《純電動(dòng)汽車(chē)-動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《純電動(dòng)汽車(chē)-動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、純電動(dòng)汽車(chē)（Electric Vehicle，EV）是采用電動(dòng)機(jī)作為牽引裝置，并應(yīng)用化學(xué)蓄電池組、超級(jí)電容器等蓄能裝置給電動(dòng)機(jī)提供電能。純電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相比有明顯的優(yōu)點(diǎn)，如低能耗、零排放、高效率、低噪聲、運(yùn)行平穩(wěn)等。但是由于蓄能裝置能量密度的限制，導(dǎo)致整車(chē)?yán)m(xù)駛里程較短，再加上充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不健全，因此純電動(dòng)車(chē)適合行駛于路線比較固定、配套設(shè)施較完善的城市區(qū)域。純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電控系統(tǒng)框圖從上圖中可以看出，純電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。其動(dòng)力系統(tǒng)由整車(chē)控制器、電機(jī)控制器、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、動(dòng)力電池、電池管理系統(tǒng)及外接充電控制單元構(gòu)成。純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2、與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別有兩個(gè)方面：一是用電動(dòng)機(jī)、電機(jī)控制器代替內(nèi)燃機(jī)及內(nèi)燃機(jī)控制器；二是用動(dòng)力電池及電池管理系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的燃油箱及供油系統(tǒng)。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)不能將車(chē)輛減速或下坡時(shí)的能量回收，只能將這些能量通過(guò)機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)化成熱量散失掉，而純電動(dòng)汽車(chē)可以利用電機(jī)及電機(jī)控制器的雙向特性將車(chē)輛減速或下坡時(shí)的能量轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來(lái)，以提高能量的使用效率。純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)控制工作原理在驅(qū)動(dòng)車(chē)輛時(shí)，當(dāng)加速踏板需求信息進(jìn)入整車(chē)控制器后，整車(chē)控制器將駕駛員的駕駛意圖轉(zhuǎn)換成對(duì)電機(jī)的扭矩請(qǐng)求發(fā)給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器將控制逆變器的功率輸出來(lái)控制電機(jī)的扭矩或轉(zhuǎn)速輸出，電機(jī)的輸出扭矩通過(guò)車(chē)輛
3、傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛，滿足駕駛員驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的需求。在車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，整車(chē)控制器通過(guò)采集制動(dòng)踏板信號(hào)獲取到駕駛員制動(dòng)需求，根據(jù)整車(chē)制動(dòng)分配控制策略，將部分或全部制動(dòng)需求轉(zhuǎn)化為電機(jī)的發(fā)電請(qǐng)求，電機(jī)控制器將根據(jù)整車(chē)控制器發(fā)出的發(fā)電請(qǐng)求，控制電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)，將車(chē)輛的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存到動(dòng)力電池中，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛制動(dòng)和能量回收的目的。電機(jī)未能回收的部分動(dòng)能將由傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)化成熱能散失掉。能量回收功能可以提高能源的使用效率，延長(zhǎng)整車(chē)的續(xù)駛里程。純電動(dòng)汽車(chē)在動(dòng)力電池能量不足時(shí)需要補(bǔ)充電能，通常有兩種補(bǔ)電方式：一種是用車(chē)載功率較小的充電器，一般情況下充電器功率為26kw，而充電時(shí)間一般為4h以上，這樣的補(bǔ)
4、電方式通常成為“慢充”；另一種是用可以進(jìn)行大功率充電的充電站，將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換成直流電給動(dòng)力電池充電，充電功率可以達(dá)到幾十千瓦，充電時(shí)間一般低于30min，這樣的補(bǔ)電方式通常稱(chēng)為“快充”。慢充適用范圍較廣，如新建了專(zhuān)用慢充充電樁停車(chē)場(chǎng)或配有家用插座的停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)合，用慢充連接線將車(chē)載充電器與電網(wǎng)連接實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)載動(dòng)力電池充電，一般在夜間電網(wǎng)用電低峰時(shí)給車(chē)輛充電成本更低?？斐浞绞街贿m用于提供快充服務(wù)的充電站，快充最大的好處是充電時(shí)間短，缺點(diǎn)是基于目前的動(dòng)力電池技術(shù)條件，快充會(huì)影響動(dòng)力電池的使用壽命。動(dòng)力電池在充放電過(guò)程中，電池管理單元將隨時(shí)監(jiān)控動(dòng)力電池的狀態(tài)，控制充放電過(guò)程，保證動(dòng)力電池健康安全運(yùn)行。
5、另外，在車(chē)輛停車(chē)充電時(shí)，為了車(chē)輛及人身安全，整車(chē)控制器將不相應(yīng)駕駛員駕駛車(chē)輛的需求。在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，輔助子系統(tǒng)將和動(dòng)力系統(tǒng)協(xié)同完成對(duì)包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車(chē)用空調(diào)系統(tǒng)、車(chē)身電子控制系統(tǒng)、底盤(pán)電子控制系統(tǒng)的控制。比如空調(diào)的制熱/制冷、底盤(pán)穩(wěn)定性扭矩干涉、制動(dòng)穩(wěn)定性控制（尤其是制動(dòng)能量回收時(shí)）、低壓能源管理等。常見(jiàn)純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)舉例由于純電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)特性的多樣性，純電動(dòng)汽車(chē)有多種動(dòng)力系統(tǒng)架構(gòu)，如下圖所示（a）無(wú)離合器單擋驅(qū)動(dòng) （b）傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)（c）傳動(dòng)裝置與差速器集成固定擋驅(qū)動(dòng) （d）雙電動(dòng)機(jī)帶軸固定擋驅(qū)動(dòng)（e）雙電動(dòng)機(jī)固定擋直接驅(qū)動(dòng) （f）雙輪轂電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)C-離合器；D：差速器；FG：固定速比
6、減速器；GB：變速器；M：電動(dòng)機(jī)（a）中，電動(dòng)機(jī)、固定速比的變速器和差速器一起，構(gòu)成了純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)。該動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)構(gòu)利用電動(dòng)機(jī)低速階段恒扭矩和大范圍轉(zhuǎn)速變化中所具有的恒功率特性，采用固定速比的減速器替換多速比的減速器；基于這一轉(zhuǎn)換，動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)離合器的要求也降低，從而可以取消離合器；這樣的好處是可以減小機(jī)械傳動(dòng)裝置的體積和質(zhì)量，簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制；但該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是無(wú)法對(duì)變工況下電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)效率進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)為滿足車(chē)輛加速/爬坡和高速工況要求，通常需要選擇較大功率的電動(dòng)機(jī)。（b）中，電動(dòng)機(jī)替代了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)，并與離合器、變速器及差速器一起，構(gòu)成了類(lèi)似傳統(tǒng)車(chē)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)代
7、替內(nèi)燃機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)離合器可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)輪的斷開(kāi)與連接，變速器提供不同的傳動(dòng)比，以變更轉(zhuǎn)速-功率（轉(zhuǎn)矩）曲線匹配載荷的需求，差速器是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)輛兩側(cè)車(chē)輪以不同轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)。（c）中，電動(dòng)機(jī)、固定速比的減速器和差速器進(jìn)一步集成，甚至可以組合成單個(gè)部件，與車(chē)輪相連的半軸直接與該組合體相連，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步簡(jiǎn)化和小型化。在目前的純電動(dòng)汽車(chē)中是最為常見(jiàn)的一種驅(qū)動(dòng)形式。（d）中，機(jī)械差速器被取消，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛是靠?jī)蓚€(gè)電動(dòng)機(jī)分別通過(guò)固定速比減速器驅(qū)動(dòng)各自側(cè)的車(chē)輪，在車(chē)子轉(zhuǎn)彎時(shí)，靠電子差速器控制電動(dòng)機(jī)以不同轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛正常轉(zhuǎn)彎。（e）中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和固定速比的行星齒輪減速器被安裝在車(chē)輪中，這
8、種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可以稱(chēng)為輪式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這樣可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中行星齒輪減速器的主要作用是降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速并增大電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。（f）中，完全舍棄了電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間的機(jī)械連接裝置，用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制等價(jià)于輪速控制，即車(chē)速控制。這樣的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)電動(dòng)機(jī)提出了特殊要求，如車(chē)輛在加速或減速時(shí)要具有高轉(zhuǎn)矩特性，這樣的電動(dòng)機(jī)一般選用低速外轉(zhuǎn)子型電動(dòng)機(jī)。純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)基本功能除了具有混合動(dòng)力汽車(chē)系統(tǒng)的主要功能如純電動(dòng)爬行、駕駛員意圖識(shí)別、智能熱管理、低壓智能充電及整車(chē)高壓上下電管理外，純電動(dòng)汽車(chē)還有如下特有功能。 外接智能充電功能車(chē)載充電功能（慢充）是使用車(chē)載充電器對(duì)動(dòng)
9、力電池進(jìn)行充電。充電過(guò)程中，電池管理系統(tǒng)將根據(jù)充電器狀態(tài)信息與電池狀態(tài)信息，如電壓、溫度、高壓安全狀態(tài)等，對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控管理。先進(jìn)的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)還可以在充電過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)電芯的平衡管理，以保證電芯的一致性。快充功能是利用充電站對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行直流充電。根據(jù)國(guó)標(biāo)定義，進(jìn)行快充的充電流程需要包括四個(gè)階段：握手階段、配置階段、充電階段和充電結(jié)束階段。與車(chē)載充電器充電過(guò)程不同的是快充過(guò)程將由充電站和電池管理系統(tǒng)共同管理。 故障診斷功能在純電動(dòng)汽車(chē)工作的整個(gè)過(guò)程中，都將對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的各種故障進(jìn)行診斷，如電機(jī)故障、電池故障、高壓安全故障、DC-DC故障等，且根據(jù)故障狀態(tài)確定動(dòng)力系統(tǒng)的合理相應(yīng)行為，以保證動(dòng)力系統(tǒng)合理、安全地運(yùn)行。 輔助功能純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)還支持整車(chē)其他與動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)的輔助子系統(tǒng)，如根據(jù)動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)輸出對(duì)空調(diào)系統(tǒng)電動(dòng)壓縮機(jī)（EAC）和電機(jī)熱器的限制，向儀表提供動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)信息，響應(yīng)電子穩(wěn)定程序（ESP）扭矩干涉請(qǐng)求，給電子駐車(chē)制動(dòng)（EPB）和電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）提供動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)信息等。
純電動(dòng)汽車(chē)-動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
