2第二章純電動(dòng)汽車

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1、純電動(dòng)汽車 純電動(dòng)汽車主要采用的是電力驅(qū)動(dòng)的汽車，直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這類車型在電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)方面已經(jīng)沒有什么難度，百年前人類就掌握了這項(xiàng)技術(shù)。難點(diǎn)主要是電力儲(chǔ)存技術(shù)電池技術(shù)。目前的電池存儲(chǔ)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(dòng)車現(xiàn)在只適合在城市內(nèi)駕駛，不適合長途旅行。純電動(dòng)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(gè)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(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)原理純電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)原理 純電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu) 純電動(dòng)汽車主要由電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、底盤、車身和輔

2、助系統(tǒng)等部分組成。 純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)路線純電動(dòng)汽車前后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車前后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車是以電池為儲(chǔ)能單元，以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)車輛。動(dòng)力系統(tǒng)主要由動(dòng)力蓄電池、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)動(dòng)力蓄電池、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)機(jī)組成，從電網(wǎng)取電或更換蓄電池獲得電力。純電動(dòng)汽車的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)工藝相對成熟，缺點(diǎn)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(jìn)行長時(shí)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(dòng)汽車已被世界各國重點(diǎn)關(guān)注，純電動(dòng)汽車在美國、德國、日本等國家已有了較大的發(fā)展。電動(dòng)汽車性能日益完善的一個(gè)重要標(biāo)志就是電動(dòng)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(shí)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(dòng)汽車純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車的類型和典型車型純電動(dòng)汽車的類型和典型車型一、純電動(dòng)汽車的分類 按用途分類 1、純電動(dòng)轎車帝豪EV300純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車特斯拉純電動(dòng)貨車2、純電動(dòng)貨車純電動(dòng)貨車純電動(dòng)貨車3、純電動(dòng)客車、純電動(dòng)客車純電動(dòng)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(dòng)汽車可分為單電源電動(dòng)汽車和蓄電池加輔助蓄能裝置的多電源電動(dòng)汽車兩種。 1)單電源電動(dòng)汽車單電源電動(dòng)汽車 單電源電動(dòng)機(jī)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(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)較為簡單，控制也比較簡便。主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)：主電源瞬時(shí)輸出功率容易受蓄電池性能的影響；制動(dòng)能量的回饋效率也會(huì)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(dòng)汽車多電源電動(dòng)汽車 多電源電動(dòng)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(shí)間內(nèi)輸出大功率，協(xié)助蓄電池供電，使電動(dòng)汽車的動(dòng)力性大為提高；在汽車制動(dòng)時(shí)，則利用輔助蓄能裝置可接受大電流充電的特點(diǎn)，提高制動(dòng)能量回饋的效率。按驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成和布置形式分類按驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成

5、和布置形式分類 按電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)的組成和布置形式不同，純電動(dòng)汽車分為機(jī)械傳動(dòng)型、無變速器型、無差速器型和電動(dòng)輪型四種類型 (1)機(jī)械傳動(dòng)型純電動(dòng)汽車圖a：發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的燃油汽車發(fā)展 而來，保留了汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)，把內(nèi)燃機(jī)換成了電動(dòng)機(jī)。這種結(jié)構(gòu)可以提高純電動(dòng)氣車的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及低速時(shí)的后備功率，對驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)要求低，可選擇功率較小的電動(dòng)機(jī)。 (2)無變速器型純電動(dòng)汽車圖b：這種驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)變速功能。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)裝置的質(zhì)量較輕、體積較小，但對電動(dòng)機(jī)的要求較高，要求有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且要求較大的后備功率，以保證純電動(dòng)汽車的起步、爬坡

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

7、接安裝在驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)(又稱輪轂電動(dòng)機(jī))，縮短電動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)車輪之間的動(dòng)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)分散驅(qū)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式采用低速內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)（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(dòng)電動(dòng)機(jī)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(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。由于不通過機(jī)械減速，通常要求驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為低速大轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)。低速內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，無需齒輪變速傳動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)分散驅(qū)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)，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(dòng)電動(dòng)機(jī)裝在車輪內(nèi)，形成輪毅電動(dòng)機(jī)，可進(jìn)一步縮短從驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪的傳遞路徑；采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)（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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕和成本低的優(yōu)點(diǎn)，但它需要加行星齒輪變速機(jī)構(gòu)。 電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 按驅(qū)動(dòng)形式分類按驅(qū)動(dòng)形式分類 按動(dòng)力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式不同

9、，純電動(dòng)汽車可以分為以下幾類： (1)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車。 (2)交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車。 (3)雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車。 (4)雙繞組電動(dòng)機(jī)電動(dòng)汽車。 (5)電動(dòng)輪電動(dòng)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(dòng)汽車可以分為以下幾類： (1)鉛酸蓄電池電動(dòng)汽車。 (2)鎳氫電池電動(dòng)汽車。 (3)鋰離子電池電動(dòng)汽車。 (4)燃料電池電動(dòng)汽車。 電動(dòng)汽車還有使用鎳鎘電池、鈉硫電池、太陽能電池等電動(dòng)汽車使用的各種電機(jī)電動(dòng)汽車使用的各種電機(jī)榮威電動(dòng)汽車奧迪A1電動(dòng)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(dòng)汽車比亞迪電動(dòng)汽車示意圖吉利電動(dòng)汽

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

11、汽車充電系統(tǒng)動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)電動(dòng)汽車的安全保護(hù)電動(dòng)汽車基本組成增程式電動(dòng)車增程式電動(dòng)車 增程式電動(dòng)汽車是在純電動(dòng)汽車基礎(chǔ)上，裝備一個(gè)小型的輔助發(fā)電機(jī)組以備電池電量不足時(shí)為電池充電，輔助發(fā)電機(jī)組為“增程器”。純電動(dòng)汽車所配備的電池重量高、價(jià)格昂貴。對于純電動(dòng)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?cái)?shù)量，既降低汽車制造成本，同時(shí)又能滿足消費(fèi)者對續(xù)駛里程的需求。 增程式電動(dòng)汽車問世，利用一個(gè)比較輕且便宜的增程器來解決純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，可大幅度減少電池?cái)?shù)量。 增程式電動(dòng)車，內(nèi)部只有一套電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)、控制電路、電池。電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車

12、輪，發(fā)動(dòng)機(jī)則用來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)給電池進(jìn)行充電。發(fā)動(dòng)機(jī)并不直接驅(qū)動(dòng)車輪，不需要變速器。這相當(dāng)于在普通的電動(dòng)車上裝載了一臺(tái)汽油/柴油發(fā)電機(jī)。增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車 從結(jié)構(gòu)上來分析，增程式電動(dòng)車的結(jié)構(gòu)相對純電動(dòng)汽車只多了一個(gè)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(dòng)車更加適用于城市居民，它在純電動(dòng)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(dòng)汽車，行駛里程短，充電時(shí)間長，外出需要規(guī)劃路線 增程式電動(dòng)汽車也有缺點(diǎn)：增程式電動(dòng)汽車也有缺點(diǎn)： 發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)車輪，造成這

13、部分功率的浪費(fèi)，且發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)帶來的重量并不減輕，由于只有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以只能發(fā)揮出1+1=1的效果。例如一輛增程式純電動(dòng)車攜帶了總功率200kW發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，但能驅(qū)動(dòng)車輪的電機(jī)功率只有100kW。 增程式電動(dòng)汽車在高速路況下，油耗偏高。因?yàn)楦咚俾窙r下，如果發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪，可以一直工作在最佳工作模式，而增程式插電混合動(dòng)力多了一個(gè)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(dòng)汽車的曲別增程式與插電式電動(dòng)汽車的曲別在沒有追加增程器之前就是一輛純電動(dòng)汽車。增程器的部署基本不會(huì)影響到原有車輛的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。而插電式混合動(dòng)力汽車的前身由于是混合動(dòng)力汽車的關(guān)系，故而保留了較多的傳統(tǒng)機(jī)械部件，結(jié)構(gòu)上要較增程式電動(dòng)車更復(fù)雜一些，成本也略高。總而言之，想判斷一輛車到底是插電式混合動(dòng)力汽車還是增程式電動(dòng)車，那么就看這輛車的發(fā)動(dòng)機(jī)是否與車輪有直接驅(qū)動(dòng)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(shí)際上區(qū)別很簡單！增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車 增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車奧迪奧迪A1電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車電力驅(qū)動(dòng)控制電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)純電動(dòng)汽車電氣控制原理電池管理系統(tǒng)