2第二章純電動汽車

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1、純電動汽車 純電動汽車主要采用的是電力驅(qū)動的汽車，直接采用電機驅(qū)動。這類車型在電動機傳動方面已經(jīng)沒有什么難度，百年前人類就掌握了這項技術(shù)。難點主要是電力儲存技術(shù)電池技術(shù)。目前的電池存儲的能量最多只能供車輛續(xù)航300km左右，與傳統(tǒng)汽車至少500-600km的續(xù)航能力還相差比較多。所以純電動車現(xiàn)在只適合在城市內(nèi)駕駛，不適合長途旅行。純電動車的電池主要要求：低成本低成本、高容量高容量、高安全高安全和和低質(zhì)量（重量）低質(zhì)量（重量）四個要求，現(xiàn)在普遍看好的氫鎳電池，鐵電池，鋰離子和鋰聚合物電池。純電動汽車的結(jié)構(gòu)原理純電動汽車的結(jié)構(gòu)原理 純電動汽車的結(jié)構(gòu) 純電動汽車主要由電力驅(qū)動控制系統(tǒng)、底盤、車身和輔

2、助系統(tǒng)等部分組成。 純電動汽車驅(qū)動路線純電動汽車前后驅(qū)動電動汽車前后驅(qū)動電動汽車純電動汽車是以電池為儲能單元，以電動機為驅(qū)動系統(tǒng)車輛。動力系統(tǒng)主要由動力蓄電池、驅(qū)動電動動力蓄電池、驅(qū)動電動機機組成，從電網(wǎng)取電或更換蓄電池獲得電力。純電動汽車的特點是結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)工藝相對成熟，缺點是充電速度慢，續(xù)駛里程短。適合于行駛路線相對固定、有條件進行長時間充電的車輛。作為解決石油資源匱乏問題和汽車對環(huán)境污染問題的最佳方案之一，純電動汽車已被世界各國重點關(guān)注，純電動汽車在美國、德國、日本等國家已有了較大的發(fā)展。電動汽車性能日益完善的一個重要標志就是電動汽車的商品化。世界各國很多大的汽車公司都推出了自己的

3、產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在最高時速、加速性能、駕駛安全性和舒適性等方面已接近燃油氣車水平。純電動汽車純電動汽車純電動汽車純電動汽車純電動汽車的類型和典型車型純電動汽車的類型和典型車型一、純電動汽車的分類 按用途分類 1、純電動轎車帝豪EV300純電動汽車純電動汽車特斯拉純電動貨車2、純電動貨車純電動貨車純電動貨車3、純電動客車、純電動客車純電動公交車按車載電源數(shù)不同分類按車載電源數(shù)不同分類 按車載電源數(shù)不同，純電動汽車可分為單電源電動汽車和蓄電池加輔助蓄能裝置的多電源電動汽車兩種。 1)單電源電動汽車單電源電動汽車 單電源電動機汽車上的主電源就是蓄電池，有鉛酸電池、鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池鎳氫電池

4、、鋰離子電池等多種。這種純電動汽車的結(jié)構(gòu)較為簡單，控制也比較簡便。主要缺點主要缺點：主電源瞬時輸出功率容易受蓄電池性能的影響；制動能量的回饋效率也會制約于蓄電池的最大可接受電流及蓄電池的荷電狀態(tài)。 2)多電源電動汽車多電源電動汽車 多電源電動汽車采用蓄電池+超級電容或蓄電池+飛輪電池的電源組合，可以降低對蓄電池容量、比能量、比功率等的要求。在汽車起步、加速、爬坡等行駛工況下，輔助蓄能裝置(超級電容、飛輪電池)可短時間內(nèi)輸出大功率，協(xié)助蓄電池供電，使電動汽車的動力性大為提高；在汽車制動時，則利用輔助蓄能裝置可接受大電流充電的特點，提高制動能量回饋的效率。按驅(qū)動系統(tǒng)組成和布置形式分類按驅(qū)動系統(tǒng)組成

5、和布置形式分類 按電力驅(qū)動子系統(tǒng)的組成和布置形式不同，純電動汽車分為機械傳動型、無變速器型、無差速器型和電動輪型四種類型 (1)機械傳動型純電動汽車圖a：發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的燃油汽車發(fā)展 而來，保留了汽車的傳動系統(tǒng)，把內(nèi)燃機換成了電動機。這種結(jié)構(gòu)可以提高純電動氣車的起動轉(zhuǎn)矩及低速時的后備功率，對驅(qū)動電動機要求低，可選擇功率較小的電動機。 (2)無變速器型純電動汽車圖b：這種驅(qū)動系統(tǒng)取消離合器和變速器，采用固定速比減速器，通過電動機的控制實現(xiàn)變速功能。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是機械傳動裝置的質(zhì)量較輕、體積較小，但對電動機的要求較高，要求有較高的起動轉(zhuǎn)矩，而且要求較大的后備功率，以保證純電動汽車的起步、爬坡

6、、加速等動力性能。 電動機-驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng)布置形式, 這種驅(qū)動系統(tǒng)布置形式與發(fā)動機橫向前置一前輪驅(qū)動的內(nèi)燃機汽車的布置方式類似，把電動機、固定速比減速器和差速器集成為一個整體，兩根半軸連接驅(qū)動車輪。電動機一驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng)布置形式有同軸式（圖a）和雙聯(lián)式（圖b）兩種。電動輪型純電動汽車另一種結(jié)構(gòu)圖a。采用低速外轉(zhuǎn)子電動機，去掉了減速齒輪，將電動機的外轉(zhuǎn)子直接安裝在車輪的輪緣上。這種結(jié)構(gòu)的電動機與驅(qū)動車輪之間無任何機械傳動裝置，無機械傳動損失，空間利用率最大。這種電動機直接驅(qū)動車輪的形式對電動機的性能要求最高，要求其具有較高的起動轉(zhuǎn)矩，較大的后備功率。電動輪型純電動汽車圖b。將電動機直

7、接安裝在驅(qū)動輪內(nèi)(又稱輪轂電動機)，縮短電動機到驅(qū)動車輪之間的動力傳遞路徑，需要增設(shè)減速比較大的行星齒輪減速器，將電動機轉(zhuǎn)速降低到理想的車輪轉(zhuǎn)速。這種結(jié)構(gòu)對控制系統(tǒng)控制精度和可靠性的要求較高。 內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子輪毅電動機分散驅(qū)動式驅(qū)動系統(tǒng)布置形式采用低速內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子電動機（圖10），其外轉(zhuǎn)子直接安裝在車輪的輪緣上，可完全去掉變速裝置，驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速相等，車輪轉(zhuǎn)速和車速控制完全取決于驅(qū)動電動機的轉(zhuǎn)速控制。由于不通過機械減速，通常要求驅(qū)動電動機為低速大轉(zhuǎn)矩電動機。低速內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子電動機結(jié)構(gòu)簡單，無需齒輪變速傳動機構(gòu)，但其體積大、質(zhì)量大、成本高。 內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子輪毅電動機分散驅(qū)動式驅(qū)動系統(tǒng)布置形

8、式采用一般的高速內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子電動機，其轉(zhuǎn)子作為輸出軸與固定減速比的行星齒輪變速器的太陽輪相連，而車輪輪毅通常與其齒圈連接，它能提供較大的減速比，來放大其輸出轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動電動機裝在車輪內(nèi)，形成輪毅電動機，可進一步縮短從驅(qū)動電動機到驅(qū)動輪的傳遞路徑；采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電動機（轉(zhuǎn)速約10 000 r/min）,需裝固定速比減速器來降低車速，一般采用高減速比行星齒輪減速裝置，安裝在電動機輸出軸和車輪輪緣之間，且輸入和輸出軸可布置在同一條軸線上。高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電動機具有體積小、質(zhì)量輕和成本低的優(yōu)點，但它需要加行星齒輪變速機構(gòu)。 電力驅(qū)動系統(tǒng)電力驅(qū)動系統(tǒng) 按驅(qū)動形式分類按驅(qū)動形式分類 按動力驅(qū)動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式不同

9、，純電動汽車可以分為以下幾類： (1)直流電動機驅(qū)動的電動汽車。 (2)交流電動機驅(qū)動的電動汽車。 (3)雙電動機驅(qū)動的電動汽車。 (4)雙繞組電動機電動汽車。 (5)電動輪電動汽車。 按使用的電池類型分類按使用的電池類型分類 按使用的電池類型不同，純電動汽車可以分為以下幾類： (1)鉛酸蓄電池電動汽車。 (2)鎳氫電池電動汽車。 (3)鋰離子電池電動汽車。 (4)燃料電池電動汽車。 電動汽車還有使用鎳鎘電池、鈉硫電池、太陽能電池等電動汽車使用的各種電機電動汽車使用的各種電機榮威電動汽車奧迪A1電動汽車外插充電式普銳斯結(jié)構(gòu)簡圖外插充電式普銳斯結(jié)構(gòu)簡圖 長安電動汽車比亞迪電動汽車示意圖吉利電動汽

10、車吉利電動汽車奔馳奔馳B級純電動車是與特斯拉的合作級純電動車是與特斯拉的合作 奔馳B級Electric Drive純電動車是與特斯拉合作的產(chǎn)品，它配備一臺可以輸出最大功率為1 0 0 k W(136PS)的電機，最大轉(zhuǎn)矩可達到310Nm，這個數(shù)據(jù)與3.0L的汽油發(fā)動機相當。該車在電池滿電時續(xù)駛里程為200km，并且快充1小時可以獲得100km的續(xù)駛能力。該車0-100km/h的加速時間不到10s，最高車速為160km/h。 奔馳奔馳B級純電動汽車級純電動汽車奔馳奔馳B級純電動汽車示意圖級純電動汽車示意圖奔馳奔馳B級純電動車電機和控制器級純電動車電機和控制器奔馳奔馳B級純電動汽車充電系統(tǒng)級純電動

11、汽車充電系統(tǒng)動力電池溫度控制系統(tǒng)電動汽車空調(diào)系統(tǒng)電動汽車空調(diào)系統(tǒng)電動汽車的安全保護電動汽車基本組成增程式電動車增程式電動車 增程式電動汽車是在純電動汽車基礎(chǔ)上，裝備一個小型的輔助發(fā)電機組以備電池電量不足時為電池充電，輔助發(fā)電機組為“增程器”。純電動汽車所配備的電池重量高、價格昂貴。對于純電動汽車，是影響用戶購買最大的障礙之一。 車企開始考慮能否減少電池數(shù)量，既降低汽車制造成本，同時又能滿足消費者對續(xù)駛里程的需求。 增程式電動汽車問世，利用一個比較輕且便宜的增程器來解決純電動汽車的續(xù)航里程，可大幅度減少電池數(shù)量。 增程式電動車，內(nèi)部只有一套電力驅(qū)動系統(tǒng)，包括電機、控制電路、電池。電動機直接驅(qū)動車

12、輪，發(fā)動機則用來驅(qū)動發(fā)電機給電池進行充電。發(fā)動機并不直接驅(qū)動車輪，不需要變速器。這相當于在普通的電動車上裝載了一臺汽油/柴油發(fā)電機。增程式電動汽車增程式電動汽車增程式電動汽車增程式電動汽車 從結(jié)構(gòu)上來分析，增程式電動車的結(jié)構(gòu)相對純電動汽車只多了一個發(fā)電模塊，車身結(jié)構(gòu)更加簡單，成本更低。擁有外接插電功能的增程電動車更加適用于城市居民，它在純電動模式下行駛里程通常在150km以上，日常工作、生活用車都沒問題。如果要外出自駕游也能做到和傳統(tǒng)燃油車一樣的續(xù)駛里程。純電動汽車，行駛里程短，充電時間長，外出需要規(guī)劃路線 增程式電動汽車也有缺點：增程式電動汽車也有缺點： 發(fā)動機和發(fā)電機不直接驅(qū)動車輪，造成這

13、部分功率的浪費，且發(fā)動機和發(fā)電機帶來的重量并不減輕，由于只有一個電機驅(qū)動，所以只能發(fā)揮出1+1=1的效果。例如一輛增程式純電動車攜帶了總功率200kW發(fā)動機和電機，但能驅(qū)動車輪的電機功率只有100kW。 增程式電動汽車在高速路況下，油耗偏高。因為高速路況下，如果發(fā)動機直接驅(qū)動車輪，可以一直工作在最佳工作模式，而增程式插電混合動力多了一個轉(zhuǎn)換過程，轉(zhuǎn)換本身要消耗能量，造成油耗反而偏高。增程式與插電式電動汽車的曲別增程式與插電式電動汽車的曲別在沒有追加增程器之前就是一輛純電動汽車。增程器的部署基本不會影響到原有車輛的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。而插電式混合動力汽車的前身由于是混合動力汽車的關(guān)系，故而保留了較多的傳統(tǒng)機械部件，結(jié)構(gòu)上要較增程式電動車更復(fù)雜一些，成本也略高?？偠灾肱袛嘁惠v車到底是插電式混合動力汽車還是增程式電動車，那么就看這輛車的發(fā)動機是否與車輪有直接驅(qū)動的情況。雖然看起來似乎很復(fù)雜，但是了解過后卻發(fā)現(xiàn)實際上區(qū)別很簡單！增程式電動汽車增程式電動汽車 增程式電動汽車增程式電動汽車奧迪奧迪A1電動汽車電動汽車增程式電動汽車增程式電動汽車電動汽車電力驅(qū)動控制電動汽車能量管理系統(tǒng)電動汽車控制系統(tǒng)電動汽車控制系統(tǒng)純電動汽車電氣控制原理電池管理系統(tǒng)