电动汽车概论-第二章纯电动汽车(EV)概论.doc

第二章 纯电动汽车(EV)概论电动汽车与普通汽车的主要区别是动力源的改变。纯电动汽车(EV)用动力电池-电动机系统;燃料电池电动汽车（FCEV）用燃料电池发动机-电动机系统;混合动力电动汽车（HEV）用混合动力发动机-发电/电动机系统，取代了传统的内燃机。一、纯电动汽车(EV)的主要组成部分纯电动汽车(EV)的主要包括：车载电源、电池管理系统、驱动电机、电机控制系统、底盘、车身、安全保护系统、仪表电器等。 纯电动汽车(EV)的基本组成与原理1. 车载电源电源即电池是为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。动力电池组是EV的关键装备，对EV的性能起决定性作用，是发展EV的主要研究开发对象。EV动力电池已经经历了三代：第一代是铅酸电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，比功率低，充电速度较慢，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代；第二代是正在发展的钠硫电池、镍铬电池、镍氢电池、锂电池等；第三代是燃料电池、飞轮电池、超级电容器等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景，尤其是性价比更高的磷酸铁锂电池的面世，并且已经有厂开始批量重量并投入实际使用！这又为电池成本的下降和性能的提高了坚实的技术物质基础！2.电池管理系统对动力电池组的管理包括：对动力电池组的充电与放电电流、电压、放电深度、再生制动反馈的电流、电池的自放电率、电池温度、电池均衡管理等。动力电池组必须进行周期性的充电，高效率的充电装置和快速充电装置也是EV的必须辅助设备。EV可采用地面充电器、车载充电器、接触式充电器、感应充电器等进行充电。电池管理系统、充电站系统、维修系统、废旧电池回收处理系统是一个全新的系统工程，需要得到政府和社会的重视和支持。3. 驱动电动机驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电机具有软的机械特性，与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、效率较低，维护保养工作量大，随着电机技术和电机控制技术的发展，势必逐渐被交流异步电动机、永磁无刷直流电动机（BCDM）、永磁同步电动机、开关磁阻电动机（SRM）等所取代。4. 电动机调速控制装置目前电动汽车上应用较广泛的是电力晶体管（MOSFET、BTR及IGBT等）斩波调速，通过均匀地改变电动机的端电压，控制电动机的电流，来实现电动机的无级调速。从技术的发展来看，伴随着新型驱动电机的应用，电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用，将成为必然的趋势。5. 传动装置电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴，传动装置的多数部件常常可以忽略。l 因为电动机可以带负载启动，所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器；l 因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档；l 当采用电动机无级调速控制时，电动汽车可以忽略传统汽车的变速器；l 在采用电动轮驱动时，电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。 6. 行驶装置行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力，驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的，由车轮、轮胎和悬架等组成。7. 转向装置专项装置是为实现汽车的转弯而设置的，由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力，通过转向机和转向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。多数电动汽车为前轮转向， 8. 制动装置电动汽车的制动装置同其他汽车一样，是为汽车减速或停车而设置的，通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上，一般还有电磁制动装置，它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。9安全保护系统l EV动力电池组通常电压高达300多伏，人身触电时会造成致命危险；l 另外在撞车、翻车、或线路短路时，驾驶员能迅速切断动力电池组的电源，避免发生火灾，保护乘员的安全；l 同时还需要防止电池中的电解液溢出对乘员造成的伤害。EV必须配备电气装置的故障自检系统和故障报警系统，在电气系统发生故障时自动控制EV不能启动等，以防事故发生。二、纯电动汽车的发展与展望纯电动汽车具有采用新能源、高效率、零排放、低噪声、结构简单、操作方便等特点，使将来取代内燃机汽车的理想车型。EV发展受阻的症结：在于目前电池技术不能很好的适应电动汽车的要求（铅酸电池比能量低、比功率低、寿命短；锂电池成本高、易着火；燃料电池成本高，技术不够成熟）。我国以及欧美日等发达国家都对电动汽车用动力电池研究与开发重点支持，然而，电池技术对EV的制约仍然是制约EV发展的瓶颈，使得EV近年来发展的速度有所减缓。目前EV趋向小型化、个性化、家庭化、旅游观光休闲等场地用车（对续驶里程和功率要求不高的场合），市场上正在陆续出现这种类型的微型电动轿车。在车载电源得到解决后，电动汽车必然会迅速发展。