新能源汽车驱动控制类型（教案）

课程名称：《汽车底盘构造与拆装》任务5.1新能源汽车驱动控制类型项目五：新能源汽车底盘检修目录新课引入新知学习技能练习点评巩固案例分析纯电动汽车驱动类型混合动力系统汽车驱动类型燃料电池汽车驱动类型具有检查新能源汽车汽车驱动系统的能力点评反思知识巩固请在这里输入页面标题任务5.1新能源汽车驱动控制类型知识目标能力目标思政目标•能描述纯电动汽车动力构型、控制原理•能描述混合动力汽车动力构型（串、并、混联；代表车型及对比）、控制原理•能描述燃料电池汽车动力构型、控制原理•具有依据维修手册检查新能源汽车驱动系统的能力。•在操作过程中树立高压安全意识。•树立规范操作意识。•通过学习新能源汽车驱动技术，树立绿色低碳的环保意识。请在这里输入页面标题任务5.1新能源汽车驱动控制类型新知学习点评巩固技能练习新课引入小李是新能源汽车销售人员，客户想询问当前新能源汽车的类型及特点，假如你是小李，你该如何解答呢？！请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入任务5.1新能源汽车驱动控制类型思考：新能源汽车“新”在哪里？新能源汽车定义：采用新型动力系统，完全或主要依靠新能源驱动的汽车。一、新能源汽车驱动类型及特点请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入1.动力构型纯电动汽车由驱动电机系统，车载能源系统，辅助系统三大部分组成纯电动汽车三大组成系统图驱动控制器能量管理单元电动器机械传动装置功率控制单元辅助电源车内气候控制单元能量储存单元能量转换车辆控制器电机驱动系统能源系统辅助系统电动机驱动系统由车辆控制器、驱动控制器、电动机、机械传动装置和驱动轮等部件组成。能源系统包含能源转换单元、能量管理单元和能量存储单元等部分组成。辅助系统由功率控制单元、车内气候控制单元和辅助电源等部分组成。二、纯电动汽车动力构型及控制原理任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入纯电动汽车系统的组成与工作原理图2.控制原理根据加速踏板开度解析驾驶员驱动需求根据制动踏板开度解析驾驶员制动需求根据驱动需求转化为电机驱动扭矩指令根据制动需求转化为电机发电扭矩指令协调驾驶员的驱动需求和舒适需求关系协调驾驶员动力需求和行驶安全性关系来自加速踏板的信号输入电子控制器并通过控制功率变换器来调节电动机输出的转矩或转速，电动机输出的转矩通过汽车传动系统驱动车轮转动。充电器通过汽车的充电接口向蓄电池充电。在汽车行驶时，蓄电池经功率变换器向电动机供电。当电动汽车采用电制动时，驱动电动机运行在发电状态，将汽车的部分动能回馈给蓄电池以对其充电，并延长电动汽车的续驶里程。二、纯电动汽车动力构型及控制原理任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入二、纯电动汽车动力构型及控制原理1）停车状态：

纯电动汽车处于停车状态，此时系统的控制电源主继电器断电，系统中各个节点停止运行3.工作模式任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入二、纯电动汽车动力构型及控制原理3.工作模式2）充电状态：当纯电动汽车在停车状态下，插上充电插头或者按下充电按钮时，整车控制器控制组合仪表显示电池充电状态，电池管理系统对电池工作状态进行实时监测，并强制切断驱动电机的回路电源。任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入二、纯电动汽车动力构型及控制原理3.工作模式3）启动状态：在整车控制器确认拔掉充电插头时，拨动汽车钥匙到ON档位置，闭合高压回路主继电器，这时系统中各个节点进入自检状态。任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入二、纯电动汽车动力构型及控制原理3.工作模式4）运行状态：拨动汽车档位到指定位置，整车控制器向电机控制器发送准备开车指令；电机控制器收到就绪指令后，进入行车程序。同时，电池管理系统进入电池放电管理程序。任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入二、纯电动汽车动力构型及控制原理3.工作模式5）车辆前进、后退状态：整车控制器通过对当前车辆功率的要求和动力电池当前的状态计算并向电机控制器发出信号，电机控制器接收到方向信号和驱动转矩给定值信号后，控制驱动电机进入运转状态，并根据方向信号确定驱动电机的转向，以及根据驱动转矩给定值信号确定驱动电机输出转矩的大小，控制电机的输出功率以实现动力性目标。任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入二、纯电动汽车动力构型及控制原理3.工作模式6）回馈制动状态：当加速踏板回零而且制动踏板处于回馈制动区时，整车控制器发送符合回馈制动要求的负扭矩给电机控制器；电机控制器进入发电程序，电池管理系统进入电池回馈管理程序。任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入二、纯电动汽车动力构型及控制原理3.工作模式7）机械制动状态：制动踏板离开回馈制动区，电机控制器停止发电程序，整车控制器进入机械制动程序，电池管理系统停止回馈。任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入二、纯电动汽车动力构型及控制原理3.工作模式8)一般故障状态:ECU检测到一般故障，整车控制器报警（报警灯闪烁、通过CAN总线发送相关的报警信息,通知其他的节点），整个系统降级运行。任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入二、纯电动汽车动力构型及控制原理3.工作模式9）重大故障状态：整车控制器报警（紧急情况采用紧急呼叫指令通知其他节点），必要时切断主继电器电源，系统停车。高压/低压？任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入1.串联代表车型：雪佛兰沃蓝达、宝马i3增程式混合动力车型、传祺GA5增程式混合动力车型。特点：电动机+发动机=串联（结构简单、使用方面）优点：中低速运行或者城市工况节油效果优于普通汽车缺点：发动机启动后，高速运行油耗比普通汽车还高三、混合动力汽车动力构型及控制原理一般把混合动力分为普通混合动力、插电式混合动力以及增程式混合动力三种，按结构形式分三种，分别是串联结构、并联结构以及混联结构。其中增程式混合动力只能是串联结构，而并联结构和混联结构既可以应用于普通混合动力，也可以应用于插电式混合动力。任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入1.串联三、混合动力汽车动力构型及控制原理串联式混合动力系统一般由发动机直接带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到电池，再由电池传输给电机转化为动能，最后通过变速机构来驱动汽车。任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入2.并联混合动力汽车并联架构图代表车型：目前市面上大多数混动车型都是并联结构特点：传统汽车+电动机=并联优点：发动机可以和电动机共同驱动车辆，动力性能良好缺点：电量低后，电动机无法继续驱动车辆，只能作为发电机三、混合动力汽车动力构型及控制原理任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入启动/加速模式车辆启动或节气门全开加速时，发动机和电动机同时工作，共同分担驱动车辆所需的动力，如发动机和电动机分别承担总功率的80%和20%正常行驶模式车辆正常行驶时，电动机关闭，仅由发动机工作提供车辆行驶所需动力减速/制动模式车辆减速行驶或制动时，电动机工作于发电机模式进行再生制动，通过功率转换器给蓄电池充电。行驶过程中给蓄电池充电模式当车辆轻载时，发动机输出功率驱动车辆行驶，同时发动机输出的多余功率驱动以发电状态工作的电机发电而向蓄电池充电.电动机发动机功率转换器蓄电池油箱传动装置电动机发动机功率转换器蓄电池油箱传动装置电动机发动机功率转换器蓄电池油箱传动装置电动机发动机功率转换器蓄电池油箱传动装置三、混合动力汽车动力构型及控制原理2.并联控制原理并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统。两个系统既可以同时协调工作，也可以各自单独工作驱动汽车。液流连接机械连接电力连接任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入3.混联（功率分流）混合动力汽车混联架构图三、混合动力汽车动力构型及控制原理特点：传统汽车+电动机+发电机+行星齿轮机构=功率分流优点：发动机和电动机共同驱动时，发动机能持续为电池充电缺点：结构非常复杂代表车型：丰田Prius任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入3.混联三、混合动力汽车动力构型及控制原理任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入3.混联电力主动型混联模式控制原理三、混合动力汽车动力构型及控制原理任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入4.混动构型对比三、混合动力汽车动力构型及控制原理任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入三、混合动力汽车动力构型及控制原理4.混动构型对比任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入三、混合动力汽车动力构型及控制原理4.混动构型对比任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入代表车型：丰田FCVMirai四、燃料电池汽车动力构型及控制原理1.动力构型特点：传统汽车+电动机+发电机+行星齿轮机构=功率分流优点：发动机和电动机共同驱动时，发动机能持续为电池充电缺点：结构非常复杂任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入四、燃料电池汽车动力构型及控制原理2.燃料电池汽车控制原理停顿模式燃料电池系统和峰值电源都不向驱动系供给功率，燃料电池系统可运行在空载状态。制动模式燃料电池系统运行在空载状态，而峰值电源依据制动系统运行特性吸收再生制动能量。牵引模式若电动机输入功率大于燃料电池系统的额定功率，则应用混合牵引模式。燃料电池系统运行在其额定功率状态，而剩余的功率的功率需求由峰值电源供应。B.若电动机输入功率小于燃料电池系统预设的最小功率，且峰值电源需要充电，则燃料电池系统以额定功率运行，一部分功率用于驱动系，另一部分功率用于峰值电源。弱峰值电源不需要充电，则燃料电池系统运行于空载状态，由峰值电源单独驱动车辆。任务5.1新能源汽车驱动控制类型请在这里输入页面标题新知学习点评巩固技能练习新课引入1.三种典型的新能源汽车