近年来，新能源汽车在汽车市场所占比重不断攀升，作为新能源汽车的主力车型——纯电动汽车也越来越受到消费者的青睐。纯电动汽车不同于传统汽车依靠发动机提供动力，其主要依靠高压驱动系统来获得动力。高压驱动系统除了为车辆提供动力外，还应有可靠的措施来保证高压电的正常使用并能在紧急时刻迅速切断高压电。由此可见，在纯电动汽车高压驱动系统中，需要更可靠的电工电子技术以保证高压驱动系统的正常工作。
1　纯电动汽车高压驱动系统的结构原理纯电动汽车高压驱动系统主要由高压驱动部件及高压附件组成，高压驱动部件主要由电池系统（包括电池管理系统和动力电池组）、电机管理系统及驱动电机组成；高压附件主要由车载充电机、DC-DC 转换器、电动空调压缩机及P TC等组成。不同车型高压驱动系统的布置形式不同，高压驱动系统的整车动力驱动传递路径主要由电池系统→电机管理系统→驱动电机。当纯电动汽车接收到启动指令时，整车进行自检，在自检通过的情况下接入高压电，动力电池组高压电首先通过直流母线进入电机管理系统，然后通过电机管理系统的变频器将动力电池组输入的高压电转换成三相交流电输入到驱动电机，驱动电机产生旋转磁场带动转子旋转，最后通过固定比的减速器驱动车轮转动。
电池管理系统能够实时监控动力电池组的电压、温度等信息，当整车符合上高压电的条件时，电池管理系统将按照预充继电器吸合→主负继电器吸合→主正继电器吸合→预充继电器断开这一顺序将高压电接入高压驱动系统。电机管理系统中的变频器根据挡位、加速踏板和制动等指令，将电池系统所存储的电
能转化为驱动电机所需的电能，控制车辆的行驶状态或将部分制动能量存储到动力电池，驱动电机在高压驱动系统中不仅可以作为电动机使用，也可作为发电机使用。
2　电工电子技术在纯电动汽车高压驱动系统中的应用
2.1　高压互锁回路
纯电动汽车由于电池系统的电压多为300 V～600 V，在使用中要避免任何原因的高压泄露，多采用高压互锁回路作为高压安全回路。高压互锁回路一般与高压电源并联，在高压互锁的电缆内，当拔下高压连接器时可以直接看到。当整车接收到上电指令时，高压互锁控制器将发出信号，只有每个高压部件的高压互锁回路都正常时，整车才被允许上高压电，若高压互锁回路未监测到这一信号，故障检测仪将会报高压互锁故障。高压互锁回路不仅能够在上电时保证车辆处于安全的状态，当车辆发生碰撞时，整个高压回路也能够在毫秒级的时间内切断高压电，防止因为碰撞导致的高压泄露，对于纯电动汽车来说，高压互锁回路是高压安全的第1道防线。2.2　低压控制电路
纯电动汽车的高压驱动系统是由12 V蓄电池组
电工电子技术在纯电动汽车
高压驱动系统中的应用
福州职业技术学院　林梅彬
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成的低压控制电路进行控制，低压控制电路控制高压回路大大增强了汽车的高压安全。其控制电路主要由预充继电器、主正继电器、主负继电器及电池管理系统等组成。相关继电器一般采用常开继电器，由电池管理系统进行控制，当车辆无上电指令时，所有继电器内部无电流通过，处于常开状态；当车辆接收到上电指令并自检完成时，预充继电器的控制端电压将被电池管理系统拉低，预充继电器吸合；然后主负继电器的控制端电压也将被电池管理系统拉低，主负继电器吸合，此时高压回路中接入高压电；接着主正继电器控制端电压也被电池管理系统拉低，主正继电器吸合，在几乎相同的时间内，控制预充继电器断开，高压电池组将与主正继电器、主负继电器共同形成一个完整的供电回路。
2.3　DC-AC技术
纯电动汽车高压驱动系统需采用DC-AC技术是因为电池系统输入的高压电必须经过变频器进行转换输出三相交流电才能驱动驱动电机转动。目前在纯电动汽车上，DC-AC技术主要采用IGBT功率器件或MOSFET（绝缘栅场效应管）模块。IGBT功率器件即绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型管）和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。MOSFET模块按沟道材料可以分为P沟道和N沟道2种。不管是IGBT功率器件还是MOSFET模块，其主要功能是通过改变相应开关的ON/OFF时间，
将频率切换至所需要的交流频率并得到相应交流电压，其输出电压的大小和频率主要取决于纯电动汽车实际的负载情况。
2.4　AC-DC技术
纯电动汽车高压驱动系统的驱动电机不仅可以作为电机使用，也能作为发电机发电，在汽车制动时，驱动电机的转子作为旋转磁场切割定子绕组，产生电压。在高压驱动系统中，要能保证DC-AC技术和AC-DC技术能够在1个控制回路中不断的切换，往往在IGBT功率器件处并联续流二极管，一方面该续流二极管可以防止IGBT功率器件频繁开启和关闭导致的瞬时电流过大而烧坏功率器件；另一方面当驱动电机处于发电状态时，IGBT功率器件均处于关闭状态，可以把定子三相绕组当做负载，此时控制回路相当于三相桥式整流电路。6个续流二极管组成1对共阴极组和1对共阳极组，在每个瞬间，根据优先导通原则，即共阴极组中阳极电位最高的二极管导通，共阳极组中阴极电位最低的二极管导通，即可将交流电转变为直流电对电池系统进行充电。
2.5　DC-DC技术
纯电动汽车车内的低压电器包括仪表、散热风扇、灯光照明等都是通过12 V蓄电池进行供电，当蓄电池电压不足时，动力电池组的高压电需要采用DC-DC技术转换成低压电为蓄电池及车内低压电器供电。DC-DC转换器可分为隔离型和非隔离型，隔离型即将用电的分支电路与整个电器系统相隔离，形
成一个独立的安全系统；非隔离型结构就相对简单，每个部件都直接相连，能量损失小，工作效率相对较高。DC-DC转换器工作的主要方式是脉宽调制（PWM）方式，将直流电压斩断成具有一定占空比的方波，通过调节方波的占空比来调节电压的大小，占空比为方波导通时间与方波周期的比值，所以方波输出的平均电压等于电池电压乘以占空比，通过改变占空比从而达到直流降压的要求，满足低压蓄电池及车内用电设备的正常使用。
2.6　IGBT技术
纯电动汽车高压驱动系统最为关键的部件是控制电路中的IGBT功率器件，IGBT技术往往关系到纯电动汽车驱动电机的各项性能指标，目前IGBT技术常采用控制电路发出的PWM信号来控制输出电路中上、下2个三极管的导通情况。当输入高电平时，与正压相连的三极管导通，从而驱动IGBT打开；当输入低电平时，与负压相连的三极管导通，从而驱动IGBT关
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闭，这种电路称为被动式驱动电路。IGBT技术具有功率放大、较小二极管反向恢复电流尖峰、工作在安全工作区等优点，因而被广泛应用于纯电动汽车的控制电路。
由于高电压大电流的存在，为了保护IGBT等功率器件不被烧坏，往往在IGBT中增加过流和过压保护电
路。IGBT过流保护电路往往采用比较电压作为参考值，通过比较器比较当前电压与参考电压的大小从而达到控制电路通断的目的；IGBT过压保护电路是为了防止电压超过其额定值而造成击穿损害，通常包含集电极-发射级过压保护和门极-发射极过压保护。
3　结语
由于传统汽车动力系统不涉及高压电，汽车发动机、变速箱等动力系统结构所涉及的电工电子技术往往不用考虑漏电等风险。相比较传统汽车，纯电动汽车中应用的电工电子技术一定以高压电安全为前提，其电工电子技术的先进程度往往影响着汽车的性能，未来汽车技术的比拼也一定是电工电子技术的比拼。
（收稿日期：2022-08-18）
工学结合课程构建了以工作任务为载体的行动导向式教学体系，“工作任务型”课型是其典型、具体的课堂表现形式。本文以中职汽车运用与维修专业为研究着力点，根据企业实际工作流程与优质课实例的融合研究，总结、提炼出符合中职汽车运用与维修专业的“工作任务型”课型结构，为该课型的具体实施排除疑难。
1　“工作任务型”课型研究背景
课型指课的类型，是课堂教学最具有操作性的教学结构和实施程序。在当前职业教育迅猛发展的形势下，中等职业学校均进行了不同程度的改革，形成了各具特的“工作任务型”课型。在工学结合、校企共育的背景下，每个学校的教学环境、软硬件设备、生源和师资等条件的差异，造成对“工作任务型”课型的实施流程存在理解上的悬殊，容易造成教学质量参差不齐、教学效果不高等问题，因此“工作任务型”课型的教学结构的研究分析就显得尤为重要。
“工作任务型”课型是工作过程和学习过程有机融合。中职汽修专业“工作任务型”课型结构的研究将着重在于分析课型结构各要素之间的逻辑关系，总结、提炼具有一定变量的教学结构；同时通过对实例的研究，分析环境变量对该课型的教学结构影响，对实施的具体环节进行优化，建立符合汽修专业实际情况的模型，进一步推进工学结合课程在汽修专业课程上的实施。
基于工学结合的中职汽修“工作任务型”
课型结构的实践与研究
广州市白云行知职业技术学校　廖榕光
电动汽车技术网
广州市黄埔职业技术学校　肖丽红
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