《新能源汽车底盘技术》高职新能源汽车技术专业全套教学课件

学习单元一新能源汽车底盘的认识学习单元1新能源汽车底盘的认识.pptx学习单元2新能源汽车传动系统构造与拆装.pptx学习单元3新能源汽车转向系统构造与拆装.pptx学习单元4新能源汽车行驶系统认知.pptx学习单元5新能源汽车制动系统构造与拆装.pptx全套可编辑PPT课件目录学习任务一新能源汽车的认识学习任务二新能源汽车底盘的认知学习任务三新能源汽车底盘发展的认知全套可编辑PPT课件学习任务一新能源汽车的认识学习目标1.能叙述新能源汽车概念。2.能通过实车介绍不同种类新能源汽车，并阐述其优缺点。3.能介绍乙醇汽车的燃料应用方式。4.能查询中国品牌新能源汽车，增强学生“双碳”意识。全套可编辑PPT课件任务描述王先生想购买一辆新能源汽车，但是他对新能源汽车不是很了解，也不知道应该选择哪种类型的车辆，请你为王先生介绍一下新能源汽车的分类，并说明其特性。全套可编辑PPT课件一、新能源汽车的定义新能源汽车英文为“Newenergyvehicles”。我国2009年7月1日正式实施了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，该规则明确指出：新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。全套可编辑PPT课件二、新能源汽车的分类新能源汽车包括：纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、混合动力电动汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）、其他新能源（如飞轮、超级电容器等高效储能器）汽车等。非常规的车用燃料是指除汽油、柴油、天然气（NG）、液化石油气（LPG）、乙醇汽油（EG）、甲醇、二甲醚之外的燃料。全套可编辑PPT课件（一）纯电动汽车纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，如图1-1-1所示。图1-1-1全套可编辑PPT课件1.纯电动汽车的优点（1）零排放：纯电动汽车使用电能，在行驶中无废气排出，不污染环境。（2）能源利用率高：有研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车的要高。（3）构造简易：由于动力系统全部依靠电力系统，因此比燃油发动机的系统更加简单。（4）更安静：在行驶过程中振动及噪声小，车厢内外十分安静。（5）原料广：使用的电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等，解除了人们对石油资源日见枯竭的担心。（6）规避用电高峰。电动汽车离不开电力系统支持，在充电环节上，充分利用夜间用电低谷期来减轻供电部门的配电负荷。全套可编辑PPT课件2.纯电动汽车的缺点（1）续驶里程短：电池的能量密度低是除内燃机混合动力以外的电动汽车存在的最大的问题，目前常见的电池有铅酸电池、锂电池、燃料电池，这些电池最大的特点就是不能将能量完全释放。（2）成本高：动力蓄电池及电机控制器价格昂贵，是成本高的主要原因。（3）充电时间长：一次充电完成需要6～10h，虽然有快速充电设备，采用大电流充电，一般也需要10～20min，可充到电量的70%左右，但快速充电有损电池的使用寿命。（4）蓄电池寿命短：目前电池技术有待革新，动力蓄电池的寿命短，每隔几年就需要更换。（二）混合动力汽车混合动力是指采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型，如图1-1-2所示。按照燃料种类的不同，混合动力又可以分为汽油混50新能源汽车底盘技术合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。图1-1-21.混合动力汽车优点（1）采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷小时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。（2）因为有了电池，则可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。（3）在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。（4）有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。（5）可以利用现有的加油站加油，不必再投资。（6）可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。（三）燃料电池汽车燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车，如图1-1-3所示。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧直接变成电能。燃料电池的化学反应过程不会产生有害物质，因此燃料电池汽车是无污染汽车，燃料电池的能量转换率比内燃机高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。图1-1-31.燃料电池汽车的发展现状目前，燃料电池电动汽车的发展已经取得了一定的进展。在全球范围内，日本、韩国、美国等国家已经开始大力推广燃料电池电动汽车。其中，日本是全球燃料电池电动汽车的领先者，在燃料电池电动汽车的研发、生产和推广方面都取得了很大的成就。韩国也在燃料电池电动汽车领域投入了大量的资金和人力，目前已经推出了多款燃料电池电动汽车，并在国内外市场上取得了一定的市场份额。美国也在燃料电池电动汽车领域进行了大量的研究和开发，并且在政策和法规方面也给予了很大的支持。在中国，燃料电池电动汽车的发展也取得了一定的进展。目前，中国已经成为全球最大的新能源汽车市场，政府也在燃料电池电动汽车领域进行了大量的投资和支持。中国的燃料电池电动汽车产业链已经初步形成，包括燃料电池、电池管理系统、电机控制系统、车身结构等多个方面。同时，中国的燃料电池电动汽车企业也在不断发展壮大，如北汽新能源、江淮汽车、上汽集团等企业都已经推出了自己的燃料电池电动汽车产品。2.燃料电池汽车的优点与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点。（1）零排放或近似零排放。（2）减少了机油泄露带来的水污染。（3）降低了温室气体的排放。（4）燃料电池转化效率高。（5）运行平稳、无噪声。（四）燃气汽车燃气汽车是指用压缩天然气（CNG）、液化石油气（LPG）和液化天然气（LNG）作为燃料的汽车，如图1-1-4所示。近年来，世界上各国政府都积极寻求解决这一难题，开始纷纷调整汽车燃料结构。燃气汽车由于其排放性能好，可调整汽车燃料结构，运行成本低、技术成熟、安全可靠，因此被世界各国认为是当前最理想的替代燃料汽车。图1-1-41.燃气汽车的发展现状目前，燃气汽车仍然受到市场的关注。近两年，我国液化天然气（LNG）汽车在以年均20%以上的速度增长，压缩天然气（CNG）汽车销量年均增长速度为30%以上。截至2022年年底我国燃气汽车保有量达到459.5万辆（其中LNG汽车保有量为18.4万辆），加气站近7000座（其中LNG加注站2500座左右）2.燃气汽车的特点与传统汽车相比，燃气汽车具有以下特点。（1）燃气汽车是清洁燃料汽车。燃气汽车的排放污染大大低于以油为燃料的汽车，燃气汽车的CO排放量比汽油车减少90%以上，碳氢化合物排放减少70%以上，氮氧化合物排放减少35%以上，CO2减少20%～30%，噪声降低40%，尾气中不含硫化物、铅和苯。因此大大减轻了对环境的污染，燃气汽车的推广应用被称为“绿色革命”。（2）抗爆震性好，辛烷值达103～110，远高于汽油，有利于增大燃气压缩比，提高发动机的动力性能。（3）燃料以气态进入气缸，燃烧较充分，热效率高，积炭少，这使发动机的大修期延长30%～40%，使润滑油更换周期延长50%，降低了维护费用和运行成本。（4）采取了多项有效的技术措施和设施，使燃气在完全密闭的系统中运行，比汽油安全，如LPG汽车从投入使用未见爆炸记录。（5）天然气资源丰富，价格便宜。（五）生物乙醇汽车乙醇俗称酒精，通俗些说，使用乙醇为燃料的汽车，也可叫酒精汽车，如图1-1-5。目前世界上已有40多个国家，不同程度应用乙醇汽车，有的已达到较大规模的推广，乙醇汽车的地位日益提升。在汽车上使用乙醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽车缸内燃料更完全，可以降低尾气的有害物质的排放。图1-1-5（五）生物乙醇汽车乙醇汽车的燃料应用方式如下：1.掺烧，指乙醇和汽油掺合应用。在混合燃料中，乙醇和容积比例以“E”表示，如乙醇占10%，15%，则用E10，E15来表示，目前，掺烧占乙醇汽车占主要地位。2.纯烧，即单烧乙醇，可用E100%表示，目前应用并不多，属于试行阶段。3.变性燃料乙醇，指乙醇脱水后，再添加变性剂而生成的乙醇，这也是属于试验应用阶段；4.灵活燃料，指燃料既可用汽油，又可以使用乙醇或甲醇与汽油比例混合的燃料，还可以用氢气，并随时可以切换。如福特、丰田汽车均在试验灵活燃料汽车（FFV）。（六）其他新能源汽车1.飞轮储能汽车利用飞轮的惯性储能，储存非满负载时发动机的余能以及车辆长大下坡、减速行驶时的能量，反馈到一个发电机上发电，再而驱动或加速飞轮旋转。飞轮使用磁悬浮方式，在70000r/min的高速下旋转。在混合动力汽车上作为辅助，优点是可提高能源使用效率、重量轻储能高、能量进出反应快、维护少寿命长，缺点是成本高、机动车转向会受飞轮陀螺效应的影响。（六）其他新能源汽车2.超级电容汽车超级电容器是利用双电层原理的电容器。在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。超级电容电池特点有以下几个方面。（1）充电速度快。理论上1秒内可以充满整车电池的电量，实际可以做到10秒充满。（2）充电容量不衰减。电容器充放电百万次后容量减少0.1%。（3）循环充、放电寿命千万次以上。（4）自耗电几乎为零，即使是放置几年电容器的电路也能达到满电。（5）零下100度低温、零上100度高温均能正常使用。（6）材料环保，生产、使用、回收没有污染。（7）功率密度是锂电池的100倍，可在零点几秒内达到100千米的时速。但超级电容电池也存在缺点，就是能量密度低，只有锂电池的10%左右，要想达到锂电池一样的电能容量，需要超级电容（体积或重量）大10倍于锂电池任务实施学习准备完成知识点、技能点计划实施按照教师指引完成工作页评价反馈完成相关作业及技能考核以小组为单位完成下列问题（1）什么是新能源汽车？（2）新能源汽车可以分为哪几类？（3）纯电动汽车的特点有哪些？（4）混合动力汽车的特点有哪些？（5）燃料电池汽车的特点有哪些？（6）乙醇汽车的燃料应用方式有哪些？一、填空题1.新能源汽车是指采用__________作为动力来源（或使用__________），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。2.新能源汽车包括_________、油电混合动力汽车（HEV）、插电混合动力汽车（PHEV）、增程式混合动力汽车和__________五大类型。3.混合动力汽车按照燃料种类的不同，主要可以分为__________混合动力和__________混合动力两种。4.乙醇汽车的燃料应用方式有________、________、变性燃料乙醇和_________。二、判断题1.电能属于一次能源。（）2.电动汽车本身不排放污染大气的有害气体。（）3.对电动车而言，目前最大的障碍是基础设施建设影响了产业化的进程。（）4.混合动力汽车不能在制动时、下坡时、怠速时进行能量回收。（）5.燃料电池汽车电池的能量来源于氢气和氧气的化学反应。（）6.燃气汽车运行成本低、技术成熟、安全可靠，是世界各国公认的当前最理想的燃料汽车。（）学习任务二新能源汽车底盘的认知学习目标1.能叙述新能源汽车底盘的组成。2.能通过实车介绍新能源汽车传动系的组成。3.能介绍新能源汽车转向系、制动系的作用。4.能了解新能源汽车底盘的总体布置，树立创新意识任务描述王先生想购买一辆新能源汽车，想了解新能源汽车的底盘的结构组成与特性，请你为王先生介绍一下新能源汽车的底盘，并说明其构组成与特性。一、汽车底盘的总体认知在电动汽车的各结构中底盘结构是最基本的，它负责连接其他零部件,是主要的承载部件，其上面的各种载荷都作用在底盘结构上,底盘结构的性能指标在电动车设计中十分关键，所以底盘结构的结构分析及优化设计意义重大。电动车在实际行驶中，悬架常常会经受高强度的往复压缩冲击，此时底盘及其附件就起到了缓冲和减震的作用，其性能满不满足要求对电动车正常行驶有着非常关键的作用。一、汽车底盘的总体认知汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系等四大系统组成，其功用为接受发动机的动力，使汽车运动并保证汽车能够按照驾驶员的操纵而正常行驶。一、汽车底盘的总体认知（一）传动系传动系主要是由离合器、变速器、万向传动装置(万向节和传动轴)、驱动桥(主减速器、差速器、半轴、桥壳)等组成。1.离合器。保证换挡平顺，必要时中断动力传动。2.变速器。变速、变矩、变向、中断动力传动。3.万向传动装置。实现有夹角和相对位置经常发生变化的两轴之间的动力传动。一、汽车底盘的总体认知4.主减速器。将动力传给差速器，并实现降速增矩、改变传动方向。5.差速器。将动力传给半轴，并允许左右半轴以不同的转速旋转。6.半轴。将差速器的动力传给驱动车轮。一、汽车底盘的总体认知（二）行驶系1.悬架1900年美国人哈德福特制成了第一个汽车减振器，并将它装在奥兹莫比尔轿车上。1921年英国得利兰德汽车公司生产第一个使用扭杆弹簧悬架的汽车。1933年，美国的费尔斯通公司研制成了第一个实用的空气弹簧悬架。一、汽车底盘的总体认知同年，门罗公司为赫德森轿车研制了双向筒液压减振器。直到目前，这种筒式减振器没有很大改变。1934年通用汽车公司采用了前螺旋弹簧独立悬架。1938年别克汽车第一次将螺旋弹簧应用到汽车后悬架上。1950年福特汽车公司的麦弗逊制成了麦弗逊式独立悬架，使轿车上应用较多的悬架形式。1984年林肯大陆轿车采用了可调整的空气悬架系统，从此电控悬架在汽车上开始采用。一、汽车底盘的总体认知2.轮胎汽车轮胎发展趋势是子午线、无内胎化和扁平化。汽车行驶系一般由车架、悬架（如图1-2-1）、车桥和车轮等组成。图1-2-1

悬架系统一、汽车底盘的总体认知汽车行驶系的功用是：①支承汽车的质量并承受、传递路面作用在车轮上各种力的作用。②接受传动系传来的转矩并转化为汽车行驶的牵引力。③缓和冲击，减少振动，保证汽车平顺行驶。一、汽车底盘的总体认知（三）转向系转向系的功用是保证汽车能够按照驾驶员选定的方向行驶。主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成，如图1-2-2。

图1-2-2转向系一、汽车底盘的总体认知（四）制动系每套制动系统都包括制动器和制动传动机构。

二、汽车底盘的总体布置（一）发动机前置后轮驱动英文简称FR。适用于大多数的货车、部分轿车和部分客车都采用这种形式。（二）发动机前置前轮驱动英文简称FF。这种布置形式结构简单紧凑，整车质量小，高速时操纵稳定性好。多数轿车采用，这种布置形式的爬坡性能差二、汽车底盘的总体布置（三）发动机后置后轮驱动英文简称RR。这种布置形式便于车身内部的布置，减小室内发动机的噪声，一般用于大型客车。（四）发动机前置全轮驱动英文简称XWD。发动机布置在汽车前部，所有的车轮都是驱动车轮。三、汽车行驶的基本原理驱动车轮将对地面施加一个与汽车行驶方向相反的圆周力。根据作用与反作用原理，地面也将对驱动车轮施加一个大小相等、方向相反的反作用力。就是使汽车行驶的驱动力，或称牵引力。驱动力作用在驱动轮上，再通过车桥、悬架、车架等行驶系传到车身上，使汽车行驶。任务实施学习准备完成知识点、技能点计划实施按照教师指引完成工作页评价反馈完成相关作业及技能考核以小组为单位完成下列问题1.新能源汽车底盘系统的组成包括哪些？2.新能源汽车传动系统的组成包括哪些？3.新能源底盘各组成系统的作用是什么？一、填空题1.汽车底盘由

、

、

和

等四大系统组成，其功用为接受发动机的

，使汽车运动并保证汽车能够按照驾驶员的操纵而正常行驶。2.传动系主要是

、

、

、

等组成。二、判断题1.（）制动系统，每套制动系统都包括制动器和制动传动机构。2.（）底盘结构的性能指标在电动车设计中十分关键。3.（）离合器能保证换挡平顺，必要时中断动力传动。4.（）差速器可以将动力传给半轴，并允许左右半轴以不同的转速旋转。学习任务三新能源汽车底盘发展的认知学习目标1.能叙述新能源汽车底盘的组成。2.能通过实车介绍新能源汽车底盘特点。3.能介绍新能源汽车底盘的总体要求。4.能了解新能源汽车底盘新材料、新工艺，强化创新意识。任务描述王先生想购买一辆新能源汽车，想了解新能源汽车的底盘的结构组成与特性，请你为王先生介绍一下新能源汽车的底盘，并说明其构组成与特性。一、电动汽车底盘发展概述底盘是汽车中最为基本的部分，几乎所有部件都要安装在底盘上，所以它就需要承受电动车以及它上面部件的所有质量、载荷和实行中各种工况下产生的力和力矩，因此，底盘必须满足刚度和强度的要求，并尽可能地使底盘轻量化，还要使电动车达到平稳性的要求。一、电动汽车底盘发展概述电动汽车的底盘系统需要适应于车载能源的多样性、适用于高度集成的系统模块,同时不限制汽车内部空间与外部造型的设计。一般所说的底盘工程包括前后悬架、转向系，制动系和车轮的设计配置。与这些系统直接相关的整车性能有制动性、操稳性和平顺性。底盘的悬架部件本身要足够牢固，而其设计是否到位直接影响车架车身的受力大小，同时底盘设计也和耐久性相关。二、底盘零件新材料、新工艺和稳定性的总体要求（一）轻量化和新材料汽车底盘在未来的发展方向之一便是汽车轻量化，对于轻质合金材料和高强度钢的需求量在未来将会大大增加;底盘上对于铝合金的运用也会越来越多;镁合金的需求量也呈增长的态势。但是，也要不断研究一些新型设计来满足汽车零部件重量轻的需求。二、底盘零件新材料、新工艺和稳定性的总体要求（一）轻量化和新材料汽车底盘在未来的发展方向之一便是汽车轻量化，对于轻质合金材料和高强度钢的需求量在未来将会大大增加;底盘上对于铝合金的运用也会越来越多;镁合金的需求量也呈增长的态势。但是，也要不断研究一些新型设计来满足汽车零部件重量轻的需求。二、底盘零件新材料、新工艺和稳定性的总体要求（二）稳定性底盘零件的稳定性就是汽车的安全基础，要做到强度、柔韧性、抗疲劳、抗损坏等性能，汽车车架和车桥对于管材液压成形技术的运用也会越来越频繁，压力加工技术向着高效、自动减轻汽车重量、降低成本等方向发展。二、底盘零件新材料、新工艺和稳定性的总体要求（三）铸件底盘铸件正在向高性能、薄壁、轻质、精(确)尺寸、优良切削性能方向发展;铸造生产过程向清洁、废物再生、高效、节能、节材、环保的绿色铸造方向发展。二、底盘零件新材料、新工艺和稳定性的总体要求（四）机械加工底盘零部件的机械切削加工技术已经抛弃了传统模式，而发展为柔性技术为特点的生产线生产的生存模式。高效、精密、柔性化、自动化是切削加工技术变化的主要趋势。高速加工技术、敏捷制造技术、智能化加工技术、绿色加工技术等都将得到快速发展。二、底盘零件新材料、新工艺和稳定性的总体要求（五）表面处理汽车零件的防护性电镀由原来单一的镀锌钝化工艺，向耐蚀性能更好且具有耐热、低氢脆性、良好加工性能及环保性能的锌合金镀层及无铬达克罗工艺发展。在镀层的耐腐蚀性能获得很大提高的同时，正向镀层耐热性能好、低摩擦系数方向发展。二、底盘零件新材料、新工艺和稳定性的总体要求（六）环保要求在底盘领域，随着对环保要求的不断提高，目前，世界各大汽车公司正在集中开发环境友好的零件，如低滚动阻力轮胎、绿色轮胎、不含铅的车轮平衡块、不含六阶铬的新零件涂层技术、电动转向系统等，相信不久的将来，底盘技术一定会朝着保护环境的方向越走越广阔。二、底盘零件新材料、新工艺和稳定性的总体要求（七）现代汽车底盘电子化随着各种汽车电子辅助功能在底盘上的应用，明显提高了汽车的主动安全性和驾驶舒适性，这些系统包括ABS/ASR/ESP集成控制系统、自适应巡航控制系统(ACC)、泊车辅助系统(PLA)、车道偏离和驾驶员警示系统、胎压监测系统（TPMS)、可调阻尼控制系统(ADC)等。随着底盘电子控制系统越来越向电子化、智能化、网络化方向发展。三、新能源底盘设计要求及特点底盘设计考虑的关键在于满足整车性能的各项指标。汽车应当具备的基本性能可概括为动力性、经济性、制动性、操稳性、平顺性、安全性和耐久性。一般所说的底盘工程包括前后悬架、转向系、制动系和车轮的设计配置。与这些系统直接相关的整车性能有制动性、操稳性和平顺性。底盘的悬架部件本身要足够牢固，而其设计是否到位直接影响车架车身的受力大小，同时底盘设计也和耐久性相关。三、新能源底盘设计要求及特点一般所说的底盘工程包括前后悬架、转向系、制动系和车轮的设计配置。与这些系统直接相关的整车性能有制动性、操稳性和平顺性。底盘的悬架部件本身要足够牢固，而其设计是否到位直接影响车架车身的受力大小，同时底盘设计也和耐久性相关。三、新能源底盘设计要求及特点新能源车的底盘设计特点是新能源车的底盘设计跟传统燃油车有很大区别。1.车身设计自由度更大，现在的底盘越来越趋于平面化，为了空气流动性好，下面一般都是平的。车身与它分离，所以车身的设计自由度变大。2.内部空间增加。现在利用整体化设计概念，包括电气化设计ESP，电气化设计越来越高，可以减少一部分的零部件，进而可以减少底盘的空间，以便于把内部空间释放出来。三、新能源底盘设计要求及特点3.由于系统化设计程度越来越高，产品越来越少，制作、维护也是大大简化。4.电池包现在固定在底盘下部，重量、轴心都很低，这也增加了整车的操作性。任务实施学习准备完成知识点、技能点计划实施按照教师指引完成工作页评价反馈完成相关作业及技能考核以小组为单位完成下列问题1.新能源汽车底盘系统的组成包括哪些？2.新能源汽车底盘总体要求是什么？3.新能源汽车底盘的设计有哪些要求？4.新能源汽车底盘的设计有哪些要特点？一、填空题一、填空题1.底盘系统包含了

、

、

,在传统意义上它影响着整车的

、与

,而对于电动汽车而言,它的影响更加深远。2.底盘设计考虑的关键在于满足整车性能的各项指标。汽车应当具备的基本性能可概括为

、

、

、

、

、

和

。二、判断题1.（）底盘是汽车中最为基本的部分。2.（）新能源汽车自身驱动系统与传统燃油车不存在差异性。3.（）底盘系统包含了悬架、制动、转向系统。4.（）底盘的悬架部件本身要足够牢固，而其设计是否到位直接影响车架车身的受力大小。

学习单元二新能源汽车传动系统构造与拆装目录学习任务一新能源汽车传动系统的认知学习任务二新能源汽车变速器构造与拆装学习任务三新能源汽车驱动桥构造与拆装学习任务一新能源汽车传动系统的认知学习目标1.能叙述纯新能源汽车的传动系统组成。2.能介绍纯新能源汽车驱动系统的布置形式。3.能介绍串联式、并联式、混联式三类混合动力电动汽车的结构。4.试介绍任一款国产纯电动汽车的驱动系统布置形式，强化学生爱国意识。5.介绍轮毂电机技术，使学生了解行业的发展现状及趋势，激发学生的专业自信。任务描述作为一名新能源汽车专业的学生，现在你临时担任新能源汽车销售顾问。你需要为一位已购买纯电动汽车的客户详细地介绍该车的功能以及如何进行正确的操控，你能完成这个任务吗？一、传动系统的组成传统汽车底盘，如图2-1-1所示，由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四部分组成，底盘的作用是支撑、安装汽车发动机及其他各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车运动，保证正常行驶。（一）传统汽车的传统系统组成图2-1-1其中，传动系统一般由发动机、离合器、变速器、差速器和传动轴等组成，如图2-1-2所示，汽车发动机所发出的动力靠传动系统传递到驱动车轮。传动系统具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。图2-1-2（二）新能源汽车的传动系统组成电动汽车的底盘和传统汽车的底盘构成和作用基本一样，也是由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统组成的。但因电动汽车没有了传统的燃油发动机，因此在传动系统上和传统汽车有了很大的区别。由于没有了发动机、离合器和变速器，而只有驱动电机、减速器、差速器和传动轴，结构上则大为简化。图2-1-3为某电动汽车的底盘构成。纯电动汽车由电力驱动系统、车载电源系统、辅助系统组成。其中，电力驱动系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点，当汽车行驶时，由蓄电池输出电能（电流）通过控制器驱动电机运转，电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退。图2-1-3二、纯电动汽车传动系统驱动系统是纯电动汽车的核心，主要由中央控制单元、驱动控制器、驱动电动机、机械传动装置等组成。根据加速踏板、制动踏板、挡位的输入信号，向驱动控制器发出相应的控制指令，对驱电动机进行启动、加速、减速、制动控制等，从而实现纯电动汽车的变速和转向。（一）纯电动汽车驱动系统1.中央控制单元2.驱动控制器按照中央控制单元的指令和驱动电机的速度、电流反馈信号，对驱动电机的速度、驱动转矩和旋转方向进行控制。驱动控制器和驱动电机必须配套使用，目前对驱动电机的调速主要采用调压、调频等方式。3.驱动电机驱动电机在纯电动汽车中承担着电动机和发电机的双重功能。正常行驶时，将动力蓄电池的电能转化为机械能，通过传动装置或由其直接驱动车轮；减速和下坡滑行时，将车轮的惯性动能转化为机械能为动力蓄电池充电。4.机械传动装置纯电动汽车机械传动装置将驱动电机的驱动转矩传输给汽车驱动轴，从而带动汽车车轮行驶。相对于传统内燃机汽车，纯电动汽车的机械传动装置大大简化，机械效率得以提高。（二）纯电动汽车驱动系统布置形式传统驱动布置形式，如图2-1-4所示，该布置形式与传统汽车的布置形式基本相同，通常是在传统汽车的基础上改装而成，带有变速器和离合器，只是把电机放在原燃油车发动机的位置，这种布置形式可以提高纯电动汽车的起动转矩，增加低速时电动汽车的后备功率。1.传统驱动布置形式图2-1-4从宝马ActiveE的结构（图2-1-5），可以看出，除保留传统汽车所有驱动结构部件外，完全由电力发动机及相关动力部件取代了传统的发动机和油箱。图2-1-52.电机—驱动桥组合式驱动模式无离合器需求的单挡传动装置，如图2-1-6所示，取消了离合器和变速器。但继续沿用当前发动机汽车中的动力传动装置，只需要一组电动机和逆变器。这种结构依赖于电动机在大范围转速变化中所具有的恒功率特性，可用固定挡的齿轮传动装置替代多挡变速箱，并缩减了对离合器的需要。减小机械传动装置的尺寸和质量，且不需要换挡，简化驱动系的控制。这种布置形式结构紧凑、传动效率较高、便于安装。图2-1-6固定挡的传动装置和差速器的集成，如图2-1-7所示，这种布置方式将电动机装到驱动轴上，直接由电动机实现变速和差速转换。图2-1-73.驱动电机与驱动桥整体驱动布置形式图2-1-8将电机装到驱动轴上，直接由电机实现变速和差速转换。这种传动方式同样对电机有较高的要求，大起动转矩和后备功率，每个电机的转速可独立调节控制，通过电子差速器解决左右半轴的差速问题，从而在复杂的路况上获得更好的整车动力性能。同时对控制系统有较高的控制精度，具备良好的可靠性，从而保证汽车在行驶的过程中安全、平稳。图2-1-84.轮毂电机驱动模式图2-1-9、图2-1-10与图2-1-8布置方式比较接近，只是将电动机直接装到了驱动轮上，由电动机直接驱动车轮行驶，这种电机称为轮毂电机。电机一端直接与轮毂固定，另一端直接安装在悬架上。此种布置形式进一步缩短了电机与车轮之间的机械传动距离，节省空间。图2-1-9图2-1-10三、混合动力电动汽车传动系统混合动力汽车与传统汽车相比，主要的改进是在车辆的驱动系统上，即在传统汽车的内燃机、变速器、传动轴到车轮的驱动线路上，增加了一套由高压动力电池、电机组成的电动动力驱动线路。混合动力汽车的驱动路线图，如图2-1-11所示。车辆在行驶时，根据混合动力汽车设计的混合程度，通常会由动力电池先通过电机输出动力来驱动车辆，当电池存储电能不足时，内燃机再自动起动参与车辆的驱动。也有部分混合动力汽车内燃机是全程起动的，动力电池输出的动力仅仅用于辅助内燃机平滑运行。（一）混合动力汽车的基本原理图2-1-11（二）混合动力汽车的类型及分类方法为了便于区分形式各异的混合动力汽车，我们习惯上会根据混合动力汽车驱动系统的连接方式或混合程度来对混合动力汽车进行分类，以便于更好地了解混合动力汽车的技术特性。混合动力汽车的驱动系统主要有内燃机和驱动电机。通常，根据内燃机和驱动电机之间的连接关系（内燃机的输出动力与驱动电机的输出动力到车辆驱动轴的连接方式），将混合动力汽车分成串联式、并联式和混联式三种类型，如图2-1-12、图2-1-13所示。1.按混合动力汽车驱动连接方式分类图2-1-12图2-1-13其中，混联在发动机和电动机协同驱动汽车行驶的同时，发动机还能带动发电机为电池充电，不再像并联结构中单一电动机需要身兼两职，并且理论上它能够实现发动机带动发电机发电，电动机驱动汽车的模式。当然，两个动力单元也能够单独驱动车辆。（1）串联式混合动力。在串联式混合动力设计中，车辆的驱动仅仅是由驱动电机来单独完成的，车辆动力电池的电能来自内燃机。串联式混合动力车辆运行时，内燃机带动发电机工作，发电机输出的电能通过逆变器提供给驱动电机来驱动车辆，或者为车辆动力电池充电。在该类型的设计中，内燃机是不能直接给车辆提供动力的，其主要应用于城市大客车，在乘用轿车中应用很少。串联式混合动力汽车连接方式，如图2-1-14、图2-1-15所示。图2-1-14图2-1-15串联式混合动力的特点有：①内燃机不直接参与驱动车辆，仅用于为动力电池充电；②动力电池获取电能的主要途径有内燃机输出的电能和制动能量回收的电能；③优点是内燃机能够在最佳的速度和负荷状态下运行，同时车辆也取消了离合器等部件；④缺点是车辆仅通过电机驱动，因此需要设计有较大功率的电机来满足车辆在爬坡、急加速等大负荷运行工况，与此对应也导致内燃机和动力电池的质量增加，从而导致整车质量加大。（2）并联式混合动力。在并联式混合动力设计中，车辆的驱动是由内燃机和驱动电机组合完成的，系统能支持仅靠其中的一种能量驱动车辆，也能支持内燃机和驱动电机同时驱动车辆。在这种设计中，动力电池和内燃机都是与变速单元相连接的。如图2-1-16、图2-1-17所示。在驱动车辆行驶时，大多数情况下，并联式混合动力汽车的驱动电机是辅助内燃机运行的。并联式混合动力汽车可以在比较复杂的工况下使用，应用范围比较广。图2-1-16图2-1-17并联式混合动力的特点包括：①内燃机和驱动电机共同驱动车辆行驶；②没有单独设计有发电电机，在没有外部充电或辅助电源的情况下，动力电池获取电能的唯一途径是驱动电机的能量回收；③优点是采用了一个或多个电机辅助内燃机，使得内燃机的设计可以更小；④缺点是需要用复杂的软件来优化驱动电机和内燃机同时输向驱动轴的转矩。（3）混联式混合动力。混联式混合动力也称为串并联式，因为其集合了串联式和并联式的优点而设计的，它可以最大限度地发挥串联式与并联式的各自优点，如在车辆行驶中，系统可以通过动力分配装置，一方面由驱动电机单独驱动车辆，另一方面再由内燃机来自主地发电。目前市场上合资品牌的混合动力汽车大多数采用这种设计类型，如图2-1-18所示。图2-1-18混联式混合动力的特点：①系统可以实现驱动电机单独驱动车辆，内燃机自动停机或起动为系统充电；也可以实现内燃机和驱动电机共同驱动车辆；②不足的是动力分配装置内部设计和管理系统较为复杂，需要较高的技术支持和研发投入。2.按混合动力汽车的混合程度分类对现有混合动力汽车进行分类还可以使用混合程度这个概念，这是目前市场销售中常用的习惯分类方式。但是到目前为止，并没有一个准确的混合程度标准。当前，大多数学者会采用混合程度这一概念，混合程度被认为是混合动力汽车中驱动电机的有效功率占车辆驱动系统总功率的百分比，按照这个混合程度概念可以将市场上的混合动力汽车分为轻度混合动力、中度混合动力和重度混合动力三个等级。（1）轻度混合动力。轻度混合动力也称轻混，轻度混合动力的车辆混合程度低，没有内燃机的帮助，设计在车辆中的电机是不能够单独驱动车辆行驶的。轻度混合动力一般采用36V、42V电池组，并搭载一个低功率的起动/发电机通过曲轴皮带来辅助内燃机。在严格意义上来说，轻混并不能算是混合动力，因为车辆只靠单一的内燃机动力行驶，其电池输出能量只起辅助作用，一般只用于车辆自动起停、内燃机起动平滑辅助和制动能量回收。轻混驱动系统设计的优点是成本小，但同时节省的燃油也少，一般只能省油8%～15%典型代表的技术有通用旗下BAS（BasicAssistSystem）系统的君越混合动力，梅赛德斯奔驰为Smart开发的一套名为MHD（MicroHybridDrive）的怠速熄火系统，以及奇瑞汽车合作研发的BSG（Belt-drivenStarter/Generator）系统。轻度混合动力驱动系统的特点是由曲轴皮带驱动的起动/发电机取代了传统内燃机的发电机，由这个新型的起动/发电机提供车载电力系统的同时，还能快速起动车辆的内燃机。（2）中度混合动力。中度混合动力的车辆一般采用100V以上的动力电池，混合度在30%左右。与轻度混合动力系统不同之处在于，中度混合动力系统采用的是高压动力电池和电机。在车辆加速或者大负荷工况时，电机能够辅助内燃机驱动车辆，补充内燃机本身动力输出的不足，提高整车性能。这种系统的混合程度较高，在城市循环工况下节省燃油可以达到20%～30%。例如，本田汽车公司旗下的雅阁、思域，广汽丰田的雷凌混合动力汽车都属于这类系统。中度混合动力驱动系统最主要的特点是，汽车行驶不能完全脱离内燃机单独依靠电力驱动。（3）重度混合动力。重度混合动力也称强混，系统通常采用272～650V的高压系统，混合度可以达到50%，在城市循环工况下节油率可以在30%～50%。其特点是动力系统以内燃机为基础动力，动力电池为辅助动力，采用的电机功率更为强大，完全可以满足车辆在起步和低速时的动力要求。重度混合车型可以在低速时就像一款纯电动汽车一样，支持纯电动行驶；在急加速和爬坡运行工况下车辆需要较大的驱动力时，驱动电机和内燃机同时对车辆提供动力。随着电机、电池技术的进步，重度混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向，如丰田普锐斯、通用的凯雷德双模混合动力汽车采用的就是重度混合动力系统。3.插电式混合动力汽车插电式混合动力汽车PHEV（Plug-inHybridElectricVehicle），是可以通过外部连接的电源进行充电，同时在电池满电的状态下具有一定的纯电动行驶能力，是重度混合动力车型的一种特殊形态。插电式混合动力可以采用串联或并联的结构，主要的优势在于纯电力行驶里程较长；电能不足时，车辆仍然可以以重度混合模式行驶。一般插电式混合动力汽车都有车充电器，可以使用220V外部电网为电池充电，而插电式混合动力公交车由于行驶路线固定，通常利用快速充电机对其充电。插电式混合动力系统的电机功率比纯电动汽车的稍小，动力电池的容量介于重混系统和纯电动汽车之间。由于具有可利用夜间低谷电对动力电池充电、可降低排放等优势，插电式混合动力汽车已成为主流发展方向之一。任务实施学习准备完成知识点、技能点计划实施按照教师指引完成工作页评价反馈完成相关作业及技能考核以小组为单位完成下列问题（1）纯电动汽车的传动系统组成有哪些？（2）纯电动汽车驱动系统的布置形式有哪些？（3）简述串联式、并联式、混联式三类混合动力电动汽车的结构。一、填空题1.电动汽车传动系统上和传统汽车有了很大的区别，没有了_________、离合器和变速器，只有_________、减速器、差速器和传动轴，结构大为简化。2.纯电动汽车由_________、车载电源系统、辅助系统组成。3._________是纯电动汽车的核心，主要由中央控制单元、驱动控制器、驱动电动机、_________等组成。4.混合动力汽车是指同时装备_________和_________的汽车。二、判断题1.轮毂电机布置是将电动机直接装到驱动轴上，直接由电机实现变速和差速转换。（）2.串联式混合动力汽车的驱动是由驱动电机单独完成的。（）3.相对于传统内燃机汽车，纯电动汽车的机械传动装置大大简化，机械效率得以提高。（）学习任务二新能源汽车变速器构造与拆装学习目标1.能介绍新能源汽车变速器的结构。2.能介绍新能源汽车变速器的工作原理。3.能了解有无变速器的新能源汽车动力总成的比较，强化创新意识。任务描述王先生想购买一辆新能源汽车，想了解为什么有的车上配备了变速器，而有的车辆上没有配备变速器，请你为他简单的介绍新能源汽车变速器的结构及其对新能源汽车动力总成的影像。一、变速器的总体认知变速器是使汽车在起步、爬坡、转弯、加速等不同工况下获得不同牵引力和速度的部件。作为汽车底盘最重要的组成部分之一，也是技术含量较高的零件，其性能的好坏直接影响到整车的动力性和经济性。一、变速器的总体认知汽车变速器种类分多种，按换挡操纵方式可分为手动变速器和自动变速器两大类，按传动比级数可分为有级式和无级式，按传动轴的数目可分为两轴式和三轴式。手动式变速器即机械式变速器（MT），自动变速器有自动机械式变速器（AMT）、液力机械式变速器（AT）、无级变速器（CVT）、双离合变速器（DCT或DSG）。一、变速器的总体认知我国新能源汽车产业目前尚处于发展初期，市场上的纯电动汽车通常只配备单级减速器，不配备变速器，主要原因有：（1）传统内燃机本身具有“低转速时低扭矩”的特点，需要配备变速器来改善其功率区间，而纯电动汽车的驱动电机具有更为宽泛的转矩转速调节特性；一、变速器的总体认知（2）驱动电机本身可以通过电机控制器来控制电机输出轴转向从而控制汽车的进退，不需要变速器来改变动力传递方向；（3）纯电动汽车与传统内燃机汽车相比通常续航里程较差，而取消变速器可以减轻整车的重量，从而进一步改善提高汽车的续航里程，所以短期内纯电动汽车只配备减速器。一、变速器的总体认知传统汽车变速器也不能直接用在新能源汽车上。主要原因有：（1）发动机与电机工作的转矩转速特性不同，传统汽车需要多挡位变速器改善功率区间，纯电动汽车只需少挡位变速器；（2）传统变速器都有倒挡，而纯电动汽车可以通过改变电流方向来改变车辆的前进后退，不需要有倒挡功能的变速器，因此对变速器传动部件有特殊要求；（3）纯电动汽车由于动力电池的存在，整车其他部件尽量满足轻量化需求，这就要求所配备的变速器质量轻，结构简化。二、DAT变速器结构及工作原理分析干摩擦外控式自动变速器（DryFrictionExternallycontroledAutomaticTransmission）简称DAT，是一种用于纯电动汽车的两挡位自动变速器。与传统变速器相比，其主要结构形式、齿轮传动方式、换挡工作原理等方面均有不同之处。二、DAT变速器结构及工作原理分析图2-2-1DAT变速器外部结构图二、DAT变速器结构及工作原理分析图2-2-2DAT变速器机械结构原理图二、DAT变速器结构及工作原理分析1.DAT变速器与传统变速器的比较传统燃油车汽车常用的变速器有手动式变速器即机械式变速器（MT）、自动机械式变速器（AMT）、液力机械式变速器（AT）、无级变速器（CVT）、双离合变速器（DCT或DSG）。AT变速器由液力变矩器和行星齿轮机构组合而成，如图2-2-3所示为AT变速器结构原理简图。二、DAT变速器结构及工作原理分析其中液力变矩器可以在一定范围内改变扭矩，提高汽车的通过性；同时通过液体传递动力，减少原动机对传动系统的冲击，提高传动系统的寿命。行星齿轮机构通过内部的离合器和制动器协作换挡，控制不同的组合实现不同的传动比。图2-2-3AT变速器结构原理简图二、DAT变速器结构及工作原理分析通过对各种变速器的结构进行分析和对比可以看出，DAT变速器结构和工作原理与当前市场上的电控液力变速器（AT）较为相似，均采用行星齿轮机构的变速箱，且均采用离合器和制动器协助的方式换挡，但DAT变速器取消了液力变矩器，动力的传动方式同手动机械式变速器（MT）和自动机械式变速器（AMT）一样只有机械传动。DAT变速器与传统变速器的差异主要体现在换挡机构组成、操纵方式和外部结构三个方面。二、DAT变速器结构及工作原理分析2.换挡机构总成结构差异（1）湿式和干式的差异AT变速器的行星齿轮机构通过湿式离合器和湿式制动器执行换挡操作，湿式离合器依靠封闭空间里的油液连接主从动盘；DAT变速器的行星齿轮机构通过干式离合器和干式制动器执行换挡操作，干式离合器通过离合器主从动盘上的多片金属摩擦片做功进行动力传递。二、DAT变速器结构及工作原理分析干式离合器和湿式离合器相比，咬合力和冲击大，不易脱档，其传动效率更高，且结构简单，维修成本极低；但由于需要频繁换挡来改变扭矩，因此散热性和平顺性不如湿式离合器。二、DAT变速器结构及工作原理分析（2）内控式和外控式的差异AT变速器的换挡执行机构位于行星齿轮变速箱内部；DAT变速器的换挡执行机构和行星齿轮机构分别放置于变速器壳体的两个箱体内。如此设置的原因是，变速器热量的主要来源是换挡机构对挡位的频繁切换产生的热量，而非齿轮运动，采用外控式的设置方式减少了换档执行机构的摩擦发热和磨损微粒对变速器箱内的润滑油油液工作品质带来影响，降低了变速器传动部件受到摩擦热的影响。二、DAT变速器结构及工作原理分析（3）CB分离和CB合体的差异AT变速器中离合器和制动器的安置是分开的，而DAT变速器的离合器嵌套在制动器内，减小了变速器内部的利用空间，更加紧凑，且有效地改善了变速器的运动平衡性。二、DAT变速器结构及工作原理分析3.操纵方式的差异变速器执行换挡作业的操纵方式分两类，第一类是通过移动齿轮组合成不同的传动比来满足汽车不同的行驶需求，如机械式变速器（MT）和电控机械式变速器（AMT）；第二类是通过设置既定啮合副之间的离合装置的分离或结合组合成不同的传动比来满足汽车不同的行驶需求，如自动液力变速器（AT）。二、DAT变速器结构及工作原理分析4.外部结构差异DAT变速器整体结构紧凑，与传统变速器相比体积更小。在壳体内部将换挡执行机构和行星齿轮机构分隔在两个箱体中，从而换挡机构工作时产生的热量和换挡执行机构的磨损微粒不会对行星齿轮变速器产生太大的影响。同时DAT变速器与驱动电机采用同轴直连的结构。三、电动汽车变速器的发展趋势多档化：现有电机特性很难满足所有工况下的整车动力性、经济性需求，搭载多挡变速器可以有效调节电机的输出表现。高速化：通过提高电机的工作转速，采用适当的变速系统及控制策略，可以使回馈制动的允许范围拓宽，从而适应更多工况，使整车节能更加有效，提高续驶里程。目前很多主机厂的驱动电机最高转速已达14000rpm以上，随着驱动电机高速化的发展，电动汽车变速器的高速化也将成为一种趋势。三、电动汽车变速器的发展趋势模块化：电机、变速器、控制器集成一体，使整车结构更紧凑、性能更优异，便于控制和降低成本。模块化机电耦合传动系统的集成设计和管理控制是电动汽车动力传动系统的发展方向。四、分解减速器总成1.拆卸TCU控制模块2个固定螺栓1，取下TCU控制模块，如图2-2-4。图2-2-4拆卸固定螺栓四、分解减速器总成3.使用合适工具拆卸半轴油封1，如图2-2-5。注意：半轴油封为一次性零部件，每次拆卸后需更换新的半轴油封。图2-2-5拆卸半轴油封四、分解减速器总成4.拆卸减速器上盖固定螺栓，如图2-2-6。图2-2-6拆卸减速器上盖固定螺栓四、分解减速器总成5.使用合适工具撬下减速器上盖，如图2-2-7。图2-2-7撬下减速器上盖四、分解减速器总成6.拆卸换挡轴1，如图2-2-8。图2-2-8拆卸换挡轴四、分解减速器总成7.拆卸“P”挡锁止轴1，如图2-2-9。图2-2-9拆卸“P”挡锁止轴四、分解减速器总成8.拆卸输入轴，如图2-2-10。图2-2-10拆卸输入轴四、分解减速器总成9.拆卸差减总成中间轴1，如图2-2-11。10.拆卸减速器2，如图2-2-11。如图2-2-11拆卸减速器四、分解减速器总成11.拆卸“P”挡齿圈固定卡扣1，如图2-2-12。12.取下“P”挡齿圈。图2-2-12拆卸“P”挡齿圈固定卡扣四、分解减速器总成13.拆卸输入轴密封圈1，如图2-2-13。注意：输入轴密封圈为一次性零部件，每次拆卸后需更换新的输入轴密封圈。图2-2-13拆卸输入轴密封圈四、分解减速器总成14.使用合适工具拆卸半轴油封2，如图2-2-14。注意：半轴油封为一次性零部件，每次拆卸后需更换新的半轴油封。15.使用合适工具拆卸输入轴油封1，如图2-2-14。注意：输入轴油封为一次性零部件，每次拆卸后需更换新的输入轴油封。四、分解减速器总成图2-2-14拆卸油封五、组装减速器总成1.使用合适工具安装半轴油封2。2.使用合适工具安装输入轴油封1。3.拆卸输入轴密封圈1。注意：安装圈涂抹润滑脂有利于O型圈的安装。4.安装“P”挡齿圈。5.安装“P”挡齿圈固定卡扣16.安装减速器总成。五、组装减速器总成7.安装差减总成中间轴1。8.安装输入轴1。9.安装“P”挡锁止轴1。10.安装换挡轴1。11.在减速器壳体上涂抹密封胶，安装减速器上盖。注意：涂抹密封胶时一定要均匀，不能断胶。五、组装减速器总成12.紧固减速器上盖固定螺栓，力矩：31N·m。注意：连接螺栓紧固时，需采用对角法则打紧。13.使用专用工具安装半轴油封1。14.安装TCU控制模块，紧固TCU控制模块2个固定螺栓1，力矩：9N·m。15.安装电机，紧固电机3个固定螺栓2与1个支架固定螺栓3，力矩：9N·m。任务实施学习准备完成知识点、技能点计划实施按照教师指引完成工作页评价反馈完成相关作业及技能考核以小组为单位完成下列问题1.新能源汽车变速器的结构组成包括哪些？2.新能源汽车变速器的工作原理是什么？3.新能源汽车变速器与传统汽车变速器有哪些不同？4.有无变速器的新能源汽车动力总成有哪些差异？一、填空题1.动力总成作为纯电动汽车的核心部分，其作用是将汽车产生的

通过一系列零件传递到路面。1.（）传统汽车变速器也不能直接用在新能源汽车上。2.（）驱动电机本身可以通过电机控制器来控制电机输出轴转向从而控制汽车的进退。3.（）新能源汽车变速器的相关标准还未出现。二、判断题学习任务三新能源汽车驱动桥构造与拆装学习目标1.能叙述驱动桥的组成、作用及分类。2.能维护驱动桥桥壳。3.能介绍新能源汽车驱动桥的主要部件。4.能对驱动桥故障进行诊断与排除，强化大国工匠精神。任务描述王先生的吉利帝豪EV450新能源汽车驱动桥出现故障，需要更换，请你为故障车辆驱动桥进行拆装。一、驱动桥的组成及功用驱动桥是新能源汽车的动力系统和传动系统，有着为整车提供动力、承受负载、降低转速、增大扭矩和保证左右车轮差速等功能。通常包括电动机、减速器（含差速器、齿轮、轴承）、逆变器等关键零部件，如图2-3-1。图2-3-1驱动桥的组成一、驱动桥的组成及功用新能源汽车都会至少有一个驱动总成，一般都是布置在车辆的后面，驱动车辆的后轮，俗称单电机版本，高配置车型会有两个驱动总成，一个放前面，一个放后面，俗称双电机版本，如图2-3-2。图2-3-2驱动桥布置形式一、驱动桥的组成及功用1.电动机永磁同步是新能源汽车电机的主流类型。电机种类多样，按输入电源可分为直流电机和交流电机两大类。直流电机中按有无电刷及励磁方式可分为永磁有刷电机等子类。交流电机中按转子转速与定子磁场转速的区别、转子磁场的产生方式，分为同步电机和异步电机（感应电机）。一、驱动桥的组成及功用2.减速器电动汽车的动力传动系统性能决定着电动汽车运行性能的好坏，是电动汽车的核心部分，减速器用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。减速器结构紧凑，效率较高，传递运动准确可靠，使用维护方便，可以成批生产，因此应用非常广泛。一、驱动桥的组成及功用3.逆变器逆变器即“开关”。逆变器是通过半导体功率开关的开通和关断作用，把直流电转变成交流电。在新能源汽车中，其主要作用是控制电机从而决定行驶特性，类似于发动机的ECU。二、驱动桥的分类直连式是采用电动机取代燃油车的发动机和变速器，所采用的电驱动桥，是从传统燃油车的驱动桥上通过加大齿轮速比以及提升齿轮精度衍变而来。因其保留了传动轴、整车电池布置空间受限，同时受速比最大为7的限制，导致无法采用高速小型化的电动机，因此该电驱动桥在国家新能源汽车发展战略中属于过渡技术产品，这种驱动桥称为第一代电驱动桥，如图2-3-3。二、驱动桥的分类图2-3-3直连式驱动桥二、驱动桥的分类平行轴式结构是采用电动机取代燃油车的发动机、变速器和传动轴，将电动机集成为电驱动桥的一个子零件，并与电驱动桥的输出半轴呈平行布置，这种驱动桥称为第二代电驱动桥，如图2-3-4。图2-3-4平行轴式驱动桥二、驱动桥的分类同轴式结构是在第二代电驱动桥基础上，将电动机与电驱动的输出半轴做同轴布置，这种驱动桥称为第三代电驱动桥，如图2-3-5。图2-3-5同轴式驱动桥三、减速器总成拆卸1.打开前机舱盖2.断开蓄电池负极电缆3.断开车载充电器处直流母线4.操作空调制冷剂的回收程序5.拆卸左、右前轮轮胎6.拆卸舱底部护板总成7.拆卸车载充电器三、减速器总成拆卸8.拆卸电机控制器9.拆卸制冷空调管10.拆卸驱动轴11.拆卸压缩机12.拆卸电动真空泵13.拆卸冷却水泵14.减速器总成拆卸四、减速器总成安装1.安装驱动电机（1）将驱动电机和减速器组装一起，紧固驱动电机及减速器连接螺栓，力矩：23N·m。（2）将动力总成放置在举升平台工具上。（3）缓慢下降举升平台。（4）紧固动力总成2个固定螺母，力矩：80N·m。（5）连接驱动电机进、出水管。注意：环箍装配位置应该与管路标示线对齐。四、减速器总成安装（6）安装线束搭铁线，力矩：9N·m。（7）连接驱动电机线束连接器1。（8）安装线束卡扣2。注意：插接时注意“一插、二响、三确认”（9）连接TCU控制器线束连接器1。（10）连接减速器电机线束连接器2。（11）安装线束卡扣3。四、减速器总成安装2.安装后悬置（1）放置后悬置，紧固后悬置固定螺栓3，力矩：210N·m。（2）安装后悬置紧固后悬置固定螺栓3个固定螺栓2，力矩：130N·m。（3）紧固后悬置穿心螺栓1,力矩：130N·m。3.安装压缩机4.安装冷却水泵5.安装制动真空泵四、减速总成安装6.安装制冷空调管7.安装电机控制器8.加注减速器油9.安装机舱底部护板10.安装左、右前轮轮胎11.连接车载充电器处直流母线四、减速总成安装12.加注冷却液13.连接蓄电池负极电缆14.操作空调制冷剂的加注程序15.关闭前机舱盖任务实施学习准备完成知识点、技能点计划实施按照教师指引完成工作页评价反馈完成相关作业及技能考核以小组为单位完成下列问题1.新能源汽车驱动桥的分类包括哪些？2.新能源汽车驱动桥的主要部件是什么？3.简述新能源汽车驱动桥主要部件的作用。4.简述驱动桥故障诊断与排除方法。一、填空题1.驱动桥的组成包括

、

、

、

。2.主减速器的功用为

，改变动力传动方向；差速器的功用是允许左右驱动车轮以

的转速旋转；半轴的功用是将

由差速器传给驱动车轮。3.按照悬架结构的不同，驱动桥可以分为

和

。二、判断题1.（）驱动桥壳可分为整体式桥壳和分段式桥壳两种类型。2.（）检查主减速器有无异响，啮合间隙是否过大。如有，说明轮齿磨损或啮合间隙过大。3.（）驱动桥后桥在正常工作时的油温超过60℃。4.（）驱动桥出现过热的故障原因一定是轴承调整过紧。

学习单元三新能源汽车转向系统

构造与拆装目录学习任务一新能源汽车转向系统的认知 学习任务二新能源汽车转向操纵机构构造与拆装

学习任务三新能源汽车转向器构造与拆装 学习任务一新能源汽车转向系统的认知学习目标1.能叙述转向系统的组成、作用与工作原理。2.能够识别不同类型的转向系统。3.了解不同转向系统的特点。任务描述王先生想购买一辆新能源汽车，但是他对新能源汽车不是很了解，不知道在汽车转向操纵方面有哪些注意事项，也不知道应该选择哪种车辆，请你为王先生介绍一下新能源汽车的转向系统，并说明其特性。一、转向系统概念汽车行驶中，驾驶员通过操纵转向盘，经过一套传动机构，使转向轮在路面上偏转一定的角度来改变其行驶方向，确保汽车稳定安全的正常行驶。能使转向轮偏转以实现汽车转向用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一整套机构（装置）称为汽车转向系统（SteeringSystem）。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向，作用是通过驾驶员转动转向盘，根据需要改变汽车行驶方向。二、对转向系统的基本要求（1）良好的操纵性。（2）合适的转向力和位置感。（3）具有回正功能。（4）适当的路感。（5）工作可靠。（6）节能。（7）低噪声。三、转向系统分类根据助力电机安装位置的不同，常见的电动助力转向系统可分为三大类型：转向柱助力式、齿轮助力式和齿条助力式，分别如图3-1-1中（a）（b）（c）所示。转向柱助力式的助力电机是通过离合器和减速机构与转向轴连接在一起的，可以安装在方向盘下方转向轴的任何位置，布置于驾驶舱内，工作环境友好且相对独立，设计和布局的机动性更高，同时给日后的维修工作带来了便利，成本最低，不过离驾驶员相对较近，也增加了驾驶员感知系统噪声和抖动的可能，电机扭矩的波动影响手感。图3-1-1三种常见的助力转向系统齿轮助力式同样是将助力电机、离合器以及减速机构作为一个整体，只不过将其布置在转向小齿轮端，然后通过齿轮齿条相互咬合，刚性强，位于驾驶舱下，噪声影响小，提供的助力直接作用在小齿轮上，因而力的传递损耗小可以获得更大的转向力，路感好，不足之处在于当方向盘通过万向节与转向器连接时，其获得的转矩信号与助力车轮不在同一条直线上，因而难以获取精确的助力特性，且该模块对密封性的要求也有所提高。齿条助力式一般常见用于排量较大的中高端轿车、商务车上，它把助力电机安置在齿条上，能够输出特别大的助力，电机波动基本不会传递到方向盘上，比较而言，路感比上述两种都好，但是它的电机位于接近地面的车身底盘上，工作运行环境较为恶劣，对防尘防水防潮的要求较高，而且增加了齿条的长度，体积庞大，工艺造价成本高。四、转向系统的组成尽管按照助力电机安装位置的不同可以划分不同的种类，但总的来说，转向系统是一种建立在传统机械式转向系统基础上，依靠电机产生的动力来帮助驾驶员控制车辆行驶方向的转向系统，主要由方向盘、转向管柱、转矩传感器、车速传感器、减速机构、离合器、助力电机、电子控制单元ECU和齿轮齿条等功能部件构成，其简化结构示意图如图3-1-2所示。图3-1-2转向系统的组成简化结构示意图（1）电子控制单元ECU：根据转矩传感器信号和车速传感器信号，进行逻辑分析与计算后，发出指令，控制电机动作。此外，ECU还有安全保护和自诊断功能，ECU通过采集车速、转矩、角度VCU等信号判断其系统工作状况是否正常，一旦系统工作异常，助力将自动取消，同时ECU将进行故障诊断分析。（2）助力电机：根据电子控制单元的指令输出适宜的助力转矩，是EPS的动力源，多采用无刷永磁式直流电机。电机对EPS的性能有很大影响，是EPS的关键部件之一，所以EPS对电机有很髙的要求，不仅要求低转速大转矩、波动小、转动惯量小、尺寸小、质量轻，而且要求可靠性高、易控制。（3）动力转向器总成：转向器是转向系统中减速及增力传动装置，其功用是增大由方向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。与燃油汽车转向器结构原理相同，是转向系统的最终执行机构。（4）转矩传感器：集成在转向管柱内部，其功能是测量驾驶员作用在方向盘上的力矩大小与方向以及方向盘转角的大小和方向，是EPS的控制信号。转矩测量系统比较复杂且成本较高，所以精确、可靠、低成本的转矩传感器是决定EPS能否普及的关键因素之一。目前采用较多的是在转向轴位置上加一个扭杆，通过测量扭杆的变形得到转矩。另外也有采用非接触式转矩传感器的。（5）减速机构：与电机相连，起降速增矩作用。常采用蜗轮蜗杆机构，也有的采用行星齿轮机构。有的EPS还配用离合器，装在减速机构一侧，是为了保证EPS只在预先设定的车速行驶范围内起作用。当车速达到某一值时，离合器分离，电机停止工作，转向系统转为手动转向。另外，当电机发生故障时，离合器将自动分离。五、转向系统基本工作原理转向系统虽然在类型上存在差异，但结构组成却基本相同，因此其基本原理也是类似的。其主要功能都是在为改变汽车行驶方向提供转向助力转矩，减少驾驶员的体力消耗，从而达到安全平稳地改变行驶方向的意图。转向系统的基本工作原理如图3-1-3所示。图3-1-3转向系统的基本工作原理图具体过程是，当驾驶员主动旋转方向盘时，转向轴上端会随着方向盘转动一定角度，转矩传感器根据转向轴上的角度差将检测到的转矩信号转换成电信号，并与车速传感器检测到的车速信息一起传递给电子控制单元ECU，ECU根据内部预先设定好的规则分析计算出完成转向所需要的助力转矩，并将此控制信号输出给助力电机，助力电机通过离合器、减速结构将信号进一步传递给小齿轮，同时向ECU反馈电机的实际转矩信息，这样就可以将方向盘上的圆周运动转化成齿条上的左右直线运动，再通过转向横拉杆推动车轮左右偏转从而实现转向过程。六、电动助力转向系统特点（1）结构简单，空间占用少。电动助力转向系统消除了传统液压转向中液压油泵油管等一系列装置，零部件数目得以减少，简化了转向系统的内部结构，小巧轻便，占用空间小，同时装配过程中的顾虑和工作量得以减少，系统噪声降低。（2）良好的路感。电动助力转向系统能够在相对恶劣的工作环境下提供最佳助力，从而改善汽车行驶过程中的转向特性。削弱源于地面不平整等所带来的干扰，维持较为良好的路感，也提高了驾驶安全性。（3）节能环保。电动助力转向系统仅仅在转向需要时才提供助力转矩，不像液压助力转向系统是由液压油泵来提供所需助力且一直处于高压工作状态，可以实现按需供能，而且不存在燃油渗漏的隐患，一定程度上降低了燃油消耗，仅仅依靠蓄电池就能作为能量来源，顺应绿色环保的时代趋势，在发动机熄火或故障时仍然不会影响助力的提供，此外，也没有液压油对冷天气过于敏感的性质，提供了快速的冷起动，低温工作性能得以增强。（4）应用范围广。可以通过软件进行调整，能根据设置修改的不同程序快速匹配到不同车型和不同使用对象的驾驶需求习惯，可扩展性好，可以缩短生产和开发的周期，提高了效益。（5）具备一定的自我判断故障的能力。电动助力转向系统是控制性能复杂的机械高新产物，添入自我判断故障功能，求借于仪表上的故障显示灯等进而能轻而易举地感知到系统运作过程中发生故障的地方。拓展知识四轮转向控制系统四轮转向（4WS，4WheelSteering）汽车是指四个车轮都是转向车轮的汽车，或4个车轮都能起转向作用的汽车。它是在传统两轮转向系统的基础上，增设了一个安装在后悬架上的后轮转向机构，能够使驾驶员操纵转向盘时转动汽车的前后四个车轮，不仅提高了高速时的稳定性和可控性，而且提高了低速时的机动性。汽车的四轮转向系统在20世纪80年代中期开始发展，二十世纪八九十年代的本田、马自达及通用概念车都曾经应用