Personbilsteknik
PbT El-, hybrid- och flerbränsleteknik T
El-, hybrid- och flerbränsleteknik T Sven Larsson Anders Ohlsson
Teoretiska övningar
Teoretiska övningar PbT El-, hybrid- och flerbränsleteknik T – Teoretiska övningar
Gymnasieämnet El- och hybridfordonsteknik omfattar två kurser: • El- och hybridfordon 1, 100 poäng • El- och hybridfordon 2, 100 poäng Gymnasieämnet Flerbränslefordonsteknik har en kurs: • Flerbränslefordon, 100 poäng Övningarna i läromedlet utgår från praktiska arbetsmoment. Därför har övningarna både en praktisk del och en teoretisk del. Den praktiska delen görs på utbildningens verkstad eller ute på företag. Den teoretiska delen av övningarna består av instuderingsuppgifter som löses med stöd av faktatexter. PbT El-, hybrid- och flerbränsleteknik T innehåller den teoretiska delen av övningarna för de två kurser som ingår i ämnet El- och hybridfordonsteknik samt kursen Flerbränslefordon i ämnet Flerbränslefordonsteknik. Den praktiska delen av övningarna finns som nedladdningsbara pdf-filer i lärarversionen av det digitala läromedlet PbT Inriktning personbil. Lämpliga tryckta faktaläromedel att använda tillsammans med PbT Reparations- och systemteknik T är: • PbT Elsystem, komponenter och nätverksteknik • PbT Motor och kraftöverföring • PbT Bromsar, kaross och chassi
ISBN 9789151107066
9 789151 107066
51107066.1.1_Omslag.indd 1
2021-06-17 11:32
Innehåll Ämne El- och hybridfordonsteknik
El- och hybridfordon 1............................................................4 1 El som drivmedel 2 Risker vid elarbeten–säkerhetsrutiner 3 Komponenter i el- och hybridbilar 4 Elmaskiner 5 Batterier för eldrift 6 Tekniker för laddning
4 11 19 26 33 39
El- och hybridfordon 2......................................................... 44 1 Frånkoppling, isolationsmätning och återanslutning 2 Konstruktion, funktion och felsökning 3 Batteriers kapacitet och fordons räckvidd 4 Kyl- och värmesystem 5 Service och reparationer
44 49 55 61 70
Ämne Flerbränslefordonsteknik
Flerbränslefordon................................................................. 76 1 Flerbränsle–bensinmotorn 2 Flerbränsle– dieselmotorn 3 Vätgas 4 Avgasrening flerbränslefordon 5 Felsökning och reparation
51107066.1.1_Inlaga.indd 3
76 83 89 94 102
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1
1 El som drivmedel Detta är den teoretiska delen av övning 1 El som drivmedel som ingår i kursen El- och hybridfordon 1. Efter att du har gjort både övningens teoretiska och praktiska del är målsättningen att du ska kunna: Redogöra för:
✔
Utföra:
✔
Dra slutsatser om och utvärdera:
Olika grader av elektrifiering
Bygga upp elektriska komponenter på ett kopplingsbord och undersöka dess funktion
Vilken uppgift olika komponenter har i eldrivna fordon
Begreppen likriktning och växelriktning
Mäta växelspänningar med oscilloskop
Hur elmotorers varvtal regleras
Huvudkomponenters grundläggande funktion vid framdrivning av eldrivna fordon
Mäta växelspännings frekvens
Hur bilens rörelseenergi vid motorbromsning används för att ladda batterier
Identifiera olika kontaktdon som används vid laddning
Mäta storheter för serie- och parallellkopplade batterier
Hur funktionen ePedal kan används under körning
Hur WLTP-tester utförs på el- och hybridbilar samt vad Utility Factor är som används i dessa tester
Utföra praktiska utbildningsmoment på ett sätt som är säkert för dig, för medarbetare och för miljön
Faktorer som styr och begränsar användningen av elektromagnetisk bromsning
✔
Några engelska förkortningar som betecknar el- och hybridbilar
1.1 El som drivmedel 1. I texter om olika typer av bilar används ofta engelska beteckningar och förkortningar. Para samman förkortningarna med rätt beskrivning genom att skriva in siffrorna från högra spalten till vänster. ICE
1. Elbil
BEV FCEV
2. Laddhybrid
HEV PHEV
4. Bil med bränsleceller
3. Förbränningsmotor 5. Elhybrid
2. Vilken elektrisk storhet styr elmaskinens rotationshastighet då den verkar som motor? Spänning Frekvens Ström Pulsförhållande 3. Para samman orden med rätt beskrivning genom att skriva in siffrorna från högra spalten till vänster.
4 51107066.1.1_Inlaga.indd 4
Converter
1. Enhet som växelriktar och likriktar elektrisk spänning
Inverter
2. Enhet som sänker eller höjer elektrisk spänning
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 4. Här mäts spänningen över sex battericeller. Alla battericeller har polspänningen 3,5 volt. Hur stor spänning mäts upp?
+ +
+
+
+
+
5. Bilar med elmaskin kan bromsas genom att bilens rörelseenergi driver elmaskinen som då verkar som generator. Vad kallas denna bromsteknik?
+
–
Reduktans Retardation Rekuperation 6. Hur många högvoltskablar är anslutna till elmaskinens stator då dess lindningar är avsedda för kontinuerlig sinusformad spänning? 1
2
3
4
7. Vad visar respektive bild?
A
Likriktning Växelriktning
B
8. Identifiera komponenterna markerade som A–D i bilden. Inverter HV-batteri
Ombordladdare OBC Elmaskin
A PDM
M
+
BMS
D M HV–
HV+
G
B
9. Diagrammet visar ett diagram över vridmoment/ varvtal för en elmotor och en ICE.
C
Vridmoment Nm 700
a Vilken kurva är typisk för en elmotor? A B
600
b Vad står förkortningen ICE för? Internal Combitech Engine
400
B
300 200
International Combustion Engine
100
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 5
500
Internal Combustion Engine Intens Combustion Engine
A
0 0
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
rpm 12 000
5 2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 10. Här mäts spänningen över sex battericeller. Alla battericeller har polspänningen 3,5 volt. Hur stor spänning mäts upp?
+ +
+
+
+
+
+
11. Med vilket bränsle tankas elbilar som har bränsleceller?
–
Propan Butan Vätgas Metan 12. Här mäts spänningen över sex battericeller. Alla battericeller har polspänningen 3,7 volt. Mellan cell 3 och fyra finns en säkerhetsbrytare som är öppen. Hur stor spänning mäts upp?
+ +
+
+
+
+
+
22,2 V 11,1 V –
0V 3,7 V 13. Skriv in rätt bokstav från bilden framför namnet på kontaktdonet. CEE trefas
A
B
C
D
E
Shuko Typ 2 CCS CEE enfas 14. Hur många högvoltskablar är anslutna till högvoltsbatteriet i en elbil? 1
2
3
4
1.2 El som drivmedel 15. FET-transistorns ledningsförmåga styrs av spänningen mellan gate och source. Para samman anslutningar med rätt bokstav. Gate N-kanal drain Source
B
A C
6 51107066.1.1_Inlaga.indd 6
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 16. Vilken av elmaskinerna är monterad koaxialt med hjulaxeln? A
Elmaskin Elmaskin
B A
B
17. Vilka tre av följande funktioner/komponenter ingår vanligen i en inverter? Växelriktare Likriktare
HV-kontaktorer
Frekvensomriktare
Stator
Rotor Inverter
+ 2
3
4
5
6
Styrenhet
1
18. Identifiera komponenterna A–E i bilden. Inverter/kraftelektronikkretsar HV-batteri AC-kompressor Styrenhet för batterisystem
A
Elmaskin
BMS
M
D
B PDM
E
C
M G
19. Hur styrs elmaskinens varvtal och vridmoment då den verkar som elmotor? Para samman text och storheter genom att skriva in siffrorna från högra spalten till vänster. Varvtal
1. Frekvens
Vridmoment
2. Spänningens amplitud
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 7
7 2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 20. Vilka tre av följande påståenden om State of Charge för ett batteri är korrekta? Är ett mått på polspänning för ett batteri Kan liknas med hur mycket bränsle det finns kvar i tanken på en bil med förbränningsmotor Instrumenteringen visar vanligen inte hela återstående kapaciteten i batteriet Är ett mått på den ström ett batteri kan lämna Är ett mått på den mängd elektrisk energi som finns lagrat i ett batteri 21. Friktionsbromsar som ansätts med hydraulik har varit den dominerande bromstekniken för personbilar under lång tid. Vilka fördelar erbjuder kombinationen med friktionsbromsar och bromsning med hjälp av elmaskiner? 22. Om du jämför egenskaperna som drivmotor mellan elmotorer och förbränningsmotorer, vilka är de viktigaste skillnaderna? 23. Vad heter tekniken då spänning pulsas ut och där pulserna skapar en sinusformad växelspänning så som bilden visar? Redogör också för den grundläggande tekniken bakom funktionen. + Amplitud Tid
+
PWM spänningspulser
Amplitud Tid
24. Redogör för vad en converter har för funktion i ett el- eller hybridfordon.
8 51107066.1.1_Inlaga.indd 8
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 25. Symbolen här varnar för att vissa personer av hälsoskäl inte ska arbeta i närheten av HVkomponenter i el- och hybridbilar. Vad är orsaken? 26. Vad innebär funktionen i el- och hybridbilar som kallas ePedal och hur används funktionen i praktisk körning?
1.3 El som drivmedel 27. Redogör för orsaken till att nedre sinusvågen i bilden har en större amplitud och vilken betydelse denna skillnad har för en elmotors funktion. + Amplitud Tid
+ Amplitud Tid
28. Ge exempel på några faktorer som styr och begränsar användningen av elektromagnetisk bromsning i el- och hybridbilar.
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 9
9 2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 29. Redogör utförligt för hur ett WLTP-test för laddhybrider utförs och vad testet ger information om. 30. Redogör utförligt för begreppet Utility Factor som används i WLTP-tester. 31. Bromspedalen i el- och hybridbilar kan vara mekaniskt frikopplad från det hydrauliska systemet för friktionsbromsarna. Varför har tillverkarna valt att konstruera bromssystemet så?
10 51107066.1.1_Inlaga.indd 10
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1
2 Risker vid elarbeten–säkerhetsrutiner Detta är den teoretiska delen av övning 2 Risker vid elarbeten–säkerhetsrutiner som ingår i kursen El- och hybridfordon 1. Efter att du har gjort både övningens teoretiska och praktiska del är målsättningen att du ska kunna: Redogöra för:
✔
Utföra:
✔
Dra slutsatser om och utvärdera:
Vem som får utföra arbeten i fordons högvoltssystem
Iordningställande av en arbetsplats för frånkoppling av högvoltssystemt inklusive skyddsutrustning, verktyg och mätinstrument
Betydelsen av interlock, pilotledningens funktion
Övre gränsvärde för farlig likspänning
Simulerade mätningar i lågoch högvoltssystem på en övningsstation
Elmotorers egenskaper jämfört med förbränningsmotorer
Övre gränsvärde för farlig växelspänning
Använda verkstadsinformation för att söka upp säkerhetsrutiner för högvoltsarbete för aktuellt fordon
Faran med bränder i litiumbatterier
Rutiner för elarbete i eldrivna fordon
Söka information i digital verkstadsinformation
Faran med kvarvarande spänning i systemen efter frånkoppling
Aktuell branschstandard
Utföra praktiska utbildningsmoment på ett sätt som är säkert för dig, för medarbetare och för miljön
✔
Högvoltskablars uppbyggnad och märkning Livräddning genom HLR
2.1 Risker vid elarbeten–säkerhetsrutiner 1. Vilken funktion har skärmen i de orangefärgade HV-ledningarna? Är ett skydd mot elektromagnetiska störningar Är ett skydd mot elektrisk överbelastning i kabeln Är en reservledare som leder ström om det blir avbrott i den inre ledaren 2. Vilka två värden av svarsalternativen är de övre gränsvärdena för farlig spänning enligt United Nations Economic Commission for Europe? 30 V DC
30 V AC
40 V DC
40 V AC
50 V DC
50 V AC
60 V DC
60 V AC
70 V DC
70 V AC
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 11
11 2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 3. Identifiera de markerade delarna i bilden. Säkerhetsbrytare Servicebrytare 12-voltsledning HV-batteri
Pilotledning Styrenhet batterisystem HV-kontaktor
B BMS
A
M
F
C E D
PDM
G
M G
4. Vilken av dessa symboliska bilder visar en multimeter som mäter spänning? A
A
B
C
B C
5. Genom alla HV-komponenter går en ledning som ofta kallas pilotledning. Vilken spänning används i denna? Hundratals volt AC 12 V DC 12 V AC Hundratals volt DC
12 51107066.1.1_Inlaga.indd 12
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 6. Vilka tre påståenden är korrekta om det bilden visar? 0V Elfel, HV-ledning i kontakt med kaross BMS
M
PDM
G
Metallhölje
M
Anslutning till bilens kaross
G
Elmaskinen och batterihöljet har här olika elektrisk potential Ingen ström drivas mellan personens beröringspunkter. Komponenternas anslutningar till karossen kallas skyddsutjämning Elfelet finns i invertern Multimetern bör visa noll volt Komponenternas anslutningar till karossen kallas skyddsisolering 7. Vad skyddar ett visir huvudsakligen mot när det gäller högvoltsarbeten? Ljusbågar
Stänk av elektrolyt
Ultraviolett strålning
8. Vilket/vilka utbildningskrav ställer biltillverkare och verkstäder vid arbeten i HV-system i eloch hybridbilar? Högvoltsutbildning på de bilmodeller man ska arbeta med Allmän högvoltsutbildning som gäller alla bilmärken Lokal högvoltsutbildning som gäller alla bilmärken 9. Mätinstrument och mätprober delas in i olika säkerhetsklasser beroende på hur hög spänning de kan utsättas för. Vad heter den lägsta säkerhetsklass som får användas vid högvoltsarbeten i hybrid- och elbilar? DOT III
CAT III
SAE III
SÄK III
10. Nästan alla HV-batterier för eldrivna bilar är av typen litiumjon. Bränder i litiumbatterier är mycket svårsläckta. I de fall litiumbatterier självantänder beror detta på en så kallad... termisk rusning strömrusning elektrisk rusning.
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 13
13 2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 11. Högvoltssystem för DC är vanligen … enledarsystem tvåledarsystem. 12. Lågvoltssystem är vanligen … enledarsystem tvåledarsystem. 13. Vid vissa arbetsmoment i HV-system ska skyddshandskar användas. Vilken skyddsklass ska handskarna uppfylla? Klass A Klass 0 Klass B Klass C 14. Efter det att lågvoltsbatteriets minuspol är frånkopplad och pilotledningen är bruten försvinner all spänning omgående i både HV-systemet och i LV-systemet. Sant
Falskt
15. När HLR utförs ska man omväxlande göra inblåsningar och hjärtkompressioner. Hur många inblåsningar respektive kompressioner ska göras på vuxna personer i varje sekvens? Inblåsningar Hjärtkompressioner 16. Vid HLR ska bröstkorgen tryckas ner 5 – 6 centimeter vid kompressionerna. Sant
Falskt
2.2 Risker vid elarbeten–säkerhetsrutiner 17. Vilka tre uppgifter ska skrivas på den skylt som fästs på en bil där högvoltsarbete pågår? Telefonnummer till den som är ansvarig för arbetet Datum för arbetets start Bilens registreringsnummer Den ansvarigas teknikerns personnummer Namn på den person som är ansvarig för arbetet 18. Beräkna de värden som saknas i tabellen för PWM-reglerad spänning. Tillförd systemspänning
14 51107066.1.1_Inlaga.indd 14
Pulsförhållande
Effektivvärde
48 V
25 %
V
120 V
%
60 V
V
20 %
76 V
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 19. Vad heter den myndighet som utfärdar föreskrifter och allmänna råd om vilken elsäkerhet som krävs vid arbete i yrkesmässig verksamhet? Arbetsmiljöverket Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Elsäkerhetsverket 20. Para samman engelska och svenska ord genom att skriva in siffrorna från högerspalten till vänster. Brandsläckare Förregling Brandfilt Demontera Anslutning Effektivvärde
1. Terminal 2. Dismantle 3. Interlock 4. RMS value 5. Fire extinguisher 6. Fire blanket
21. Vilka två av följande påståenden om service- och säkerhetsbrytare i HV-system är korrekta? Servicebrytaren bryter både pilotledning och seriekopplingen mellan batteriets cellgrupper så att spänningen mellan batteriets poler bryts Servicebrytaren bryter endast pilotledningen Säkerhetsbrytaren bryter både pilotledning och seriekopplingen mellan batteriets cellgrupper så att spänningen mellan batteriets poler bryts Säkerhetsbrytaren bryter endast pilotledningen 22. Fyll i luckorna i texten med ord från rutan. Alla ord i ska inte användas. orange röd
metallskärm plastskärm
isolerings elektronik
elektromagnetiska elektrostatiska
HV-kablar i fordon ska vara märkta med
färg för att de ska vara fält som
lätta att känna igen. Ström och spänning ger upphov till
-kretsar och databussar. HV-ledningar har därför en
kan störa
mellan lagren av
-material som hindrar
elektromagnetiska fält att stråla ut från kablarna. 23. Vilka tre påståenden är korrekta om mätinstrumentet på bilden? Det skickar ut en kort puls med hög ström under mätförloppet Det är en megohmeter Det skickar ut en kort puls med hög spänning under mätförloppet Det mäter om någon ström läcker igenom isoleringen under mätförloppet Det är en mega-mätare
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 15
15 2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 24. Vilka tre påståenden är korrekta om HV-kontaktorerna som styrs av BMS? När kontaktorerna är öppna är resten HV-systemet efter batteriet spänningslöst När kontaktorerna är öppna finns spänning mellan HV-batteriets poler Kontaktorerna fungerar endast då 12-voltssystemet är tillgängligt och tändningen är påslagen Kontaktorerna kan endast slutas när tändningen är frånslagen När kontaktorerna är slutna är HV-batteriet spänningslöst Man kan säga att kontaktorerna är huvudbrytarna i HV-systemet 25. Fyll i luckorna i texten med ord från rutan. Alla ord och siffror ska inte användas.
2 5 6 9 revbenen armarna hjärtat
När du utför HLR ska du med raka armar trycka ner bröstkorgen ca centimeter. Du ska känna att så att
till maximalt
fjädrar. Släpp upp helt efter varje gång
kan utvidgas till normal form.
26. Fyll i luckorna i texten med ord från rutan. Alla ord och siffror ska inte användas. Ord kan användas flera gånger.
syre kväve torr kallsvettig puls
Ett allvarligt chocktillstånd gör att kroppens olika delar får för lite
.
Denna typ av chock är livshotande. Tecken på att kroppens olika delar inte får tillräckligt med
är snabb
, blek och
hud, oro och ångest.
27. De flesta elfordon kan laddas från ett vanligt enfasigt skyddsjordat uttag. Redogör för de risker som kan finnas med detta.
16 51107066.1.1_Inlaga.indd 16
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 28. Bilden visar ett batterisystem.
BMS
M
PDM
M G
a Redogör för skillnaden mellan servicebrytarens och säkerhetsbrytarens funktion.
b Redogör för förreglingens funktion. 29. Vid arbete i eldrivna fordons högvoltssystem ställs speciella krav på skyddsutrustning, verktyg och mätinstrument. Redogör för några generella rekommendationer och ange också var du hittar exakta krav på den utrustning som krävs vid ett visst arbete.
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 17
17 2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 30. Bränder i litiumbatterier är mycket svårsläckta. Redogör för några viktiga faktorer som man måste ta hänsyn till vid brand i ett litiumbatteri. 31. Vilken elektrisk komponent orsakar att spänning kan finnas kvar i systemen ett antal minuter efter det att LV-batteriets minuspol är frånkopplad. 32. Redogör för hur högvoltskablar i fordon är konstruerade med tanke på en säker funktion och att det ska vara enkelt att skilja dessa kablar från andra.
2.3 Risker vid elarbeten–säkerhetsrutiner 33. Om inte alla metallhöljen på HV-komponenter är anslutna till varandra via karossen kan man vid arbeten i HV-systemet koppla kablar mellan metallhöljena till bilens kaross. På vilket sätt höjer detta elsäkerheten?
BMS
M
PDM
M G
18 51107066.1.1_Inlaga.indd 18
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 34. Nästan alla högvoltsbatterier för eldrivna bilar är av typen litiumjon som innehåller en brännbar elektrolyt. Redogör utförligt för händelseförloppet, vad som sker, i dessa batterier när de självantänder. 35. Redogör utförligt för syftet med en isolationsmätning av HV-systemet, hur en sådan mätning görs, vilket instrument som används m.m.
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 19
19 2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1
3 Komponenter i el- och hybridbilar Detta är den teoretiska delen av övning 3 Komponenter i el- och hybridbilar som ingår i kursen El- och hybridfordon 1. Efter att du har gjort både övningens teoretiska och praktiska del är målsättningen att du ska kunna: Redogöra för:
✔
Utföra:
✔
Dra slutsatser om och utvärdera:
Vilken uppgift invertern har i el- och hybridfordon
Identifiera huvudkomponenter i ett mildhybridsystem
Högvoltskablars uppbyggnad och skydd
Vilken uppgift DC/DCconvertern har i el- och hybridfordon
Identifiera huvudkomponenter i ett laddhybridsystem
Betydelsen av HV-batteriets egenskaper för fordonets räckvidd
Kraftöverföringens utformning från elmaskin till drivhjul
Identifiera huvudkomponenter i en elbil
Atkinson-principens betydelse för funktionen i en bensinmotor
✔
Beräkna pulsförhållande i en PWM-spänning Söka information i digital verkstadsinformation Utföra praktiska utbildningsmoment på ett sätt som är säkert för dig, för medarbetare och för miljön
3.1 Komponenter i el- och hybridbilar 1. Para samman beskrivning med komponentnamn. Converter BMS Inverter
1. Både växel- och likriktar elektrisk spänning 2. Kan höja eller sänka likspänning 3. Övervakar laddning och urladdning av HV-batteri m.m.
2. Identifiera komponenterna A–H i bilden. Inverter LV-batteri Kontaktdon AC
Ombordladdare OBC Converter Kontaktdon DC och AC
HV-batteri Elmaskin
D C A
PDM
M
+
E B
BMS M HV–
HV+
F
20 51107066.1.1_Inlaga.indd 20
G
H
G
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 3. Vilka tre av följande påståenden är korrekta om invertern? Växelriktar likströmmen från HV-batteriet till 3-fas AC Växelriktar strömmen till elmaskinens rotor Reglerar frekvensen på den likspänning HV-batteriet lämnar Likriktar den inducerade växelspänningen vid rekuperation Reglerar frekvensen på matningsspänningen till elmaskinens stator 4. Vilka fyra av följande påståenden är korrekta om HV-kontaktorerna? Styrkretsarna till kontaktorerna spänningssätts av 12-voltssystemet Man kan säga att kontaktorerna är huvudbrytare i högvoltssystemet När kontaktorerna är slutna är resten av högvoltssystemet efter batteriet spänningslöst Kontaktorerna styrs av BMS Styrkretsarna till kontaktorerna spänningssätts av högvoltssystemet När kontaktorerna är öppna är resten högvoltssystemet efter batteriet spänningslöst Kontaktorerna styrs av OBC 5. I mildhybrider används både 12-volts- och 48-voltssystem. Vilken fördel ger det att använda 48 V i vissa av bilens elsystem? Med 48 V kan man nå samma utvecklad effekt som med 12 V men utan att strömstyrkan ökas i den aktuella kretsen I mildhybrider med två likspänningsnivåer behövs ingen DC/DC-konverter eftersom båda spänningarna är likspänning Den effekt drivmotorn behöver utveckla kan vara lägre när 48 V används 6. Avgör genom att titta på drivaxlarnas placering om elmaskinen är placerad parallellt med drivaxeln eller koaxialt med drivaxeln.
A
B
Koaxial placering Parallell placering 7. Elmaskiner där statorns magnetfält måste rotera med ett annat varvtal än rotorn kallas synkronmaskiner. Sant Falskt 8. Elmaskiner där statorns magnetfält roterar med samma varvtal som rotorn kallas synkronmaskiner. Sant Falskt
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 21
21 2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 9. Bilden visar en Audi mildhybrid. Ange vilken av pilarna A och B som pekar på respektive batteri.
A
B
12-voltsbatteri 48-voltsbatteri 10. Vilka tre påståenden är korrekta om högvoltsbatterier? Batteriet består av ett stort antal battericeller som alla är parallellkopplade Det är möjligt att byta en felaktig battericell i stället för att byta en hel batterimodul Batteriet består av ett stort antal seriekopplade cellgrupper som alla har en ganska låg spänning Det är möjligt att byta en batterimodul i stället för att byta hela batteriet Flera battericeller bildar en cellgrupp 11. Vilka tre påståenden är korrekta om elmaskiner och kraftöverföring som används i elbilar? Elbilar drivs oftast av trefas elmaskiner Elmaskinen ger maximalt vridmoment direkt från start Elmaskinen ger maximal effekt direkt från start Elbilar har vanligen en CVT-växellåda Elbilar har vanligen endast en växel 12. Para samman funktion med komponent genom att skriva in siffrorna i högra spalten till vänster. Converter Inverter
1. Kan sänka eller höja en likspänning 2. Både växelriktar och likriktar elektrisk spänning
13. Para samman texterna genom att skriva in siffrorna i högra spalten till vänster. Lågvoltssystem Högvoltssystem
1. Vanligen enledarsystem 2. Vanligen tvåledarsystem
3.2 Komponenter i el- och hybridbilar 14. Vilka tre påståenden är korrekta om högvoltbatterier av typen litiumjon? De har vanligen en cellspänning på cirka 7,3 V Ur- och uppladdning måste alltid övervakas så att battericellerna inte överhettas eller är alltför kalla De har vanligen en cellspänning på cirka 3,7 V Varje cell är försedd med en PTC-termistor som vid behov begränsar laddningsströmmen Varje cell är försedd med en IGBT-transistor som vid behov begränsar laddningsströmmen
22 51107066.1.1_Inlaga.indd 22
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 15. Bränsleceller kommer troligen bli allt vanligare i framtidens elbilar. Vilka tre påståenden om bränsleceller är korrekta? Elenergin produceras ombord med hjälp av kemiskt bunden energi Avgaserna består endast av koldioxid Avgaserna består av vatten Tankas med syre under högt tryck Energiomvandlingen görs utan någon förbränning 16. Fyll i luckorna i texten med ord från rutan. Alla ord ska inte användas.
isolering läckströmmar beröringsskydd spänningssättas läckresistans megohmmeter voltmeter amperemeter
Mycket höga spänningar ökar risken för
. Högvoltsledningar och som dels
andra komponenter i högvoltssystem måste ha en fullgod är ett
, men även är ett skydd mot att karossdelar kan . Även ledningar som används då bilen laddas ska tåla höga .
spänningar. Ledningarna isolationsförmåga mäts exempelvis med en
17. Vilka fyra påståenden är korrekta om elmaskiner och kraftöverföring som används i elbilar? Statorns roterande magnetfält driver runt rotorn Elbilar har vanligen bara en växel Drivhjulen kan frikopplas från elmaskinen med en koppling Kraftöverföringen innehåller vanligen en reduktionsväxel som minskar varvtalet Kraftöverföringen innehåller vanligen en reduktionsväxel som minskar vridmomentet 18. Fyll i luckorna i texten med ord från rutan. Alla ord ska inte användas.
växelspänning OBC likspänning likriktare växelriktare rectifier converter skarvas OCB
Högvoltsbatterier i elbilar och laddhybrider kan laddas från elnätet som har . Därför måste bilarna ha en ombordladdare som omvandlar elnätets spänning till
. Omvandlingen görs av en
. . Laddningskabeln får
Det engelska ordet för denna komponent är
inte repareras eller skarvas eftersom det kan påverka dess säkerhet och funktion. En engelsk förkortning för ombordladdare är
.
19. En elmaskin med synkron funktion har ofta en permanentmagnetiserad rotor. Sant Falskt
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 23
23 2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 20. Till vad används komponenterna i högra spalten? Para samman funktion och komponent genom att skriva in siffrorna från högra spalten till vänster. Likriktning Temperaturmätning Strömbegränsning
1. PTC-termistor 2. IGBT-transistor 3. NTC-termistor
21. Bilden visar strömkurvorna i de tre fasledningarna till statorlindningarna. Den streckade lodräta linjen ligger exakt där strömmen i fas 1 är som högst med positiv polaritet. Strömmen där rör sig i positiv riktning. Vilka tre påståenden är korrekta om strömmarna i de tre fasledningarna just där den streckade linjen ligger? Summan av strömmarna i fas 2 och 3 är lika stor som strömmen i fas 1
Fas 1
U
Strömmen i fas 2 och 3 har samma riktning Strömmen i fas 2 och 3 har olika riktning
Fas 2
Strömmen i fas 1 och 3 har samma riktning
W
Fas 3
Strömmen i fas 2 och 3 är lika stor
V
22. Vissa hybridfordon simulerar Atkinson-principen i sin bensinmotor. Vilka tre påståenden är korrekta vid en jämförelse av en bensinmotor med Atkinson-funktion och en bensinmotor utan? Fyllnadsgraden i cylindern minskas avsiktligt Inloppsventilen är öppen längre än vanligt under början av kompressionstakten Motorn utvecklar högre effekt Motorn får en högre verkningsgrad Fyllnadsgraden i cylindern ökar 23. Bilden visar en motor i en mildhybrid. Vilken av de markerade komponenterna kan fungera som startmotor i 48-voltssystemet. A B C
C B A
24 51107066.1.1_Inlaga.indd 24
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
2021-06-18 07:54
El- och hybridfordon 1 24. Denna schematiska bild visar ett HV-batterisystem.
A
B
M
BMS
PDM
M G
a Redogör för vad komponent A är och ge exempel på några funktioner den kan ha i en elbil.
b Redogör för vad komponent B har för funktioner i systemet. 25. Redogör för den avgörande skillnaden mellan ett fullhybridsystem och ett mildhybridsystem vad gäller framdrivning. 26. Elhybrider med förbränningsmotor har en funktion som kallas elektrisk boost. Redogör för den funktionen.
Kopiering av detta engångsmaterial är förbjudet enligt lag och gällande avtal.
51107066.1.1_Inlaga.indd 25
25 2021-06-18 07:54
Personbilsteknik
PbT El-, hybrid- och flerbränsleteknik T
El-, hybrid- och flerbränsleteknik T Sven Larsson Anders Ohlsson
Teoretiska övningar
Teoretiska övningar PbT El-, hybrid- och flerbränsleteknik T – Teoretiska övningar
Gymnasieämnet El- och hybridfordonsteknik omfattar två kurser: • El- och hybridfordon 1, 100 poäng • El- och hybridfordon 2, 100 poäng Gymnasieämnet Flerbränslefordonsteknik har en kurs: • Flerbränslefordon, 100 poäng Övningarna i läromedlet utgår från praktiska arbetsmoment. Därför har övningarna både en praktisk del och en teoretisk del. Den praktiska delen görs på utbildningens verkstad eller ute på företag. Den teoretiska delen av övningarna består av instuderingsuppgifter som löses med stöd av faktatexter. PbT El-, hybrid- och flerbränsleteknik T innehåller den teoretiska delen av övningarna för de två kurser som ingår i ämnet El- och hybridfordonsteknik samt kursen Flerbränslefordon i ämnet Flerbränslefordonsteknik. Den praktiska delen av övningarna finns som nedladdningsbara pdf-filer i lärarversionen av det digitala läromedlet PbT Inriktning personbil. Lämpliga tryckta faktaläromedel att använda tillsammans med PbT Reparations- och systemteknik T är: • PbT Elsystem, komponenter och nätverksteknik • PbT Motor och kraftöverföring • PbT Bromsar, kaross och chassi
ISBN 9789151107066
9 789151 107066
51107066.1.1_Omslag.indd 1
2021-06-17 11:32