任务二 新能源汽车结构认知

情景导入

小刘是一名学习汽车专业的学生，正在某品牌新能源汽车4S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。

一、相关知识

1．电动汽车基本结构

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，如图1-11所示。

2．电动汽车部件功能

电动汽车的主要组成部件如图1-12所示。

（1）动力电池系统

电动汽车动力电池的成本大概占整车成本的50%，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信，并协同工作来完成车辆的正常行驶。图1-13为日产聆风动力电池系统。

（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。驱动电机可以根据驾驶人的驾驶意图，将动力电池的电能转换为动能来驱动车辆行驶，或者将车轮上的动能反馈到动力电池系统，以实现车辆的再生能量工作。图1-14为驱动电机。

根据GB/T 18488.1—2001《电动汽车用电机及其控制器技术条件》对电机控制器的定义，电机控制器就是控制牵引电机与电源之间能量传输的装置，由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成。电机控制器主要负责控制电动机的正转、反转，以维持电动汽车的正常运转。

（3）整车控制器

整车控制器通过采集驾驶信号判断驾驶人的意愿，根据车辆实际行驶情况、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（图1-15）。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。

（4）高压盒

高压盒是电动汽车高压电的分配单元。新能源汽车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，然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智能控制单元，从而更进一步简化整车架构配电系统。

（5）DC/DC

根据GB/T 24347—2009《电动汽车DC/DC变换器》的术语和定义，DC/DC表示在直流电路中将一个电压值的电能变换为另一个电压值的电能的装置。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，以此给新能源汽车的基础电气系统提供低压直流电源。

（6）充电机

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，动态调节充电时的电流或电压参数，自动完成充电过程。

（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行驶安全性能。主要包括空调、冷却系统、电动转向系统、电控制动系统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舒适性。

（8）车身基础电气系统

车身基础电气系统是汽车重要的组成部分之一，相当于电动汽车的神经系统，承担着基本功能应用、安全警示、能量与信息传递等功能，对车辆的动力性、经济性、安全性和舒适性等有着非常大的影响。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，电器数量在增加、功率在增大，产品质量、性能在提高，结构更趋于完善。

（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，以及使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以下三种布置方案：

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转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汽车改装而成。

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，以保证电动汽车起步、爬坡、加速超车等动力性能。

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，从而使电动汽车安全、平稳地行驶。

二、任务实施

1．实施准备

（1）实训物品准备

1）电动汽车整车。

2）车辆防护用品三件套。

3）高压安全用电警示牌。

4）警示隔离带。

5）车辆举升机。

（2）安全注意事项

1）任务实施场地拉设警示隔离带。

2）关闭点火开关，断开低压电池负极连接线。

3）在前机舱内放置高压安全用电警示牌。

4）严禁用手直接触摸动力电缆（橙色部分）。

5）举升车辆时，必须规范操作举升机。

2．实施内容

1）电动汽车主要组成部件认知。

2）电动汽车组成部件功能描述。

3．实施记录

任务实施记录单见表1-3。

三、任务检验

1．自检

参与实训练习的学员自我完成质量检验。

2．互检

由完成相同实操练习项目的学员相互进行质量检验。

3．终检

由专职质量管理人员（教师）进行专业检查。

四、教学评估

由教师依据教学目标对教学过程及结果进行价值判断。

复习题

一、填空题

1．按照动力源的不同，新能源汽车主要有（　）、（　）、（　）和（　）四种。

2．我国汽车节能标准要求2020年乘用车新车平均燃料消耗量低于（　）L/100km。

3．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（　）。

4．（　）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。

5．电动汽车以整车控制器为主节点，通过（　）网络对电动汽车动力链的各个环节进行管理、协调和监控。

6．电动汽车驱动电机与车轮之间的动力传递装置称为（　）。

二、判断题

（　）1．在汽车行业及相关产学研单位的共同努力下，我国建立起了新能源汽车“三纵三横”的研发布局。

（　）2．与燃油汽车相比，新能源汽车行驶时不产生排放污染物，驱动电机工作时产生的噪声也比发动机产生的噪声小。

（　）3．新能源汽车需要频繁地给动力电池充电，当车辆正常停放或长途行驶时，目前能够提供充电的设施非常少。

（　）4．新能源电动汽车其动力电池的成本大概占整车成本的50%，因此电池的性能决定着整车的性价比。

（　）5．DC/DC表示在直流电路中将一个电压值的电能变换为另一个电压值的电能装置。

（　）6．高压盒是新能源电动汽车高压电的分配单元。