任務五 純電動汽車附注系統.pptx

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1、 新能源汽車 維護與保養 純電動汽車輔助系統輔助系統（或稱輔助模塊）包括輔助動力輔助動力源源、動力轉向單元動力轉向單元、駕駛室顯示操縱臺駕駛室顯示操縱臺和各種輔助裝置各種輔助裝置等。各個裝置的功能與傳統汽車上的基本相同，其結構原理根據純電動汽車的特點和需求有所區別。一、輔助動力源輔助動力源是供給純電動汽車其他各種輔供給純電動汽車其他各種輔助裝置所需的動力電源助裝置所需的動力電源，一般為12V12V或或24V24V的直流低壓電源的直流低壓電源，它主要給動力轉向、制動力調節控制、照明、空調、電動窗門等各種輔助裝置提供所需的能源。二、動力轉向單元轉向裝置是為實現汽車的轉彎實現汽車的轉彎而設置的，如圖

2、3-32所示，純電動汽車轉向系統由轉轉向器向器、轉向機構轉向機構、控制器控制器、轉向電機轉向電機等組成。作用在方向盤上的控制力，通過轉向作用在方向盤上的控制力，通過轉向器和轉向機構和轉向輪偏轉一定的角度，器和轉向機構和轉向輪偏轉一定的角度，實現汽車的轉向實現汽車的轉向。為提高駕駛員的操控性，現代汽車都采用了動力轉向，較理想的是采用電子控制動力轉向系電子控制動力轉向系EPSEPS。圖圖3-32 3-32 動力轉向系統動力轉向系統 三、駕駛室顯示操縱臺它類同于傳統汽車駕駛室的儀表盤，不過其功能根據純電動汽車驅動的控制特其功能根據純電動汽車驅動的控制特點有所增減點有所增減，其信息指示更多地選用數字或

3、液晶屏幕顯示。它與前述電力驅動主模塊中的中央控制單元結合，用計算機進行控制。如圖3-33所示，組合儀表盤內儀表主要包括車速表車速表、功率表功率表、里程表里程表、電量表電量表、續駛里續駛里程程以及其他信息報警及指示符號其他信息報警及指示符號，是人機信息顯示、交流的主窗口。四、電動空調 （一）汽車上的電動空調和過去傳統的車（一）汽車上的電動空調和過去傳統的車載空調的區別載空調的區別 電動空調是為新能源車(主要是電動車)開發的，與傳統汽車空調壓縮機最大的區別是自帶電機結構驅動和控制器進行控制自帶電機結構驅動和控制器進行控制，只需接入電源和控制信號。當然其動力依其動力依賴于電動車的電池賴于電動車的電池

4、，如果電動車能解決目前其電池能量密度不高及不穩定的缺陷的，電動空調大有發展空調。目前情況下，傳統壓縮機還是比較實用和成熟。（二）電動汽車空調系統（二）電動汽車空調系統 1）電動汽車空調系統 全球氣候變暖、大氣污染以及能源成本高漲等問題日趨嚴峻，汽車作為環境污染和能源消耗的主要來源之一，其節能減排問題受到了越來越廣泛的重視，各國政府和汽車企業均將節能環保當作未來汽車技術發展的指導方向，這樣節能環保的電動也就應運而生。電動汽車是集汽車技術、電子及計算機技術、電化學技術、能源與新材料技術于一體的高新技術產品，與普通內燃機汽車相比，具有無污染無污染、噪聲低噪聲低及節省石油資源節省石油資源的特點?；谝?/p>

5、上電動汽車的特點，它極有可能成為人類新一代的清潔環保交通工具，它的推廣普及具有不可估量的重要意義。電動汽車的出現也為電動汽車空調的研究開發提出了新的課題與挑戰。汽車空調的功能汽車空調的功能就是把車廂內的溫度、濕度、空氣清潔度及就是把車廂內的溫度、濕度、空氣清潔度及空氣流動性保持在使人感覺舒適的狀態空氣流動性保持在使人感覺舒適的狀態。在各種氣候環境條件下，電動汽車車廂內應保持舒適狀態，以提供舒適的駕駛和乘坐環境。另外，擁有一套節能高效節能高效的空調系統對電動汽車開拓市場也起到至關重要的作用。因此，在開發研制電動汽車同時,必然也要對其配套的空調系統進行開發與研制。對于目前傳統燃油汽車空調系統，制冷

6、主制冷主要采用發動機驅動的蒸汽壓縮式制冷系統進要采用發動機驅動的蒸汽壓縮式制冷系統進行降溫行降溫，而制熱主要采用燃油發動機產生的制熱主要采用燃油發動機產生的余熱余熱。而對于電動汽車中的純電動汽車以及燃料電池汽車來說，沒有發動機作為空調壓縮機的動力源，也不能提供作為汽車空調冬天制熱用的熱源，因此無法直接采用傳統汽車空調系統的解決方案；對于混合動力車型來說，發動機的控制方式多樣，故空調壓縮機也不能采用發動機直接驅動的方案。綜合以上原因，在電動汽車的開發過程中，必須研究適合電動汽車使用的新型空調系統。對于電動汽車來說，車上擁有高壓直流電源，因此，采用電動熱泵型空調系統電動熱泵型空調系統，壓縮機采用電

7、機直接驅動壓縮機采用電機直接驅動，成為電動汽車可行的解決方案。2 2）電動汽車空調的特點）電動汽車空調的特點 電動汽車空調與普通空調裝置相比，電動汽車空調裝置以及車內環境主要有以下特點：1)汽車空調系統安裝在運動的車輛上，要承受劇烈而頻繁的振動與沖擊承受劇烈而頻繁的振動與沖擊，要求電動汽車空調裝置結構中的各個零部件都應具有足夠抗振動沖擊的強度抗振動沖擊的強度和良好的系統氣密性良好的系統氣密性能能；2)電動汽車對空調的要求 快速制冷快速制冷、制熱和低制熱和低速運行能速運行能力力乘員所占空間比大，產生的熱量相對較多短距離代步，乘坐時間較短相對熱負荷大原因 3)電動汽車空調使用的是車上蓄電池提供的直

8、流電源，壓縮機工作效率高，控制壓縮機工作效率高，控制可靠性可靠性高，維護方便高，維護方便；4)汽車車身隔熱層薄，而且門窗多，玻璃面積大，隔熱性能差隔熱性能差，電動汽車也不例外，致使車內漏熱嚴重；5)車內設施高低不平且有座椅，氣流分配氣流分配組織困難組織困難，難以做到氣流分布均勻。（三）國內外電動汽車空調發 展現狀 （1）國內電動汽車空調發展現狀 早期的國產電動汽車由于受到蓄電池能力的限制，為了不影響電動汽車的續行里程，大 多數電動汽車都沒有配備空調系統。隨著國內電動汽車逐步產業化產業化、市場化市場化，電動汽車必然要配備空調系統。由于受到電動汽車獨特性影響，對于電動汽車中的純電動汽車以及燃料電池

9、汽車來說，沒有發動機作為空調壓縮機的動力源，也不能提供作為汽車空調冬天制熱用的熱源，國內汽車廠家就從傳統燃油汽車空調的基礎上進行部分替換設計，將燃油發動機帶動的壓縮機替換成直流電將燃油發動機帶動的壓縮機替換成直流電機直接驅動的壓縮機，控制上相應改變，來完成空機直接驅動的壓縮機，控制上相應改變，來完成空調制冷的功能調制冷的功能，目前替換設計效果基本能解決電動汽車空調的制冷問題，但制冷效率有待提高。由于沒有燃油發動機產生的余熱，制熱功能國內廠家目前主要采用PTCPTC加熱加熱和電熱管電熱管加熱，這些加熱模式雖能滿足制熱效果，但這些加熱模式都是硬消耗電動汽車上的蓄電池電能，制熱效率相對較低，影響電動

10、汽車的續行里程。在空調的主要零部件選用上，目前國內的電動汽車除了壓縮機和控制模式壓縮機和控制模式，其他主要零部件還是沿用燃油汽車空調燃油汽車空調的零部件，冷凝設備主要用的是平行平行流冷凝器流冷凝器，蒸發設備主要用的是層疊式蒸發器層疊式蒸發器，節流裝置仍然是熱力膨脹閥熱力膨脹閥，制冷劑仍然是R134a。（四）電動汽車空調的發展趨勢（四）電動汽車空調的發展趨勢 電動汽車驅動能量來源于蓄電池，有別于傳統燃油汽車，使得它的空調系統也不同于燃油汽車空調，由于作為驅動能量來源的蓄電池容量有限，空調系空調系統的能耗對電動汽車的續行里程有較大的影響統的能耗對電動汽車的續行里程有較大的影響。同燃油汽車相比，對電

11、動汽車空調系統的節能高效提出了更高的要求。同時，電動汽車空調必須要解決電動汽車空調必須要解決制冷、制熱兩大問題制冷、制熱兩大問題。根據電動汽車特有性質，目前電動汽車空調可采用熱電（偶）空調系統熱電（偶）空調系統和電動電動熱泵型空調系統熱泵型空調系統。1 1）熱電（偶）電動汽車空調系統）熱電（偶）電動汽車空調系統 該項技術具有很多適合電動汽車使用的特點，并且與傳統機械壓縮式空調系統相比，熱電空氣調節具有以下特點:a)熱電元件工作需要直流電源熱電元件工作需要直流電源;b)改變電流方向即可產生制冷、制熱改變電流方向即可產生制冷、制熱的逆效果的逆效果;c)熱電制冷片熱慣性非常小熱電制冷片熱慣性非常小，

12、制冷時間很短，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達到最大溫差;d)調節組件工作電流的大小即可調節制冷調節組件工作電流的大小即可調節制冷速度和溫度速度和溫度，溫度控制精度可達0.001，并且容易實現能量的連續調節;e)在正確設計和應用條件下，其制冷效率在正確設計和應用條件下，其制冷效率可達可達90%90%以上，而制熱效率遠大于以上，而制熱效率遠大于1 1;f)體積小、重量輕、結構緊湊體積小、重量輕、結構緊湊，有利于減小電動汽車的整備質量;可靠性高、壽可靠性高、壽命長并且維護方便命長并且維護方便;沒有轉動部件，因此無振動、無摩擦、無噪聲且耐沖擊。熱電（偶）制冷、制熱工作原理

13、如圖34所示。圖圖34 34 熱電（偶）制冷、制熱工作原理圖熱電（偶）制冷、制熱工作原理圖 4.2、熱泵型電動汽車空調系統熱泵型電動汽車空調系統 該熱泵型空調系統是在原有燃油汽車上進行改進的，壓縮機是由永磁直流無刷電機直接驅動永磁直流無刷電機直接驅動，系統的工作原理圖如圖2所示。該系統與普通的熱泵空調系統并無本質區別，由于在電動車上使用，壓縮機等主要部件有其特殊性。而且國外熱泵技術具備了一定的基礎，該技術最大的優點就是制冷、制熱效率高制冷、制熱效率高，相關企業開發的全封閉電動渦旋壓縮機全封閉電動渦旋壓縮機，是由一個直流無刷電由一個直流無刷電動機驅動，通過制冷劑回氣冷卻動機驅動，通過制冷劑回氣冷

14、卻，具有噪聲低，噪聲低，振動小，結構緊湊，質量輕振動小，結構緊湊，質量輕等優點。在測試條件為環境溫度測試條件為環境溫度4040，車內溫度車內溫度2727，相對濕度50的工況下，系統穩定時它能以1kW的能耗獲得2.9kW的制冷量；當環境溫度為-l0，車內溫度25，以1kW的能耗可以獲得2.3kW的制熱量。在-l040的環境溫度下，均能以較高的效率為電動汽車提供舒適的駕乘環境。若能在零部件技術上得到改進，相應效率還可以得到提高。定時它能以1kW的能耗獲得2.9kW的制冷量；當環境溫度為-l0，車內溫度25，以1kW的能耗可以獲得2.3kW的制熱量。在-l040的環境溫度下，均能以較高的效率為電動汽

15、車提供舒適的駕乘環境。若能在零部件技術上得到改進，相應效率還可以得到提高。綜合以上所述，從空調技術成熟性和能源利用效率比較來看，對于熱電（偶）電動汽車空調熱電（偶）電動汽車空調系統系統，目前存在著熱電材料的優值系數較低優值系數較低，制冷性能不夠理想制冷性能不夠理想，并且熱電堆產量受到構成熱電堆產量受到構成熱電元件的蹄元素產量的限制熱電元件的蹄元素產量的限制。不具備電動汽車空調節能高效的要求。這使得電動汽車空調更傾向于選用節能高效的熱泵型空調節能高效的熱泵型空調，該技術方案對于不同類型電動汽車通用性較好，并且對整車結構改變較小，是將來電動汽車空調發展趨勢。目前熱泵型電動汽車空調最大的軟肋是低溫制

16、熱低溫制熱問題，尤其是在東北地區，這也是將來該行業研究難題之一。為了使熱泵型電動汽車空調更節能高效，可以從以下幾個角度去著重解決：a)開發更高效的直流渦旋壓縮機開發更高效的直流渦旋壓縮機；b)開發控制更精準、更節能的硅電子膨開發控制更精準、更節能的硅電子膨脹閥脹閥；c)采用高效的過冷式平行流冷凝器；微采用高效的過冷式平行流冷凝器；微 型型 電電 動動 汽汽 車車 設設 計計 原原 理理 d)改善微通道蒸發器結構，使制冷劑蒸發更改善微通道蒸發器結構，使制冷劑蒸發更均勻均勻。此外，電動汽車開門的次數以及在行車中受車速、光照、怠速等因素的影響，空調濕熱負荷大。壓縮機乃至整個空調系統都要適應這種多因素

17、變化的工況，因此熱泵型電動汽車空調系統變工況設計尤為重要。電動汽車通過電動壓縮機滿足用戶制冷要求，通過通過PTCPTC滿足系統取暖、除霜、除霧要求滿足系統取暖、除霜、除霧要求。操作方法類同常規車，操作儀表臺相關按鈕或旋鈕即可實現?？照{驅動器接收空調控制器信息來控制空調壓縮機和PTC。當動力電池電量較低時，優先考慮車輛動優先考慮車輛動力性需求力性需求，強制關閉空調系統以節約電力供車輛驅動。圖圖3-35 3-35 空調系統空調系統 五、電動真空泵通過電動真空泵的作用解決了由于取消解決了由于取消發動機引起的制動踏板過硬的感覺發動機引起的制動踏板過硬的感覺。電動真空泵位于車輛駕駛員側的前艙內部，如圖3

18、-36所示，當駕駛員踩下制動踏板時，系統根據制動壓力值自動控制泵的打開與關閉。圖圖3-36 3-36 制動真空泵制動真空泵 六、整車控制器如圖3-37所示，整車控制器采用網絡系統，連接電池管理系統，電機控制器，車載充電機等，它根據車輛運行的不同情況，包括車速、檔位、電池車速、檔位、電池SOCSOC值（電值（電荷狀態）來決定電機輸出的扭矩或功率。荷狀態）來決定電機輸出的扭矩或功率。當電機控制器從整車控制器處得到扭矩輸出命令時，將動力電池提供的直流電能，轉將動力電池提供的直流電能，轉化成交流電能化成交流電能,以使電機輸出扭矩。此時電機輸出力矩驅動車輛。當車輛在溜車或制動的時候，電機控制器從整車控制

19、器得到發電命令后，電機控制器將電機處于發電狀態。此時電機會將車子動電機會將車子動能轉化成交流電能能轉化成交流電能。然后，交流電能通過電機控制器轉化為直流電，存儲到電池中。圖圖3-37 3-37 整車控制器整車控制器 七、其他部件（1）檔位控制器自動變速器檔位顯示在換檔手柄上，如圖3-38所示，P P檔是駐車檔檔是駐車檔，踩下制動踏板，啟動車輛OK燈亮起后，即可將檔位從P檔位切換至其它檔位；R R檔是倒車檔檔是倒車檔，在汽車停穩后方可使用；N N檔是空檔檔是空檔，當需要暫時停車時使用；D D檔是行車檔檔是行車檔，供正常行駛時使用。除在啟動時需要踩下制動踏板外其它時候檔位之間的切換直接操縱換檔操縱

20、桿即可實現。換檔成功后，手松開，換檔桿自動回到中間位置。圖圖3-38 3-38 換檔桿換檔桿 當駕駛人員操控換檔桿時換擋桿位置變化電壓信號檔位控制器控制電動機前進、后退、停車等，并控制組合以表上相應的檔位指示點亮檔位傳感器 電動汽車的巡航控制也需要通過檔位控檔位控制器制器進行控制，當拔下方向盤巡航開關時，巡航開關將巡航信號，經時鐘彈簧、電路傳輸給檔位控制器，檔位控制器再控制電機執行相應的功能。圖圖3-39 3-39 比比亞亞迪迪E6E6檔檔位控制器位控制器位置位置 如圖3-40所示，檔位傳感器采用的是霍爾霍爾傳感器原理傳感器原理，檔位傳感器A傳感N檔和P檔位置，檔位傳感器B傳感R檔和D檔位置。

21、（2 2）運動模式開關）運動模式開關ECOECO是經濟模式，是經濟模式，SPORTSPORT是運動模式是運動模式，其開關位置如圖3-41所示，在起步時，按下模式開關進入運動模式；行車時，最好選擇經濟模式；行車中，如果一定要加速的時候，宜選擇運動模式。圖圖3-413-41經濟模式開關位置經濟模式開關位置 （2 2）駐車開關）駐車開關駐車開關電路如圖3-42所示，它給電機給電機控制器發送駐車信號控制器發送駐車信號，駐車控制器控制電機執行駐車命令。圖圖3-42 3-42 駐車開關電路駐車開關電路 （3 3）油門深度傳感器）油門深度傳感器油門深度傳感器電路如圖3-43所示，它感應駕駛員控制加速踏板臂的

22、旋轉角度，感應駕駛員控制加速踏板臂的旋轉角度，將此角度信號轉變為電壓信號傳輸給電將此角度信號轉變為電壓信號傳輸給電機控制器機控制器，電機控制器根據此傳感器輸出的電壓信號控制電機電流的大小，以達到控制電機扭矩及轉速的目的。圖圖3-43 3-43 油門深度傳感器電路油門深度傳感器電路 （4 4）制動深度傳感器）制動深度傳感器制動深度傳感器電路如圖3-44所示，它接受制動踏板深度的信號接受制動踏板深度的信號，電機控制器實現對電機的控制，如電機的轉速電機的轉速、制制動回饋動回饋、制動優選制動優選等功能。圖圖3-44 3-44 制動深度傳感器電路制動深度傳感器電路 油門與制動都是電子信號，深度為099%

23、。當制動深度小于50%時，油門不受限制。當制動深度大于70%時，油門完全不起作用，不會有動力輸出。制動深度介于50%70%之間時，油門作用比例衰減。（5 5）P P檔電機控制系統檔電機控制系統P檔電機控制系統包括P P檔控制器檔控制器、電機電機、霍爾傳感器霍爾傳感器等，霍爾傳感器和電機是集成在一起。P檔電機控制器能接受鎖止或鎖止或解鎖命令解鎖命令，對電機執行相應的解鎖或鎖止動作，保證車輛停止或正常起步。P檔控制器主要控制控制P P檔檔電機電機在在P P檔位置鎖檔位置鎖止變速器止變速器，主要完成完成PWMPWM（脈沖寬度調制）（脈沖寬度調制）波產生對波產生對P P檔電機的控制。檔電機的控制。P P檔電機位于變速器上檔電機位于變速器上，如圖3-45所示，P檔電機為開關磁阻電機，屬于異步電機屬于異步電機，該電機內部有葉輪和擺輪葉輪和擺輪等部件組成，葉輪旋轉60圈，擺輪旋轉一圈，擺輪通過花鍵與鎖止機構相連將變速器鎖止。（6 6）DC/DCDC/DC變換器變換器DC/DC變換器位置如圖3-46所示，DC/DCDC/DC負責將動力電池負責將動力電池316.8V316.8V的高壓電轉換成的高壓電轉換成12V12V電源電源，DC/DC在主接觸吸合時工作，輸出的12V電源供給整車用電器工作，并且在低壓電池虧電時給低壓電池充電。圖圖3-46 DC/DC3-46 DC/DC變換器位置變換器位置