新能源汽車與職業(yè)教育

1、1新能源汽車與汽車職業(yè)教育 天津市交通技師學(xué)院天津市交通技師學(xué)院 邢振東邢振東2新能源汽車特點及維修人員應(yīng)該具備的知識工作電壓在300-650V，高壓電有觸電危險整體控制基本都是強電和弱電，需要具備電子電工方面的專業(yè)知識神經(jīng)控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)達需要具備較強的邏輯思維分析能力安全第一，技術(shù)人員必須持證上崗主要內(nèi)容新能源汽車的發(fā)展?fàn)顩r 電動汽車結(jié)構(gòu)原理與維修混合動力汽車結(jié)構(gòu)原理與維修新能源汽車的發(fā)展對汽車職業(yè)教育的影響 為什么要發(fā)展新能源汽車？ 新能源汽車的發(fā)展瓶頸？6數(shù)據(jù)來源：NYEMX資源問題資源問題長期上升趨勢明顯，油價日益高昂已成為經(jīng)濟不能承受之重。長期上升趨勢明顯，油價日益高昂已成為經(jīng)濟不能承受

2、之重。新能源汽車發(fā)展背景圖2：世界主要國家CO2排放比例能源大量消耗帶來溫室氣體排放問題，能源大量消耗帶來溫室氣體排放問題，是造成氣候變化主要原因。是造成氣候變化主要原因。圖3：各國汽車減排目標(biāo)各國紛紛制訂標(biāo)準(zhǔn)，降低汽車排放中各國紛紛制訂標(biāo)準(zhǔn)，降低汽車排放中二氧化碳對環(huán)境的影響。二氧化碳對環(huán)境的影響。新能源汽車發(fā)展背景8市場發(fā)展情況市場發(fā)展情況混合動力車份額穩(wěn)步提升混合動力車份額穩(wěn)步提升美國混合動力車市場份額美國混合動力車市場份額數(shù)據(jù)來源：Green Car Congressp美國美國國際新能源汽車發(fā)展?fàn)顩r9日本廠商戰(zhàn)略核心是發(fā)展混合動力，銷量遙遙領(lǐng)先日本廠商戰(zhàn)略核心是發(fā)展混合動力，銷量遙遙領(lǐng)

3、先日本歷年新能源汽車保有量日本歷年新能源汽車保有量數(shù)據(jù)來源：JAMAp日本日本國際新能源汽車發(fā)展?fàn)顩r10日本廠商戰(zhàn)略核心是發(fā)展混合動力，銷量遙遙領(lǐng)先日本廠商戰(zhàn)略核心是發(fā)展混合動力，銷量遙遙領(lǐng)先數(shù)據(jù)來源：JAMA日本歷年混合動力車銷量日本歷年混合動力車銷量p日本日本國際新能源汽車發(fā)展?fàn)顩r11新能源汽車技術(shù)路線新能源汽車技術(shù)路線國際新能源汽車發(fā)展?fàn)顩r12中國新能源汽車市場發(fā)展中國新能源汽車市場發(fā)展中國新能源汽車發(fā)展?fàn)顩r13-國家開始對私人用新能汽車實施補貼政策，各種車型積極面市國家開始對私人用新能汽車實施補貼政策，各種車型積極面市 PHEV乘用車最高補助5萬元/輛； EV乘用車最高補助6萬元/輛;

4、 中國新能源汽車發(fā)展?fàn)顩r14技術(shù)路線選擇技術(shù)路線選擇由于多種技術(shù)路線并存，中國面臨新能源汽車技術(shù)路線的選擇由于多種技術(shù)路線并存，中國面臨新能源汽車技術(shù)路線的選擇中國新能源汽車發(fā)展?fàn)顩r15一大批有實力的機構(gòu)在從事與純電動汽車有關(guān)的研制工作一大批有實力的機構(gòu)在從事與純電動汽車有關(guān)的研制工作燃料電池燃料電池驅(qū)動電機驅(qū)動電機動力蓄電池動力蓄電池電子控制電子控制哈工大哈工大天倫民瑞天倫民瑞九夷三普九夷三普中科院化物中科院化物所新源動力所新源動力電工所電工所中科易能中科易能中紡銳力中紡銳力有色院有色院天津藍天天津藍天華中科技華中科技泰州春蘭泰州春蘭神力科技神力科技安乃達安乃達蘇州新恒蘇州新恒湖南神舟湖南神

5、舟時代集團時代集團北理工北理工中炬森萊中炬森萊御能動力御能動力16我國在純電動汽車技術(shù)上與國外的差距相對較小。純電動汽車可我國在純電動汽車技術(shù)上與國外的差距相對較小。純電動汽車可以繞過傳統(tǒng)的發(fā)動機技術(shù)，避開我們的弱項。以繞過傳統(tǒng)的發(fā)動機技術(shù)，避開我們的弱項。中國新能源汽車發(fā)展?fàn)顩r17純電動汽車所需配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具備可行性純電動汽車所需配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具備可行性公共交通充電站公共交通充電站中國新能源汽車發(fā)展期望中國新能源汽車發(fā)展期望18家庭用充電設(shè)施建設(shè)投入、占地資源都比較少家庭用充電設(shè)施建設(shè)投入、占地資源都比較少19天津市新能源汽車推廣應(yīng)用工作方案 2013年到2015年天津市在公交車、郵政

6、快遞車、出租車、環(huán)衛(wèi)車、公務(wù)用車、企業(yè)和私人用車等6個領(lǐng)域組織推廣應(yīng)用新能源汽車，2015年達到1.2萬輛。20遠期展望：節(jié)能與新能源汽車市場展望能源多元化、動力電氣化、排放潔凈化將推動節(jié)能與新能源汽車迅速發(fā)展新能源汽車發(fā)展應(yīng)用預(yù)期21未來汽車市場預(yù)測新能源汽車發(fā)展應(yīng)用預(yù)期22新能源汽車代表車型主要內(nèi)容新能源汽車的發(fā)展?fàn)顩r 電動汽車結(jié)構(gòu)原理與維修混合動力汽車結(jié)構(gòu)原理與維修新能源汽車的發(fā)展對汽車職業(yè)教育的影響24混合動力汽車結(jié)構(gòu)原理25混合動力汽車類型26弱混和強混原理類比弱混和強混原理類比27豐田普銳斯動力工作原理豐田普銳斯動力工作原理2829混合動力汽車混合動力汽車與普通汽車與普通汽車優(yōu)點優(yōu)

7、點l 1. 排放性能良好排放性能良好l 2. 動力性能佳動力性能佳l 3. 耗油量低耗油量低l 4. 噪聲小噪聲小Prius整車動力部件布置圖整車動力部件布置圖混合動力汽車總體組成31插電式混合動力汽車結(jié)構(gòu)示意圖THS-II 運作 組成MG1發(fā)動機差速器HV 蓄電池變頻器MG2行星齒輪機構(gòu)THS動力傳動示意圖豐田Prius的結(jié)構(gòu)原理Prius動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖THS分為發(fā)動機、帶轉(zhuǎn)換器分為發(fā)動機、帶轉(zhuǎn)換器的變頻器、帶馬達的壓縮機、的變頻器、帶馬達的壓縮機、動力管理控制單元總成、動動力管理控制單元總成、動力電池總成、傳動橋、電機、力電池總成、傳動橋、電機、發(fā)電機等功能總成。左圖

8、為發(fā)電機等功能總成。左圖為Prius動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。結(jié)構(gòu)上，在電動機和發(fā)電機結(jié)構(gòu)上，在電動機和發(fā)電機之間采用之間采用AC500V 高壓電路高壓電路傳輸，可以極大地降低動力傳輸，可以極大地降低動力傳輸中電能損耗，高效地傳傳輸中電能損耗，高效地傳輸動力。采用大功率電機輸輸動力。采用大功率電機輸出，提高電機的利用率。當(dāng)出，提高電機的利用率。當(dāng)發(fā)動機工作效率低時，此系發(fā)動機工作效率低時，此系統(tǒng)可以將發(fā)動機停機，車輛統(tǒng)可以將發(fā)動機停機，車輛依靠電機動力行駛。極大地依靠電機動力行駛。極大地增加了減速和制動過程中的增加了減速和制動過程中的能量回收，提高能量的利用能量回收，提高能量的利

9、用率。率。豐田Prius的結(jié)構(gòu)原理Prius帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成功能組成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成功能組成變頻器（變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。變頻器主的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來的

10、開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的。達到節(jié)能、調(diào)速的目的。豐田Prius的結(jié)構(gòu)原理Prius傳動橋總成結(jié)構(gòu)傳動橋總成結(jié)構(gòu)Prius傳動橋總成結(jié)構(gòu)如傳動橋總成結(jié)構(gòu)如左圖所示，其中采取雙左圖所示，其中采取雙電機設(shè)計，其中電機設(shè)計，其中MG主主要用于啟動發(fā)動機，對要用于啟動發(fā)動機，對電池充電，當(dāng)電池充電，當(dāng)MG2工作工作時為其提供電力，此外，時為其提供電力，此外，還可以通過控制轉(zhuǎn)矩保還可以通過控制轉(zhuǎn)矩保持傳動系統(tǒng)的正常工作。持傳動系統(tǒng)的正常工作。MG2主要用于在

11、低速時主要用于在低速時提供牽引力，在高速時提供牽引力，在高速時又可以補充動力，讓發(fā)又可以補充動力，讓發(fā)動機與汽車協(xié)調(diào)運作，動機與汽車協(xié)調(diào)運作，發(fā)揮最優(yōu)越的性能，并發(fā)揮最優(yōu)越的性能，并可以在制動時儲存電能?？梢栽谥苿訒r儲存電能。豐田Prius的結(jié)構(gòu)原理Prius發(fā)動機、電機實物圖發(fā)動機、電機實物圖豐田Prius的結(jié)構(gòu)原理Prius電池布置電池布置 Prius動力電池結(jié)構(gòu)組成動力電池結(jié)構(gòu)組成 n Prius上電池包括動力電池與輔助電池，其主要作用除了作為驅(qū)動動力上電池包括動力電池與輔助電池，其主要作用除了作為驅(qū)動動力能源外，還要向空調(diào)系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、照明、信號系能源外，還要向空調(diào)系統(tǒng)

12、、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、照明、信號系統(tǒng)、刮水器和噴淋器，以及車載娛樂和通信設(shè)備等裝備提供低壓電源。統(tǒng)、刮水器和噴淋器，以及車載娛樂和通信設(shè)備等裝備提供低壓電源。38鎳氫動力電池鎳氫動力電池39Prius系統(tǒng)框圖HV 蓄電池制動執(zhí)行器輔助電池空調(diào)壓縮機空調(diào)變頻器DC-DC轉(zhuǎn)換器SMR1, 2 and 3升壓轉(zhuǎn)換器MG1MG2混合驅(qū)動橋變頻器發(fā)動機檔位傳感器(換檔, 選擇)加速踏板位置 傳感器車速傳感器CAN發(fā)動機 ECU (ECM)防滑控制 ECU蓄電池 ECUDLC3HV ECU分解器型速度傳感器 (MG2)4042維修注意事項43高壓組成部分高壓組成部分 所有高壓電線為橙色包括：HV電池驅(qū)

13、動橋變頻器轉(zhuǎn)換器維修塞44警告標(biāo)簽警告標(biāo)簽貼在HV電池和變頻器上內(nèi)容：基本的警告，操作說明和回收信息45安全手套安全手套 適用于電工作業(yè)的絕緣橡膠（能承受650V電壓） 防止電解液飛濺的耐堿橡膠46安全防護鏡安全鞋安全防護鏡安全鞋 戴上合適的眼部和足部防護 防堿型，防止電解液的傷害47滅火器滅火器 HV 蓄電池火災(zāi)：建議使用二氧化碳型滅火器 少量的水滅火，將加劇HV電池火災(zāi)。但可使用大量、持續(xù)的水去滅火主要內(nèi)容新能源汽車的發(fā)展?fàn)顩r 電動汽車結(jié)構(gòu)原理與維修混合動力汽車結(jié)構(gòu)原理與維修新能源汽車的發(fā)展對汽車職業(yè)教育的影響電動汽車的優(yōu)點電動汽車結(jié)構(gòu)示意圖電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)電動汽車動力電池電動汽車動力電池

14、電動汽車動力電池作用電動汽車高壓電路連接電動汽車高壓電氣實物圖電動汽車驅(qū)動電機電動汽車驅(qū)動電機控制電動汽車整車控制電動汽車整車分層控制策略電動汽車整車控制策略電動汽車整車控制核心扭矩控制電動汽車故障診斷主要內(nèi)容新能源汽車的發(fā)展?fàn)顩r 電動汽車結(jié)構(gòu)原理與維修混合動力汽車結(jié)構(gòu)原理與維修新能源汽車的發(fā)展對汽車職業(yè)教育的影響 知識結(jié)構(gòu)變了：增加了安全用電的知識，增加電機、電池、線控技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)； 保養(yǎng)周期變了：機油的更換的周期延長了一倍，剎車蹄片的更換周期達到30公里； 作業(yè)內(nèi)容變了：維修作業(yè)內(nèi)容由機電一體化向電力電子轉(zhuǎn)變。特斯拉開始上門預(yù)約維修服務(wù)，這在燃料汽車時代是不可能的事情，保安不會允許你在

15、寫字樓停車場維修車輛。 使用的維修工具變了：修理廠需要配備電池測試、充放電設(shè)備和電機測試設(shè)備。需要添置安全防護設(shè)備。 作業(yè)的風(fēng)險度變了：由普通的機械作業(yè)和微電子作業(yè)環(huán)境改為高壓帶電作業(yè)環(huán)境。我們先來新能源汽車變革66行業(yè)協(xié)會公布的電動汽車新的維修知識體系用電安全和電氣作業(yè)規(guī)范電動汽車基礎(chǔ)電子學(xué)基礎(chǔ)電動汽車電工電子電機及電機控制技術(shù)電池基礎(chǔ)、電池成組技術(shù)及電池管理電能的傳輸再生能源的發(fā)電、供電設(shè)施測試工具及診斷設(shè)備電動汽車維修與故障診斷技能10模塊，254個知識、每次認(rèn)證30個安全知識題必須滿分、75個筆試題，46個實操題要求答對70%新能源汽車知識體系新能源汽車工作崗位分析博世新能源汽車職業(yè)教

16、育合作項目介紹博世新能源汽車職業(yè)教育合作項目介紹*實用講義示范：實用講義示范：課程課程1 動力電池系統(tǒng)動力電池系統(tǒng)1.1 技能訓(xùn)練：續(xù)航里程短的故障檢修技能訓(xùn)練：續(xù)航里程短的故障檢修1.1.1 拆裝動力電池組1.1.2 動力電池技術(shù)狀況檢測1.1.3 動力電池的充放電試驗1.1.4 動力電池數(shù)據(jù)分析1.2 知識學(xué)習(xí)：動力電池基礎(chǔ)知識知識學(xué)習(xí)：動力電池基礎(chǔ)知識1.2.1 動力電池的構(gòu)造與型號1.2.2 動力電池的工作原理的特性1.2.3 動力電池的容量及其影響因素1.2.4 動力電池的充電1.2.5 動力電池常見故障1.2.6 典型動力電路的分析與故障診斷1.3 任務(wù)實施任務(wù)實施1.4 知識拓展：動力電池管理系統(tǒng)知識拓展：動力電池管理系統(tǒng)1.5 學(xué)習(xí)小結(jié)學(xué)習(xí)小結(jié)1.6 自我測試自我測試博世新能源汽車職業(yè)教育合作項目介紹博世新能源汽車職業(yè)教育合作項目介紹* 職業(yè)技能鑒定電動汽車維修考試大綱一職業(yè)概況 1. 職業(yè)名稱 電動汽車維修 2.職業(yè)定義 從事電動汽車汽車系統(tǒng)及器件等的安裝、試驗、調(diào)試與維護、修理的人員。 3. 職業(yè)等級: 本大綱共設(shè)三個等級，分別為： 初級電工（國家職業(yè)資格五級） 中級電工（國家職業(yè)資格四級） 高