6电动汽车的结构和工作原理.ppt

6电动汽车的结构和工作原理教学目的和要求：教学目的和要求：掌握电动汽车分类、工作原理、特点、发展趋掌握电动汽车分类、工作原理、特点、发展趋势。势。本章重点：本章重点：混合动力汽车混合动力汽车本章难点：本章难点：燃料电池汽车燃料电池汽车教学内容要点：教学内容要点：2按照蓄电池的种类不同分类按照蓄电池的种类不同分类铅酸蓄电池电动汽车铅酸蓄电池电动汽车锂离子电池电动汽车锂离子电池电动汽车镍镍-氢电池电动汽车等氢电池电动汽车等3按动力驱动控制系统的结构型式不同分类按动力驱动控制系统的结构型式不同分类直流电动机驱动的电动汽车直流电动机驱动的电动汽车交流电动机驱动的电动汽车交流电动机驱动的电动汽车双电动机驱动的电动汽车双电动机驱动的电动汽车电动轮电动汽车电动轮电动汽车二、纯电动汽车的结构与工作原理二、纯电动汽车的结构与工作原理组成：组成：电力驱动系统电力驱动系统：控制单元、驱动控制器、电动机、控制单元、驱动控制器、电动机、机械传动装置和车轮等机械传动装置和车轮等 电源系统电源系统：蓄电池电源、能量管理系统和充电控制器蓄电池电源、能量管理系统和充电控制器 辅助系统辅助系统：辅助动力源辅助动力源（辅助电源和（辅助电源和 DCDC功率转功率转换器）、换器）、动力转向系统、驾驶室显示操纵台和辅助装置动力转向系统、驾驶室显示操纵台和辅助装置（照明、各种声光信号装置、车载音箱设备、空调、刮水（照明、各种声光信号装置、车载音箱设备、空调、刮水器、风窗除霜清洗器、电动门窗、电控玻璃升降器、电控器、风窗除霜清洗器、电动门窗、电控玻璃升降器、电控后视镜调节器、电动座椅调节器、车身安全防护装置控制后视镜调节器、电动座椅调节器、车身安全防护装置控制器等）等器等）等 控制单元根据加速控制单元根据加速踏板和制动踏板的踏板和制动踏板的输入信号，向驱动输入信号，向驱动控制器发出相应的控制器发出相应的控制指令，对电动控制指令，对电动机进行启动、加速、机进行启动、加速、减速、制动控制。减速、制动控制。三、纯电动汽车的布置型式三、纯电动汽车的布置型式 电电动动汽汽车车的的总总体体布布置置较较灵灵活活。从从电电气气控控制制的的角角度度讲讲，在在汽汽车车总总体体布布置置时时，应应使使电电源源到到控控制制器器再再到到电电动动机机之之间间的的大大电电流流回回路路的的导导线线尽尽可可能能短短，以以减减小小回回路路的的电电压压损损失失，保保证证汽汽车车的的动动力力性性和和行行驶驶里程的要求。里程的要求。1、电动机中央驱动、电动机中央驱动特点：特点：汽汽车车的的结结构构与与传传统统布布置置相相近近，可可以以在在内内燃燃机机汽汽车车的的基基础础上上改改装装，其其传传动动装装置置和和技技术术较较成成熟熟。只只需需一一只只驱驱动动电电动动机机，控控制制电电路路较简单。较简单。2、电动轮驱动、电动轮驱动将将电电动动机机及及相相应应的的减减速速器布置在车轮上。器布置在车轮上。特点：特点：省省略略传传动动轴轴和和差差速速器器等等装装置置，简简化化了了传传动动系系统统结结构构。但但是是需需要要两两只只或或四四只只电电动动机机，控控制制电电路路较较复复杂杂，将将电电动动机机与与车车轮轮制制成成一一体体，必必然然加加大大汽车悬架的质量。汽车悬架的质量。3、电动机一驱动桥组、电动机一驱动桥组合式合式取消了离合器和变速器，取消了离合器和变速器，但具有减速差速机构，由但具有减速差速机构，由1台电动机驱动两车轮旋台电动机驱动两车轮旋转。转。优点：继续沿用当前发动优点：继续沿用当前发动机汽车中的动力传动装置，机汽车中的动力传动装置，只需要一组电动机和逆变只需要一组电动机和逆变器。这种方式对电动机的器。这种方式对电动机的要求较高，不仅要求电动要求较高，不仅要求电动机具有较高的起动转矩，机具有较高的起动转矩，而且要求具有较大的后备而且要求具有较大的后备功率，以保证电动汽车的功率，以保证电动汽车的起动、爬坡、加速超车等起动、爬坡、加速超车等动力性。动力性。4、双电动机驱动式、双电动机驱动式将电动机装到驱动轴上，将电动机装到驱动轴上，直接由电动机实现变速和直接由电动机实现变速和差速转换。差速转换。特点：特点：对电动机有较高的要求，对电动机有较高的要求，要求有大的起动转矩和后要求有大的起动转矩和后备功率，同时不仅要求控备功率，同时不仅要求控制系统有较高的控制精度，制系统有较高的控制精度，而且要具备良好的可靠性，而且要具备良好的可靠性，从而保证电动汽车行驶的从而保证电动汽车行驶的安全、平稳。安全、平稳。四、纯电动汽车的应用四、纯电动汽车的应用1我国自主开发的我国自主开发的EV（1）天津清源纯电动汽车）天津清源纯电动汽车 配置自主开发双离合器两挡自动变速箱和磷酸配置自主开发双离合器两挡自动变速箱和磷酸铁锂动力电池，系统集成度、可靠性、整车性能铁锂动力电池，系统集成度、可靠性、整车性能进一步提高，产品通过了型试认证，已得到美国进一步提高，产品通过了型试认证，已得到美国经销商的认可。经销商的认可。（2）天津一汽夏利汽车股份有限公司）天津一汽夏利汽车股份有限公司 天津一汽以夏利天津一汽以夏利“幸福使者幸福使者”为基础平台开发的为基础平台开发的电动轿车。电动轿车。采用采用150Ah的镍的镍-氢蓄电池，氢蓄电池，用直流电动机驱动，通过总线用直流电动机驱动，通过总线CAN系统对汽车系统对汽车的各个总成进行控制。的各个总成进行控制。最高车速最高车速50km/h，最大爬坡度，最大爬坡度15，续驶里程，续驶里程80km。（3）株洲时代集团的）株洲时代集团的TEG6120EV-2型电动大客车型电动大客车 TEG6120EV-2型电动大客车有型电动大客车有38个座位，个座位，TEG6120EV-2型电动大客车采用水平铅酸电池型电动大客车采用水平铅酸电池为电力电源，电池管理系统对电池组的为电力电源，电池管理系统对电池组的SOC进行进行监控计算。监控计算。驱动电动机为三相交流异步电动机，采用直接转矩驱动电动机为三相交流异步电动机，采用直接转矩/矢量矢量控制技术进行控制，使电动机控制在最佳工况下运转，整控制技术进行控制，使电动机控制在最佳工况下运转，整车采用车采用ECU控制器和总线系统控制器和总线系统CAN对整车进行全网络化控对整车进行全网络化控制。制。2国外汽车公司开发的国外汽车公司开发的EV（1）美国通用汽车公司）美国通用汽车公司EV-1电动轿车电动轿车 EV-1型电动轿车使用型电动轿车使用85的电池组电量时，的电池组电量时，EPA城市循环行驶里程城市循环行驶里程112km，高速公路行驶可，高速公路行驶可达达144km。（2）日本丰田汽车公司的）日本丰田汽车公司的 RAV4-EV 在市内道路行驶条件下，其最高车速可达在市内道路行驶条件下，其最高车速可达125km/h，一次充电后的续驶里程为，一次充电后的续驶里程为215km。RAV4-EV采用免维修密封型采用免维修密封型Ni-MH动力电池组，动力电池组，总电压总电压288V。动力电池组采用强制性空气冷却，。动力电池组采用强制性空气冷却，动力电池组装在底盘中部和座椅的地板下面，可动力电池组装在底盘中部和座椅的地板下面，可以保证车厢有宽大的乘坐空间，驱动电动机为永以保证车厢有宽大的乘坐空间，驱动电动机为永磁电动机，效率高，体积小，最大输出功率为磁电动机，效率高，体积小，最大输出功率为45kW。汽车制动时，电动机转换为发电机回收制。汽车制动时，电动机转换为发电机回收制动能量。动能量。五、纯电动汽车的特点和发展方向五、纯电动汽车的特点和发展方向1、特点、特点优点优点:纯电动汽车具有无污染、噪声低、结构简单、纯电动汽车具有无污染、噪声低、结构简单、使用维修方便、能源效率高使用维修方便、能源效率高-电动汽车停车时不消电动汽车停车时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用电机，实现制动减速时能量的再利用,多样化等。多样化等。缺点缺点:动力电源使用成本高、续驶里程短。动力电源使用成本高、续驶里程短。2、发展方向、发展方向 纯电动汽车发展的纯电动汽车发展的关键关键在于电池，攻关在于电池，攻关重点重点集集中在提高电池性能、降低成本。中在提高电池性能、降低成本。纯电动汽车的发展重点纯电动汽车的发展重点趋向趋向小型乘用车；大型小型乘用车；大型公交车、市政、邮政等特殊用途车辆。公交车、市政、邮政等特殊用途车辆。纯电动汽车大规模进入市场纯电动汽车大规模进入市场为时尚早为时尚早。在车载。在车载电源得到解决后，电动汽车必然会迅速地发展。电源得到解决后，电动汽车必然会迅速地发展。我国纯电动汽车基本掌握整车动力系统匹配与我国纯电动汽车基本掌握整车动力系统匹配与集成设计、整车控制技术，样车的动力性和能耗集成设计、整车控制技术，样车的动力性和能耗水平与国外相当。水平与国外相当。在小型纯电动汽车和大型公交车方面实现了小在小型纯电动汽车和大型公交车方面实现了小规模生产和示范运行。规模生产和示范运行。存在一些主要问题：存在一些主要问题：整车产品在整车产品在续驶里程、可靠性和工程化续驶里程、可靠性和工程化上；上；电池的电池的比能量、安全性、可靠性、使用寿命比能量、安全性、可靠性、使用寿命等等方面在满足整车要求上；方面在满足整车要求上；机、电池所需部分部件、材料要国产化，同时机、电池所需部分部件、材料要国产化，同时在控制器基础硬件、芯片、高速在控制器基础硬件、芯片、高速CAN网关和信号网关和信号处理放大部件、电动附件还没有成熟的产品可用，处理放大部件、电动附件还没有成熟的产品可用，成本高，也依赖进口。成本高，也依赖进口。第二节第二节 混合动力电动汽车混合动力电动汽车 定义：定义：混合动力汽车是能够从至少两类车载储能装置混合动力汽车是能够从至少两类车载储能装置（传统的汽、柴油机和电池与电动机）中获得动（传统的汽、柴油机和电池与电动机）中获得动力的汽车（力的汽车（Hybrid Electric Vehicle HEV）。）。一、混合动力电动汽车的分类一、混合动力电动汽车的分类1、混合动力汽车动力系统结构类型分类、混合动力汽车动力系统结构类型分类（1）串联式混合动力汽车）串联式混合动力汽车 车辆行驶系统的驱动力只来源于电动机的混车辆行驶系统的驱动力只来源于电动机的混合动力汽车。合动力汽车。（2）并联式混合动力汽车）并联式混合动力汽车 车辆行驶系统的驱动力由电动机及发动机同车辆行驶系统的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给的混合动力汽车。时或单独供给的混合动力汽车。（3）混联式混合动力汽车）混联式混合动力汽车 具备串联式和并联式两种混合动力系统结构具备串联式和并联式两种混合动力系统结构的混合动力汽车。的混合动力汽车。2、混合动力汽车混合程度分类、混合动力汽车混合程度分类（1）微度混合动力汽车（）微度混合动力汽车（Micro HEV）以发动机为主要动力源，电动机的峰值功率和发动机的额以发动机为主要动力源，电动机的峰值功率和发动机的额定功率比定功率比5%，只具备停车停机功能的混合动力汽车。，只具备停车停机功能的混合动力汽车。（2）轻度混合动力汽车（）轻度混合动力汽车（Mild HEV）以发动机为主要动力源，电动机作为辅助动力，电动机的以发动机为主要动力源，电动机作为辅助动力，电动机的峰值功率和发动机的额定功率比为峰值功率和发动机的额定功率比为5%15%，电动机可向车，电动机可向车辆行驶系统提供辅助驱动力矩，但不能单独驱动车辆行驶的辆行驶系统提供辅助驱动力矩，但不能单独驱动车辆行驶的混合动力汽车。混合动力汽车。（3）中度混合动力汽车（）中度混合动力汽车（Medium HEV）以发动机和以发动机和/或电动机为动力源，电动机的峰值功率和发动或电动机为动力源，电动机的峰值功率和发动机的额定功率比为机的额定功率比为15%40%，低速时可电机独立驱动的混，低速时可电机独立驱动的混合动力汽车。合动力汽车。（4）重度）重度/全混合动力汽车（全混合动力汽车（Full HEV）以发动机和以发动机和/或电动机为动力源，电动机的峰值功率和发动或电动机为动力源，电动机的峰值功率和发动机的额定功率比大于机的额定功率比大于40%，电动机可以独立驱动车辆行驶的，电动机可以独立驱动车辆行驶的混合动力汽车。混合动力汽车。二、混合动力电动汽车的结构与工作原理二、混合动力电动汽车的结构与工作原理1、串联式混合动力电动汽车、串联式混合动力电动汽车Series Hybrid Electric Vehicle（SHEV）发动机仅仅用于发电。发动机仅仅用于发电。蓄电池也可以单独向蓄电池也可以单独向电动机提供电能来驱电动机提供电能来驱动混合动力电动汽车动混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。在零污染状态下行驶。能量转换效率比传统汽车能量转换效率比传统汽车低低。应用：应用：适用于环保要求较高、车速低的城市大型适用于环保要求较高、车速低的城市大型客车使用。客车使用。2、并联式混合动力电动汽车、并联式混合动力电动汽车Parallel Hybrid Electric Vehicle（PHEV）两套系统可以同时使用，两套系统可以同时使用，也可以独立使用。并联也可以独立使用。并联式混合动力电动汽车式混合动力电动汽车不不需要发电机需要发电机，发动机与，发动机与车轴直接连接，车轴直接连接，与串联式混合动力电动汽车比：与串联式混合动力电动汽车比：具有效率高、能量损失小、排放性能差的特点。具有效率高、能量损失小、排放性能差的特点。应用：应用：适合于小型混合动力电动汽车。适合于小型混合动力电动汽车。3、混联式混合动力电动汽车、混联式混合动力电动汽车 Split Hybrid Electric Vehicle（PSHEV）在市区低低速行驶时，在市区低低速行驶时，采用串联方式工作；采用串联方式工作；在高速行驶时，采用在高速行驶时，采用并联方式工作。混联并联方式工作。混联式混合动力电动汽车式混合动力电动汽车能够使发动机、发电能够使发动机、发电机、电动机等部件进机、电动机等部件进行更多的优化匹配，行更多的优化匹配，保证了在更复杂的工保证了在更复杂的工况下使系统在最优状况下使系统在最优状态下工作，更容易良态下工作，更容易良好的经济性和排放性。好的经济性和排放性。4.不同类型的混合动力电动汽车类型的比较不同类型的混合动力电动汽车类型的比较三、混合动力电动汽车的应用三、混合动力电动汽车的应用1、日产日产Altima双电动双电动机混合动力轿车机混合动力轿车 配备了配备了2.5升双顶置凸轮升双顶置凸轮轴四缸轴四缸L4汽油发动机，平汽油发动机，平均耗油量为均耗油量为:34mile/USgal2、福特、福特Escape 四驱四驱混合动力系统混合动力系统前轮驱动的标配为前轮驱动的标配为2.3L、直列、直列四缸发动机，最大功率为四缸发动机，最大功率为133hp，城市工况和高速时每，城市工况和高速时每加仑燃油可分别行驶加仑燃油可分别行驶34mile和和30mile。四轮驱动的福特四轮驱动的福特Escape同样配同样配备了备了2.3L、直列四缸发动机，、直列四缸发动机，最大功率仍为最大功率仍为133hp的混合发的混合发动机，它在城市工况和高速时动机，它在城市工况和高速时每加仑燃油可分别行驶每加仑燃油可分别行驶29mile和和27mile。可任选自动或是手。可任选自动或是手动的变速器。动的变速器。3、长安杰勋混合动力、长安杰勋混合动力汽车汽车4、Prius 混合动力电动汽车混合动力电动汽车（1）Prius 混合动力电混合动力电动汽车基本结构动汽车基本结构采用发动机前置，采用发动机前置，42前轮驱动前轮驱动的布置形式。的布置形式。采用经过强化后的采用经过强化后的INZ-FXE-1.5L、直列、直列4缸、缸、16气门，气门，Atkinson循环循环“高膨胀比高膨胀比”的汽的汽油发动机。油发动机。发动机的尺寸更加紧凑，采用发动机的尺寸更加紧凑，采用铝合金缸体减轻了发动机的质铝合金缸体减轻了发动机的质量，使得量，使得INZ-FXE汽油发动机汽油发动机的效率比传统发动机的效率高的效率比传统发动机的效率高80。在汽车行驶速度低于。在汽车行驶速度低于20km/h时，发动机自动关闭，时，发动机自动关闭，当电量不足时，发动机自行起当电量不足时，发动机自行起动，对蓄电池进行充电，供应动，对蓄电池进行充电，供应驱动电动机运行。驱动电动机运行。THS系统是一个单排系统是一个单排单行星齿轮机构，其单行星齿轮机构，其有三个有三个“接口接口”单行星单行星轮行星齿轮机构轮行星齿轮机构（THS）的驱动模式）的驱动模式：发动机输出轴与齿轮发动机输出轴与齿轮架相连接，架相连接，ISG与太阳轮相连接，与太阳轮相连接，驱动电动机与内齿圈驱动电动机与内齿圈相连接，相连接，实现：实现：（1）发动机驱动模式；）发动机驱动模式；（2）发动机）发动机 ISG双混合驱动模式；双混合驱动模式；（3）发动机、驱动电动机双混合驱动模式；）发动机、驱动电动机双混合驱动模式；（4）发动机、）发动机、ISG和驱动电动机三混合驱动模式；和驱动电动机三混合驱动模式；（5）驱动电动机驱动模式；）驱动电动机驱动模式；（6）驱动电动机与）驱动电动机与 ISG双混合驱动模式；双混合驱动模式；（7）发动机带动）发动机带动ISG发电；发电；（8）带动发动机起动；）带动发动机起动；（9）回收制动反馈能量等。）回收制动反馈能量等。一般控制策略是起步或低负荷行驶时用电池电能一般控制策略是起步或低负荷行驶时用电池电能驱动；驱动；匀速行驶时由发动机提供动力；匀速行驶时由发动机提供动力；加速行驶时，发动机与电池共同提供动力；加速行驶时，发动机与电池共同提供动力；停车或滑行时，发动机带动发电机向电池充电；停车或滑行时，发动机带动发电机向电池充电；制动和减速时通过能量回收系统向电池充电。制动和减速时通过能量回收系统向电池充电。（2）普锐斯的维修知识）普锐斯的维修知识1)维修注意事项维修注意事项发动机维修注意事项发动机维修注意事项 检查或维护发动机室时应遵守的注意事项：检查或维护发动机室时应遵守的注意事项：a）电源开关）电源开关ON位置时，普锐斯的发动机自动位置时，普锐斯的发动机自动ON和和OFF（仪表板的（仪表板的READY灯亮）。维护发动灯亮）。维护发动机室前，应该将机室前，应该将HV主系统主系统OFF。b）解除检查模式前行驶可能损坏变速驱动桥。）解除检查模式前行驶可能损坏变速驱动桥。c）在检查模式下，主警告灯点亮时，解除检查）在检查模式下，主警告灯点亮时，解除检查模式来检查诊断区域。模式来检查诊断区域。发动机维修注意事项发动机维修注意事项激活混合动力系统时应遵守的注意事项：激活混合动力系统时应遵守的注意事项：a）将电源开关切换为）将电源开关切换为ON（在（在IG位置），断开位置），断开蓄电池。如果重新连接时钥匙不在钥匙孔内，则蓄电池。如果重新连接时钥匙不在钥匙孔内，则可能输出可能输出DTC B2799。b）蓄电池断开又重新连接或者警告灯亮起时，）蓄电池断开又重新连接或者警告灯亮起时，初次按下电源开关可能无法启动该系统，则再次初次按下电源开关可能无法启动该系统，则再次按下电源开关可以启动。按下电源开关可以启动。发动机维修注意事项发动机维修注意事项使用智能测试仪使用智能测试仪时应遵守的注意事项：时应遵守的注意事项：a）使用前要仔细阅读使用手册。）使用前要仔细阅读使用手册。b）测试汽车时需要两人配合：一人驾驶汽车，）测试汽车时需要两人配合：一人驾驶汽车，另一人操作测试仪。另一人操作测试仪。c）智能测试仪）智能测试仪连接在汽车上行驶时，要防止连接在汽车上行驶时，要防止其电缆绞到换档杆、方向盘或踏板上。其电缆绞到换档杆、方向盘或踏板上。发动机维修注意事项发动机维修注意事项初始化应注意的事项：初始化应注意的事项：断开蓄电池负极（）电缆后，当重新连接端断开蓄电池负极（）电缆后，当重新连接端子时，以下系统将被初始化，仅拆下蓄电池不能子时，以下系统将被初始化，仅拆下蓄电池不能完成初始化。完成初始化。混合动力控制系统维修注意事项混合动力控制系统维修注意事项 混合动力系统使用高压电路，不正确的操作可能导致电混合动力系统使用高压电路，不正确的操作可能导致电击、漏电，发生危险。操作高压系统时一定要断开电源：击、漏电，发生危险。操作高压系统时一定要断开电源：a）确保电源开关关闭。）确保电源开关关闭。b）从辅助蓄电池上断开负极端子电缆。）从辅助蓄电池上断开负极端子电缆。c）必须戴绝缘手套。）必须戴绝缘手套。DTC（故障诊断码）也会被清除，（故障诊断码）也会被清除，因此断开电源之前必须检查因此断开电源之前必须检查DTC。d）拆下检修塞。为防止其他技师重新连接检修塞，要将）拆下检修塞。为防止其他技师重新连接检修塞，要将拆下来的检修塞放好。拆下检修塞后，不要操作电源开关，拆下来的检修塞放好。拆下检修塞后，不要操作电源开关，否则可能损坏混合动力汽车控制否则可能损坏混合动力汽车控制ECU。e）放置汽车）放置汽车5min以上，对变频器内的高压电容器进行放以上，对变频器内的高压电容器进行放电。电。混合动力控制系统维修注意事项混合动力控制系统维修注意事项连接器和线束注意事项：连接器和线束注意事项：高压电路的连接器和线束均为橙色，高压电路的连接器和线束均为橙色，HV蓄电池蓄电池等的高压零件都贴有等的高压零件都贴有“高压高压”警示，小心不要触碰警示，小心不要触碰到这些配线。到这些配线。使用绝缘手套的注意事项：使用绝缘手套的注意事项：a）应对绝缘手套进行检查，确保其无破损、裂）应对绝缘手套进行检查，确保其无破损、裂纹再进行佩戴。纹再进行佩戴。b）不要戴湿手套。）不要戴湿手套。混合动力控制系统维修注意事项混合动力控制系统维修注意事项进行维修或检查时的注意事项：进行维修或检查时的注意事项：a）工作前必须断开电源。）工作前必须断开电源。b）对高压系统进行操作时，用警告牌警示其他人员。）对高压系统进行操作时，用警告牌警示其他人员。c）必须戴绝缘手套检查和维修零件、高压配线。）必须戴绝缘手套检查和维修零件、高压配线。d）为防止掉落从而引起短路，不携带任何金属物体。）为防止掉落从而引起短路，不携带任何金属物体。e）由于扭矩不足或过量可能导致的故障，必须按规定）由于扭矩不足或过量可能导致的故障，必须按规定扭矩将高压螺钉端子拧紧。扭矩将高压螺钉端子拧紧。f）拆下任何高压配线后，立刻用绝缘胶带将其绝缘。）拆下任何高压配线后，立刻用绝缘胶带将其绝缘。g）完成对高压系统的操作后和重新安装检修塞前，应）完成对高压系统的操作后和重新安装检修塞前，应再次确认没有遗留任何零件或工具，以及确认高压端子已再次确认没有遗留任何零件或工具，以及确认高压端子已拧紧和连接器已连接。拧紧和连接器已连接。2）发动机控制系统的故障诊断表）发动机控制系统的故障诊断表3）混合动力控制系统的故障诊断步骤）混合动力控制系统的故障诊断步骤步骤步骤1：故障汽车进入车间。：故障汽车进入车间。步骤步骤2：分析客户所叙述的故障。：分析客户所叙述的故障。步骤步骤3：首先将智能测试仪：首先将智能测试仪连接到连接到DLC3（数据（数据链路连接器），如果智能测试仪链路连接器），如果智能测试仪显示通信故障，显示通信故障，则检查则检查DLC3。步骤步骤4：检查并记录：检查并记录DTC和定格数据。如果输出与和定格数据。如果输出与CAN通信系统有关的故障的通信系统有关的故障的DTC，则首先检查并，则首先检查并修理修理CAN通信。通信。步骤步骤5：清除：清除DTC。步骤步骤6：确认故障症状。若未出现故障，进行步骤：确认故障症状。若未出现故障，进行步骤 7。若出现故障，进行步骤。若出现故障，进行步骤8。步骤步骤7：症状模拟。：症状模拟。步骤步骤8：检查：检查DTC。步骤步骤9：查：查DTC表。表。步骤步骤10：电路检查。：电路检查。步骤步骤11：故障识别。：故障识别。步骤步骤12：调整和：调整和/或修理。或修理。步骤步骤13：确认故障试验。：确认故障试验。步骤步骤14：结束。：结束。（注：步骤（注：步骤35、步骤、步骤8使用智能测试仪使用智能测试仪）。）。智能测试仪智能测试仪结构紧凑坚固，采用手持电脑，结构紧凑坚固，采用手持电脑，触摸屏操作，中文显示。诊断功能支持所有可诊触摸屏操作，中文显示。诊断功能支持所有可诊断系统，如安全气囊、发动机、变速器、防盗和断系统，如安全气囊、发动机、变速器、防盗和ABS等。其内置双通道示波器和万用表，极大地等。其内置双通道示波器和万用表，极大地扩展了仪器功能，支持丰田和凌志所有装备扩展了仪器功能，支持丰田和凌志所有装备CAN BUS系统的车型。系统的车型。四、混合动力电动汽车的特点和发展方向四、混合动力电动汽车的特点和发展方向1、特点特点 混合动力电动汽车采取了各种现代最新技术使混合动力电动汽车采取了各种现代最新技术使发动机经常工作在经济工况区，充分发挥电动机发动机经常工作在经济工况区，充分发挥电动机的低速大转矩的特点，使发动机避开在起动、加的低速大转矩的特点，使发动机避开在起动、加速和爬坡时燃料消耗量增大和废气排放增多的不速和爬坡时燃料消耗量增大和废气排放增多的不利工况，因此工作噪声小，是利工况，因此工作噪声小，是HEV的主要特点。的主要特点。2、发展方向、发展方向 在混合动力技术上由单一发动机驱动向纯电动在混合动力技术上由单一发动机驱动向纯电动驱动转移。驱动转移。在混合度上，逐渐提高混合度以实现传统能源在混合度上，逐渐提高混合度以实现传统能源向电气化转化；向电气化转化；在机电耦合方式上，前期主要存在单电机并联、在机电耦合方式上，前期主要存在单电机并联、双电机并联和双电机混联等方案，后期将向插电双电机并联和双电机混联等方案，后期将向插电式方案发展，实现向纯电动方案过渡。式方案发展，实现向纯电动方案过渡。在动力系统结构方面，发动机与电机集成、传在动力系统结构方面，发动机与电机集成、传动系与电机集成将向更高的集成度发展。从而实动系与电机集成将向更高的集成度发展。从而实现向电动化转型。现向电动化转型。我国混合动力汽车基本掌握了混合动力汽车整我国混合动力汽车基本掌握了混合动力汽车整车开发技术。形成了具有自主知识产权的多种结车开发技术。形成了具有自主知识产权的多种结构形式和多种混合度的技术方案，基本突破了国构形式和多种混合度的技术方案，基本突破了国外专利限制。外专利限制。动力电池和电机的技术性能取得较大进展，部动力电池和电机的技术性能取得较大进展，部分满足混合动力整车要求。混合动力汽车成为我分满足混合动力整车要求。混合动力汽车成为我国新能源汽车的主要产品类型，国新能源汽车的主要产品类型，部分企业开始较部分企业开始较大范围的示范运行，部分产品开始进行产业化推大范围的示范运行，部分产品开始进行产业化推广。广。存在一些问题：存在一些问题：除个别整车企业的产品已上市外，大多数企业除个别整车企业的产品已上市外，大多数企业尚处于样车阶段，未经过多轮验证研究，未达到尚处于样车阶段，未经过多轮验证研究，未达到系统优化和批量生产要求。零部件产业链未形成，系统优化和批量生产要求。零部件产业链未形成，关键原材料和电力电子元器件依赖进口。整车和关键原材料和电力电子元器件依赖进口。整车和零部件工程化不足，产品尚处于产业化初期，成零部件工程化不足，产品尚处于产业化初期，成本较高。本较高。第三节第三节 燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车一、燃料电池汽车的基本组成及功用一、燃料电池汽车的基本组成及功用定义：定义：采用采用燃料电池燃料电池作电源的电动汽车称为燃料电池作电源的电动汽车称为燃料电池电动汽车（电动汽车（FCEV）。）。组成组成:燃料电池汽车与普通燃油汽车的区别在于动力燃料电池汽车与普通燃油汽车的区别在于动力系统。其动力系统主要由系统。其动力系统主要由电驱动系统、燃料电池电驱动系统、燃料电池组、动力控制单元、燃料箱、蓄电池（储能装置）组、动力控制单元、燃料箱、蓄电池（储能装置）、功率转换器以及燃料加入口、功率转换器以及燃料加入口等组成。等组成。功用：功用：燃料电池组要向空调系统和电动油泵转向系统燃料电池组要向空调系统和电动油泵转向系统提供电能。燃料电池的电流需要经过专用的大功提供电能。燃料电池的电流需要经过专用的大功率动力率动力DC/DC转换器，将燃料电池的直流电转换转换器，将燃料电池的直流电转换为为稳压稳压的直流电流，经过逆变器转换为的直流电流，经过逆变器转换为交流电交流电输输送给驱动电动机。送给驱动电动机。装配蓄电池组作为辅助电源的功用：装配蓄电池组作为辅助电源的功用：（1）用于）用于FCEV快速起动；快速起动；（2）为控制系统、仪表板、车载电子、照明系统、）为控制系统、仪表板、车载电子、照明系统、信号系统、电气设备等提供低压电源；信号系统、电气设备等提供低压电源；（3）用于储存）用于储存FCEV再生制动时反馈的电能。该再生制动时反馈的电能。该蓄电池也可以用其他储能装置来代替，比如超级蓄电池也可以用其他储能装置来代替，比如超级电容、飞轮储能器等。电容、飞轮储能器等。动力控制单元动力控制单元按照驾驶员的指令决定动力系统按照驾驶员的指令决定动力系统应提供的动力大小，或者进行回收减速以及制动应提供的动力大小，或者进行回收减速以及制动过程的能量。过程的能量。燃料电池组燃料电池组提供能量给电驱动装置使汽车行驶，提供能量给电驱动装置使汽车行驶，或者为了加速和大负荷之用而向蓄电池充电。当或者为了加速和大负荷之用而向蓄电池充电。当汽车行驶所需的动力超过燃料电池的发电能力时，汽车行驶所需的动力超过燃料电池的发电能力时，蓄电池也进行工作，其电流经蓄电池也进行工作，其电流经DC/DC转换器进入转换器进入电驱动装置来驱动汽车行驶。电驱动装置来驱动汽车行驶。二、燃料电池汽车的分类及基本结构二、燃料电池汽车的分类及基本结构1按照驱动型式分类按照驱动型式分类纯燃料电池驱动纯燃料电池驱动混合驱动混合驱动2根据燃料氢的储存方式分类根据燃料氢的储存方式分类压缩氢燃料电池汽车压缩氢燃料电池汽车液氢燃料电池汽车液氢燃料电池汽车合金（碳纳米管）吸附氢燃料电池汽车合金（碳纳米管）吸附氢燃料电池汽车3按照能量来源分类按照能量来源分类车载纯氢车载纯氢燃料重整燃料重整 目前的燃料电池汽车目前的燃料电池汽车主要采用的是混合驱动型主要采用的是混合驱动型式式，即在燃料电池的基础上，增加了一组蓄电池，即在燃料电池的基础上，增加了一组蓄电池或超级电容作为另一个动力源。根据混合式燃料或超级电容作为另一个动力源。根据混合式燃料电池汽车中燃料电池和蓄电池的关系，又可进一电池汽车中燃料电池和蓄电池的关系，又可进一步把燃料电池汽车的动力系统归纳为并联式和串步把燃料电池汽车的动力系统归纳为并联式和串联式两种联式两种。汽车需要的功率主汽车需要的功率主要由燃料电池提供，要由燃料电池提供，蓄电池只是在燃料电蓄电池只是在燃料电池池起动、汽车爬坡和起动、汽车爬坡和加速加速时提供功率，在时提供功率，在汽车制动时回收制动汽车制动时回收制动能量。燃料电池作为能量。燃料电池作为主动力源，蓄电池作主动力源，蓄电池作为辅助动力源，采用为辅助动力源，采用此种混合驱动型式的此种混合驱动型式的电动汽车为功率混合电动汽车为功率混合型燃料电池汽车。型燃料电池汽车。“燃料电池蓄电池燃料电池蓄电池”（FCB）系统降低系统降低了对燃料电池的功率和动态特性的要求，也降低了对燃料电池的功率和动态特性的要求，也降低了燃料电池系统的成本，但驱动系统的重量、体了燃料电池系统的成本，但驱动系统的重量、体积和复杂性增加，从而增加了电池的费用。积和复杂性增加，从而增加了电池的费用。由于由于镍镍-氢电池或锂离子电池氢电池或锂离子电池的比能量及比功的比能量及比功率较高，可以减少蓄电池组的体积和重量，越来率较高，可以减少蓄电池组的体积和重量，越来越多地被用作燃料电池混合动力汽车的蓄电池。越多地被用作燃料电池混合动力汽车的蓄电池。但其价格仍非常昂贵，往往需要但其价格仍非常昂贵，往往需要配备专门的电池配备专门的电池管理系统。管理系统。在电压总线上再在电压总线上再并联一组超级电并联一组超级电容，用于提供加容，用于提供加速的尖峰电流，速的尖峰电流，减轻蓄电池的负减轻蓄电池的负担，延长其使用担，延长其使用寿命。寿命。2根据燃料氢的储存方式分类根据燃料氢的储存方式分类压缩氢燃料电池汽车压缩氢燃料电池汽车液氢燃料电池汽车液氢燃料电池汽车合金（碳纳米管）吸附氢燃料电池汽车合金（碳纳米管）吸附氢燃料电池汽车3按照能量来源分类按照能量来源分类车载纯氢车载纯氢燃料重整燃料重整 重整燃料电池汽车的燃料主要有汽油、天然气、重整燃料电池汽车的燃料主要有汽油、天然气、甲烷、甲醇、液化石油气等。甲烷、甲醇、液化石油气等。目前在大多数的目前在大多数的FCEV上，特别是在燃料电池电上，特别是在燃料电池电动轿车上，仍然是以动轿车上，仍然是以压缩氢气或液化氢气压缩氢气或液化氢气作为燃作为燃料。料。三、燃料电池汽车的应用三、燃料电池汽车的应用1、国外汽车公司开发、国外汽车公司开发的的FCEV（1）美国通用汽车公司）美国通用汽车公司的的HydroGen3“氢动氢动3号号”HCEV（2）日本丰田汽车公司）日本丰田汽车公司的的FCHV-4 SUV（3）日本丰田汽车公司）日本丰田汽车公司的的FCHV-5 SUV2、我国自主开发的、我国自主开发的FCEV（1）北京清能华通科技发）北京清能华通科技发展有限公司等单位的燃料展有限公司等单位的燃料电池大客车电池大客车（2）“楚天楚天1号号”FCEV 其外形尺寸为其外形尺寸为4350mm 1707mm1413mm，轴距为轴距为2760mm，最高车速达，最高车速达103km/h，最大爬，最大爬坡大于坡大于20%。四、燃料电池汽车的特点及发展方向四、燃料电池汽车的特点及发展方向1优点优点（1）热效率高）热效率高 热效率高是燃料电池突出的优点，热效率高意味着用热效率高是燃料电池突出的优点，热效率高意味着用燃料电池的汽车比内燃机汽车更加节能。内燃机汽车燃料电池的汽车比内燃机汽车更加节能。内燃机汽车效率仅为燃料电池汽车的效率仅为燃料电池汽车的l/3。（2）配置灵活、机动性大）配置灵活、机动性大 通常将多个单体电池按使用要求组合，有利于组合成通常将多个单体电池按使用要求组合，有利于组合成不同功率的系列燃料电池组。辅助设备可以充分地利不同功率的系列燃料电池组。辅助设备可以充分地利用汽车上的有效空间，在不同类型用汽车上的有效空间，在不同类型FCEV上灵活地配置。上灵活地配置。（3）无污染或超低污染、无噪声）无污染或超低污染、无噪声 采用以氢气为燃料的燃料电池，其化学反应后所产采用以氢气为燃料的燃料电池，其化学反应后所产出的废物只有水，属于出的废物只有水，属于“零污染零污染”。采用以甲醇或汽油。采用以甲醇或汽油经过重整后产生氢气，也只有极少数的有害气体排放，经过重整后产生氢气，也只有极少数的有害气体排放，为为“超低污染超低污染”，完全可以达到最严格的排放标准的要，完全可以达到最严格的排放标准的要求。燃料电池本身在化学反应过程中没有噪声。求。燃料电池本身在化学反应过程中没有噪声。2缺点缺点（1）燃料电池汽车基本性能有待于提高）燃料电池汽车基本性能有待于提高 燃料电池组的功率密度、隔离板轻量化、离子交换膜的耐燃料电池组的功率密度、隔离板轻量化、离子交换膜的耐高温性、低加湿和不加湿技术等均有待于提高。高温性、低加湿和不加湿技术等均有待于提高。（2）辅助设备复杂）辅助设备复杂 以甲醇或汽油为燃料的以甲醇或汽油为燃料的FCEV，要采取净化装置，增加了，要采取净化装置，增加了结构和工艺的复杂性。结构和工艺的复杂性。（3）制造成本过高）制造成本过高 制造成本过高被认为是燃料电池汽车推广的重大障碍。与制造成本过高被认为是燃料电池汽车推广的重大障碍。与装备充电电池的汽车相比，燃料电池汽车的价格要高很多，装备充电电池的汽车相比，燃料电池汽车的价格要高很多，最大因素是燃料电池的生产成本一直居高不下。最大因素是燃料电池的生产成本一直居高不下。（4）燃料供给体系尚需建设）燃料供给体系尚需建设