3.1 汽车电驱系统的组成（课件）《汽车结构》（劳保版）同步精品课堂

3.1 汽车电驱系统 《汽车结构》（劳保版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 学习 目标 认识汽车电驱系统的组成 掌握汽车电驱系统各部分的作用 认识混合动力汽车的分类 掌握不同类型混合动力汽车的特点 新知学习 情景导入 同学们，想象一下：当你驾驶一辆新能源汽车穿梭在城市街道，踩下加速踏板时，车辆瞬间迸发的动力从何而来？今天我们将走进汽车电驱系统的神秘世界 —— 它就像汽车的 "心脏"，由动力电池、驱动电机、电控系统共同组成。再看马路上的混动汽车：有的无需外接充电却能省油，有的既能加油又能插电续航，还有的靠 "增程器" 发电驱动车轮。它们如何实现 "油电协同"？带着这些疑问，让我们拆解电驱系统的技术密码，探索新能源汽车如何用科技重新定义出行！ 新知学习 如图 3-1所示，汽车电驱系统的组成包括动力电池、驱动电机、电控系统等。根据采取的驱动方案不同，有部分保留了发动机，有部分没有发动机采用纯电能驱动。 一、知识链接 新知学习 驱动电机是汽车电驱系统三大核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆的动力性、经济性和舒适性。电动汽车一般采用三相交流同步电机。 二、驱动电机 新知学习 新知学习 二、驱动电机 新知学习 01 相比感应电机体积减少30%，功率密度可达3.5kW/kg以上，有效降低整车重量，但高温环境下存在退磁风险需配合液冷系统。 轻量化设计 03 通过矢量控制技术实现0.1ms级动态响应，低速时扭矩输出稳定，特别适合城市拥堵路况，配合电控系统可精确调节扭矩分配。 精准控制能力 02 采用稀土永磁材料（如钕铁硼）作为转子励磁源，无需额外励磁电流，效率可达95%以上，显著提升续航里程，是比亚迪、特斯拉等品牌经济型车型的首选方案。 高效率特性 分类： 1.永磁同步电机（家用车主流） 新知学习 二、驱动电机 新知学习 01 材料不含稀土元素，制造成本比永磁电机低20%，适合中高端车型批量应用，但需要更复杂的逆变器控制算法。 成本优势明显 03 工作温度范围-40℃至150℃，无永磁体退磁风险，适合极端工况，但部分负载区间效率仅85%需配合智能能量回收系统。 强环境适应性 02 采用电磁感应原理，转子无需永磁体，最高转速可达15000rpm以上，特斯拉Model S Plaid版搭载三电机系统实现1020马力输出。 极限性能表现 分类： 2.交流感应电机（高性能车型） 新知学习 二、驱动电机 新知学习 01 启动扭矩可达额定值3倍，曾应用于工程车辆，但最高效率仅82%且体积庞大，现代车型已被淘汰。 低转速高扭矩 03 换向过程产生火花导致能量损失，运行噪音达75dB以上，不符合新能源汽车NVH标准，目前仅保留在部分特种车辆中。 电能损耗问题 02 采用机械换向器结构，控制电路仅需PWM调压，早期北汽EV150等车型采用该技术，维修便利但电刷每5万公里需更换。 结构简单可靠 分类： 3.直流电机（早期技术） 在汽车电驱系统中提供动力源的装置称为动力电池，如图3-3所示。动力电池的作用是接收和储存由车载充电器、发电机、制动能量回收装置或外置充电装置提供的高压直流电，并且为电动汽车提供高压直流电。动力电池是汽车电驱系统的核心部件之一，价格相对较高，其性能直接决定了车辆的实际价值。 三、动力电池 新知学习 电控系统是新能源汽车的核心，负责在整车行驶过程中接收来自驾驶员的各项操作指令并诊断、分析整车及部件状态，向各个部件控制器发送控制指令，使整车按照驾驶员的预期安全行驶。电控系统的主要功能有工况识别、整车能量管理、制动能量回收控制、电机转矩控制电动辅助部件控制(电动助力转向、电动空调、电动暖风、电动真空泵)、故障诊断、系统安全监控等。 四、电控系统 新知学习 混合动力汽车是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功能依据实际的车辆行驶状态由各个驱动系统单独或共同提供。 通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。 五、混合动力汽车 新知学习 1.普通油电混合动力汽车 普通油电混合动力汽车一般指由燃油和电池提供能源，燃油发动机和电动机共同提供动力的车辆，其主要由发动机、发电机、蓄电池、逆变器、电动机、行星齿轮机构等组成如图 3-5所示。 五、混合动力汽车 新知学习 这种车型的电池容量较小，不提供充电接口， 电池通过回收汽车运行过程中的能量进行充 电；其电动机功率也不大，在起步和加速等 场景时，电动机会辅助燃油发动机提供动力， 可有效弥补发动机低转速扭矩力不足的弱点，在起步和加速过程中的整体效率得到提升，使车辆整体油耗显著下降。 五、混合动力汽车 新知学习 2.插电式混合动力汽车 插电式混合动力汽车相比普通油电混合动力汽车多了充电插口，由电池和燃油提供能量。插电式混合动力汽车由汽油发电机、锂离子电池、驱动电机、充电接口等组成，如图 3-6所示。 五、混合动力汽车 新知学习 不同汽车厂商在插电式混合动力汽车上对于电池的容量、电动机的数量、电动机的功率配置有较大差异，也形成了不同的整车风格和特点。这类车型可以通过驱动电机、燃油机的介入算法形成多种驱动组合，比如纯电动模式、纯燃油机模式、电动机加燃油机混合模式等。另外，插电式混合动力汽车在电量充足时，可以以纯电动方式行驶，节能减排还能降低用车成本;在电量不足时，以燃油提供动力，远行也无忧。 五、混合动力汽车 新知学习 3.增程式混合动力汽车 增程式混合动力汽车是用发电机发电， 用电动机驱动的车辆，其主要由内燃 机、发动机、蓄电池、电动机、驱动轮 等组成，如图3-7所示。当电池组电量充足时，采用纯电动模式行驶；当电量不足时，发动机启动，带动发电机为动力电池充电，提供电动机运行的电力(即增程模式)。由于具有插混的外接充电优势，增程式混合动力汽车的纯电动续航里程也较长。 五、混合动力汽车 新知学习 随堂练习 01 增程式混合动力汽车的动力来源是什么？请简要说明其工作原理。 列举插电式混合动力汽车的两种典型应用场景。 02 课堂练习 1.下列哪种混合动力汽车在纯电模式下续航里程通常较长？（ ）​ A. 普通油电混合动力汽车​ B. 插电式混合动力汽车​ C. 增程式混合动力汽车​ D. 三种类型续航里程一样 答案：B​ 解析：插电式混合动力汽车的动力电池容量较大，且可外接电源充电，所以在纯电模式下的续航里程通常比普通油电混合动力汽车和增程式混合动力汽车更长，所以选 B。 课堂练习 2.汽车电驱系统中，负责将直流电转换为适合驱动电机使用的交流电的部件是（ ）。​ A. 动力电池​ B. 驱动电机​ C. 逆变器​ D. 充电器 答案：C​ 解析：逆变器是电控系统的重要组成部分，它的作用是将动力电池输出的直流电转换为适合驱动电机使用的交流电，从而驱动电机运转，所以选 C。 课堂练习 3.以下关于混合动力汽车的说法，错误的是（ ）。​ A. 可以降低燃油消耗​ B. 减少尾气排放​ C. 制造成本比传统燃油汽车低​ D. 具有更好的燃油经济性 答案：C​ 解析：混合动力汽车由于增加了电驱系统等部件，其制造成本通常比传统燃油汽车高，不过它可以降低燃油消耗、减少尾气排放，具有更好的燃油经济性，所以选 C。 课堂练习 4.插电式混合动力汽车的动力电池充电方式不包括（ ）。​ A. 通过家用电源充电​ B. 通过专用充电桩充电​ C. 行驶过程中燃油发动机充电​ D. 通过太阳能板充电 答案：D​ 解析：插电式混合动力汽车的动力电池可以通过家用电源、专用充电桩充电，在行驶过程中也能利用燃油发动机工作进行充电，但一般不通过太阳能板充电，所以选 D。 课堂练习 5.电控系统在汽车电驱系统中不负责（ ）。​ A. 调节驱动电机的转速​ B. 管理动力电池的充放电​ C. 为汽车提供动力​ D. 监测电驱系统的工作状态 答案：C​ 解析：电控系统主要负责调节驱动电机的转速、管理动力电池的充放电以及监测电驱系统的工作状态，为汽车提供动力的是驱动电机，所以选 C。 课堂练习 6.驱动电机在汽车电驱系统中的作用是（ ）。​ A. 储存电能​ B. 将电能转化为机械能​ C. 控制电流大小​ D. 监测电池状态 答案：B​ 解析：驱动电机的主要作用是将动力电池提供的电能转化为机械能，驱动汽车行驶，A 选项储存电能是动力电池的功能，C 选项控制电流大小是电控系统的部分功能，D 选项监测电池状态也不属于驱动电机的作用，所以选 B。 课堂练习 7.以下关于动力电池的说法，正确的是（ ）。​ A. 只能为汽车提供短暂的电力​ B. 容量大小不影响汽车的续航里程​ C. 是汽车电驱系统的能量来源​ D. 不需要进行维护 答案：C​ 解析：动力电池是汽车电驱系统的能量来源，能持续为汽车提供电力，其容量大小直接影响汽车的续航里程，且需要定期进行维护保养，所以选 C。 课堂练习 8.汽车电驱系统的核心部件不包括以下哪一项？（ ）​ A. 动力电池​ B. 驱动电机​ C. 燃油发动机​ D. 电控系统 答案：C​ 解析：汽车电驱系统主要由动力电池、驱动电机和电控系统组成，燃油发动机不属于电驱系统的组成部分，所以选 C。 课堂小结 感谢观看 $$