新能源汽车与职业教育

1、1新能源汽车与汽车职业教育 天津市交通技师学院天津市交通技师学院 邢振东邢振东2新能源汽车特点及维修人员应该具备的知识工作电压在300-650V，高压电有触电危险整体控制基本都是强电和弱电，需要具备电子电工方面的专业知识神经控制网络发达需要具备较强的逻辑思维分析能力安全第一，技术人员必须持证上岗主要内容新能源汽车的发展状况 电动汽车结构原理与维修混合动力汽车结构原理与维修新能源汽车的发展对汽车职业教育的影响 为什么要发展新能源汽车？ 新能源汽车的发展瓶颈？6数据来源：NYEMX资源问题资源问题长期上升趋势明显，油价日益高昂已成为经济不能承受之重。长期上升趋势明显，油价日益高昂已成为经济不能承受

2、之重。新能源汽车发展背景图2：世界主要国家CO2排放比例能源大量消耗带来温室气体排放问题，能源大量消耗带来温室气体排放问题，是造成气候变化主要原因。是造成气候变化主要原因。图3：各国汽车减排目标各国纷纷制订标准，降低汽车排放中各国纷纷制订标准，降低汽车排放中二氧化碳对环境的影响。二氧化碳对环境的影响。新能源汽车发展背景8市场发展情况市场发展情况混合动力车份额稳步提升混合动力车份额稳步提升美国混合动力车市场份额美国混合动力车市场份额数据来源：Green Car Congressp美国美国国际新能源汽车发展状况9日本厂商战略核心是发展混合动力，销量遥遥领先日本厂商战略核心是发展混合动力，销量遥遥领

3、先日本历年新能源汽车保有量日本历年新能源汽车保有量数据来源：JAMAp日本日本国际新能源汽车发展状况10日本厂商战略核心是发展混合动力，销量遥遥领先日本厂商战略核心是发展混合动力，销量遥遥领先数据来源：JAMA日本历年混合动力车销量日本历年混合动力车销量p日本日本国际新能源汽车发展状况11新能源汽车技术路线新能源汽车技术路线国际新能源汽车发展状况12中国新能源汽车市场发展中国新能源汽车市场发展中国新能源汽车发展状况13-国家开始对私人用新能汽车实施补贴政策，各种车型积极面市国家开始对私人用新能汽车实施补贴政策，各种车型积极面市 PHEV乘用车最高补助5万元/辆； EV乘用车最高补助6万元/辆;

4、 中国新能源汽车发展状况14技术路线选择技术路线选择由于多种技术路线并存，中国面临新能源汽车技术路线的选择由于多种技术路线并存，中国面临新能源汽车技术路线的选择中国新能源汽车发展状况15一大批有实力的机构在从事与纯电动汽车有关的研制工作一大批有实力的机构在从事与纯电动汽车有关的研制工作燃料电池燃料电池驱动电机驱动电机动力蓄电池动力蓄电池电子控制电子控制哈工大哈工大天伦民瑞天伦民瑞九夷三普九夷三普中科院化物中科院化物所新源动力所新源动力电工所电工所中科易能中科易能中纺锐力中纺锐力有色院有色院天津蓝天天津蓝天华中科技华中科技泰州春兰泰州春兰神力科技神力科技安乃达安乃达苏州新恒苏州新恒湖南神舟湖南神

5、舟时代集团时代集团北理工北理工中炬森莱中炬森莱御能动力御能动力16我国在纯电动汽车技术上与国外的差距相对较小。纯电动汽车可我国在纯电动汽车技术上与国外的差距相对较小。纯电动汽车可以绕过传统的发动机技术，避开我们的弱项。以绕过传统的发动机技术，避开我们的弱项。中国新能源汽车发展状况17纯电动汽车所需配套基础设施建设具备可行性纯电动汽车所需配套基础设施建设具备可行性公共交通充电站公共交通充电站中国新能源汽车发展期望中国新能源汽车发展期望18家庭用充电设施建设投入、占地资源都比较少家庭用充电设施建设投入、占地资源都比较少19天津市新能源汽车推广应用工作方案 2013年到2015年天津市在公交车、邮政

6、快递车、出租车、环卫车、公务用车、企业和私人用车等6个领域组织推广应用新能源汽车，2015年达到1.2万辆。20远期展望：节能与新能源汽车市场展望能源多元化、动力电气化、排放洁净化将推动节能与新能源汽车迅速发展新能源汽车发展应用预期21未来汽车市场预测新能源汽车发展应用预期22新能源汽车代表车型主要内容新能源汽车的发展状况 电动汽车结构原理与维修混合动力汽车结构原理与维修新能源汽车的发展对汽车职业教育的影响24混合动力汽车结构原理25混合动力汽车类型26弱混和强混原理类比弱混和强混原理类比27丰田普锐斯动力工作原理丰田普锐斯动力工作原理2829混合动力汽车混合动力汽车与普通汽车与普通汽车优点优

7、点l 1. 排放性能良好排放性能良好l 2. 动力性能佳动力性能佳l 3. 耗油量低耗油量低l 4. 噪声小噪声小Prius整车动力部件布置图整车动力部件布置图混合动力汽车总体组成31插电式混合动力汽车结构示意图THS-II 运作 组成MG1发动机差速器HV 蓄电池变频器MG2行星齿轮机构THS动力传动示意图丰田Prius的结构原理Prius动力系统结构原理图动力系统结构原理图THS分为发动机、带转换器分为发动机、带转换器的变频器、带马达的压缩机、的变频器、带马达的压缩机、动力管理控制单元总成、动动力管理控制单元总成、动力电池总成、传动桥、电机、力电池总成、传动桥、电机、发电机等功能总成。左图

8、为发电机等功能总成。左图为Prius动力系统结构原理图。动力系统结构原理图。结构上，在电动机和发电机结构上，在电动机和发电机之间采用之间采用AC500V 高压电路高压电路传输，可以极大地降低动力传输，可以极大地降低动力传输中电能损耗，高效地传传输中电能损耗，高效地传输动力。采用大功率电机输输动力。采用大功率电机输出，提高电机的利用率。当出，提高电机的利用率。当发动机工作效率低时，此系发动机工作效率低时，此系统可以将发动机停机，车辆统可以将发动机停机，车辆依靠电机动力行驶。极大地依靠电机动力行驶。极大地增加了减速和制动过程中的增加了减速和制动过程中的能量回收，提高能量的利用能量回收，提高能量的利

9、用率。率。丰田Prius的结构原理Prius带转换器的变频器总成功能组成带转换器的变频器总成功能组成变频器（变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变单元微处理单元等组成。变频器靠内部频器靠内部IGBT的开断来的

10、开断来调整输出电源的电压和频率，调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。达到节能、调速的目的。丰田Prius的结构原理Prius传动桥总成结构传动桥总成结构Prius传动桥总成结构如传动桥总成结构如左图所示，其中采取双左图所示，其中采取双电机设计，其中电机设计，其中MG主主要用于启动发动机，对要用于启动发动机，对电池充电，当电池充电，当MG2工作工作时为其提供电力，此外，时为其提供电力，此外，还可以通过控制转矩保还可以通过控制转矩保持传动系统的正常工作。持传动系统的正常工作。MG2主要用于在

11、低速时主要用于在低速时提供牵引力，在高速时提供牵引力，在高速时又可以补充动力，让发又可以补充动力，让发动机与汽车协调运作，动机与汽车协调运作，发挥最优越的性能，并发挥最优越的性能，并可以在制动时储存电能。可以在制动时储存电能。丰田Prius的结构原理Prius发动机、电机实物图发动机、电机实物图丰田Prius的结构原理Prius电池布置电池布置 Prius动力电池结构组成动力电池结构组成 n Prius上电池包括动力电池与辅助电池，其主要作用除了作为驱动动力上电池包括动力电池与辅助电池，其主要作用除了作为驱动动力能源外，还要向空调系统、动力转向系统、点火系统、照明、信号系能源外，还要向空调系统

12、、动力转向系统、点火系统、照明、信号系统、刮水器和喷淋器，以及车载娱乐和通信设备等装备提供低压电源。统、刮水器和喷淋器，以及车载娱乐和通信设备等装备提供低压电源。38镍氢动力电池镍氢动力电池39Prius系统框图HV 蓄电池制动执行器辅助电池空调压缩机空调变频器DC-DC转换器SMR1, 2 and 3升压转换器MG1MG2混合驱动桥变频器发动机档位传感器(换档, 选择)加速踏板位置 传感器车速传感器CAN发动机 ECU (ECM)防滑控制 ECU蓄电池 ECUDLC3HV ECU分解器型速度传感器 (MG2)4042维修注意事项43高压组成部分高压组成部分 所有高压电线为橙色包括：HV电池驱

13、动桥变频器转换器维修塞44警告标签警告标签贴在HV电池和变频器上内容：基本的警告，操作说明和回收信息45安全手套安全手套 适用于电工作业的绝缘橡胶（能承受650V电压） 防止电解液飞溅的耐碱橡胶46安全防护镜安全鞋安全防护镜安全鞋 戴上合适的眼部和足部防护 防碱型，防止电解液的伤害47灭火器灭火器 HV 蓄电池火灾：建议使用二氧化碳型灭火器 少量的水灭火，将加剧HV电池火灾。但可使用大量、持续的水去灭火主要内容新能源汽车的发展状况 电动汽车结构原理与维修混合动力汽车结构原理与维修新能源汽车的发展对汽车职业教育的影响电动汽车的优点电动汽车结构示意图电动汽车驱动系统电动汽车动力电池电动汽车动力电池

14、电动汽车动力电池作用电动汽车高压电路连接电动汽车高压电气实物图电动汽车驱动电机电动汽车驱动电机控制电动汽车整车控制电动汽车整车分层控制策略电动汽车整车控制策略电动汽车整车控制核心扭矩控制电动汽车故障诊断主要内容新能源汽车的发展状况 电动汽车结构原理与维修混合动力汽车结构原理与维修新能源汽车的发展对汽车职业教育的影响 知识结构变了：增加了安全用电的知识，增加电机、电池、线控技术、互联网技术； 保养周期变了：机油的更换的周期延长了一倍，刹车蹄片的更换周期达到30公里； 作业内容变了：维修作业内容由机电一体化向电力电子转变。特斯拉开始上门预约维修服务，这在燃料汽车时代是不可能的事情，保安不会允许你在

15、写字楼停车场维修车辆。 使用的维修工具变了：修理厂需要配备电池测试、充放电设备和电机测试设备。需要添置安全防护设备。 作业的风险度变了：由普通的机械作业和微电子作业环境改为高压带电作业环境。我们先来新能源汽车变革66行业协会公布的电动汽车新的维修知识体系用电安全和电气作业规范电动汽车基础电子学基础电动汽车电工电子电机及电机控制技术电池基础、电池成组技术及电池管理电能的传输再生能源的发电、供电设施测试工具及诊断设备电动汽车维修与故障诊断技能10模块，254个知识、每次认证30个安全知识题必须满分、75个笔试题，46个实操题要求答对70%新能源汽车知识体系新能源汽车工作岗位分析博世新能源汽车职业教

16、育合作项目介绍博世新能源汽车职业教育合作项目介绍*实用讲义示范：实用讲义示范：课程课程1 动力电池系统动力电池系统1.1 技能训练：续航里程短的故障检修技能训练：续航里程短的故障检修1.1.1 拆装动力电池组1.1.2 动力电池技术状况检测1.1.3 动力电池的充放电试验1.1.4 动力电池数据分析1.2 知识学习：动力电池基础知识知识学习：动力电池基础知识1.2.1 动力电池的构造与型号1.2.2 动力电池的工作原理的特性1.2.3 动力电池的容量及其影响因素1.2.4 动力电池的充电1.2.5 动力电池常见故障1.2.6 典型动力电路的分析与故障诊断1.3 任务实施任务实施1.4 知识拓展：动力电池管理系统知识拓展：动力电池管理系统1.5 学习小结学习小结1.6 自我测试自我测试博世新能源汽车职业教育合作项目介绍博世新能源汽车职业教育合作项目介绍* 职业技能鉴定电动汽车维修考试大纲一职业概况 1. 职业名称 电动汽车维修 2.职业定义 从事电动汽车汽车系统及器件等的安装、试验、调试与维护、修理的人员。 3. 职业等级: 本大纲共设三个等级，分别为： 初级电工（国家职业资格五级） 中级电工（国家职业资格四级） 高