《新能源汽車結構與原理》項目五電動輔助系統05項目五電動輔助系統

電動輔助系統任務一電動助力轉向系統任務二電動制動系統任務四照明與信號系統任務三空調系統任務一電動助力轉向系統學習目標1.理解電動汽車電動助力轉向系統的特點；2.了解電動汽車電動助力轉向系統的分類；3.了解電動汽車電動助力轉向系統的結構：4.能夠正確描述電動汽車電動助力轉向系統的工作原理。一、助力轉向系統概述

助力轉向系統分為機械轉向系統、液壓助力轉向系統、電控液壓助力轉向系統、電動助力轉向系統、線控轉向系統。1.液壓助力轉向系統（HPS）液壓助力轉向系統采用液壓伺服控制方式構成的液壓控制系統，主要由V型傳動皮帶、壓力流量控制閥體、油管、動力缸、轉向助力泵、轉向柱、轉向傳動軸、儲油罐等部件構成。任務一電動助力轉向系統一、助力轉向系統概述（1）液壓助力轉向系統優點1）采用機械部件連接，操控精準，路感直接，信息反饋豐富；2）液壓泵由發動機驅動，轉向動力充沛，技術成熟，可靠性高，平均制造成本低。（2）液壓助力轉向系統缺點1）低速大轉向轉彎時比較沉；2）依靠發動機動力來驅動油泵，能耗比較高；3）液壓系統的管路結構非常復雜，油路經常保持高壓狀態，使用壽命受到影響。任務一電動助力轉向系統一、助力轉向系統概述2.電控液壓助力轉向系統（EHPS）電控液壓助力系統（EHPS）的主要由儲油罐、控制單元、電動泵、轉向機構、助力轉向傳感器等構成。任務一電動助力轉向系統一、助力轉向系統概述（1）電控液壓助力系統優點采用電動液壓泵,低速輸出大扭矩，高速輸出小扭矩。（2）電控液壓助力系統缺點結構復雜、不便于安裝維修及檢測、造價較高，無法克服液壓系統的缺點，如滲油問題、低溫工作性能。任務一電動助力轉向系統一、助力轉向系統概述3.電動助力轉向系統（EPS）電動助力轉向系統（EPS）是一種直接依靠電動機提供輔助轉矩的動力轉向系統，可以根據不同的使用工況控制電動機提供不同的動力，實現轉向助力隨車速的變化而變化，且僅在需要轉向的時候提供轉向動力，降低燃油消耗率，且轉向更加輕便。任務一電動助力轉向系統一、助力轉向系統概述（1）電動助力轉向系統優點1）結構簡單；2）降低油耗；3）噪聲小；4）助力效果好；5）實現轉向系統主動回正；6）環保性好；（2）電動助力轉向系統缺點成本高、結構復雜維修難。任務一電動助力轉向系統二、電動助力轉向系統的結構1.電動助力轉向系統（EPS）的分類電動助力轉向系統（EPS）根據電機驅動部位和機械結構的不同，可將電動助力轉向系統（EPS）分為轉向軸助力式、齒輪助力式和齒條助力式。任務一電動助力轉向系統二、電動助力轉向系統的結構2.電動助力轉向系統（EPS）的結構電動助力轉向系統（EPS）直接依靠電動機提供輔助轉向動力。EPS主要由轉矩傳感器、轉角傳感器、車速傳感器、電動機、電磁離合器、減速機構、電子控制單元（ECU）等組成。任務一電動助力轉向系統二、電動助力轉向系統的結構（1）轉矩傳感器轉矩傳感器用于檢測作用于轉向盤上扭矩信號的大小與方向。接觸式扭桿電位計傳感器是在轉向軸位置加一根扭桿，通過扭桿檢測輸入軸與輸出軸的相對扭轉位移，并將這種扭轉變化輸入給ECU。任務一電動助力轉向系統二、電動助力轉向系統的結構（2）電動機EPS一般常采用直流無刷永磁電動機,無刷永磁電動機具有無激磁損耗、效率較高、體積較小等特點。（3）電磁離合器電磁離合器可以保證電動助力只在預定的范圍內起作用。當車速、電流超過限定的最大值或轉向系統發生故障時，離合器便自動切斷電動機動力，恢復手動控制轉向。任務一電動助力轉向系統二、電動助力轉向系統的結構（4）減速機構減速機構用來增大電動機傳遞給轉向器的轉矩。任務一電動助力轉向系統三、電動助力轉向系統的工作原理

電動式EPS以直流電動機作為助力源，電子控制單元根據車速和轉向參數控制電動機通電電流強度，調節加力電動機工作力矩，進而控制轉向助力強度。電動式EPS的助力作用受電腦控制，在低速轉向時的助力作用最強，隨著車速的升高助力作用逐漸減弱。現以奧迪雙小齒輪電動助力轉向系統為例分析轉向過程。任務一電動助力轉向系統三、電動助力轉向系統的工作原理

1.工作原理（1）司機轉動方向盤時，轉向助力過程就開始了。（2）方向盤上作用的轉動力矩使得轉向機中的扭力桿發生扭轉。轉向力矩傳感器檢測到這個扭轉量，并將測得的轉向力矩通知控制單元。（3）轉向角傳感器送來實際轉向角信息；轉子轉速傳感器送來實際轉向速度信息。（4）控制單元根據下列因素來確定出所需要的助力力矩并操縱電機來工作：轉向力矩、車速、發動機轉速、轉向角、轉向速度以及控制單元內存儲的特性曲線。（5）轉向助力是由第二個小齒輪來完成的，該小齒輪按平行于齒條方向傳力，它由一個電機來驅動。該電機通過蝸輪蝸桿機構和一個驅動小齒輪咬合在齒條上，并傳遞轉向所需要的輔助力。（6）方向盤上的轉向力矩和助力力矩的和就是轉向機上用于驅動齒條的力矩。任務一電動助力轉向系統三、電動助力轉向系統的工作原理

2.停車時的轉向過程（1）在停車時，司機用力轉動方向盤。（2）扭力桿發生扭轉，轉向力矩傳感器檢測到這個扭轉量，將這個信息通知控制單元（現在有一個很大的轉向力矩作用在方向盤上）。（3）轉向角傳感器送來較大的轉向角信息；電機轉子轉速傳感器送來實際轉向速度信息。（4）控制單元根據下列因素來確定出需要較大的助力力矩并操縱電機來工作：較大的轉向力矩、車速為0km/h、發動機轉速、較大轉向角、轉向速度以及控制單元內存儲的用于車速為0km/h的特性曲線。（5）于是在停車時，第二個小齒輪按平行于齒條方向傳遞最大的輔助力。（6）方向盤上的轉向力矩和這個最大的助力力矩的和就是停車時轉向機上用于驅動齒條的力矩。任務一電動助力轉向系統三、電動助力轉向系統的工作原理

3.城市道路行駛的轉向過程（1）在城市行駛中遇彎道時司機轉動方向盤。（2）扭力桿發生扭轉，轉向力矩傳感器檢測到這個扭轉量，將這個信息通知控制單元（現在有一個中等的轉向力矩作用在方向盤上）。（3）轉向角傳感器送來中等速度的轉向角信息；電機轉子轉速傳感器送來實際轉向速度信息。（4）控制單元根據下列因素來確定出需要中等的助力力矩并操縱電機來工作：中等的轉向力矩、車速為50km/h、發動機轉速、中等轉向角、轉向速度以及控制單元內存儲的用于車速為50km/h的特性曲線。（5）于是在轉彎時，第二個小齒輪按平行于齒條方向傳遞中等的輔助力。（6）方向盤上的轉向力矩和這個中等助力力矩的和就是城市道路轉彎時轉向機上用于驅動齒條的力矩。任務一電動助力轉向系統三、電動助力轉向系統的工作原理4.高速公路行駛的轉向過程（1）在變道時司機輕輕轉動方向盤。（2）扭力桿發生扭轉，轉向力矩傳感器檢測到這個扭轉量，將這個信息通知控制單元（現在有一個很小的轉向力矩作用在方向盤上）。（3）轉向角傳感器送來很小的轉向角信息；轉子轉速傳感器送來實際轉向速度信息。（4）控制單元根據下列因素來確定出需要很小的助力力矩或者根本不需要助力力矩并操縱電機來工作：很小的轉向力矩、車速為100km/h、發動機轉速、很小的轉向角、轉向速度以及控制單元內存儲的用于車速為100km/h的特性曲線。（5）于是在高速