新能源汽车培训材料

《新能源汽车节能环保效能评价与维修技术》

高研班培训指导书

河北省人社厅主办

邢台职业技术学院承办

深圳市华兴鼎盛科技有限公司

深圳市华兴鼎盛科技有限公司&天津市电动汽车维修工职业标准制定项目组

2016年11月

前言

深圳市华兴鼎盛科技有限公司是一家致力于以推动中国职业教育事业革新发展为使命的高科技创新服务企业。公司在智能化生产线改造及RFID技术方面有着国内一流的技术研发团队，合作客户包括格力、云南烟草集团等国内知名企业。多年发展积淀的基础上，公司业务扩展到教育领域，始终坚持“以技术服务国家战略，以实业辅助教育发展”的宗旨，以“为客户创造价值”为企业追求的目标，已经为近百所各类职业学校提供了服务和产品，拥有丰富的职业教育服务经验和较成熟先进的服务模式，除提供“技术+产品+服务”一站式的解决方案外，华兴鼎盛更注重在项目建设完成后持续地帮助学校从教学、管理、科研、服务、品牌建设等方面的整体提升。

在国家职教政策的引领下，公司坚持以人为本、科学发展、快速发展。强调服务面向广，更注重服务质量高，聚焦在工业机器人、新能源汽车、物联网方向，为各类职业教育机构提供集“信息化创新教学与管理、专业内涵建设、课程资源建设、实训室建设、软硬件设备、师资培训、岗前培训及其他专项增值服务、就业服务”于一体的综合性教育解决方案。

电动汽车维修工职业标准（新增职业）是天津职业技术师范大学汽车与交通学院电驱动技术研究所李小鹏教授主持，联合天津清源电动车辆有限责任公司共同承担的天津市第六批“职业培训包”开发项目，负责制定各个等级（初级、中级、高级、技师）电动汽车维修工相关标准，每个等级均包括电动汽车维修工职业标准、培训标准、考核标准以及培训场所环境标准，填补国内空白。

为了更好促进新能源汽车应用技术服务职业教育，天津职业技术师范大学的电驱动技术研究所、天津动核芯科技有限公司、天津弘泰恒科技有限公司以及深圳市华兴鼎盛科技有限公司联合成立了新能源汽车应用技术联合研发中心，致力于新能源汽车应用技术研发，以技术服务国家战略和以实业辅助教育为发展思路，秉承天津职业技术师范大学动手动脑全面发展理念。专注于新能源汽车后服务市场培训资源及其相关培训设备研发等，提供“个性化”的新能源汽车培训一体化成套解决方案。

天津市电动汽车维修工标准制定项目组

深圳市华兴鼎盛科技有限公司

2016年8月

目录

目录 ...................................................................................................

1 电动汽车发展趋势与人才培养.......................................................

1.1 电动汽车发展趋势 ..............................................................................................

1.2 新能源汽车维修方向人才培养 ..........................................................................

2 电动汽车概述及其工作原理...........................................................

2.1 电动汽车概述 ......................................................................................................

2.1.1 电动汽车分类及其发展趋势.......................................................................................

2.1.2 纯电动汽车结构以及工作原理...................................................................................

2.1.3 混合动力汽车结构以及工作原理...............................................................................

2.1.4 燃料电池汽车结构以及工作原理...............................................................................

2.2 电动汽车VIN ......................................................................................................

2.3 电动汽车使用与保养 ..........................................................................................

2.3.1 纯电动汽车使用 ..........................................................................................................

2.3.2 纯电动汽车保养 ..........................................................................................................

2.4 电动汽车线束与连接件 ....................................................................................

2.5 电机汽车电动助力转向 ......................................................................................

2.5.1 电动助力转向分类 ......................................................................................................

2.5.2电动助力转向工作原理................................................................................................

2.6 电动汽车制动系统 ..............................................................................................

2.6.1 制动系统原理 ..............................................................................................................

2.6.2 制动系统分类 ..............................................................................................................

2.7 电动空调系统 ....................................................................................................

2.7.1 电动空调基本原理 ......................................................................................................

2.7.2 电动空调故障保护 ......................................................................................................

3 电动汽车维修工高压系统认知实训 ..............................................

3.1安全标志 ...............................................................................................................

3.1.1安全标志分类 ...............................................................................................................

3.1.2安全标志的设置 ...........................................................................................................

3.1.3安全标志的安装位置....................................................................................................

3.1.4安全标志的维护与管理................................................................................................

3.2电动汽车高压系统绝缘 .......................................................................................

3.2.1绝缘相关概念 ...............................................................................................................

3.2.2绝缘监测重要性 ...........................................................................................................

3.2.3电动汽车的触电防护....................................................................................................

3.2.4电动汽车触电防护对设备要求....................................................................................

3.3电动汽车高压安全操作规范 ...............................................................................

3.3.1 高电压的标准定义 ......................................................................................................

3.3.2 遵循高电压安全规范的目的.......................................................................................

3.3.3 人员资质要求 ..............................................................................................................

3.3.4 高电压系统作业安全规范要求...................................................................................

3.3.5电动汽车高电压系统作业规范要求............................................................................

3.4电动汽车高压实训项目 .......................................................................................

3.4.1电动汽车高压零部件认知实训....................................................................................

3.4.2绝缘检测实训项目 .......................................................................................................

3.5电动汽车事故急救措施 .......................................................................................

4 电驱系统认知及其实训...................................................................

4.1 电动汽车电驱动系统认知 ..................................................................................

4.2 电动汽车电机与控制系统介绍 ..........................................................................

4.2.1 有刷直流电机驱动系统认知.......................................................................................

4.2.2 异步电机驱动系统认知...............................................................................................

4.2.3 无刷直流电机驱动系统认知.......................................................................................

4.2.4 开关磁阻电机驱动系统认知.......................................................................................

4.3 电动汽车典型故障及其诊断方法 ......................................................................

4.3.1 高压控制盒故障维修技能实训...................................................................................

4.3.2 电机控制器故障诊断技能实训...................................................................................

4.3.3 电机故障维修技能实训...............................................................................................

5 电动汽车能源系统简介...................................................................

5.1 电动汽车充电系统 ..............................................................................................

5.1.1 电动汽车充电方式 ......................................................................................................

5.1.2 电动汽车充电连接装置...............................................................................................

5.1.3 电动汽车充电设备 ......................................................................................................

5.2 电动汽车能源系统 ..............................................................................................

5.2.1 电池基础知识 ..............................................................................................................

5.2.2 电动汽车用动力电池...................................................................................................

5.2.3 特斯拉电动汽车电池组结构.......................................................................................

5.3 电动汽车电池管理系统 ......................................................................................

6 常用电动汽车维修设备与工具.......................................................

1 电动汽车发展趋势与人才培养

1.1 电动汽车发展趋势

依据《节能与新能源汽车产业规划2011-2020》，经过10年的努力，我国已建立起较为完整的节能与新能源汽车产业体系，掌握了具有自主知识产权的整车和关键零部件核心技术，已具备自主发展能力，整体技术达到了国际先进水平。预计至2020年，新能源汽车累计产销量可达到500万辆，我国节能与新能源汽车产业规模将居世界前列。根据国家产业和能源战略，在2013年9月中央出台的新能源汽车鼓励政策经验的基础上，结合当前环境污染治理的紧迫形势，我国制定了新的电动汽车发展规划、推出了新的一轮鼓励电动汽车发展的补贴政策。财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革等多部门纷纷颁布相关指导文件。

数据来源：拓墣产业研究所

图1.1 新能源汽车市场规模预测

表1.1 已颁布的新能源汽车发展的文件

1.2 新能源汽车维修方向人才培养

目前，制约电动汽车发展的瓶颈主要由三个方面：电池的续航里程、基础充电设施的普及程度以及后服务维修等事宜，三者缺一不可。伴随着国内主要电池研发企业与充电基础设施设备的逐步普及，电动汽车后服务维修人员培养也必须同期进行培训。

图1.2 新能源汽车发展制约因素

电动汽车井喷式的发展模式，将直接导致具有专业技术能力的电动车辆维修技术人

员严重匮乏。电动汽车无论在结构还是工作原理、失效模式、保养作业内容和维修工具、诊断设备都与传统燃料汽车有很大不同。其维修人员的知识结构也发生了很大的改变。电动汽车维修的职业技能训练除了要保留传统汽车维修教学的形式和内容以外，还有加入高压直流电压系统安全作业、电力电子变流技术、电机以及电池等，这些技术都是过去传统汽车维修和汽车运用工程教学大纲不包含的内容，其人才培养模式必须是“学科交叉+理论实践+素质培养”的模式。

图1.3 新能源汽车维修人才素养

人才培养定位：

图1.4 新能源汽车维修人才定位

图1.5 新能源汽车维修人才能力对照表

合理的人才培养体系：

创新创业教育课程体系，要求挖掘和充实各类专业课程的创新创业教育资源，在传授专业知识过程中加强创新创业教育。电动汽车维修专业课程体系建立和教材开发基本过程需要参照如下：

图1.6 新能源汽车维修课程体系建立过程

图1.7 电动汽车电机故障案例

新能源汽车培训室规划及其遵循的基本原则

图1.8 新能源汽车培训室规划

图1.9电动汽车电驱系统实验实训设备安全保护措施

2 电动汽车概述及其工作原理

2.1 电动汽车概述

2.1.1 电动汽车分类及其发展趋势

电动汽车(BEV)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、安全法规各项要求车辆。是一种绿色环保的交通运输工具，采用可再生电能替代式能源。

图2.1 电动汽车定义

纯电动汽车（Battery Electric Vehicle，BEV）由电动机驱动且驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量储存装置。

图2.2（a）BEV电动汽车示意图

混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：1）可消耗的燃料；2）可再充电电能/能量储存装置。

图2.2（b）HEV电动汽车示意图

燃料电池汽车（Electric Vehicle，FCEV），以燃料电池作为动力电源的汽车。

图2.2（c）FCEV电动汽车示意图

表2.1 三者类型电动汽车对比

2.1.2 纯电动汽车结构以及工作原理

典型纯电动汽车主要包括电源系统、驱动电机系统、整车控制器和辅助系统。电源系统主要包括动力电池、电池管理系统、车载充电机及辅助动力源等，电动汽车的运行是依靠动力电池输出电能，通过电机控制器驱动电机运转产生动力，再通过减速机构，将动力传给驱动车轮，使电动汽车行驶。

电动汽车主要部件主要功能如下：

动力电池是电动汽车的动力源，是能量的存储装置；

电池管理系统实时监控动力电池的使用情况；

车载充电机是把电网供电制式转换为对动力电池充电要求的制式；

驱动电机系统主要包括电机控制器和驱动电机；电机控制器是按照整车控制器的指令、驱动电机的转速和电流反馈信号对驱动电机进行控制；

整车控制器根据驾驶员输入的加速踏板和制动踏板的信号，向电机控制器发出指令，对电机进行控制；

辅助系统包括车载信息显示系统、动力转向系统、导航系统等，借助这些辅助设备来提高汽车的操纵性和乘员的舒适性；

图2.3 电动汽车传动原理示意图

图2.3 纯电动汽车的高压系统组成

2.1.3 混合动力汽车结构以及工作原理

通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle,?HEV），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。按动力系统结构分为串联式、并联式和混联式。

图2.4 混合动力汽车分类及其应用车型

在串联式混合动力汽车上，由发动机所带动发电机产生的电能和动力电池输出的电能共同输出到驱动电机来驱动汽车行驶，电力驱动是唯一的驱动模式；并联式混合动力可以采用发动机单独驱动、驱动电机单独驱动或者驱动电机混合驱动；混联式驱动系统

是串联式与并联式的综合，其控制策略是行驶时优先使用纯电动模式；在动力电池的荷电状态降低到一定限值时，切换到混合动力模式下行驶，在混合动力模式，启动和低速时使用串联式系统的发电机发电，驱动电机驱动汽车行驶，在混合动力模式下，启动和低速时使用串联式系统的发电机发电，驱动电机驱动汽车行驶；加速、爬坡、高速时使用并联式系统，主要由发动机驱动汽车行驶。发动机的多余能量可带动发电机发电，给动力电池充电。

丰田普锐斯是一款典型的混联式混合动力汽车，其接结构组成、系统工作原理以及高压电路示意图如下：

图2.5(a) 丰田普锐斯示意图

图2.5(b) 丰田普锐斯系统工作原理图

图2.5(c) 高压电路示意图

2.1.4 燃料电池汽车结构以及工作原理

燃料电池汽车结构示意图如下所示：由高压储氢罐、燃料电池升压器、动力控制单元与驱动电机构成动力系统。

图2.6 燃料电池结构示意图

图2.7 燃料电池工作原理示意图

2.2 电动汽车VIN码

VIN是英文Vehicle Identification Number（车辆识别码）的缩写；车辆识别代号（VIN）按GB16735规定由三部分、共十七位字码位数组成，不能出现空位，如下图所示。其中，第一部分：世界制造厂识别代号（WMI）；第二部分：车辆说明部分（VDS）；第三部分：车辆指示部分（VIS）。

图2.8 车辆识别代号意义

第一部分世界制造厂识别代号（WMI）按GB16737规定由三位数组成，该代号须经过申请、批准和备案。

第二部分车辆说明部分代号（VDS）按GB16735规定，由六位数组成，可以充分反映一种车辆类型的基本特征，新能源汽车VDS码非强制要求，以下是以电动公交车为例进行说明。

图2.9 新能源汽车VDS码解释

第④位字码——新能源种类代码（见表2.1）

表2.1 新能源汽车种类代码

第⑤位字码——新能源功率代码（见表2.2）

表2.2 新能源汽车动力系统功率代码

第⑥位字码——车身长度代码，车身长度代码按表2.3规定。

表2.3 车身长度代码表

第⑦位字码——最大乘员数，最大乘员数代码按表2.4规定

表2.4 最大乘员数代码表

第⑧位字码——最大总质量（kg）（见表2.5）

表2.5 最大总质量代码

车辆说明部分（VDS）最后一位为检验位。检验位可为“0-9”中任一数字或字母“X”。用以核对车辆识别码代号记录的准确性。

车辆指示部分（VIS）是车辆识别代号的第三部分，由八位字码组成。VIS 的第一位字码表示年份。年份代码按表2.6规定使用（30年循环一次）

表2.6 年份代码表

2.3 电动汽车使用与保养

2.3.1 纯电动汽车使用

本节仅论述与传统燃油汽车使用相比不同的部分，具体涉及以下这几个关键部件：

仪表盘、启动开关、档位执行器、车辆充电接口等；

一、仪表盘

电动车的仪表可以显示车辆的实时情况，例如车速、电量、里程等等，如图 2.10所示。具体以北汽EV200为例展开说明。

图2.10(a) 北汽EV200仪表盘

(1)驱动电机功率表

驱动电机功率表显示的是车辆当前的驱动电机功率，0%~100%只是当前驱动电机输出的实际功率与可输出最大功率的比，功率数值越大表明当前车辆动力越强，否则反之。功率表的绿色量程部分表示制动能量回收强度，即指针越靠近表盘底端表示制动能量回收强度越强。

(2)车速表

显示汽车当前速度，指针所指向的数字代表了汽车的当前速度，指针指向范围在0~160km/h。

(3)行车电脑显示屏

行车电脑显示屏可显示多种不同的行车界面，通过按钮A\B调节切换（如图2.10所示），主要显示数字电压、瞬时电耗、数字车速、保养里程、数字电流、平均电耗与驱动电机转速值等。

图2.10(b) 数字电压值图图2.10(c) 数字车速下图显示的为当前动力电池充放电的电流值。正值表示动力电池正在放电，负值表示动力电池正在自充电。0x100r/min表示当前驱动电机的转速。

图2.10(e) 数字电流值图2.10(f) 数字驱动电机转速值下图指示车辆行进时的电耗强度，从中间到两侧电耗依次增强。

图2.10(g) 瞬时耗电

指示车辆行进时的平均耗电量，以kwh/100km为单位，即度/100km，如图所示。车辆刚启动时，显示的电耗可能比较高，随着行车时间越长，平均电耗会趋于稳定。平均电耗可辅佐驾驶员养成良好的行车习惯。

图

2.10(h) 平均电耗

电量表总共被分为十个格，每个格表示10%的电量。当电量剩余三个格时显示为橙色；当电量仅剩一格时，显示的段为红色，此时应尽快就近选择充电桩对车辆进行充电，如图所示。

图2.10(i) 电量表

仪表下端有两个按钮，按钮A和按钮B，如图所示。

按钮A的功能切换如表2.7所示；按钮B的功能切换如表2.8所示：

图2.10(j) 按钮

表2.7 按钮A功能切换

当前显示模式开关按住时间开关放开后显示模式

平均电耗t<2S保养里程

保养里程

t<2S平均电耗

t>10S保养里程复位至10000km

表2.8 按钮B功能切换

车辆统计里程一共分为三种，分别是续航里程、总计里程和小计里程。

续航里程：

续航里程表示车辆当前电量可行驶的距离，仪表显示精度最小为1km如图2.10所示。当续航里程显示为“—”，且能量条消失，可能是以下原因造成的：

1)动力电池剩余电量过低，此时应缓慢行驶，并尽快对车辆进行充电；

2)车辆刚打到0n档时，此时车辆控制器开始计算续航里程，议标会延时几秒后显示当前续航里程。

提示：续航里程会受驾驶方式、天气、温度、行车环境等数据影响。

图2.10(k) 续航里程

总里程和小计里程：

总里程是该车出厂后，开始的一切行驶的累计，不能通过按钮进行清零设置如图所示。总里程数字有效位数达6位，精度为1km。显示范围在0~999999km，当达到最大里程时，会停留在999999km处。

小计里程的数字有效位数达4位，精度为0.1km。显示范围在0~999.9km。达到最