2第二章纯电动汽车

纯电动汽车 纯电动汽车主要采用的是电力驱动的汽车，直接采用电机驱动。这类车型在电动机传动方面已经没有什么难度，百年前人类就掌握了这项技术。难点主要是电力储存技术电池技术。目前的电池存储的能量最多只能供车辆续航300km左右，与传统汽车至少500-600km的续航能力还相差比较多。所以纯电动车现在只适合在城市内驾驶，不适合长途旅行。纯电动车的电池主要要求：低成本低成本、高容量高容量、高安全高安全和和低质量（重量）低质量（重量）四个要求，现在普遍看好的氢镍电池，铁电池，锂离子和锂聚合物电池。纯电动汽车的结构原理纯电动汽车的结构原理 纯电动汽车的结构 纯电动汽车主要由电力驱动控制系统、底盘、车身和辅助系统等部分组成。 纯电动汽车驱动路线纯电动汽车前后驱动电动汽车前后驱动电动汽车纯电动汽车是以电池为储能单元，以电动机为驱动系统车辆。动力系统主要由动力蓄电池、驱动电动动力蓄电池、驱动电动机机组成，从电网取电或更换蓄电池获得电力。纯电动汽车的特点是结构相对简单，生产工艺相对成熟，缺点是充电速度慢，续驶里程短。适合于行驶路线相对固定、有条件进行长时间充电的车辆。作为解决石油资源匮乏问题和汽车对环境污染问题的最佳方案之一，纯电动汽车已被世界各国重点关注，纯电动汽车在美国、德国、日本等国家已有了较大的发展。电动汽车性能日益完善的一个重要标志就是电动汽车的商品化。世界各国很多大的汽车公司都推出了自己的产品，这些产品在最高时速、加速性能、驾驶安全性和舒适性等方面已接近燃油气车水平。纯电动汽车纯电动汽车纯电动汽车纯电动汽车纯电动汽车的类型和典型车型纯电动汽车的类型和典型车型一、纯电动汽车的分类 按用途分类 1、纯电动轿车帝豪EV300纯电动汽车纯电动汽车特斯拉纯电动货车2、纯电动货车纯电动货车纯电动货车3、纯电动客车、纯电动客车纯电动公交车按车载电源数不同分类按车载电源数不同分类 按车载电源数不同，纯电动汽车可分为单电源电动汽车和蓄电池加辅助蓄能装置的多电源电动汽车两种。 1)单电源电动汽车单电源电动汽车 单电源电动机汽车上的主电源就是蓄电池，有铅酸电池、铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池等多种。这种纯电动汽车的结构较为简单，控制也比较简便。主要缺点主要缺点：主电源瞬时输出功率容易受蓄电池性能的影响；制动能量的回馈效率也会制约于蓄电池的最大可接受电流及蓄电池的荷电状态。 2)多电源电动汽车多电源电动汽车 多电源电动汽车采用蓄电池+超级电容或蓄电池+飞轮电池的电源组合，可以降低对蓄电池容量、比能量、比功率等的要求。在汽车起步、加速、爬坡等行驶工况下，辅助蓄能装置(超级电容、飞轮电池)可短时间内输出大功率，协助蓄电池供电，使电动汽车的动力性大为提高；在汽车制动时，则利用辅助蓄能装置可接受大电流充电的特点，提高制动能量回馈的效率。按驱动系统组成和布置形式分类按驱动系统组成和布置形式分类 按电力驱动子系统的组成和布置形式不同，纯电动汽车分为机械传动型、无变速器型、无差速器型和电动轮型四种类型 (1)机械传动型纯电动汽车图a：发动机前置后轮驱动的燃油汽车发展 而来，保留了汽车的传动系统，把内燃机换成了电动机。这种结构可以提高纯电动气车的起动转矩及低速时的后备功率，对驱动电动机要求低，可选择功率较小的电动机。 (2)无变速器型纯电动汽车图b：这种驱动系统取消离合器和变速器，采用固定速比减速器，通过电动机的控制实现变速功能。这种结构的优点是机械传动装置的质量较轻、体积较小，但对电动机的要求较高，要求有较高的起动转矩，而且要求较大的后备功率，以保证纯电动汽车的起步、爬坡、加速等动力性能。 电动机-驱动桥整体式驱动系统布置形式, 这种驱动系统布置形式与发动机横向前置一前轮驱动的内燃机汽车的布置方式类似，把电动机、固定速比减速器和差速器集成为一个整体，两根半轴连接驱动车轮。电动机一驱动桥整体式驱动系统布置形式有同轴式（图a）和双联式（图b）两种。电动轮型纯电动汽车另一种结构图a。采用低速外转子电动机，去掉了减速齿轮，将电动机的外转子直接安装在车轮的轮缘上。这种结构的电动机与驱动车轮之间无任何机械传动装置，无机械传动损失，空间利用率最大。这种电动机直接驱动车轮的形式对电动机的性能要求最高，要求其具有较高的起动转矩，较大的后备功率。电动轮型纯电动汽车图b。将电动机直接安装在驱动轮内(又称轮毂电动机)，缩短电动机到驱动车轮之间的动力传递路径，需要增设减速比较大的行星齿轮减速器，将电动机转速降低到理想的车轮转速。这种结构对控制系统控制精度和可靠性的要求较高。 内定子外转子轮毅电动机分散驱动式驱动系统布置形式采用低速内定子外转子电动机（图10），其外转子直接安装在车轮的轮缘上，可完全去掉变速装置，驱动电动机转速和车轮转速相等，车轮转速和车速控制完全取决于驱动电动机的转速控制。由于不通过机械减速，通常要求驱动电动机为低速大转矩电动机。低速内定子外转子电动机结构简单，无需齿轮变速传动机构，但其体积大、质量大、成本高。 内转子外定子轮毅电动机分散驱动式驱动系统布置形式采用一般的高速内转子外定子电动机，其转子作为输出轴与固定减速比的行星齿轮变速器的太阳轮相连，而车轮轮毅通常与其齿圈连接，它能提供较大的减速比，来放大其输出转矩。驱动电动机装在车轮内，形成轮毅电动机，可进一步缩短从驱动电动机到驱动轮的传递路径；采用高速内转子电动机（转速约10 000 r/min）,需装固定速比减速器来降低车速，一般采用高减速比行星齿轮减速装置，安装在电动机输出轴和车轮轮缘之间，且输入和输出轴可布置在同一条轴线上。高速内转子电动机具有体积小、质量轻和成本低的优点，但它需要加行星齿轮变速机构。 电力驱动系统电力驱动系统 按驱动形式分类按驱动形式分类 按动力驱动控制系统结构形式不同，纯电动汽车可以分为以下几类： (1)直流电动机驱动的电动汽车。 (2)交流电动机驱动的电动汽车。 (3)双电动机驱动的电动汽车。 (4)双绕组电动机电动汽车。 (5)电动轮电动汽车。 按使用的电池类型分类按使用的电池类型分类 按使用的电池类型不同，纯电动汽车可以分为以下几类： (1)铅酸蓄电池电动汽车。 (2)镍氢电池电动汽车。 (3)锂离子电池电动汽车。 (4)燃料电池电动汽车。 电动汽车还有使用镍镉电池、钠硫电池、太阳能电池等电动汽车使用的各种电机电动汽车使用的各种电机荣威电动汽车奥迪A1电动汽车外插充电式普锐斯结构简图外插充电式普锐斯结构简图 长安电动汽车比亚迪电动汽车示意图吉利电动汽车吉利电动汽车奔驰奔驰B级纯电动车是与特斯拉的合作级纯电动车是与特斯拉的合作 奔驰B级Electric Drive纯电动车是与特斯拉合作的产品，它配备一台可以输出最大功率为1 0 0 k W(136PS)的电机，最大转矩可达到310Nm，这个数据与3.0L的汽油发动机相当。该车在电池满电时续驶里程为200km，并且快充1小时可以获得100km的续驶能力。该车0-100km/h的加速时间不到10s，最高车速为160km/h。 奔驰奔驰B级纯电动汽车级纯电动汽车奔驰奔驰B级纯电动汽车示意图级纯电动汽车示意图奔驰奔驰B级纯电动车电机和控制器级纯电动车电机和控制器奔驰奔驰B级纯电动汽车充电系统级纯电动汽车充电系统动力电池温度控制系统电动汽车空调系统电动汽车空调系统电动汽车的安全保护电动汽车基本组成增程式电动车增程式电动车 增程式电动汽车是在纯电动汽车基础上，装备一个小型的辅助发电机组以备电池电量不足时为电池充电，辅助发电机组为“增程器”。纯电动汽车所配备的电池重量高、价格昂贵。对于纯电动汽车，是影响用户购买最大的障碍之一。 车企开始考虑能否减少电池数量，既降低汽车制造成本，同时又能满足消费者对续驶里程的需求。 增程式电动汽车问世，利用一个比较轻且便宜的增程器来解决纯电动汽车的续航里程，可大幅度减少电池数量。 增程式电动车，内部只有一套电力驱动系统，包括电机、控制电路、电池。电动机直接驱动车轮，发动机则用来驱动发电机给电池进行充电。发动机并不直接驱动车轮，不需要变速器。这相当于在普通的电动车上装载了一台汽油/柴油发电机。增程式电动汽车增程式电动汽车增程式电动汽车增程式电动汽车 从结构上来分析，增程式电动车的结构相对纯电动汽车只多了一个发电模块，车身结构更加简单，成本更低。拥有外接插电功能的增程电动车更加适用于城市居民，它在纯电动模式下行驶里程通常在150km以上，日常工作、生活用车都没问题。如果要外出自驾游也能做到和传统燃油车一样的续驶里程。纯电动汽车，行驶里程短，充电时间长，外出需要规划路线 增程式电动汽车也有缺点：增程式电动汽车也有缺点： 发动机和发电机不直接驱动车轮，造成这部分功率的浪费，且发动机和发电机带来的重量并不减轻，由于只有一个电机驱动，所以只能发挥出1+1=1的效果。例如一辆增程式纯电动车携带了总功率200kW发动机和电机，但能驱动车轮的电机功率只有100kW。 增程式电动汽车在高速路况下，油耗偏高。因为高速路况下，如果发动机直接驱动车轮，可以一直工作在最佳工作模式，而增程式插电混合动力多了一个转换过程，转换本身要消耗能量，造成油耗反而偏高。增程式与插电式电动汽车的曲别增程式与插电式电动汽车的曲别在没有追加增程器之前就是一辆纯电动汽车。增程器的部署基本不会影响到原有车辆的动力系统结构。而插电式混合动力汽车的前身由于是混合动力汽车的关系，故而保留了较多的传统机械部件，结构上要较增程式电动车更复杂一些，成本也略高。总而言之，想判断一辆车到底是插电式混合动力汽车还是增程式电动车，那么就看这辆车的发动机是否与车轮有直接驱动的情况。虽然看起来似乎很复杂，但是了解过后却发现实际上区别很简单！增程式电动汽车增程式电动汽车 增程式电动汽车增程式电动汽车奥迪奥迪A1电动汽车电动汽车增程式电动汽车增程式电动汽车电动汽车电力驱动控制电动汽车能量管理系统电动汽车控制系统电动汽车控制系统纯电动汽车电气控制原理电池管理系统