電動汽車概論-第二章純電動汽車(EV)概論.doc

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第二章 純電動汽車(EV)概論 電動汽車與普通汽車的主要區(qū)別是動力源的改變。 純電動汽車(EV)用動力電池-電動機系統(tǒng); 燃料電池電動汽車（FCEV）用燃料電池發(fā)動機-電動機系統(tǒng); 混合動力電動汽車（HEV）用混合動力發(fā)動機-發(fā)電/電動機系統(tǒng)，取代了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機。 一、純電動汽車(EV)的主要組成部分 純電動汽車(EV)的主要包括：車載電源、電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機、電機控制系統(tǒng)、底盤、車身、安全保護系統(tǒng)、儀表電器等。 純電動汽車(EV)的基本組成與原理 　　　 1. 車載電源 　　電源即電池是為電動汽車的驅(qū)動電動機提供電能，電動機將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置。動力電池組是EV的關鍵裝備，對EV的性能起決定性作用，是發(fā)展EV的主要研究開發(fā)對象。 EV動力電池已經(jīng)經(jīng)歷了三代： 第一代是鉛酸電池，但隨著電動汽車技術的發(fā)展，鉛酸蓄電池由于比能量較低，比功率低，充電速度較慢，壽命較短，逐漸被其他蓄電池所取代； 第二代是正在發(fā)展的鈉硫電池、鎳鉻電池、鎳氫電池、鋰電池等； 第三代是燃料電池、飛輪電池、超級電容器等，這些新型電源的應用，為電動汽車的發(fā)展開辟了廣闊的前景，尤其是性價比更高的磷酸鐵鋰電池的面世，，并且已經(jīng)有廠開始批量重量并投入實際使用！這又為電池成本的下降和性能的提高了堅實的技術物質(zhì)基礎！ 　　2.電池管理系統(tǒng) 對動力電池組的管理包括：對動力電池組的充電與放電電流、電壓、放電深度、再生制動反饋的電流、電池的自放電率、電池溫度、電池均衡管理等。 動力電池組必須進行周期性的充電，高效率的充電裝置和快速充電裝置也是EV的必須輔助設備。 EV可采用地面充電器、車載充電器、接觸式充電器、感應充電器等進行充電。 電池管理系統(tǒng)、充電站系統(tǒng)、維修系統(tǒng)、廢舊電池回收處理系統(tǒng)是一個全新的系統(tǒng)工程，需要得到政府和社會的重視和支持。 3. 驅(qū)動電動機 　　驅(qū)動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置。目前電動汽車上廣泛采用直流串激電動機，這種電機具有"軟"的機械特性，與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動機由于存在換向火花，比功率較小、效率較低，維護保養(yǎng)工作量大，隨著電機技術和電機控制技術的發(fā)展，勢必逐漸被交流異步電動機、永磁無刷直流電動機（BCDM）、永磁同步電動機、開關磁阻電動機（SRM）等所取代。 　　4. 電動機調(diào)速控制裝置 　　目前電動汽車上應用較廣泛的是電力晶體管（MOSFET、BTR及IGBT等）斬波調(diào)速，通過均勻地改變電動機的端電壓，控制電動機的電流，來實現(xiàn)電動機的無級調(diào)速。從技術的發(fā)展來看，伴隨著新型驅(qū)動電機的應用，電動汽車的調(diào)速控制轉變?yōu)橹绷髂孀兗夹g的應用，將成為必然的趨勢。 　　　5. 傳動裝置 　　電動汽車傳動裝置的作用是將電動機的驅(qū)動轉矩傳給汽車的驅(qū)動軸，傳動裝置的多數(shù)部件常?？梢院雎?。 l 因為電動機可以帶負載啟動，所以電動汽車上無需傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的離合器； l 因為驅(qū)動電機的旋向可以通過電路控制實現(xiàn)變換，所以電動汽車無需內(nèi)燃機汽車變速器中的倒檔； l 當采用電動機無級調(diào)速控制時，電動汽車可以忽略傳統(tǒng)汽車的變速器； l 在采用電動輪驅(qū)動時，電動汽車也可以省略傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車傳動系統(tǒng)的差速器。 　　6. 行駛裝置 　　行駛裝置的作用是將電動機的驅(qū)動力矩通過車輪變成對地面的作用力，驅(qū)動車輪行走。它同其他汽車的構成是相同的，由車輪、輪胎和懸架等組成。 　　7. 轉向裝置 　　專項裝置是為實現(xiàn)汽車的轉彎而設置的，由轉向機、方向盤、轉向機構和轉向輪等組成。作用在方向盤上的控制力，通過轉向機和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度，實現(xiàn)汽車的轉向。多數(shù)電動汽車為前輪轉向， 　　8. 制動裝置 　　電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣，是為汽車減速或停車而設置的，通常由制動器及其操縱裝置組成。在電動汽車上，一般還有電磁制動裝置，它可以利用驅(qū)動電動機的控制電路實現(xiàn)電動機的發(fā)電運行，使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流，從而得到再生利用。 9．安全保護系統(tǒng) l EV動力電池組通常電壓高達300多伏，人身觸電時會造成致命危險； l 另外在撞車、翻車、或線路短路時，駕駛員能迅速切斷動力電池組的電源，避免發(fā)生火災，保護乘員的安全； l 同時還需要防止電池中的電解液溢出對乘員造成的傷害。 EV必須配備電氣裝置的故障自檢系統(tǒng)和故障報警系統(tǒng)，在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時自動控制EV不能啟動等，以防事故發(fā)生。 二、純電動汽車的發(fā)展與展望 純電動汽車具有采用新能源、高效率、零排放、低噪聲、結構簡單、操作方便等特點，使將來取代內(nèi)燃機汽車的理想車型。 EV發(fā)展受阻的癥結：在于目前電池技術不能很好的適應電動汽車的要求（鉛酸電池比能量低、比功率低、壽命短；鋰電池成本高、易著火；燃料電池成本高，技術不夠成熟）。我國以及歐美日等發(fā)達國家都對電動汽車用動力電池研究與開發(fā)重點支持，然而，電池技術對EV的制約仍然是制約EV發(fā)展的瓶頸，使得EV近年來發(fā)展的速度有所減緩。 目前EV趨向小型化、個性化、家庭化、旅游觀光休閑等場地用車（對續(xù)駛里程和功率要求不高的場合），市場上正在陸續(xù)出現(xiàn)這種類型的微型電動轎車。在車載電源得到解決后，電動汽車必然會迅速發(fā)展。