《新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修》 教案 第1、2章 新能源汽車(chē)知識(shí)、新能源汽車(chē)檢修的高壓安全防護(hù)

新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修教案課程信息課程名稱《新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修》授課專業(yè)新能源汽車(chē)技術(shù)課程類型必修課公共課（）；專業(yè)基礎(chǔ)課（）；專業(yè)課（√）；選修課限選課（）；任選課（）；專業(yè)拓展課（）授課方式講授（）；實(shí)踐課（）；其它（√）考核方式考試（）；考查（√）課程教學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)32學(xué)時(shí)學(xué)分?jǐn)?shù)2學(xué)分學(xué)時(shí)分配理論課32時(shí)，實(shí)踐課教材名稱新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修［M］作者劉祖其王躍進(jìn)出版社西安電子科技大學(xué)出版社書(shū)號(hào)978-7-5606-6545-0/U出版時(shí)間2022.08班級(jí)課程名稱新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修授課教師授課課時(shí)2學(xué)習(xí)課題新能源汽車(chē)知識(shí)教學(xué)基本要求（１）了解新能源汽車(chē)的概念和我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展?fàn)顩r；（２）掌握新能源汽車(chē)的類型及技術(shù)特點(diǎn)，會(huì)利用相關(guān)文獻(xiàn)檢索國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)知識(shí)；（３）了解國(guó)內(nèi)外主要新能源汽車(chē)廠商和品牌；（４）了解新能源汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)。（5）了解純電動(dòng)汽車(chē)的工作原理和主要特點(diǎn)；（6）掌握純電動(dòng)汽車(chē)的主要部件名稱、功能和安裝位置；（7）掌握純電動(dòng)汽車(chē)的基本操作方法。（8）了解純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池及其性能指標(biāo)；（9）掌握純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池工作要求及結(jié)構(gòu)；（10）掌握純電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的種類及特點(diǎn)；（11）了解動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的工作原理。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)了解純電動(dòng)汽車(chē)的工作原理和主要特點(diǎn)；掌握純電動(dòng)汽車(chē)的基本操作方法；掌握純電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的種類及特點(diǎn)；了解動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的工作原理。教學(xué)方法、手段案例導(dǎo)入法、講授法、小組討論法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)導(dǎo)入——專題講解——問(wèn)題分析討論——練習(xí)——?dú)w納總結(jié)參考案例來(lái)自教材、相關(guān)參考書(shū)教具、教材教學(xué)課件PPT、教學(xué)錄像片

教師學(xué)期授課教案授課提綱及重難點(diǎn)分析教學(xué)方法設(shè)計(jì)時(shí)間分配及旁注第1章新能源汽車(chē)知識(shí)1.1新能源汽車(chē)發(fā)展概述1.1.1新能源汽車(chē)的發(fā)展背景2012年7月9日，由國(guó)務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》正式明確了我國(guó)節(jié)能與新能源汽車(chē)發(fā)展的技術(shù)路線和主要目標(biāo)：以純電驅(qū)動(dòng)為新能源汽車(chē)發(fā)展和汽車(chē)工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向重點(diǎn)推進(jìn)純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化推廣普及非插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、節(jié)能內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)提升我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平2020年11月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，要求深入實(shí)施發(fā)展新能源汽車(chē)國(guó)家戰(zhàn)略，推動(dòng)中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，加快建設(shè)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)。據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：2019年全年我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷分別完成124.2萬(wàn)輛和120.6萬(wàn)輛；2020年全年我國(guó)新能源汽車(chē)?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量136萬(wàn)輛。據(jù)2021年12月10日中央電視臺(tái)新聞報(bào)道：2021年1～11月我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)到302.3萬(wàn)輛。據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)2022年1月19日統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：2021年我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷分別達(dá)到354.5萬(wàn)輛和352.1萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)均為1.6倍。1.1.2新能源汽車(chē)的概念新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源，綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、技術(shù)原理先進(jìn)的汽車(chē)。２０１７年１月６日工業(yè)和信息化部（簡(jiǎn)稱工信部）發(fā)布的第３９號(hào)部令《新能源汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定》第三條對(duì)新能源汽車(chē)進(jìn)行了定義：采用新型動(dòng)力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，包括插電式混合動(dòng)力（含增程式）汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)等。1.1.3新能源汽車(chē)的分類及特點(diǎn)新能源汽車(chē)包括混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、超級(jí)電容汽車(chē)、燃?xì)馄?chē)、醇類醚類燃料汽車(chē)、太陽(yáng)能汽車(chē)、生物柴油汽車(chē)等。在我國(guó)，新能源汽車(chē)主要是指純電動(dòng)汽車(chē)、增程式電動(dòng)汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē)等。新能源汽車(chē)部件分布圖如圖１１所示。新能源汽車(chē)結(jié)構(gòu)圖如圖１２所示。１混合動(dòng)力汽車(chē)混合動(dòng)力汽車(chē)是指油電混合動(dòng)力汽車(chē)（ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ，ＨＥＶ），即采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)或汽油機(jī)）和電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，也有的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)改造使用其他替代燃料，例如壓縮天然氣、丙烷和乙醇燃料等?；旌蟿?dòng)力裝置既發(fā)揮了發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、動(dòng)力性能好的優(yōu)點(diǎn)，又具備電動(dòng)機(jī)無(wú)污染、低噪聲的特性，二者取長(zhǎng)補(bǔ)短，可使汽車(chē)的熱效率提高１０％以上，廢氣排放改善３０％以上。１）混合動(dòng)力汽車(chē)的分類２）混合動(dòng)力汽車(chē)的特點(diǎn)２純電動(dòng)汽車(chē)純電動(dòng)汽車(chē)是采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，是用可充電蓄電池或其他能量?jī)?chǔ)存裝置為動(dòng)力源，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)要求的車(chē)輛。純電動(dòng)汽車(chē)不需要其他能量，如汽油、柴油等，其電力可以通過(guò)多種路徑獲得能源，如煤、核能、水力、風(fēng)力、光、熱等，可解除人們對(duì)石油資源日見(jiàn)枯竭的擔(dān)心。純電動(dòng)汽車(chē)可以通過(guò)家用電源（普通插座）、專用充電樁或者特定的充電場(chǎng)所進(jìn)行充電，還可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力充電，使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用，滿足日常的行駛需求，大大提高其經(jīng)濟(jì)效益。純電動(dòng)汽車(chē)的構(gòu)造如圖１６所示。３燃料電池電動(dòng)汽車(chē)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)是一種不燒燃料而直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。燃料電池電動(dòng)汽車(chē)如圖１７所示。４氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)是以氫氣為動(dòng)力的汽車(chē)。與普通汽車(chē)相比，氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)具有明顯的優(yōu)７勢(shì)。氫氣在燃燒的過(guò)程中，只排出水蒸氣而不是二氧化碳等污染性廢氣，既可以無(wú)限循環(huán)，又不會(huì)污染環(huán)境；它的燃料效率非常高，可以將氫能的６０％～８０％轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)能，而普通汽車(chē)的轉(zhuǎn)化率僅為２５％～３０％。氫發(fā)動(dòng)機(jī)如圖１８所示。寶馬７系氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)如圖１９所示。５超級(jí)電容汽車(chē)超級(jí)電容汽車(chē)的外觀與普通無(wú)軌電車(chē)相似，只是車(chē)頂部沒(méi)有兩根“辮子”。電車(chē)底部裝了一種超級(jí)電容，車(chē)輛進(jìn)站后的上下客間隙，車(chē)頂充電設(shè)備隨即自動(dòng)升起，搭到充電站的電纜上，通過(guò)２００Ａ的電流完成充電。國(guó)產(chǎn)超級(jí)電容客車(chē)如圖１-１１所示。6其他新能源汽車(chē)１）燃?xì)馄?chē)２）乙醇汽車(chē)３）甲醇汽車(chē)４）太陽(yáng)能汽車(chē)1.1.4國(guó)內(nèi)外主要新能源汽車(chē)簡(jiǎn)介１國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)部分代表車(chē)型國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)部分代表車(chē)型如表１-１所示。２新能源車(chē)型分類新能源車(chē)型有純電動(dòng)車(chē)型、油電混合動(dòng)力車(chē)型、插電式油電混合動(dòng)力車(chē)型、增程式電動(dòng)車(chē)型、ＣＮＧ雙料車(chē)型。1.1.5我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)政策的加強(qiáng)，我國(guó)越來(lái)越重視新能源汽車(chē)的發(fā)展，由于科技和產(chǎn)業(yè)變革，新能源汽車(chē)已經(jīng)成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的中堅(jiān)力量，新能源汽車(chē)行業(yè)也迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，正從萌芽期向成長(zhǎng)期邁進(jìn)，其保有量在５年間增長(zhǎng)了９倍多。２０２０年１１月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（２０２１—２０３５年）》，要求深入實(shí)施發(fā)展新能源汽車(chē)國(guó)家戰(zhàn)略，推動(dòng)中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，加快建設(shè)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)。目前國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)行業(yè)的上市企業(yè)有比亞迪股份有限公司、浙江吉利控股集團(tuán)有限公司、上海汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司、廣州汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司、北汽藍(lán)谷新能源科技股份有限公司、中國(guó)長(zhǎng)安汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司等。1.新能源汽車(chē)行業(yè)的分類新能源汽車(chē)采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置）。表1-2中列出了五種新能源汽車(chē)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)。2.新能源汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀1）續(xù)航里程2012年5月18日上午9時(shí)，在四川新紀(jì)元公司廠區(qū)舉行了“四川造”電動(dòng)汽車(chē)試驗(yàn)運(yùn)營(yíng)啟動(dòng)儀式。在活動(dòng)起航現(xiàn)場(chǎng)，一臺(tái)改裝后的純電動(dòng)汽車(chē)，攜帶重量符合國(guó)家工信部標(biāo)準(zhǔn)（電池質(zhì)量占整車(chē)比重的25％以下）的新型鋰電池，通過(guò)三電動(dòng)力總成創(chuàng)新集成，一次充電工況可運(yùn)行1000kｍ以上。該車(chē)運(yùn)行時(shí)間從5月18日上午9點(diǎn)31分開(kāi)始，5月19日凌晨3點(diǎn)17分結(jié)束，歷時(shí)17小時(shí)46分鐘，合計(jì)工況運(yùn)營(yíng)1011km，耗電85kＷ·ｈ，挑戰(zhàn)工況運(yùn)營(yíng)1000kｍ成功。本次測(cè)試完美書(shū)寫(xiě)了“長(zhǎng)續(xù)航”“電池壽命長(zhǎng)”“安全性能優(yōu)”“系統(tǒng)集成強(qiáng)”“中國(guó)芯”的技術(shù)風(fēng)采。純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程提升現(xiàn)場(chǎng)會(huì)如圖1-16所示。2）電池在新能源汽車(chē)的成本中，電池成本通常要占到40％左右，再加上占10％左右的電機(jī)和10％左右的電控成本，“三電”共占電動(dòng)汽車(chē)成本的60％左右，如圖1-17所示。因此，提升電池技術(shù)對(duì)新能源汽車(chē)來(lái)說(shuō)非常重要。3）電機(jī)基本完成國(guó)產(chǎn)化目前我國(guó)新能源汽車(chē)的電機(jī)基本完成了國(guó)產(chǎn)替代，且集成化程度越來(lái)越高。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是新能源汽車(chē)三大核心部件之一，是新能源汽車(chē)車(chē)輛行駛中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)特性決定了汽車(chē)行駛的主要性能指標(biāo)。電動(dòng)汽車(chē)的整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、控制器、各種檢測(cè)傳感器以及電源等部分構(gòu)成。新能源汽車(chē)的電機(jī)通過(guò)從電池中獲取有限的能量產(chǎn)生動(dòng)作，所以要求其在各種環(huán)境下的效率都要很高，在性能上要比一般工業(yè)用的電機(jī)更加嚴(yán)格。電動(dòng)汽車(chē)專用的電機(jī)需要滿足高速化、小型輕量化、高效性（一次充電后的續(xù)駛里程長(zhǎng)）、低速大轉(zhuǎn)矩情況下大范圍內(nèi)的恒定輸出特性、壽命長(zhǎng)以及高可靠性、低噪聲和成本低廉等性能。未來(lái)新能源汽車(chē)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將朝著小型輕量化、高效性、更出色的轉(zhuǎn)矩特性、使用壽命長(zhǎng)、可靠性高、電機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、控制精度高、噪聲低、價(jià)格低廉的方向發(fā)展。4）電控系統(tǒng)核心模塊IGBT電控系統(tǒng)核心模塊采用絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）。從功能上來(lái)說(shuō)，IGBT就是一個(gè)電路開(kāi)關(guān)，優(yōu)點(diǎn)就是用電壓控制，飽和壓降小、耐壓高，可在幾十到幾百伏量級(jí)電壓、幾十到幾百安量級(jí)電流的強(qiáng)電上應(yīng)用。新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)包括三部分，分別是整車(chē)控制器、電機(jī)控制器和電池控制器。其中新能源整車(chē)控制器和電池控制器相對(duì)成熟，電機(jī)控制器相對(duì)落后，主要是因?yàn)楹诵牟考蘒GBT國(guó)內(nèi)能生產(chǎn)的企業(yè)只有中車(chē)時(shí)代和比亞迪兩家，90%以上依靠進(jìn)口。IGBT模塊成本占據(jù)電控系統(tǒng)成本的40%以上，如果加上充電系統(tǒng)中的IGBT，則成本占比更高。IGBT模塊主要包括母排電極、鍵合引線、芯片、焊層、襯板和基板幾大部分，各個(gè)部分之間采用的連接技術(shù)構(gòu)成了IGBT模塊封裝的關(guān)鍵技術(shù)。5）智能網(wǎng)聯(lián)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是車(chē)聯(lián)網(wǎng)與智能車(chē)的有機(jī)結(jié)合，是搭載先進(jìn)的車(chē)載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)與人、車(chē)、路、后臺(tái)等智能信息交換共享，實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終替代人來(lái)操作的新一代汽車(chē)，它將改變駕駛員的主導(dǎo)地位。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)了車(chē)內(nèi)網(wǎng)、車(chē)外網(wǎng)、車(chē)際網(wǎng)的無(wú)縫連接，具備信息共享、復(fù)雜環(huán)境感知、智能化決策等功能，是AI、信息通信、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等戰(zhàn)略性高新技術(shù)的支撐點(diǎn)和戰(zhàn)略制高點(diǎn)。2021年7月13日，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)發(fā)布了《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告（2021）》，在車(chē)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，2020年智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的銷量超過(guò)了303萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)了107％。車(chē)聯(lián)網(wǎng)為汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)提供了驅(qū)動(dòng)力，已被提到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，我國(guó)車(chē)聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)已經(jīng)基本完成。現(xiàn)在大部分汽車(chē)品牌都在向智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展，如大眾、雪佛蘭、起亞、福特、本田、別克、飛思卡爾等。國(guó)家非常重視發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)，2021年7月27日，工信部、公安部、交通運(yùn)輸部印發(fā)了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)道路測(cè)試與示范應(yīng)用管理規(guī)范（試行）》的通知。6）充電樁充電樁是新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的基石，隨著電動(dòng)車(chē)的不斷放量，充電樁作為配套設(shè)施必須跟上。2021年9月10日，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟發(fā)布8月充電樁運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，2021年8月比2021年7月公共充電樁增加了3.44萬(wàn)臺(tái)，8月同比增長(zhǎng)了66.4％。1.1.6新能源汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)綜上所述，由于新能源汽車(chē)的發(fā)展受到諸多現(xiàn)實(shí)因素和技術(shù)要求的限制，以目前的技術(shù)條件來(lái)看，想要實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)的全方位大發(fā)展，還有待新的突破。當(dāng)前普遍認(rèn)為，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展主要集中在純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)三類新能源汽車(chē)上，所有新能源汽車(chē)都要向輕量化和智能化方向發(fā)展。１三類新能源汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)１）純電動(dòng)汽車(chē)由于電池技術(shù)的原因，純電動(dòng)汽車(chē)微型化已成為其發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。以高性能的鎳氫、鎳鎘電池和鋰電池為代表的新一代電池為純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展雖然已經(jīng)取得很好的效果，部分車(chē)型充滿一次電能行駛400~500ｋｍ，但是在偏僻地方依然無(wú)法保證，因?yàn)槌潆姌逗苌佟⑸踔翛](méi)有。此外仍存在不少問(wèn)題，諸如電池容量、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、快速充電、二次污染等方面。目前世界各國(guó)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在加緊進(jìn)行電池的研究，努力實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)充滿一次電可行駛1000ｋｍ的目標(biāo)。2）混合動(dòng)力汽車(chē)目前世界各大汽車(chē)公司無(wú)不涉足電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，但是由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上存在的各種困難，純電動(dòng)汽車(chē)還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走才有可能實(shí)現(xiàn)商品化；而混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)相對(duì)比較成熟，由于采用了機(jī)電耦合技術(shù)和智能化的整車(chē)控制策略，因此實(shí)現(xiàn)了整車(chē)的高性能，解決了低能耗和低排放等問(wèn)題。3）燃料電池汽車(chē)氫燃料電池汽車(chē)相比較于其他幾類新能源汽車(chē)來(lái)說(shuō)，是技術(shù)難度最大的一種。氫燃料電池汽車(chē)雖較早被投入研發(fā)，但目前為止進(jìn)展不大。氫燃料電池以氫為能量來(lái)源，通過(guò)電子的得失產(chǎn)生電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。目前此項(xiàng)技術(shù)仍然處在研發(fā)或者測(cè)試階段，無(wú)真正意義的產(chǎn)品問(wèn)世，所以它的未來(lái)之路需要繼續(xù)探索。但是，若氫燃料電池汽車(chē)在技術(shù)上一旦獲得質(zhì)的突破，它將是未來(lái)新能源電動(dòng)汽車(chē)中最為搶手的。2輕量化目前新能源汽車(chē)動(dòng)力電池外殼用材種類眾多，既有鋼、鐵、鋁合金等金屬材料，也有塑料、碳纖維等非金屬材料，其中鋼材在汽車(chē)中的應(yīng)用比例仍然達(dá)到50％以上。國(guó)內(nèi)外輕量化的研究主要是對(duì)新能源汽車(chē)進(jìn)行輕量化方面的研究和設(shè)計(jì)，世界的統(tǒng)一觀點(diǎn)為輕量化是解決當(dāng)前汽車(chē)節(jié)能減排的最有效措施，也是當(dāng)前汽車(chē)工業(yè)追求可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。汽車(chē)的整體質(zhì)量減10％，汽車(chē)的油耗也會(huì)減少6％～8％，同時(shí)也會(huì)減少二氧化碳和其他氮化物等有害物質(zhì)的排放。新能源汽車(chē)的輕量化可以保證提升自身的動(dòng)力性，來(lái)解決自己的續(xù)航問(wèn)題，也可以平衡自身的輕量化材料成本。新能源汽車(chē)動(dòng)力電池托盤(pán)以前多采用鋼材制造，如今以鋁合金型材為主。鋁合金型材的密度為2.7g／cm3，無(wú)論在收縮還是焊接等方面，鋁合金材質(zhì)優(yōu)勢(shì)明顯。而鎂合金的密度為1.8g／cm3，碳纖維是1.5g／cm3，用這些材料制造電池托盤(pán)可實(shí)現(xiàn)大幅減重。非金屬材料在這個(gè)領(lǐng)域具有非常好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。非金屬材料在電機(jī)上也有廣泛的應(yīng)用，比如聚苯硫醚具有強(qiáng)度高、耐高溫、高阻燃、耐腐蝕的性能，可以代替部分金屬來(lái)制造新能源汽車(chē)的關(guān)鍵零部件，同時(shí)在智能網(wǎng)聯(lián)領(lǐng)域，也可用于傳感器、控制器、執(zhí)行器，以及攝像頭、雷達(dá)等。3智能化新能源汽車(chē)智能化包括自動(dòng)循跡系統(tǒng)、主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動(dòng)防撞系統(tǒng)三部分。1.2新能源汽車(chē)的結(jié)構(gòu)、工作原理和基本操作1.2.1純電動(dòng)汽車(chē)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理１基本結(jié)構(gòu)純電動(dòng)汽車(chē)（ElectricVehicle,EV）是完全由車(chē)載可充電電池（如鉛酸電池、鎳氫電池或鋰離子電池）為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛，符合道路交通安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車(chē)輛。純電動(dòng)汽車(chē)主要由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、能源子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng)等部分組成。純電動(dòng)汽車(chē)基本結(jié)構(gòu)如圖1-18所示。1）動(dòng)力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括整車(chē)控制器、電機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和車(chē)輪等。其作用是將存儲(chǔ)在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車(chē)輪的動(dòng)能，并能夠在汽車(chē)減速制動(dòng)時(shí)，將車(chē)輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池，這稱為再生制動(dòng)。2）能源子系統(tǒng)能源子系統(tǒng)包括高壓動(dòng)力電池、低壓蓄電池、電池管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)等。其作用是向電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電能、監(jiān)測(cè)電源使用情況以及控制充電機(jī)向蓄電池充電。3）輔助控制子系統(tǒng)輔助控制子系統(tǒng)包括輔助動(dòng)力源、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)器、冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)等部件。其作用是借助這些輔助設(shè)備來(lái)提高汽車(chē)的操縱性和乘員的舒適性。4）其他部件新能源汽車(chē)還包括電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、蓄電池等其他部件。１工作原理純電動(dòng)汽車(chē)以電動(dòng)機(jī)代替燃油機(jī)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有自動(dòng)變速箱。相對(duì)于自動(dòng)變速箱，電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠。傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)能把高效產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速限制在一個(gè)比較窄的范圍內(nèi)，這是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)需要龐大而復(fù)雜的變速機(jī)構(gòu)的原因；而電動(dòng)機(jī)可以在相當(dāng)寬廣的速度范圍內(nèi)高效產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，在純電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)程中不需要換擋變速裝置，操縱方便容易，噪聲低。與混合動(dòng)力汽車(chē)相比，純電動(dòng)汽車(chē)使用單一電能源，電控系統(tǒng)大大減少了汽車(chē)內(nèi)部機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，也降低了機(jī)械部件摩擦導(dǎo)致的能量損耗及噪聲，節(jié)省了汽車(chē)內(nèi)部空間、重量。電動(dòng)汽車(chē)和燃油式汽車(chē)的主要區(qū)別就在于前者有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、調(diào)速控制器、動(dòng)力電池、車(chē)載充電器這四個(gè)部件，而且電動(dòng)汽車(chē)的啟動(dòng)速度取決于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率和性能。純電動(dòng)汽車(chē)的組成和工作示意圖如圖1-26所示。根據(jù)從制動(dòng)踏板和加速踏板輸入的信號(hào)，電子控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令來(lái)控制功率轉(zhuǎn)換器的通斷。功率轉(zhuǎn)換器通斷示意圖如圖1-27所示。輔助動(dòng)力源供給系統(tǒng)為動(dòng)力轉(zhuǎn)向、溫度控制單元、制動(dòng)及其他輔助裝置提供動(dòng)力。除了從制動(dòng)踏板和加速踏板給電動(dòng)汽車(chē)輸入信號(hào)外，方向盤(pán)輸入也是一個(gè)很重要的輸入信號(hào)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)方向盤(pán)的角位置來(lái)控制汽車(chē)靈活地轉(zhuǎn)向。汽車(chē)方向盤(pán)如圖1-28所示。1.2.2吉利帝豪EV450純電動(dòng)汽車(chē)的基本操作吉利帝豪EV450純電動(dòng)汽車(chē)使用容量為52kWh的三元鋰電池。該電池具有ITCS2.0智能溫控管理系統(tǒng)，可保證車(chē)輛在-30～60℃的環(huán)境下正常工作。在快充模式下，電池電量從30%充到80％只需0.5ｈ；而在慢充（交流）模式下，充滿電則需要9h。吉利帝豪RV450純電動(dòng)汽車(chē)在綜合工況下的續(xù)航里程可達(dá)到400km；在60km/h等速情況下，續(xù)航里程將超過(guò)450km，最高可達(dá)480km。吉利帝豪RV450車(chē)型如圖1-29所示。1.外觀和銘牌參數(shù)吉利帝豪EV450純電動(dòng)汽車(chē)的外觀和銘牌如圖1-30所示。汽車(chē)左前門(mén)上有“EV450”標(biāo)志，其中“EV”表示純電動(dòng)汽車(chē)，“450”表示該車(chē)一次充滿電可續(xù)航450kｍ，標(biāo)志中的藍(lán)色車(chē)牌表示新能源汽車(chē)。吉利帝豪EV450純電動(dòng)汽車(chē)的銘牌上顯示了車(chē)輛的基本信息，包含車(chē)輛VIN碼（LB378Y4W9JA170542）、車(chē)輛年款（2018年2月）、整車(chē)最大總質(zhì)量1970kg、驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)TZ220XS503、峰值功率120kW、動(dòng)力電池額定電壓346V、額定容量150Ah等信息。2.基本操作（１）啟動(dòng)前先進(jìn)行安全檢查，注意車(chē)輛前后有無(wú)障礙物，確定車(chē)身沒(méi)有連接充電線，前機(jī)艙和后備箱蓋關(guān)閉可靠。（２）使用智能鑰匙開(kāi)鎖后須隨身攜帶鑰匙進(jìn)入車(chē)內(nèi)，并觀察儀表顯示有無(wú)異常。（３）啟動(dòng)操作：踩下制動(dòng)踏板，按下“ENGINESTART/STOP”啟停開(kāi)關(guān)（置于方向盤(pán)下方的面板上），觀察儀表顯示，若出現(xiàn)“READY”，則表明上電啟動(dòng)成功，如圖1-31所示。（４）行駛操作：檢查車(chē)輛前后無(wú)障礙及安全隱患，觀察儀表顯示無(wú)異常，然后將換擋手柄置于Ｄ或Ｒ擋，如圖1-32所示，松開(kāi)電子手剎，輕踩加速踏板，車(chē)輛開(kāi)始向前或后移動(dòng)。（５）停車(chē)熄火：需要停車(chē)熄火時(shí)，踩下制動(dòng)踏板，待車(chē)輛停穩(wěn)后，換擋桿置于Ｐ擋，按下手剎按鈕，關(guān)閉車(chē)窗、車(chē)燈及其他電氣設(shè)備，按下“ENGINESTART/STOP”啟停開(kāi)關(guān)，待儀表上的“READY”消失，車(chē)輛即為熄火（下電）狀態(tài)。1.2.3我國(guó)新能源汽車(chē)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1988年，全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立了電動(dòng)車(chē)輛標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，正式開(kāi)始研究制定我國(guó)新能源汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)。截至2007年，該委員會(huì)已制定并發(fā)布了新能源汽車(chē)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)42項(xiàng)，形成了整車(chē)、動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等相關(guān)檢測(cè)評(píng)價(jià)和產(chǎn)品認(rèn)證能力。這些標(biāo)準(zhǔn)也是新能源汽車(chē)修檢的技術(shù)依據(jù)；分別于2011年、2015年、2016年、2017年、2021年又相繼推出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)正在使用的純電動(dòng)汽車(chē)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如表1-3所示（見(jiàn)本書(shū)P26），電動(dòng)汽車(chē)儀表表盤(pán)顯示符號(hào)標(biāo)志及其含義如表1-4所示（見(jiàn)本書(shū)P26-27）。約70min1.3動(dòng)力電池及電池管理系統(tǒng)1.3.1動(dòng)力電池主要性能指標(biāo)電動(dòng)汽車(chē)上的動(dòng)力電池主要是化學(xué)電池，即利用化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的電池，可以分為原電池、蓄電池和燃料電池；物理電池一般作為輔助電源使用，如超級(jí)電容器等。動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能裝置，要評(píng)定動(dòng)力電池的實(shí)際效應(yīng)，主要是看其性能指標(biāo)。動(dòng)力電池的性能指標(biāo)主要有電壓、容量、內(nèi)阻、能量、功率、輸出效率、自放電率、放電倍率、使用壽命等，根據(jù)動(dòng)力電池種類不同，其性能指標(biāo)也有差異。電池電壓分為端電壓、額定電壓、開(kāi)路電壓、工作電壓、充電終止電壓和放電終止電壓等。1.3.2電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的工作要求動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)的主要能量載體和動(dòng)力來(lái)源，也是電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)成本的主要組成部分。在電動(dòng)汽車(chē)上普遍使用的電池主要有鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池等。1.純電動(dòng)汽車(chē)電池的工作要求純電動(dòng)汽車(chē)行駛完全依賴電池的能量，電池容量越大，可以實(shí)現(xiàn)的續(xù)駛里程就越長(zhǎng)，但電池的體積、重量也越大。純電動(dòng)汽車(chē)要根據(jù)道路情況和行駛工況的不同來(lái)選配電池，具體要求歸納如下：（１）電池組要有足夠的能量和容量，以保證典型的連續(xù)放電不超過(guò)1C（C為電池額定容量，單位為A·h），典型峰值放電一般不超過(guò)3C。（２）電池的放電要能實(shí)現(xiàn)深度放電（如80％）而不影響其壽命，在必要時(shí)能實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷放電甚至全負(fù)荷放電。（３）需要安裝電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)，能顯示電池組的剩余電量和實(shí)現(xiàn)溫度控制。（４）由于動(dòng)力電池組體積和質(zhì)量大，電池箱的設(shè)計(jì)、電池的空間布置和安裝問(wèn)題都需要認(rèn)真研究。2.混合動(dòng)力汽車(chē)對(duì)電池的工作要求與純電動(dòng)汽車(chē)相比，混合動(dòng)力汽車(chē)對(duì)電池的容量要求有所降低，但要求為整車(chē)實(shí)時(shí)提供足夠的瞬時(shí)功率，盡可能提供大電流。由于混合動(dòng)力汽車(chē)構(gòu)型的不同，串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)對(duì)電池的要求也有差別。（１）串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)完全由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)總成與電池組一起為電機(jī)提供需要的電能，對(duì)電池的要求與純電動(dòng)汽車(chē)相似，容量可以小一些。（２）并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)都可直接為車(chē)輪提供驅(qū)動(dòng)力，整車(chē)的功率需求可以由不同的動(dòng)力組合來(lái)滿足。動(dòng)力電池的容量可以小，但是電池組瞬時(shí)提供的功率要滿足汽車(chē)加速或爬坡要求，電池的最大放電電流有時(shí)可能高達(dá)20C以上。3.插電式混合動(dòng)力汽車(chē)（PHEV）對(duì)電池的工作要求PHEV對(duì)動(dòng)力電池的要求兼顧了純電動(dòng)和混合動(dòng)力兩種模式。PHEV在設(shè)計(jì)上既要實(shí)現(xiàn)在城市里以純電動(dòng)汽車(chē)模式行駛，又能實(shí)現(xiàn)在高速公路上以混合動(dòng)力模式行駛。如本田的ClarityPHEV純電駕駛最高時(shí)速達(dá)到160km/h，系統(tǒng)綜合續(xù)航里程超過(guò)800km。又如2021年5月25日，賽力斯官方宣布，賽力斯華為智選SF5于5月29正式開(kāi)啟交付，即賽力斯SF5華為智選高性能電驅(qū)轎跑SUV。該系統(tǒng)綜合續(xù)航里程可達(dá)到1000km。1.3.3動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理１.動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)新能源汽車(chē)的車(chē)載電源系統(tǒng)主要由動(dòng)力電池系統(tǒng)（動(dòng)力電池模組、電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力電池箱、輔助元器件）和輔助動(dòng)力源組成。動(dòng)力電池模組由多個(gè)電池模塊或單體電芯串聯(lián)組成；電池管理系統(tǒng)是整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)的神經(jīng)中樞；動(dòng)力電池箱用來(lái)放置動(dòng)力電池模組；輔助元器件主要包括動(dòng)力電池系統(tǒng)內(nèi)部的電子電器元件，如熔斷器、繼電器、分流器、接插件、緊急開(kāi)關(guān)、煙霧傳感器、維修開(kāi)關(guān)以及電子電器元件以外的輔助元器件，如密封條、絕緣材料等。輔助動(dòng)力源是供給新能源汽車(chē)其他各種輔助裝置所需能源的動(dòng)力電源，一般為12V或24V的直流低壓電源，其作用是給動(dòng)力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)力調(diào)節(jié)控制、照明、電動(dòng)窗門(mén)等各種輔助裝置提供所需的能源。電池單體是構(gòu)成動(dòng)力電池模塊的最小單元，一般由正極、負(fù)極、電解質(zhì)及外殼等構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能之間的直接轉(zhuǎn)換。電池模塊是一組并聯(lián)的電池單體的組合，該組合的額定電壓與電池單體的額定電壓相等，是電池單體在物理結(jié)構(gòu)和電路上連接起來(lái)的最小分組，可作為一個(gè)單元替換。動(dòng)力電池系統(tǒng)則是由多個(gè)電池模塊或單體電芯串聯(lián)組成的一個(gè)組合體。2.動(dòng)力電池系統(tǒng)的工作原理動(dòng)力電池系統(tǒng)使用可靠的高壓接插件與高壓控制盒相連，輸出的直流電由電動(dòng)機(jī)控制器轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗝}沖高壓電，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作；系統(tǒng)內(nèi)的BMS實(shí)時(shí)采集各電芯的電壓、各傳感器的溫度值、電池系統(tǒng)的總電壓值和總電流值等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力電池的工作狀態(tài)，并通過(guò)CAN線與ECU或充電機(jī)進(jìn)行通信，對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)充放電等進(jìn)行綜合管理。動(dòng)力電池系統(tǒng)放置在一個(gè)密封并且屏蔽的動(dòng)力電池箱內(nèi)。1.3.4電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的種類及特點(diǎn)目前，在電動(dòng)汽車(chē)上使用的蓄電池主要是鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池，如豐田和本田電動(dòng)汽車(chē)使用鎳氫電池，日產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)使用鋰離子電池，克萊斯勒電動(dòng)汽車(chē)使用鉛酸電池。蓄電池以“電”的漢語(yǔ)餅音“Ｄ”表示，閥控式密封鉛酸蓄電池以“Ｍ”表示，免維護(hù)鉛酸蓄電池以“Ｗ”表示。如6DM55，表示單體電池為６只、額定容量為55Ah的電動(dòng)車(chē)輛用閥控式密封鉛酸蓄電池。１鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池是指正極活性物質(zhì)使用二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)使用海綿狀鉛，并以硫酸溶液為電解液的蓄電池。鉛酸蓄電池主要用在低速電動(dòng)汽車(chē)上。2.鋰離子電池鋰離子電池與其他蓄電池比較，具有電壓高、質(zhì)量能量密度高、充放電壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、快速充電、自放電率低、工作溫度范圍寬、安全可靠和能夠制造成任意形狀等優(yōu)點(diǎn)。相比于鎳氫電池，新能源汽車(chē)采用鋰離子電池，可使電池組的質(zhì)量下降40%~50%，體積減小20%~30%，能源效率也有一定程度的提高。所以鋰離子電池是當(dāng)今各國(guó)能量存儲(chǔ)技術(shù)研究的熱點(diǎn)，成為新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的首選，其應(yīng)用主要集中在大容量、長(zhǎng)壽命和安全性三個(gè)方面。3.鎳氫電池鎳氫電池具有高比能量、高功率、適合大電流放電、可循環(huán)充放電、無(wú)污染、耐過(guò)充過(guò)放、無(wú)記憶效應(yīng)、使用溫度范圍寬、安全可靠等特點(diǎn)，被譽(yù)為“綠色電源”。鎳氫電池是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種新型電池。它的正極活性物質(zhì)主要由鎳制成，負(fù)極活性物質(zhì)主要由貯氫合金制成，是一種堿性蓄電池。目前鎳氫電池主要應(yīng)用于混合電動(dòng)汽車(chē)。大功率的鎳氫電池也使用在純電動(dòng)汽車(chē)中，有的使用了特別的充放電程序，使電池充放電壽命足夠車(chē)輛使用十年。4.汽車(chē)蓄電池的組成汽車(chē)蓄電池主要包含以下幾個(gè)基本組成部分：（１）電極（Plate）：它是蓄電池的核心部分，它由活性物質(zhì)和導(dǎo)電骨架組成?；钚晕镔|(zhì)是指正極（PositivePlate）、負(fù)極（NegativePlate）中參加成流反應(yīng)的物質(zhì)，是化學(xué)電源產(chǎn)生電能的源泉，也是決定化學(xué)電源基本特性的重要部分。（２）電解質(zhì)（Electrolyte）：蓄電池的主要組成之一，在電池內(nèi)部擔(dān)負(fù)著傳遞正負(fù)極之間電荷的作用。（３）隔膜（Spacer）：也叫隔離物，位于蓄電池的正負(fù)極之間，作用是防止正負(fù)極活性物質(zhì)直接接觸，造成電池內(nèi)部短路。（４）外殼（Container）：它是電池的容器，對(duì)于電池外殼要求有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐震動(dòng)、耐沖擊、耐高低溫的變化及耐電解液的腐蝕。5.汽車(chē)蓄電池的充放電過(guò)程（1）蓄電池充電過(guò)程（2）蓄電池放電過(guò)程1.3.5電池管理系統(tǒng)（BMS）1.電池管理系統(tǒng)（BMS）概述汽車(chē)蓄電池系統(tǒng)是用來(lái)給電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)提供能量的一種能量?jī)?chǔ)存裝置，由一個(gè)或多個(gè)電池包以及電池管理（控制）系統(tǒng)組成。作為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源或動(dòng)力來(lái)源之一，動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)通常由電芯（Cell）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、冷卻系統(tǒng)（CoolingSystem）、線束（Harness）、外殼（Housing）、結(jié)構(gòu)件（StructuralParts）等相關(guān)組件構(gòu)成。電池管理系統(tǒng)（BMS）是電池保護(hù)和管理的核心部件，在汽車(chē)蓄電池系統(tǒng)中，它的作用就相當(dāng)于人的大腦。它不僅要保證電池安全可靠地使用，而且要充分發(fā)揮電池的能力和延長(zhǎng)使用壽命，作為電池和整車(chē)控制器以及駕駛者溝通的橋梁，通過(guò)控制接觸器控制動(dòng)力電池組的充放電，并通過(guò)CAN線與VCU上報(bào)動(dòng)力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)及故障信息。電池管理系統(tǒng)（BMS）的主要工作過(guò)程可簡(jiǎn)單歸納為：數(shù)據(jù)采集電路首先采集電池狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，再由電子控制單元（ECU）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，然后根據(jù)分析結(jié)果對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)功能模塊發(fā)出控制指令，并向外界傳遞信息，如圖1-38所示。2.電池管理系統(tǒng)（BMS）的組成電池管理系統(tǒng)（BMS）一般包括電池管理子系統(tǒng)、電壓平衡控制子系統(tǒng)、熱管理子系統(tǒng)和安全防護(hù)子系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)展開(kāi)圖如圖1-39所示。3.電池管理系統(tǒng)（BMS）的功能4.電池管理系統(tǒng)的要求QC/T897—2011《電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》中規(guī)定了電池管理系統(tǒng)的一般要求和技術(shù)要求。1.3.6動(dòng)力電池的故障檢測(cè)動(dòng)力電池高壓母線連接出現(xiàn)故障，此故障的報(bào)出系統(tǒng)BMS檢測(cè)不到高低壓互鎖信號(hào)所致，所以排查步驟如下：（１）用萬(wàn)用表測(cè)量線束端的12V是否導(dǎo)通，若導(dǎo)通則進(jìn)入下一步；（２）檢查MSD是否松動(dòng)，重新插拔后若問(wèn)題依然存在，則進(jìn)入下一步；（３）插拔高壓線束，看是否存在接觸不良問(wèn)題，若問(wèn)題依然存在，則需聯(lián)系電池工程師專業(yè)人員進(jìn)行檢測(cè)維修。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，此故障除了軟件的誤報(bào)之外，MSD沒(méi)插到位引起的故障占到70％，高壓線束端問(wèn)題占到20％，電池內(nèi)部線束連接出現(xiàn)問(wèn)題的概率很小。故障說(shuō)明：無(wú)論電池自身還是電池外電路的高壓回路上存在絕緣故障，電池都會(huì)上報(bào)，直接導(dǎo)致高壓斷開(kāi)，在排查時(shí)要先斷開(kāi)動(dòng)力電池，然后用搖表依次測(cè)量各部件的絕緣值。優(yōu)先排查流程：高壓盒→電機(jī)控制器→空調(diào)壓縮機(jī)→PTC。約80min教師總結(jié)2．課后練習(xí)題約30鐘新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修教案課程信息課程名稱《新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修》授課專業(yè)新能源汽車(chē)技術(shù)課程類型必修課公共課（）；專業(yè)基礎(chǔ)課（）；專業(yè)課（√）；選修課限選課（）；任選課（）；專業(yè)拓展課（）授課方式講授（）；實(shí)踐課（）；其它（√）考核方式考試（）；考查（√）課程教學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)32學(xué)時(shí)學(xué)分?jǐn)?shù)2學(xué)分學(xué)時(shí)分配理論課32時(shí)，實(shí)踐課教材名稱新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修［M］作者劉祖其王躍進(jìn)出版社西安電子科技大學(xué)出版社書(shū)號(hào)出版時(shí)間2022.08班級(jí)課程名稱新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)原理與檢修授課教師授課課時(shí)2學(xué)習(xí)課題新能源汽車(chē)檢修的高壓安全防護(hù)教學(xué)基本要求（１）熟悉新能源汽車(chē)的高壓電特性及其危害性；（２）熟悉電動(dòng)汽車(chē)高壓部件的名稱、車(chē)上安裝位置；（３）掌握純電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)的安裝操作要求。（4）掌握電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)保養(yǎng)常規(guī)設(shè)備的使用和維護(hù)方法；（5）掌握電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)保養(yǎng)檢測(cè)設(shè)備的使用和維護(hù)方法。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)掌握純電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)的安裝操作要求；掌握電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)保養(yǎng)常規(guī)設(shè)備的使用和維護(hù)方法；掌握電動(dòng)汽車(chē)維護(hù)保養(yǎng)檢測(cè)設(shè)備的使用和維護(hù)方法。教學(xué)方法、手段案例導(dǎo)入法、講授法、小組討論法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)導(dǎo)入——專題講解——問(wèn)題分析討論——練習(xí)——?dú)w納總結(jié)參考案例來(lái)自教材、相關(guān)參考書(shū)教具、教材教學(xué)課件PPT、教學(xué)錄像片

教師學(xué)期授課教案授課提綱及重難點(diǎn)分析教學(xué)方法設(shè)計(jì)時(shí)間分配及旁注2.1新能源汽車(chē)高壓電的危害與防護(hù)2.1.1高壓電對(duì)檢修人員的危害1、電壓等級(jí)劃分電壓等級(jí)一般劃分為以下五類：（１）安全電壓（通常36V以下）：我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定常用安全電壓為42V、36V、24V、12V、6V五種。（２）低壓（又分220V和380V）：對(duì)地電壓在1000V以下。（３）高壓（10~220kV）：1000V以上的電力輸變電電壓。（４）超高壓：300~750kV。（５）特高壓：交流1000kV以上，直流800kV以上。2、新能源汽車(chē)的安全電壓安全電壓是指不會(huì)使人直接致死或致殘的電壓。國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)2020年5月12日發(fā)布了《電動(dòng)汽車(chē)安全要求GB18384-2020》，自2021年1月1日起施行。根據(jù)最大工作電壓，將電氣元件或電路分為A級(jí)和B級(jí)，A級(jí)為安全電壓等級(jí)，B級(jí)對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生傷害，如表2-1所示。對(duì)于相互傳導(dǎo)連接的Ａ級(jí)電壓電路和Ｂ級(jí)電壓電路，若電路中直流帶電部件的一極與電平臺(tái)相連，且其他任一帶電部分與這一極的最大電壓值不大于30V（交流電有效值）且不大于60V（直流電），則該傳導(dǎo)連接電路不完全屬于Ｂ級(jí)電壓電路，只有以Ｂ級(jí)電壓運(yùn)行的部分才被認(rèn)定為Ｂ級(jí)電壓電路。3、新能源汽車(chē)電壓類型純電動(dòng)汽車(chē)和混動(dòng)汽車(chē)的高壓系統(tǒng)均同時(shí)具有直流高壓和交流高壓兩種電壓類型。大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)為便于與市電電壓相接，逆變器與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之間的電壓多為300~350V，比亞迪新能源汽車(chē)為600V。電動(dòng)汽車(chē)有高壓電，這是相對(duì)安全電壓來(lái)說(shuō)的。新能源汽車(chē)的充電電壓為220V交流電，因此，電動(dòng)汽車(chē)在維修前要切斷高壓電源。4、高壓電的危害在電網(wǎng)中，一直認(rèn)為36V是一個(gè)人體安全電壓。實(shí)際上在高電壓的新能源汽車(chē)中，這個(gè)電壓值并不是科學(xué)的。因人體的電阻值存在個(gè)體的差異性，人所處的工作環(huán)境也會(huì)導(dǎo)致人體的電阻值發(fā)生變化，在潮濕的夏天和干燥的冬天，人體表現(xiàn)的電阻值就不一樣，環(huán)境越潮濕，人體的電阻值就會(huì)越小。需要注意的是每個(gè)人對(duì)電流流過(guò)身體的反應(yīng)也不一樣，有一部分人可能能夠承受較大的電流。１）電擊傷２）電燒傷３）電化學(xué)傷害４）人體安全電壓2.1.2新能源汽車(chē)高壓電標(biāo)識(shí)及高壓部件識(shí)別1、新能源汽車(chē)高壓電標(biāo)識(shí)新能源汽車(chē)的電壓從200V到600V不等，甚至高達(dá)800V。新能源汽車(chē)上與橙色線束連接的部件就是高壓部件，主要有動(dòng)力電池組、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、高壓配電箱、電動(dòng)空調(diào)、PTC加熱器、車(chē)載充電系統(tǒng)、非車(chē)載充電系統(tǒng)等。從直流高壓輸出、變頻器連接到電機(jī)的線路，都采用高壓導(dǎo)線，絕緣性很高，均以橙色表示，在養(yǎng)護(hù)、維修時(shí)有風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)注意安全防護(hù)，斷電10min后才能進(jìn)行操作。高壓警示標(biāo)識(shí)如圖２２（ａ）所示，以黃色及標(biāo)志符號(hào)提示和警示維修人員；圖２２（ｂ）所示為橙色高壓線束，橙色波紋管用于隔離防護(hù)高壓電，提示和警示維修人員；圖２２（ｃ）所示為橙色高壓連接器，以橙色提示和警示維修人員，同時(shí)所選的連接器應(yīng)達(dá)到ＩＰ６７的防護(hù)等級(jí)。新能源汽車(chē)高壓部件包括高壓配電盒、DC/DC變換器、車(chē)載充電器、電動(dòng)空調(diào)、電動(dòng)剎車(chē)、電動(dòng)轉(zhuǎn)換器等；電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、高壓控制系統(tǒng)為三大核心部件。2.1.3電動(dòng)汽車(chē)維修時(shí)的安全防護(hù)1.新能源汽車(chē)維修規(guī)范（１）車(chē)輛維修期間，必須同時(shí)有兩名持有上崗證的維護(hù)人員進(jìn)行工作，其中一人工作職責(zé)為監(jiān)督維修全過(guò)程。（２）在涉及高壓電維修與維護(hù)的過(guò)程中，維護(hù)人員禁止佩戴手表、金屬筆、項(xiàng)鏈、手鏈等金屬物品，避免意外觸電。（３）未經(jīng)過(guò)高壓安全培訓(xùn)的維修人員，不允許對(duì)高壓部件進(jìn)行維修操作，嚴(yán)禁非專業(yè)人員對(duì)高壓部件進(jìn)行移除及安裝。（４）對(duì)于車(chē)輛維修過(guò)程中的高壓配件必須標(biāo)識(shí)明顯的高壓勿動(dòng)警示。（５）車(chē)輛在充電過(guò)程中不允許對(duì)高壓部件進(jìn)行拆裝維修等工作。（６）維修前必須進(jìn)行高壓電禁用操作。（７）維修完畢后進(jìn)行上電操作前確認(rèn)車(chē)輛無(wú)維修人員操作。（８）更換高壓部件后測(cè)量搭鐵是否良好。（９）電纜接口必須按照規(guī)定力矩?cái)Q緊。2.高壓禁用操作程序拆解維修高電壓系統(tǒng)前，必須首先執(zhí)行高壓禁用流程。高壓禁用操作程序如下：（１）移：移除車(chē)輛上所有外部電源，包括12V蓄電池充電器。（２）拔：拔出充電槍（僅針對(duì)插電式混合動(dòng)力或電動(dòng)車(chē)）。（３）關(guān)：關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，把鑰匙放到安全區(qū)域。（４）斷：斷開(kāi)12V蓄電池負(fù)極，并遠(yuǎn)離負(fù)極區(qū)域。（５）?。喝∠翸SD（手動(dòng)分離開(kāi)關(guān)），放到安全區(qū)域。（６）等：等待5min，以保證高壓能量全部釋放。（７）查：佩戴個(gè)人安全防護(hù)設(shè)備，拆卸高壓連接器，開(kāi)始下一步的電壓驗(yàn)證。3.維修人員的安全防護(hù)在維護(hù)新能源汽車(chē)高電壓系統(tǒng)時(shí)需要采取的安全防護(hù)措施包括：電磁輻射防護(hù)、高壓觸電防護(hù)、眼部安全防護(hù)、頭部安全防護(hù)、足部安全防護(hù)、維修工具的使用，以及對(duì)工作環(huán)境的選擇和正確的操作流程與注意事項(xiàng)。１）做好個(gè)人安全防護(hù)2）使用絕緣的維修工具2.1.4電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)的高壓安全防護(hù)措施電動(dòng)汽車(chē)一般配備有300V以上和電流可達(dá)200A以上的電源系統(tǒng)。這與傳統(tǒng)汽車(chē)只配有12/24V的電源系統(tǒng)，其安全等級(jí)是完全不一樣的。電動(dòng)汽車(chē)的這種高電壓和大電流的特點(diǎn)，可能危及高壓零部件的使用安全性和人身安全。因此，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)采取一定的安全措施顯得特別重要，具體措施如下。1.漏電保護(hù)器漏電保護(hù)器主要用于設(shè)備發(fā)生漏電故障和有致命危險(xiǎn)的人身觸電保護(hù)，具有過(guò)載和短路保護(hù)功能。當(dāng)出現(xiàn)漏電時(shí)，相關(guān)傳感器會(huì)發(fā)出信號(hào)，而電池管理系統(tǒng)接收到信號(hào)后迅速發(fā)出指令，使動(dòng)力電池組母線自動(dòng)斷電、高壓釋放，從而保護(hù)人員安全。對(duì)于新能源汽車(chē)所使用的外部充電設(shè)備，為了防止其出現(xiàn)漏電情況，通常都配備有漏電保護(hù)器。漏電保護(hù)器在反應(yīng)觸電和漏電保護(hù)方面具有高靈敏性和動(dòng)作快速性，這是其他保護(hù)電器（如熔斷器、自動(dòng)開(kāi)關(guān)等）無(wú)法比擬的。電動(dòng)汽車(chē)上采用了漏電保護(hù)器，一旦有正母線或負(fù)母線與車(chē)身相連，保護(hù)器就報(bào)警，這就避免了電動(dòng)機(jī)殼體漏電成為高壓正極，以保護(hù)車(chē)上的人不會(huì)因觸摸負(fù)極而造成電擊傷。這樣也可避免空調(diào)系統(tǒng)高壓、DC/DC系統(tǒng)高壓的泄漏。2.高壓互鎖高壓互鎖的主要目的是保證系統(tǒng)的安全性，包括結(jié)構(gòu)互鎖和功能互鎖。其中，結(jié)構(gòu)互鎖主要是指當(dāng)BMS檢測(cè)到系統(tǒng)中出現(xiàn)斷路問(wèn)題時(shí)，啟動(dòng)安全防護(hù)，立即斷開(kāi)高壓電氣回路并報(bào)警，逆變器密封在高壓盒中，為防止電擊傷，在逆變器盒蓋上設(shè)計(jì)有高壓互鎖開(kāi)關(guān)。只要逆變器盒體打開(kāi)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作，控制器收到信號(hào)斷開(kāi)系統(tǒng)的主繼電器，從而確保人身安全。功能互鎖則主要為了避免充電過(guò)程中發(fā)生意外啟動(dòng)或線束拖拽等安全事故。高壓互鎖的粗實(shí)線表示12V鉛酸電池的動(dòng)力線，細(xì)虛線表示高壓互鎖回路監(jiān)控回路線。3.絕緣電阻測(cè)量電動(dòng)汽車(chē)電池、變頻器、電動(dòng)機(jī)、車(chē)載充電機(jī)、直流／直流轉(zhuǎn)換器、電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)和暖風(fēng)PTC加熱器等都會(huì)涉及高壓電器絕緣問(wèn)題。若絕緣材料迅速老化甚至絕緣破損，將危及人身安全，所以有必要在出現(xiàn)絕緣頭問(wèn)題時(shí)及時(shí)對(duì)高壓電網(wǎng)進(jìn)行下電操作，保護(hù)人員安全。較高的供電電壓對(duì)整車(chē)的電氣安全提出了更高的要求，尤其是對(duì)高壓系統(tǒng)的絕緣性能提出了更為嚴(yán)格的要求。絕緣電阻是表征電動(dòng)汽車(chē)電氣安全好壞的重要參數(shù)，相關(guān)電動(dòng)汽車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn)均作了明確規(guī)定，目的是消除高壓電對(duì)車(chē)輛和駕乘人員人身的潛在威脅，保證電動(dòng)汽車(chē)電氣系統(tǒng)的安全。絕緣電阻是電氣設(shè)備和電氣線路最基本的絕緣指標(biāo)。對(duì)于低壓電氣裝置的交接試驗(yàn)，常溫下電動(dòng)機(jī)、配電設(shè)備和配電線路的絕緣電阻，不應(yīng)低于0.5ＭΩ（對(duì)于運(yùn)行中的設(shè)備和線路，絕緣電阻不應(yīng)低于1ＭΩ/kV）。絕緣材料應(yīng)當(dāng)滿足電動(dòng)汽車(chē)及其系統(tǒng)的溫度等級(jí)和最大工作電壓，絕緣體應(yīng)有足夠的耐電壓能力，不應(yīng)發(fā)生絕緣擊穿或電弧現(xiàn)象。常用的絕緣電阻測(cè)量?jī)x表有萬(wàn)用表和兆歐表，如圖2-7所示，兆歐表檢測(cè)示意圖如圖2-8所示。１）測(cè)試準(zhǔn)備電壓檢測(cè)工具的內(nèi)阻不小于10ＭΩ，在測(cè)量時(shí)若絕緣監(jiān)測(cè)功能對(duì)整車(chē)絕緣電阻的測(cè)試產(chǎn)生影響，則應(yīng)將車(chē)輛的絕緣監(jiān)測(cè)功能關(guān)閉或者將絕緣電阻監(jiān)測(cè)單元從B級(jí)電壓電路中斷開(kāi)，以免影響測(cè)量值。２）絕緣電阻大小確定在電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)的維修中，可測(cè)量電力絕緣狀況，防止觸電發(fā)生。電動(dòng)汽車(chē)的絕緣狀況以直流正負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻來(lái)衡量。電動(dòng)汽車(chē)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18384-2020中規(guī)定：在最大工作電壓下，直流電路絕緣電阻應(yīng)不小于100Ω/V，交流電路應(yīng)不小于500Ω/V，如果直流和交流的B級(jí)電壓電路可連接在一起，則應(yīng)滿足絕緣電阻不小于500Ω/V的要求。對(duì)于燃料電池電動(dòng)汽車(chē)，若交流電路增加有附加防護(hù)，則組合電路至少滿足100Ω/V的要求。為滿足以上要求，依據(jù)電路的結(jié)構(gòu)和組件的數(shù)量，每個(gè)組件應(yīng)有更高的絕緣電阻。標(biāo)準(zhǔn)中推薦的牽引蓄電池絕緣電阻測(cè)量方法適用于靜態(tài)測(cè)試，而不滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求。絕緣電阻的檢測(cè)方法如下：（１）斷開(kāi)電池和變頻器的連接。（２）絕緣電阻表的“－”端連接汽車(chē)的搭鐵點(diǎn)，“＋”端連接電動(dòng)機(jī)各相的端口。（３）測(cè)試電壓500V（根據(jù)電池電壓不同而不同）下測(cè)量絕緣電阻。３）絕緣電阻動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)一般電動(dòng)汽車(chē)的標(biāo)稱電壓為90~750V，實(shí)際偏置電阻因電壓不同而不同，運(yùn)行過(guò)程中電池電壓存在一定的波動(dòng)范圍，并且待測(cè)絕緣電阻也有一定的變化范圍，因此，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電壓測(cè)量電路必須保證在全范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)等精度的測(cè)量，而且正、負(fù)母線對(duì)地電壓的測(cè)量必須同時(shí)完成。通過(guò)測(cè)量電動(dòng)汽車(chē)直流母線與電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)之間的電壓，計(jì)算得到系統(tǒng)的絕緣電阻值。４）充電插座絕緣電阻測(cè)試（１）使車(chē)輛斷電，保證車(chē)輛上所有電力、電子開(kāi)關(guān)處于非激活狀態(tài)；（２）將充電插座高壓端子，即直流充電插座的正、負(fù)極端子或者交流充電插座相線端子，用電導(dǎo)線進(jìn)行短接；（３）將絕緣電阻測(cè)試設(shè)備的兩個(gè)探針?lè)謩e連接充電插座高壓端子及電平臺(tái)；（４）測(cè)試設(shè)備的檢測(cè)電壓應(yīng)設(shè)置為大于最高充電電壓；（５）讀出充電口絕緣電阻值Rｉ。4.其他防護(hù)1）電氣隔離電氣隔離主要是指使兩個(gè)電路相互絕緣，不存在電器的直接聯(lián)系，但同時(shí)還需要使兩個(gè)電路保持能量傳輸。２）自動(dòng)斷路保護(hù)自動(dòng)斷路保護(hù)是指當(dāng)遇到碰撞、過(guò)電流、絕緣不良、短路及高壓電氣回路不連續(xù)等特殊事件時(shí)，在無(wú)外界干預(yù)的情況下，自動(dòng)切斷高壓電氣回路，以保護(hù)電氣系統(tǒng)及人員安全。通常，高壓電氣回路的切斷是通過(guò)斷路器等裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。有些車(chē)輛設(shè)置有碰撞監(jiān)測(cè)及保護(hù)功能。碰撞監(jiān)測(cè)及保護(hù)功能通常有兩種方法，一是將信號(hào)發(fā)送到主控控制裝置，二是直接觸發(fā)高壓電氣系統(tǒng)斷路器，均是在車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞傳感器發(fā)出信號(hào)，最終均達(dá)到切斷高壓電源的目的，以保護(hù)人員及電氣系統(tǒng)安全。３）預(yù)充電保護(hù)在新能源汽車(chē)高壓系統(tǒng)電路中，設(shè)有預(yù)充電電阻及充電接觸器等元器件。當(dāng)充電開(kāi)始時(shí)，為了避免過(guò)電流的沖擊，首先對(duì)預(yù)充電模塊相關(guān)元器件進(jìn)行充電，而后再進(jìn)入正常充電環(huán)節(jié)。約70min2.2電動(dòng)汽車(chē)高壓操作設(shè)備的使用2.2.1電動(dòng)汽車(chē)高壓操作常規(guī)設(shè)備1、舉升機(jī)１）舉升機(jī)的使用操作步驟（１）使用前應(yīng)清除舉升機(jī)附近妨礙作業(yè)的器具及雜物，并檢查操作手柄是否正常。（２）接通舉升機(jī)電源旋鈕后，控制面板上的電源指示燈亮。檢查操作機(jī)構(gòu)是否靈敏有效，液壓系統(tǒng)不允許有爬行現(xiàn)象。（３）將舉升機(jī)降到最低位置，推動(dòng)擺動(dòng)臂向兩邊伸展成一直線，為車(chē)輛入位做準(zhǔn)備。（４）將車(chē)輛行駛至合適位置，四個(gè)支角應(yīng)在同一平面上，調(diào)整車(chē)輛以使得車(chē)輛重心盡可能靠近舉升機(jī)的中心位置，然后停好車(chē)輛。（５）慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)擺動(dòng)臂和托盤(pán)至車(chē)輛的合適位置，調(diào)節(jié)擺動(dòng)臂長(zhǎng)度，伸長(zhǎng)到合適位置。車(chē)輛不可支得過(guò)高，支起后四個(gè)托架要鎖緊。（６）通過(guò)旋轉(zhuǎn)托盤(pán)將其調(diào)到合適高度，使車(chē)輛保持水平，并準(zhǔn)確對(duì)齊托盤(pán)凹槽與車(chē)身支撐點(diǎn)位置。對(duì)好四個(gè)支撐點(diǎn)，將舉升機(jī)支撐塊調(diào)整移動(dòng)對(duì)正該車(chē)型規(guī)定的舉升點(diǎn)，做好底盤(pán)定位。（７）按下上升按鈕，舉升車(chē)輛直至輪胎離開(kāi)地面，晃動(dòng)車(chē)輛以確保車(chē)輛平穩(wěn)。然后開(kāi)動(dòng)舉升機(jī)，待支點(diǎn)與車(chē)輛接觸后重新檢查支點(diǎn)位置，確定無(wú)誤后再將車(chē)輛舉升離地300mm高。（８）舉升車(chē)輛時(shí)，工作人員應(yīng)離開(kāi)車(chē)輛，舉升到需要高度時(shí)，必須插入保險(xiǎn)鎖銷，舉升機(jī)下禁止站人。確保安全可靠才可開(kāi)始車(chē)底作業(yè)。（９）放下車(chē)輛前應(yīng)先舉升車(chē)輛，將安全保險(xiǎn)鎖銷打開(kāi)，再按下降按鈕使車(chē)輛緩慢下降至舉升臂放至最低為止，移開(kāi)舉升臂，駛出車(chē)輛。２）注意事項(xiàng)（１）發(fā)現(xiàn)操作機(jī)構(gòu)不靈敏、電機(jī)不同步、托架不平或液壓部分漏油，應(yīng)及時(shí)報(bào)修，不得帶病操作。（２）舉升器不得頻繁起落。支車(chē)時(shí)舉升要穩(wěn)，降落要慢。有人作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁升降舉升機(jī)。（３）作業(yè)完畢應(yīng)清除雜物，打掃舉升機(jī)周?chē)员３謭?chǎng)地整潔。高壓防護(hù)工具如表2-2所示（見(jiàn)本書(shū)P53）。高壓防護(hù)用具檢查方法及周期如表2-3所示。2.2.2電動(dòng)汽車(chē)高壓操作檢測(cè)設(shè)備1、鉗形電流表及其使用鉗形電流表簡(jiǎn)稱鉗形表，是電機(jī)運(yùn)行和維修工作中最常用的測(cè)量?jī)x表之一。其工作部分主要由一只電磁式電流表和穿心式電流互感器組成。穿心式電流互感器的鐵芯制成活動(dòng)開(kāi)口，且成鉗形，故名鉗形電流表。它是一種不需斷開(kāi)電路就可直接測(cè)電路交流電流的攜帶式儀表，特別是有的鉗形表可以測(cè)量交直流電壓、電流、電容容量、二極管、三極管、電阻、溫度、頻率等，應(yīng)用相當(dāng)廣泛，如圖2-10和圖2-11所示。1）結(jié)構(gòu)鉗形表的結(jié)構(gòu)如圖2-12所示。它實(shí)質(zhì)上是由電流互感器、扳手和整流磁電式電流表所組成的。鉗形表可以通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的撥擋，改換不同的量程，但撥擋時(shí)不允許帶電進(jìn)行操作。鉗形表一般準(zhǔn)確度不高，通常為2.5~5級(jí)。為了使用方便，表內(nèi)還有不同量程的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)供測(cè)量不同等級(jí)電流及電壓使用。2）工作原理鉗型表的工作原理是根據(jù)電流互感器的原理制成的，專門(mén)用于測(cè)量交流電流。和變壓器一樣，初級(jí)線圈就是穿過(guò)鉗型鐵芯的導(dǎo)線，相當(dāng)于1匝的變壓器的一次線圈，這是一個(gè)升壓變壓器。二次線圈和測(cè)量用的電流表構(gòu)成二次回路。當(dāng)導(dǎo)線有交流電流通過(guò)時(shí)，就是這一匝線圈產(chǎn)生了交變磁場(chǎng)，在二次回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小和一次電流的比例，相當(dāng)于一次和二次線圈的匝數(shù)的反比。鉗型表用于測(cè)量大電流，如果電流不夠大，可以將一次導(dǎo)線在通過(guò)鉗型表時(shí)增加圈數(shù)，同時(shí)將測(cè)得的電流數(shù)除以圈數(shù)。鉗形表的穿心式電流互感器的副邊繞組纏繞在鐵芯上且與交流電流表相連，它的原邊繞組即為穿過(guò)互感器中心的被測(cè)導(dǎo)線。3）實(shí)用方法測(cè)量電流時(shí)，按動(dòng)扳手，打開(kāi)鉗口，將被測(cè)載流導(dǎo)線置于穿心式電流互感器的中間，當(dāng)被測(cè)導(dǎo)線中有交變電流通過(guò)時(shí)，交流電流的磁通在互感器副邊繞組中感應(yīng)出電流，該電流通過(guò)磁電式電流表的線圈，使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在表盤(pán)標(biāo)度尺上指出被測(cè)電流值。4）鉗形電流表的規(guī)格鉗形表有模擬指針式和數(shù)字式兩種。檢測(cè)范圍：交流、直流均在20~200A（或400A）左右，也可以檢測(cè)到2000A大電流；另外可檢測(cè)數(shù)mA的微小電流，以及變壓器電源、開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換電源等正弦波以外的真有效值（TrueRMS）。5）使用方法（１）測(cè)量前要機(jī)械調(diào)零。（２）選擇合適的量程，先選大、后選小，或以銘牌值進(jìn)行估算。（３）當(dāng)使用最小量程測(cè)量，其讀數(shù)不明顯時(shí)，可將被測(cè)導(dǎo)線繞幾匝，匝數(shù)要以鉗口中央的匝數(shù)為準(zhǔn)，則讀數(shù)＝指示值×量程／滿偏×匝數(shù)。（４）測(cè)量完畢，要將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)放在最大量程處。（５）測(cè)量時(shí)，應(yīng)使被測(cè)導(dǎo)線處在鉗口的中央，并使鉗口閉合緊密，以減少誤差。2、萬(wàn)用表及其使用常用的萬(wàn)用表主要有數(shù)字萬(wàn)用表和機(jī)械萬(wàn)用表，下面介紹數(shù)字萬(wàn)用表。數(shù)字萬(wàn)用表是一種多用途電子測(cè)量?jī)x器，一般包含電流表、電壓表、歐姆表等功能，有時(shí)也稱為多用表或三用表。數(shù)字萬(wàn)用表是在電氣測(cè)量中要用到的電子儀器，它有很多特殊功能，但主要功能就是對(duì)電壓、電阻和電流進(jìn)行測(cè)量，如圖2-15所示。數(shù)字萬(wàn)用表作為現(xiàn)代化的多用途電子測(cè)量?jī)x器，主要用于物理、電氣、電子等測(cè)量領(lǐng)域。數(shù)字萬(wàn)用表是一種適用于基本故障診斷的便攜式裝置，也可以放置在工作臺(tái)上，有的萬(wàn)用表分辨率可以達(dá)到七、八位。在汽車(chē)維修中除了使用普通萬(wàn)用表外，還經(jīng)常使用汽車(chē)專用萬(wàn)用表，汽車(chē)專用萬(wàn)用表的功能更強(qiáng)大。1）數(shù)字萬(wàn)用表介紹（１）分辨率。分辨率用于判斷一塊儀表測(cè)量結(jié)果的好壞。了解一塊儀表的分辨率，就可以知道是否可以看到被測(cè)量信號(hào)的微小變化。例如，如果數(shù)字萬(wàn)用表在4V范圍內(nèi)的分辨率是1mV，那么在測(cè)量1V的信號(hào)時(shí)，就可以看到1mV（1/100V）的微小變化。用字來(lái)描述數(shù)字萬(wàn)用表的分辨率比用位描述好，3位半數(shù)字萬(wàn)用表的分辨率已經(jīng)提高到3200或4000字。如3200字的數(shù)字萬(wàn)用表為某些測(cè)量提供了更好的分辨率。例如，一個(gè)1999字的數(shù)字萬(wàn)用表，在測(cè)量大于200V的電壓時(shí)，不可能顯示到0.1V；而3200字的數(shù)字萬(wàn)用表在測(cè)320V的電壓時(shí)，仍可顯示到0.1V。當(dāng)被測(cè)電壓高于320V，而又要達(dá)到0.1V的分辨率時(shí)，就要用20000字的數(shù)字萬(wàn)用表。數(shù)字萬(wàn)用表的功能如圖2-15所示（見(jiàn)本書(shū)P56）。（２）測(cè)量精度。精度是指在特定的使用環(huán)境下出現(xiàn)的最大允許誤差。對(duì)于數(shù)字萬(wàn)用表來(lái)說(shuō)，精度通常使用讀數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示。例如，1%的讀數(shù)精度的含義是：數(shù)字萬(wàn)用表顯示100.0V時(shí)，實(shí)際的電壓可能在99.0～101.0V之間。精度可能會(huì)標(biāo)為±（1％+2個(gè)字）。如果COM的讀數(shù)是100.0V，實(shí)際的電壓則在98.8~101.2V之間。模擬表的精度是按全量程的誤差來(lái)計(jì)算的，而不是按顯示的讀數(shù)來(lái)計(jì)算。模擬表的典型精度是全量程的±2％或±3％。數(shù)字萬(wàn)用表的典型基本精度在讀數(shù)的±（0.7％＋1個(gè)字）和±（0.1％＋1個(gè)字）之間，甚至更高。（３）測(cè)量電阻。在電阻擋測(cè)量電阻。關(guān)掉電路電源，選擇電阻擋，將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入電阻測(cè)試插孔，將表筆探頭跨接到被測(cè)元件或電路的兩端。電阻值變化很大，從幾毫歐（mΩ）的接觸電阻到幾十億歐姆的絕緣電阻。許多數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量電阻小至0.1Ω，某些測(cè)量值可高至300ＭΩ。對(duì)于極大的電阻，若萬(wàn)用表顯示“OL”，則表示被測(cè)電阻阻值過(guò)大，已超過(guò)了量程。測(cè)量開(kāi)路時(shí)，也會(huì)顯示“OL”。必須在切斷電源的情況下測(cè)量電路電阻，否則對(duì)表或電路板會(huì)有損壞。某些數(shù)字萬(wàn)用表提供了在電阻方式下誤接入電壓信號(hào)時(shí)進(jìn)行保護(hù)的功能。不同型號(hào)的數(shù)字萬(wàn)用表具有不同的保護(hù)能力。在進(jìn)行低電阻的精確測(cè)量時(shí)，必須從測(cè)量值中減去測(cè)量導(dǎo)線的電阻值。典型的測(cè)試導(dǎo)線的阻值在0.2~0.5Ω之間。如果測(cè)試導(dǎo)線的阻值大于1Ω，測(cè)試導(dǎo)線就應(yīng)更換了。（４）測(cè)量通斷。測(cè)量通斷就是通過(guò)快速電阻測(cè)量來(lái)區(qū)分開(kāi)路或短路。帶有通斷蜂鳴的數(shù)字萬(wàn)用表，其通斷測(cè)量更加簡(jiǎn)單、快捷。當(dāng)測(cè)量一個(gè)短路電路時(shí)，表發(fā)出蜂鳴，所以在測(cè)試時(shí)無(wú)須看表。不同型號(hào)的數(shù)字萬(wàn)用表有不同的觸發(fā)電阻值。（５）二極管或晶結(jié)測(cè)試。二極管就像一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，如果電壓高于一個(gè)特定的值時(shí)，二極管就會(huì)導(dǎo)通。通常硅二極管導(dǎo)通電壓為0.6V，并且二極管只允許電流單向流動(dòng)。數(shù)字萬(wàn)用表有二極管測(cè)試功能，用于測(cè)量并顯示二極管兩端的實(shí)際壓降。硅結(jié)點(diǎn)在正向測(cè)試時(shí)的壓降應(yīng)該是低于0.7V，在反向測(cè)試時(shí)電路開(kāi)路。在測(cè)量晶體管電子電路時(shí)，以直流擋選20kΩ/V的內(nèi)阻比較合適。（６）測(cè)量電流。電流測(cè)量是將表串入電路，選擇相應(yīng)的交流（Ａ～）、直流（Ａ—）擋位，將黑表筆插入ＣＯＭ插口，將紅表筆插入１０安培（１０Ａ）插孔或３００毫安（３００ｍＡ）插孔。選擇哪個(gè)插孔，主要是依據(jù)可能的測(cè)量值。直接電流測(cè)量法就是將數(shù)字多用表直接串連到被測(cè)電路上，使被測(cè)電路電流直接流過(guò)多用表內(nèi)部電路。間接測(cè)量法不需要將電路打開(kāi)并將萬(wàn)用表串連到被測(cè)電路上，需采用電流鉗。注：測(cè)量直流時(shí)，如果測(cè)試探頭接反，會(huì)有“—”出現(xiàn)。數(shù)字萬(wàn)用表可測(cè)試項(xiàng)目包括：耐電壓測(cè)試、絕緣電阻測(cè)試、接地電阻測(cè)試、泄漏電流測(cè)試、低壓?jiǎn)?dòng)測(cè)試、功率測(cè)試。2）數(shù)字萬(wàn)用表的規(guī)格（１）耐電壓測(cè)試。輸出電壓：０～５ｋＶＡＣ，精度為±３％。電流測(cè)量范圍：０～４０ｍＡＡＣ，精度為±３％。電流報(bào)警范圍：０～４０ｍＡ內(nèi)任意值，精度為±３％。電弧偵測(cè)范圍：１～１０級(jí)。電壓緩升時(shí)間：１～９９ｓ連續(xù)可調(diào)。測(cè)試時(shí)間：１～９９ｓ連續(xù)可調(diào)。輸出頻率：５０Ｈｚ／６０Ｈｚ二擋。驅(qū)動(dòng)方式：程控線性功放。（２）絕緣電阻測(cè)試。測(cè)試電壓：500VDC和1000VDC二擋，精度為±5％。測(cè)量范圍：0~200mΩ自動(dòng)量程轉(zhuǎn)擋，精度為±3％。報(bào)警范圍：0~200mΩ內(nèi)任意值。測(cè)試時(shí)間：1～99s連續(xù)可調(diào)。（３）接地電阻測(cè)試。測(cè)量電流：10～25AAC恒流，精度為±3％。測(cè)量范圍：0~200mΩ（＞10A），精度為±3％。0~500mΩ（≤10A），精度為±3％。報(bào)警范圍：0~500mΩ內(nèi)任意值。輸出電壓：≤6Ｖ。測(cè)試時(shí)間：1～99s連續(xù)可調(diào)。輸出頻率：50Hz/60Hz二擋。驅(qū)動(dòng)方式：程控線性功放。（４）泄漏電流測(cè)試。電流測(cè)量范圍：０～２０ｍＡ自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換，精度為±３％。電流報(bào)警范圍：０～２０ｍＡ內(nèi)任意值。電壓測(cè)量范圍：０～３００Ｖ，精度為±３％。輸出電壓：０～２５０Ｖ連續(xù)可調(diào)。測(cè)試時(shí)間：１～９９ｓ連續(xù)可調(diào)。輸出容量：１／２／３／５ｋＶ·Ａ多種規(guī)格。（５）低壓?jiǎn)?dòng)測(cè)試。測(cè)量電流范圍：0~20A，精度為±1％。電流報(bào)警上下限：0~20A內(nèi)任意值。測(cè)量電壓范圍：0~300V，精度為±1％。輸出電壓：0~250V。連續(xù)可調(diào)測(cè)試時(shí)間：1～99s連續(xù)可調(diào)。（６）功率測(cè)試。功率測(cè)量范圍：0~6000W精度為±1％。功率報(bào)警上下限：：0~6000W內(nèi)任意值。電壓測(cè)量范圍：0~300V，精度為±１％。輸出電壓：0~250V。連續(xù)可調(diào)測(cè)試時(shí)間：1～99s。連續(xù)可調(diào)輸出容量：1/2/3/5kV·A多種規(guī)格。3）數(shù)字萬(wàn)用表的功能測(cè)試數(shù)字萬(wàn)用表的部分功能測(cè)試如圖2-16所示。3、汽車(chē)專用萬(wàn)用表在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障的檢測(cè)與診斷中，除經(jīng)常需要檢測(cè)電壓、電阻和電流等參數(shù)外，還需要檢測(cè)轉(zhuǎn)速、閉合角、占空比（頻寬比）、頻率、壓力、時(shí)間、電容、電感、溫度、半導(dǎo)體元件等。這些參數(shù)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的故障檢測(cè)與診斷具有重要意義。但是這些參數(shù)用普通數(shù)字萬(wàn)用表是無(wú)法檢測(cè)的，需使用汽車(chē)專用萬(wàn)用表。１）汽車(chē)專用萬(wàn)用表介紹（１）測(cè)量交、直流電壓。考慮到電壓的允許變動(dòng)范圍及可能產(chǎn)生的過(guò)載，汽車(chē)專用萬(wàn)用表應(yīng)能測(cè)量大于40V的電壓值，但測(cè)量范圍也不能過(guò)大，否則讀數(shù)的精度會(huì)下降。（２）測(cè)量電阻。汽車(chē)專用萬(wàn)用表應(yīng)能測(cè)量1mΩ的電阻，測(cè)量范圍大一些使用起來(lái)較方便。（３）測(cè)量電流。汽車(chē)專用萬(wàn)用表應(yīng)能測(cè)量大于10A的電流，測(cè)量范圍若小于10A則使用不方便。（４）記憶最大值和最小值。該功能用于檢查某電路的瞬間故障。（５）模擬條顯示。該功能用于觀測(cè)連續(xù)變化的數(shù)據(jù)。（６）測(cè)量脈沖波形的頻寬比和點(diǎn)火線圈一次側(cè)電流的閉合角。該功能用于檢測(cè)噴油器、怠速穩(wěn)定控制閥、EGR電磁閥及點(diǎn)火系統(tǒng)等的工作狀