1 2新能源汽车结构认识

项目一新能源汽车简介,任务2新能源汽车结构认识,课程内容,1,2,3,4,5,情境导入,学习目标,理论知识,拓展阅读,任务实施,6,单元小结,情境导入,小刘是一名学习汽车专业的学生，正在某品牌新能源汽车店实习。刘同学：新能源汽车是由哪些部件组成的呢？技师王：新能源汽车中的电动汽车是一种采用单一蓄电池作为动力源的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从而推动汽车行驶。结构上与传统汽车最大的区别在于动力系统，电动汽车的动力装置主要由动力电池和驱动电机等组件组成。,学习目标,1了解电动汽车的基本结构2掌握电动汽车的部件功能及作用,1具备资料查询、收集和整理能力2.能在实车或台架上识别电动汽车主要组件,应知,应会,理论知识,01,02,电动汽车基本结构,电动汽车部件功能,2.1电动汽车基本结构,新能源电动汽车是在传统汽车产业链基础之上发展而来的，在车辆结构上与传统汽车最大的区别在于动力系统。电动汽车的核心结构主要包括动力电池系统、动力驱动系统和整车控制系统三部分，此外还有车辆辅助控制系统以及动力传动系统等部件。,动力电机,高压电池,电动空调压缩机,2.1电动汽车基本结构,纯电动汽车与传统汽车相比，有以下典型特征：（1）取消了内燃机，改用动力电池加电机的方式来驱动汽车。（2）不再需要加注燃油，改用需要外部电网进行对车辆充电来续航车辆行驶里程。（3）延续使用传统汽车的大部分系统或部件，如转向系统、车身电器等。（4）由于纯电动车储能和续航能力较低（时间原因）、电池组重量达数百公斤（重量原因），车身轻量化设计需求要强于传统汽车。（5）纯电动车采用的液压制动系统与传统汽车基本结构区别不大，但在真空辅助助力系统上有较大差异。（电动真空泵、真空罐、控制器、12V电源）（6）同时电动车采用再生制动，实现将车辆的惯性能量部分回馈至储能器（高压电池），同时对车辆起到制动作用，实现电气制动的目的。,电动真空泵,再生制动系统,电驱系统轻量化,特斯拉全铝车身,2.1电动汽车基本结构,2.2电动汽车部件功能,纯电动汽车的主要组成部件：,多认识下新朋友哦！,（）动力电池系统,日产leaf动力电池,新能源电动汽车其动力电池的成本大概占到整车成本的50%左右，因此电池的性能决定着整车的性价比。电动汽车的动力电池系统是一个集成的动力能量系统，它通过CAN总线与整车控制系统、充电机、电机控制器等部件进行通讯，并协同工作来完成车辆的正常行驶。,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,（2）动力驱动系统,动力驱动系统是电动汽车的心脏，主要由驱动电机和电机控制器组成。驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构。根据GB/T18488.1-2015电动汽车用驱动电机系统第1部分技术条件的定义：驱动电机系统是驱动电机、驱动电机控制器及它们工作必须的辅助装置的组合。驱动电机是将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置，该装置也可以具备机械能转换成电能的功能。驱动电机控制器是指控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置，由控制信号接口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成。,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,（3）整车控制器（VCU）,整车控制器通过采集驾驶信号判断操纵者的意愿，根据车辆实时行驶情况、动力电池以及驱动电机的工作状态合理分配动力，使车辆运行在最佳状态。电动汽车以整车控制器为主节点，通过CAN总线网络对电动汽车动力链的各个环节进行管理、协调和监控，以此实现整车的驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制以及网络管理等功能。,2.2电动汽车部件功能,（3）整车控制器（VCU）,2.2电动汽车部件功能,（4）高压盒,高压盒是新能源电动汽车高压电的分配单元。新能源汽车的高压系统普遍采用集中配电方案，其结构设计紧凑、接线布局方便。高压动力电源直接进入高压配电盒后根据系统需要再分配到各个高压电气部件，此外高压配电盒还集成了部分电池管理系统发智能控制单元，从而更进一步简化整车架构配电系统的复杂度。,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,（5）DC/DC,根据GB/T19596-2017电动汽车术语中的定义，DC/DC变换器是将某一直流电源电压转换成任意直流电压的变换器。DC/DC就是直流转直流的意思，可以将动力电池的高压直流电转换为低压直流电，通常为12V，提供给车载低压用电设备，如给12V蓄电池充电、大灯及车内灯光供电等。,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,（6）充电机OBC,按照电动汽车用传导式车载充电机的定义，车载充电机是指固定安装在电动汽车上，将公共电网的电能变换为车载储能装置所要求的直流电，并给车载储能装置充电的装置。充电机能够根据电池管理系统（BMS）提供的数据，动态调节充电的电流或电压参数，自动完成充电过程。,2.2电动汽车部件功能,（7）辅助控制系统,电动汽车辅助控制系统用于保证和提高车辆的安全行驶性能。主要包括空调系统、冷却系统、电动转向、电控制动以及安全气囊等装置，借助这些辅助设备来提高车辆的安全性和乘员舒适性等。,2.2电动汽车部件功能,电子水泵,再生制动,电动空调压缩机,2.2电动汽车部件功能,（8）车身基础电气系统,汽车基础电气系统是现代汽车发展水平的一个重要标志，其科技含量已成为衡量现代汽车档次的重要指标之一。随着科技的发展，集成电路和微型电子计算机在汽车上的广泛应用，电器的数量在增加、功率在增大，产品的质量、性能在提高，结构更趋于完善。,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,（9）动力传动系统,电动汽车驱动电机与车轮之间的动力传递装置称为动力传动系统。该系统使车辆具有在各种行驶条件下所必需的牵引力，以及牵引力与车速之间协调变化的功能。目前，电动汽车的动力传动系统主要有三种布置方案。,2.2电动汽车部件功能,1）替代内燃机布置形式,第一种和传统发动机传动系统布置方案一样，仍带有变速器，主要是为了提高电动汽车的起动扭矩及增加低速时电动汽车的后备功率。装有这种传动系统的电动车主要是由燃油发动机汽车改装而成。,2.2电动汽车部件功能,2）电机齿轮机构集成布置,第二种布置形式的最大特点是取消了离合器和变速器，因此对驱动电机的要求较高。不仅要求有较高的起动转矩，而且要求具有较大的后备功率，以保证电动汽车的起步、爬坡、加速超车等动力性。,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,3）轮毂电机布置,第三种布置形式是直接将驱动电机安装在驱动轮或驱动轴上，直接由电机实现变速、差速、换向。它不仅要求电动机性能好，有较高的起动转矩，较大的后备功率，而且对控制系统的要求也很高。控制系统要有较高的控制精度，具备良好的可靠性，从而保证电动汽车安全、平稳的行驶。目前还没有量产车。,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,2.2电动汽车部件功能,上市的纯电动汽车主要采用的电机齿轮机构集成动力布置形式，如北汽EV300、荣威E50等，其驱动系统结构均如图所示。,2.2电动汽车部件功能,主流传动布置形式,拓展阅读,轮边电机驱动桥,电机驱动桥分成三类：轮边电机驱动桥、中央电机驱动桥以及轮毂电机驱动桥。轮边电机驱动桥常见于客车或商用车，比如比亚迪K9和长江E-Glory（逸阁）；中央电机驱动桥普遍用于乘用车，比如特斯拉的经典车型P85D；而轮毂电机由于设计难度较大，尚不能广泛应用于电动汽车。轮边电动机驱动通常有轮毂电动机和狭义的轮边电动机两种方式。所谓狭义的轮边电动机方式是指每个驱动车轮由单独的电动机驱动，但是电动机不是集成在车轮内，而是通过传动装置（例如传动轴）连接到车轮。,拓展阅读,轮边电机驱动桥,拓展阅读,轮边电机驱动桥,拓展阅读,轮边电机驱动桥特点,轮边电动机方式的驱动电动机属于簧载质量范围，悬架系统隔振性能好。但是，安装在车身上的电动汽车电机对整车总布置的影响很大，尤其是在后轴驱动的情况下。而且，由于车身和车轮之间存在很大的变形运动，对传动轴的万向传动也具有一定的限制。通过将传统汽车的动力系统总成高度集成为轮边电机驱动桥，用电动机、减速器机构、轮毂等部件替代发动机、离合器、变速箱、传动轴等传统汽车动力系统，能够为车辆提供足够的动力输出的同时，省略了离合器、变速器等环节，简化传动系统，提高传动效率，且整车