4.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝學(xué)習(xí)目標(biāo)1掌握線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理2了解線控油門(mén)系統(tǒng)的定義和特點(diǎn)，并掌握其結(jié)構(gòu)和工作原理3了解線控?fù)Q擋系統(tǒng)的定義和特點(diǎn)，并掌握其結(jié)構(gòu)和工作原理4掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理5能夠獨(dú)立拆裝線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理01線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為何采用線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)？當(dāng)環(huán)境感知傳感器檢測(cè)到前方交通信號(hào)燈由紅變綠線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)起步環(huán)境感知傳感器交通信號(hào)燈由紅變綠信號(hào)計(jì)算平臺(tái)VCU線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)ECU線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行器請(qǐng)求執(zhí)行起步信號(hào)起步命令控制命令自動(dòng)起步，自動(dòng)跟車(chē)行駛、停車(chē)自動(dòng)切換駐車(chē)擋……線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)：線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理工作原理：人工駕駛模式自動(dòng)駕駛模式MCUVCU油門(mén)踏板傳感器換擋拉桿/按鍵/旋鈕CANMVCUMCUM計(jì)算平臺(tái)環(huán)境感知傳感器CANCAN線控油門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理02線控油門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理傳統(tǒng)油門(mén)系統(tǒng)工作原理：優(yōu)點(diǎn)：控制方式簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快缺點(diǎn)：不利于燃油經(jīng)濟(jì)性，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傷害大，不利于環(huán)保，ECU無(wú)法對(duì)節(jié)氣閥進(jìn)行控制拉桿/油門(mén)拉線節(jié)氣門(mén)控制線控油門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理線控油門(mén)系統(tǒng)（燃油車(chē)）油門(mén)踏板單元電子控制單元節(jié)氣門(mén)執(zhí)行單元踏板位置傳感器油門(mén)踏板感知ECU發(fā)送電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門(mén)機(jī)構(gòu)控制結(jié)構(gòu)：工作原理：線控油門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理線控油門(mén)系統(tǒng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)）油門(mén)踏板單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)：工作原理：油門(mén)踏板感知人工駕駛模式踏板位置傳感器VCU發(fā)送MCUCAN驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)駕駛模式計(jì)算平臺(tái)CAN線控油門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)為何以電動(dòng)汽車(chē)為載體？電動(dòng)汽車(chē)和燃油汽車(chē)的區(qū)別是什么？線控油門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理優(yōu)點(diǎn)：速舒適性且經(jīng)濟(jì)性好，穩(wěn)定性高且不易熄火缺點(diǎn)：工作原理相對(duì)較為復(fù)雜，成本提高。硬件：添加油門(mén)位置位移傳感器和伺服電機(jī)以及其驅(qū)動(dòng)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并且增加ECU接線軟件：開(kāi)發(fā)分析位置傳感器信號(hào)，綜合車(chē)況給出最優(yōu)控制指令的算法，集成在車(chē)載ECU上工作原理：應(yīng)用車(chē)型：寶馬i3、雪佛蘭BoltEV、TeslaModelX、長(zhǎng)安EV460、名爵EZS、日產(chǎn)Leaf等主踏板線控油門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理線控油門(mén)系統(tǒng)“單踏板”拓展知識(shí)主踏板松開(kāi)車(chē)速降低再生制動(dòng)系統(tǒng)工作，實(shí)現(xiàn)能量回收主踏板踩下車(chē)速升高起步，加速，穩(wěn)態(tài)，減速，停車(chē)線控油門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理線控油門(mén)系統(tǒng)“單踏板”拓展知識(shí)加速行程踏板深度↑輸出驅(qū)動(dòng)扭矩↑減速行程踏板深度↓輸出扭矩+→輸出扭矩-恒速行程踏板深度在某一開(kāi)度區(qū)間內(nèi)輸出扭矩=0輸出扭矩=外界阻力主踏板：輔助踏板：“主踏板”剎車(chē)減速度不能滿足駕駛員意圖時(shí)的緊急剎車(chē)踏板線控油門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理線控油門(mén)系統(tǒng)“單踏板”優(yōu)點(diǎn)：降低駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高舒適性；提高了操作效率和能量回收效率；使得駕駛變得簡(jiǎn)單智能缺點(diǎn)：需要新客戶有一些適應(yīng)的時(shí)間，并且駕駛?cè)潭夹枰獙?duì)踏板有所操作，否則會(huì)快速停車(chē)，也會(huì)對(duì)駕駛員造成一定的心理負(fù)擔(dān)，利弊權(quán)衡還需進(jìn)一步提高拓展知識(shí)線控?fù)Q擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理03線控?fù)Q擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理線控?fù)Q擋系統(tǒng)定義傳統(tǒng)換擋：駕駛員推動(dòng)換擋手柄，通過(guò)一根換擋拉索帶動(dòng)變速器的換擋搖臂動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)P/R/N/D擋位切換缺點(diǎn)：無(wú)法判斷駕駛員誤操作；結(jié)構(gòu)復(fù)雜；體積重量較大，布置空間受限，影響美觀性線控?fù)Q擋：無(wú)傳統(tǒng)機(jī)械式結(jié)構(gòu)，通過(guò)電控實(shí)現(xiàn)P/R/N/D擋位切換優(yōu)點(diǎn)：省去傳統(tǒng)機(jī)械式結(jié)構(gòu)，換擋器體積小、布置靈活；可實(shí)現(xiàn)電控?fù)Q擋，為輔助駕駛和無(wú)人駕駛奠定基礎(chǔ)線控?fù)Q擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理線控?fù)Q擋系統(tǒng)分類按鍵式旋鈕式懷擋式擋桿式林肯MKZ、本田冠道，阿斯頓?馬丁等捷豹、路虎極光、長(zhǎng)安福特金牛座、長(zhǎng)安新蒙迪歐、長(zhǎng)安奔奔、凱翼C3、北汽EV200、北汽EC180、奇瑞EQ等寶馬E56/E66、奔馳S級(jí)奧迪A8L、寶馬5系、領(lǐng)克全系換擋選擇模塊換擋電控單元換擋執(zhí)行單元線控?fù)Q擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：駐車(chē)控制ECU駐車(chē)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制檔位指示燈當(dāng)為P擋時(shí)線控?fù)Q擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理工作原理：換擋選擇模塊換擋電控單元換擋選擇模塊信號(hào)換擋電控單元換擋執(zhí)行單元車(chē)速、車(chē)門(mén)……控制儀表?yè)跷恢甘緹袅翐Q擋執(zhí)行單元人工駕駛模式VCUCAN線控?fù)Q擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理工作原理：換擋選擇模塊換擋電控單元換擋電控單元換擋執(zhí)行單元車(chē)速、車(chē)門(mén)……控制儀表反饋擋位指示燈亮換擋執(zhí)行單元自動(dòng)駕駛模式VCUCAN計(jì)算平臺(tái)CAN線控?fù)Q擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理線控?fù)Q擋系統(tǒng)特點(diǎn)質(zhì)量更輕，有利于輕量化體積更小，節(jié)省儲(chǔ)物空間布置位置靈活，形式多變，科技感十足，可提高品牌競(jìng)爭(zhēng)力便于集成附加功能；對(duì)于電子換擋+手動(dòng)變速箱來(lái)說(shuō)，駕駛者的換擋錯(cuò)誤操作會(huì)由電腦判斷出是否會(huì)對(duì)變速箱造成損傷，從而更好地保護(hù)變速箱和糾正駕駛者的不良換擋操作習(xí)慣線控驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器結(jié)構(gòu)與工作原理04線控驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器結(jié)構(gòu)與工作原理驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理（永磁同步電機(jī)）在各類驅(qū)動(dòng)電機(jī)中，永磁同步電機(jī)具有高效、高控制精度、高轉(zhuǎn)矩密度、良好轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)性及低振動(dòng)噪聲等特點(diǎn)，在純電動(dòng)汽車(chē)中，永磁同步電機(jī)應(yīng)用更為廣泛組成：機(jī)座、轉(zhuǎn)子、定子、溫度傳感器、前后端蓋等永磁同步線控驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器結(jié)構(gòu)與工作原理驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理（永磁同步電機(jī)）工作原理：定子繞組三相電流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速=旋轉(zhuǎn)磁極轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子上永磁鐵磁極固定（同性相斥，異性相吸）線控驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器結(jié)構(gòu)與工作原理驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：控制信號(hào)接口電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路，驅(qū)動(dòng)電路控制模塊：包括硬件電路和相應(yīng)的控制軟件。硬件電路主要包括處理器最小系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路、硬件保護(hù)電路，數(shù)據(jù)通信電路?？刂栖浖鶕?jù)不同類型電機(jī)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制算法驅(qū)動(dòng)器微控制器：對(duì)電機(jī)的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)功率變換器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)功率信號(hào)和控制信號(hào)的隔離功率變換模塊：對(duì)電機(jī)電流進(jìn)行控制線控驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器結(jié)構(gòu)與工作原理驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)與工作原理工作原理：VCU加速/制動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（MCU）CAN變頻器頻率控制線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝05線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝實(shí)訓(xùn)載體——智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)底盤(pán)線控實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)臺(tái)線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝任務(wù)準(zhǔn)備操作設(shè)備：底盤(pán)線控系統(tǒng)測(cè)試裝調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)臺(tái)。工具/儀器：常用拆裝工具套裝、橡膠錘、卡簧鉗、螺絲刀套裝。人員分工：組長(zhǎng)1名，記錄人員2名，檢驗(yàn)人員2名，操作人員若干，以上人選角色可通過(guò)選舉、抓鬮及教師指定等來(lái)?yè)?dān)任，通過(guò)多個(gè)任務(wù)的訓(xùn)練，爭(zhēng)取讓每個(gè)學(xué)生輪流擔(dān)任每個(gè)角色，最終能夠提升學(xué)生自身綜合能力。實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地：智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)線控技術(shù)實(shí)訓(xùn)室。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝任務(wù)實(shí)施步驟圖示第一步，將滑動(dòng)撥叉安裝至油門(mén)踏板總成支架上。第二步，安裝油門(mén)踏板位置傳感器，并安裝固定螺栓，按規(guī)定扭矩?cái)Q緊。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝任務(wù)實(shí)施步驟圖示第三步，將整車(chē)控制器電路板準(zhǔn)確放入上殼體安裝位置。第四步，安裝下殼體，并緊固固定螺栓，按規(guī)定扭矩?cái)Q緊。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝任務(wù)實(shí)施步驟圖示第五步，將IGBT電路板安裝到驅(qū)動(dòng)電機(jī)下殼體內(nèi)。第六步，安裝電機(jī)控制器輸出U/V/W三項(xiàng)交流電接線柱，安裝接線柱絕緣固定螺栓，并按規(guī)定力矩?cái)Q緊。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝任務(wù)實(shí)施步驟圖示第七步，安裝主控制電路板的下支撐固定螺栓。第八步，安裝電機(jī)主控制電路板。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝任務(wù)實(shí)施步驟圖示第九步，將電機(jī)主控制連接主正的高壓接線柱連接至控制電路板上，安裝絕緣固定螺栓。第十步，安裝主控制電路板固定螺栓。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝任務(wù)實(shí)施步驟圖示第十一步，將電機(jī)控制器低壓線束穿過(guò)裝配孔，并使用扳手緊固線束固定螺栓。第十二步，參照電路圖或生產(chǎn)手冊(cè)將所有插接器連接至電路板上。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝任務(wù)實(shí)施步驟圖示第十三步，安裝電機(jī)控制器上端蓋，并安裝緊固所有螺栓。第十四步，安裝電機(jī)控制器輸出和輸入高壓接線柱的密封絕緣膠圈。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝06線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝實(shí)訓(xùn)載體——智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車(chē)線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝任務(wù)準(zhǔn)備操作設(shè)備：智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車(chē)。工具/儀器：常用拆裝工具套裝、螺絲刀套裝、驅(qū)動(dòng)電機(jī)舉升設(shè)備等。人員分工：組長(zhǎng)1名，記錄人員2名，檢驗(yàn)人員2名，操作人員若干，以上人選角色可通過(guò)選舉、抓鬮及教師指定等來(lái)?yè)?dān)任，通過(guò)多個(gè)任務(wù)的訓(xùn)練，爭(zhēng)取讓每個(gè)學(xué)生輪流擔(dān)任每個(gè)角色，最終能夠提升學(xué)生自身綜合能力。實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地：智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)線控技術(shù)實(shí)訓(xùn)室。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝任務(wù)實(shí)施——拆裝前防護(hù)步驟圖示個(gè)人防護(hù)，維修人員需穿著防護(hù)手套。整車(chē)防護(hù)，車(chē)內(nèi)部需鋪上方向盤(pán)套、座椅套和腳墊。車(chē)外部需鋪上格柵和翼子板防護(hù)。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝任務(wù)實(shí)施——整車(chē)拆卸步驟圖示第一步，斷開(kāi)蓄電池負(fù)極，然后等待2分鐘。第二步，分離洗滌器噴水電機(jī)插接器，并拆卸車(chē)窗玻璃洗滌器水壺。注意：回收洗滌水。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝任務(wù)實(shí)施——整車(chē)拆卸步驟圖示第三步，分離驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器所有低壓插接器，低壓插接器線束包括CAN線、啟動(dòng)使能、剎車(chē)信號(hào)、電機(jī)溫度信號(hào)等。注意：電機(jī)控制器外接有多個(gè)插接器，拆卸時(shí)，需要做好標(biāo)簽，以免誤插接或漏插接，造成人和車(chē)的安全事故。第四步，分離驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器輸入高壓線束主正、主負(fù)，此演示教學(xué)車(chē)配備有DC-DC轉(zhuǎn)換器，DC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓線束同電機(jī)控制器共用，高壓線束在電機(jī)控制器上外接至DC-DC轉(zhuǎn)換器。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝任務(wù)實(shí)施——整車(chē)拆卸步驟圖示第五步，分離驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器輸出高壓線束U/V/W，先分離W相線束，再分離V相線束，接著分離U相線束。第六步，分離驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器之間的高低壓線束，先分離低壓插接器，后分離高壓插接器。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝任務(wù)實(shí)施——整車(chē)拆卸步驟圖示第七步，拆卸驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器固定螺栓，并將驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器取下。第八步，操作舉升機(jī)舉升車(chē)輛至合適位置，使用驅(qū)動(dòng)電機(jī)舉升設(shè)備，將其托盤(pán)升至接近驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置，拆卸驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)腳的固定螺栓。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝任務(wù)實(shí)施——整車(chē)拆卸步驟圖示第九步，拆卸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的固定螺栓，并將驅(qū)動(dòng)電機(jī)取下。至此，線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整車(chē)拆卸完成。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝任務(wù)實(shí)施——整車(chē)裝配步驟圖示第一步，安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使用驅(qū)動(dòng)電機(jī)舉升設(shè)備，將其托盤(pán)升至接近驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝位置，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸裝入主減速器，安裝固定螺栓，并按規(guī)定力矩?cái)Q緊。第二步，安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)腳固定螺栓，并按規(guī)定力矩?cái)Q緊。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝任務(wù)實(shí)施——整車(chē)裝配步驟圖示第三步，回收驅(qū)動(dòng)電機(jī)舉升設(shè)備，操作舉升機(jī)下降車(chē)輛至地面，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制放入安裝位置，安裝固定螺栓，并按規(guī)定力矩緊固。第四步，連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器之間的高低壓線束，先連接高壓插接器，然后連接低壓插接器。線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拆裝任務(wù)實(shí)施——整車(chē)裝配步驟圖示第五步，連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器輸出高壓線束U/V/W，先連接U相線束，再連接V相線束，接著連接W相線束，最后按規(guī)定力矩?cái)Q緊固定螺栓。注意：