管理系统会实时监测电池电压 调整充电电流 如果没有做通信 那么锂电池需要按照右图曲线充电 第一阶段 恒流阶段 这阶段大电流充电提供电池容量 充电到90 的电池容量进入下一阶段第二阶段 恒压阶段 这一阶段电流较小 主要是在均衡电池的电压 锂电池可以接受大电流充放电如右图 3 20 2020 6 动力电源 蓄电池 1 蓄电池 StorageBattery 是将化学能直接转化成电能的一种装置 是按可再充电设计的电池 通过可逆的化学反应实现再充电 通常是指铅酸蓄电池 2 蓄电池分类按原理分 铅酸蓄电池 锂电池 锌电池 磷酸铁锂蓄电池等 按功能分 启动用蓄电池 牵引用蓄电池等 按结构分 普通蓄电池 干荷蓄电池和免维护蓄电池 3 20 2020 7 蓄电池的组成 1 正负极板是由板栅和活性物质组成 正极活性物质主要成份为二氧化铅 PbO2 负极活性物质主要成份为海绵状铅 Pb 2 隔板 是由PVC PE塑料 微孔橡胶或玻璃纤维等制成 主要作用 防止正负极板短路 使电解液中正负离子顺利通过 阻缓正负极板活性物质的脱落 防止正负极板因震动而损伤 3 电解液 一般蓄电池采用电解液密度为1 280 0 01g cm3 25 的稀硫酸 电解液的作用 参与正负极板的电化学反应 传导电流 4 蓄电池的壳体 电池槽 盖 是由PP塑料 橡胶等材料制成 是盛放正 负极板和电解液等的容器 5 其它 蓄电池除上述主要部件外 还有连接线 端子 极柱 电眼等零部件 3 20 2020 8 蓄电池的基本结构 1 正 负极板分别由汇流排并联 间隔参插在一起 且正 负极板由隔板隔开 组成一个单体电池 2 由12或24个单体电池串联组成一个额定电压24V或48V的蓄电池 3 20 2020 9 电压判定标准 3 20 2020 10 蓄电池判定标准 比重判断标准 3 20 2020 11 蓄电池选型 铅酸电池参数1 电池组总电压2 电池容量 P 所需电池功率 kW S 续使里程 km V 车速 km h 效率 3 电池额定放电电流4 电池的最大放电电流 3 20 2020 12 电池最新标准 3 20 2020 13 辅助电源 DC转换器 DC DC转换器是将电池组高压转换成12V供其他低压电器使用 DC转换器是12V辅助电路的供电端DC转换器按工作原理分为 隔离式的DC转换器 高电压和转换后的低电压负极线不相通 非隔离式的DC转换器 高电压和转换后的低电压同负极 DC转换器按接线方式分为 四线制DC转换器 不受钥匙开关控制 12V系统带常电 五线制DC转换器 打开钥匙后DC转换器才处于工作做状态 DC转换器选型参数 功率 要考虑12V电路的所有电器元件功率 3 20 2020 14 电动车培训教材 供电原理图 充电器 DC DC电源 电机控制器 车载电池组 驱动电机 照明及其它 暖风 空调 3 20 2020 15 电动车培训教材 二 动力部分驱动电机控制器驱动电机 3 20 2020 16 电动车培训教材 动力部件 驱动控制器 驱动电机 加速器 档位器 动力蓄电池 3 20 2020 17 电动车培训教材 驱动电机控制器 技术参数 控制的作用 1 接收车辆的状态信息 2 控制电机运转 3 20 2020 18 驱动控制器按自身的控制原理可以分为 正极控制和负极控制 因为驱动控制器需要匹配驱动电机的类型 所以电机类型不同 控制器的控制原理不同 控制原理 柯蒂斯1266A控制器 属于正极控制 匹配的电机类型是直流他励 丰田48M350控制器 属于负极控制 匹配的电机类型是三相交流异步电机 3 20 2020 19 柯蒂斯1266A控制器原理图 3 20 2020 20 1266A控制器接线端口定义 3 20 2020 21 丰田48M350控制器原理图 3 20 2020 22 丰田48M350控制器接线端口定义 3 20 2020 23 驱动电机控制器选型 1 匹配驱动电机类型根据驱动电机的类型选择控制器驱动形式 2 2min最大电流根据电机最大爬坡或运行功率 计算2min最大电流3 控制线路方式考虑系统的开关量正极控制还是负极控制 控制线路的方式会影响档位器 加速器 显示仪表选型 3 20 2020 24 驱动电机 电机的分类 3 20 2020 25 电机简介 1 无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的 即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷 它具有可性高 无换向火花 机械噪声低等优点 广泛应用于高档录音座 录像机 电子仪器及自动化办公设备中 2 交流同步电机是一种恒速驱动电动机 其转子转速与电源频率保持恒定的比例关系 被广泛应用于电子仪器仪表 现代办公设备 纺织机械等 3 交流异步电机是交流电压运行的电机 广泛应用于电风扇 电冰箱 洗衣机 空调器 吸尘器 油烟机 食品加工机等家用电器及各种电动工具 小型机电设备中 电机的转速 转子转速 小于旋转磁场的转速 从而叫为异步电机 它和感应电机基上是相同的 3 20 2020 26 电机结构 1 直流电机下图是最简单的两极直流电机的物理模型图 其中 固定部分有磁铁 这里称作主磁极 固定部分还有电刷 转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组 其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的 它的固定部分 定子 上 装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S 在旋转部分 转子 上装设电枢铁心 定子与转子之间有一气隙 在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈 线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上 此铜片称为换向片 换向片之间互相绝缘 由换向片构成的整体称为换向器 换向器固定在转轴上 换向片与转轴之间亦互相绝缘 在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2 当电枢旋转时 电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通 直流电机运行时 在电刷下往往发生火花 小部分的微弱火花对电机运行无危害 但是如果火花范围扩大和程度强烈 则将烧灼换向器和电刷 使其表面粗糙和留有灼痕 而不光滑的换向器和表面粗糙的电刷接触又使火花程度加强 如此循环积累下去 电机将很快不能运行 我国国家标准GB755 81将火花分为五个等级 既1 11 4 11 2 2 3 对正常运行的电机 其火花等级应不超过11 2级 3 20 2020 27 三相异步电机三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成 此外 还有端盖 机座 轴承 风扇等部件 3 20 2020 28 定子是由机座 定子铁心和定子绕组组成 作用 产生旋转磁场 定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成 定子绕组Y连结定子绕组三角形连结 定子硅钢片 Y联结 联结 3 20 2020 29 转子绕组可分为 笼型转子和绕线转子 作用 产生感应电流和电动势 在旋转磁场作用下产生电磁转矩 鼠笼式异步电动机转子绕组是在转子铁心槽里插入铜条 再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成 如图所示 结构简单 价格低廉 工作可靠 不能人为改变电动机的机械特性 绕线式异步电动机转子绕组是由线圈绕组放入转子铁心槽内 并分为三相对称绕组 与定子产生的磁极数相同 线绕式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻 用以改善启动性能与调节转速 结构复杂 价格较贵 维护工作量大 3 20 2020 30 三相异步电机的工作原理 对称三相绕组通入对称三相电流 旋转磁场 磁场能量 磁场绕组切割转子绕组 转子绕组中产生e和i 转子绕组在磁场中受到电磁力的作用 转子旋转起来 机械负载旋转起来 三相交流电能 输出机械能量 3 20 2020 31 电机参数 1 电压一般规定电机的运行电压不能高于或低于额定值的5 因为在电机满载或接近满载情况下运行时 电压过高或过低都会使电机的电流大于额定值 从而使电动机过热 2 电流电机在额定运行时定子绕组的线电流值 3 功率与效率额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率P2 它不等于从电源吸取的电功率P1 效率 3 20 2020 32 4 功率因数三相异步电机的功率因数较低 在额定负载时约为0 7 0 9 空载时功率因数很低 只有0 2 0 3 额定负载时 功率因数最高 5 额定转速电机在额定电压 额定负载下运行时的转速 6 绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级 分为A E B F H五级 A级最低 105 C H级最高 180 C PN 3 20 2020 33 电动车培训教材 三 电路线束电气回路线束基础元器件 3 20 2020 34 电气回路 电流通过器件或其他介质后流回电源的通路 通常指闭合电路 电气回路可以分为 单线制回路和双线制回路 单线制回路就是搭铁 搭铁 由于汽车车身和发动机都是金属结构 其本身就有导电能力 加上汽车电器比较多 如果每个电器都用两根线构成回路 将会使电路结构复杂 成本高 故障率高 维修难度增加 于是根据汽车自身的结构特点 电路制成单线制 即蓄电池负极与车架或发动机相连 而每个电器的一根线都与车架相连 即所谓的搭铁 双线制回路 系统每个电器元件都用两根线构成回路 3 20 2020 35 线束 线束信息包括线号 截面 颜色 3 20 2020 36 基础元器件 熔断保险 3 20 2020 37 常用熔断保险 3 20 2020 38 继电器 切换负载功率大 抗冲 抗振性高 汽车中的电源多用12V 线圈电压大都设计为12V 由于是蓄电池供电 电压不稳定 吸动电压V 60 VH 定额工作电压 线圈过电压允许达1 5VH 线圈功耗较大 一般为1 6 2W 温升较高 继电器就是以小电流控制大电流的部件 继电器的作用 1 防止开关烧蚀 2 减少使用大直径电线的成本 3 在通过较长的电线上减少电压降 缩短线路的长度 电源电路变短了 4 使某些电路的功能自动化 自动大灯 冷却风扇等 3 20 2020 39 锂电池的养护 1 新购买的锂电池 不需要先充电 应该直接使用 将剩余电量用完再充电 经过这样2到3次的正常使用就可以完全激活锂电池的活性 2 锂电池不存在记忆效应