鄭佳超， 周建偉， 武穎文， 閆亞林

（杭州職業(yè)技術(shù)學院， 浙江 杭州 310018）

隨著國家對電動汽車發(fā)展的政策支持，電動汽車日益普及，與之相對應的高技術(shù)人才需求量也在逐年增加。在職業(yè)院校實訓基地建設過程中，電動汽車實訓環(huán)節(jié)中安全被放在第一位，由于電動汽車的實訓涉及到高壓電，一不小心就有可能造成人觸電，所以在實際教學過程中除電動汽車整車設備外，還應該著重考慮電動汽車示教裝置，結(jié)合實訓內(nèi)容選擇最佳的實訓設備，所以電動汽車示教裝置的研發(fā)就尤為重要。電動汽車核心技術(shù)為“三電”技術(shù)，即電池技術(shù)、電機技術(shù)、電控技術(shù)，電動汽車電控系統(tǒng)是制約電動汽車發(fā)展的關鍵技術(shù)之一，所以電控系統(tǒng)示教裝置對新能源汽車技術(shù)專業(yè)在實訓環(huán)節(jié)起到很重要的作用。

1 電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置現(xiàn)狀分析

隨著國家對電動汽車的政策支持，電動汽車市場占比大幅增加，電動汽車核心技術(shù)為“三電”技術(shù)，即電池技術(shù)、電機技術(shù)、電控技術(shù)［1］。在職業(yè)院校教學實訓環(huán)節(jié)為了方便各種教學場地，實訓設備應便于移動，同時為防止因“高壓電”而引起意外事故的發(fā)生，電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置應用于教學實訓環(huán)節(jié)勢在必行，研究意義也尤為重要。通過對浙江部分高職院校和中職院校的汽車類專業(yè)實訓基地進行調(diào)研，新能源汽車實訓設備包括混合動力汽車、電動汽車等，還包括一些示教裝置實訓設備，但可模擬電動汽車電控系統(tǒng)工作過程的示教裝置不多。

2 新型電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置設計

2.1 電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置硬件設計

與傳統(tǒng)汽車的控制系統(tǒng)相比，電動汽車電控系統(tǒng)的控制單元數(shù)量與復雜程度高得多［2］。該電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置以單片機控制技術(shù)、汽車電器技術(shù)為基礎，以某一款單片機為核心控制器設計控制電路，整體實現(xiàn)對電動汽車電控系統(tǒng)的工作原理展示。電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置主要由電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輸入電路、輸出電路4大模塊組成。該裝置可以全面展示電動汽車電控系統(tǒng)的工作過程及結(jié)構(gòu)分布，該示教裝置整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2.2 電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置軟件設計

根據(jù)電控系統(tǒng)示教裝置設計的需求，軟件設計在于通過單片機進行編程實現(xiàn)電控系統(tǒng)的控制，基于軟件編程主要實現(xiàn)以下幾項功能。

圖1 新型電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置整體結(jié)構(gòu)框圖

首先將點火開關打到ON擋時，給整車控制系統(tǒng)上電。

1） 照明控制系統(tǒng)

當撥動右轉(zhuǎn)向開關時，前后右邊轉(zhuǎn)向燈閃爍亮起；當撥動左轉(zhuǎn)向開關時，前后左轉(zhuǎn)向燈閃爍亮起；當撥動近光燈開關時，近光燈亮起；當撥動遠光燈開關時，遠光燈亮起［3］；當開關處于遠近光燈中位時，遠近光燈均熄滅；當撥動霧燈開關在ON擋時，前后霧燈亮起；當撥動霧燈開關在OFF擋時，前后霧燈熄滅；當撥動小燈至ON擋時，小燈亮起；當撥至OFF位置，小燈熄滅；當撥動停車燈開光至ON擋時，停車燈亮起；當撥至OFF擋位時，停車燈熄滅；示教裝置的顯示開關主要用于控制動力電池電壓監(jiān)控單元是否在工作狀態(tài)。

2） 智能空調(diào)系統(tǒng)

當撥動冷暖風制冷開關時，制冷片開始制冷，壓縮機開始工作，智能空調(diào)系統(tǒng)模擬空調(diào)制冷系統(tǒng)進行工作；當撥動冷暖風制暖開關時，開始制熱，PTC開始工作，智能空調(diào)系統(tǒng)模擬空調(diào)制暖系統(tǒng)進行工作，同時還具有空氣凈化功能。

3） 擋位控制系統(tǒng)

電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置的擋位控制系統(tǒng)實現(xiàn)換擋功能，當撥動擋位開關至D擋，此時轉(zhuǎn)動車速控制旋鈕可以改變4個車輪的轉(zhuǎn)速，同時在轉(zhuǎn)速表中顯示當前的車速，儀表盤電量表顯示當前動力電池的電量；當撥動擋位開關至倒車擋位R，倒車指示燈開始點亮，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速旋鈕可以改變倒車車速。

4） 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)

示教裝置設有一個轉(zhuǎn)向開關旋鈕，在行駛過程中通過對開關旋鈕操作實現(xiàn)改變示教裝置兩前輪的轉(zhuǎn)向，模擬真實過程中電動汽車的轉(zhuǎn)向控制。

5） 車載顯示系統(tǒng)

示教裝置設計車載顯示系統(tǒng)，在車載顯示系統(tǒng)中可以實時顯示當前的車速、擋位情況以及動力電池的工作電壓等情況，以便駕駛員實時掌握車輛運行狀況，及時調(diào)整車輛狀態(tài)。

6） 電源系統(tǒng)

新型電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置中配有車載充電機，當在電控系統(tǒng)示教裝置需要充電時，向上撥動點火開關到充電擋位，將動力電池與電機驅(qū)動器瞬間斷開，然后動力電池與車載充電機相連，同時將車載充電機電源線連接至市電220V，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)動力電池的充電，在充電過程中動力電池電壓監(jiān)控單元顯示動力電池的充電電壓。電源系統(tǒng)連接框圖如圖2所示。

圖2 電源系統(tǒng)連接框圖

2.3 新型電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置優(yōu)勢

1） 目前高職院校電動汽車實訓設備車型中主要包括吉利、北汽、比亞迪等品牌的整車實訓設備市場占比相對較多，但相關電動汽車子系統(tǒng)的示教裝置比較少，結(jié)合我院與吉利進行校企合作，同時通過對職業(yè)院校實訓設備調(diào)研了解，中職或高職的職業(yè)技能大賽多次以EV300、EV450等車型為比賽車型，很多職業(yè)院校的整車實訓設備包括EV450整車，本示教裝置選擇以EV450車型的電控系統(tǒng)為研究對象，職業(yè)院校對該款車配套的示教裝置需求量相對較大。

2） 新型電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置具有成本低、功能全、體積小、操作簡單、便于移動教學，符合很多職業(yè)院校學生學習的需求，并能很好地展示電動汽車電控系統(tǒng)的工作過程。

3 新型電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置整機調(diào)試

新型電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置布置如圖3所示。其整機調(diào)試的過程如下：給電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置進行充電，然后上電后將開關放置在運行擋，示教裝置控制系統(tǒng)開始初始化，之后接通電源，將車速擋位開關放置在一擋，方向選擇前進或后退，則可以控制車輪的前行和后退；同樣可以通過不同功能開關控制汽車照明與信號系統(tǒng)各個信號，當車輛運行時示教裝置的轉(zhuǎn)速表、電量表結(jié)合實際運行狀態(tài)都有相應的指示數(shù)據(jù)，同時顯示屏將采集數(shù)據(jù)實時準確地顯示，方便以不同形式實時查看檢測的相關數(shù)據(jù)。

4 總結(jié)

新型電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置的電源系統(tǒng)與電驅(qū)控制系統(tǒng)進行電性連接，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、節(jié)約設備成本的優(yōu)點。示教裝置能夠?qū)崿F(xiàn)電動汽車電控系統(tǒng)進行教學演示，讓老師在教學時通過操作示教裝置上實體開關、控制動力電池裝置等，展示電動汽車電控系統(tǒng)的工作原理，實現(xiàn)對其工作過程的掌握學習。新型電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置對相關部門升級電動汽車電控系統(tǒng)有良好的指導意義，同時對于開設相關課程的職業(yè)院校開展電動汽車電控系統(tǒng)實訓可以提升學習效率，保證實訓安全，同時節(jié)約30%的開支經(jīng)費，降低設備成本，總而言之，本示教裝置具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

圖3 新型電動汽車電控系統(tǒng)示教裝置布置圖