純電動轎車動力系統(tǒng)選型及布置設計綜述〖摘要〗汽車是現(xiàn)代社會的重要交通工具，為人們提供了快捷舒適的出門服務，但是伴隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)汽車的能源和環(huán)境問題越來越突出，日益嚴重的環(huán)境污染和能源危機給汽車工業(yè)的發(fā)展提出了極為嚴峻的考驗。為了汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也為了保護人類居住的環(huán)境和能源供給，電動汽車應運而生，以使用電能的電動機為驅動設備的電動汽車在某種意義上可以實現(xiàn)真正的“零污染”，電動汽車現(xiàn)在已經(jīng)成為了全世界工業(yè)大國汽車研發(fā)的一個重點。本文介紹了純電動轎車動力系統(tǒng)的匹配設計以及布置設計，其中包括了純電動轎車對驅動電機的要求、電機參數(shù)的匹配計算，對動力電池的要求、電池各參數(shù)計算，整車動力系統(tǒng)的布置要求，目前國內(nèi)外狀況、存在問題，未來的研究發(fā)展方向，在此基礎上基于自己的對純電動轎車發(fā)展的一些看法。關鍵詞：純電動轎車、驅動電機、動力電池、整車動力系統(tǒng)布置一、引言汽車的發(fā)展速度在步入大眾視線以后不可謂不快，汽車不再是一個簡單的代步和運輸工具，它已經(jīng)成為很多人生活必需品和文化生活的一部分，汽車的普及程度和技術已經(jīng)成為了一個國家或地區(qū)現(xiàn)代化額定標志，汽車在很大程度上給與了社會很大的幫助同時，也給人類社會帶來了很多不得不去面對的問題。電動汽車（EV）是21世紀清潔、高效和可持續(xù)發(fā)展的交通工具，是一種電力驅動的道路交通工具。從環(huán)境方面考慮，在城市交通中使用電動汽車可實現(xiàn)零排放或極低排放，從能源觀點考慮，電動汽車利用的是一種可靠的、來源廣泛和均衡、對環(huán)境友好的能源，如多種可再生能源。由于電動汽車能量利用效率高、低排放、低污染等優(yōu)點，因而受到眾多研究者青睞，未來的應用前景廣闊，電動汽車技術是未來汽車技術的發(fā)展方向。電動汽車具有很多傳統(tǒng)汽車所沒有的獨特的優(yōu)點，例如污染小，因為電力來源的多樣化，如風能、水能、太陽能、潮汐能、核能等都可以高效地轉換為電能，如果能夠在夜間用電低谷期充電，那還可以提高電網(wǎng)利用率，進一步減少能源的浪費；無噪聲或是噪聲低，現(xiàn)在大城市中汽車噪聲已經(jīng)成為了一種比較嚴重的污染，減少噪聲污染也是今后汽車工業(yè)的一種考驗，汽車發(fā)動機噪音是汽車行駛過程中主要噪音來源，與傳統(tǒng)燃油汽車相比，電動車在這方面具有很大的優(yōu)勢，它在行駛過程中基本上是保持寧靜的，這個特別適合在需要降低噪聲污染的城市中行駛；高效率，這是電動汽車在能源利用率上最顯著的特點，不會因為在城市中走走停停而浪費大量能源和排除大量尾氣；結構簡單，維修方便，如果蓄電池質量過關的話，使用壽命也許會超過燃油車；適用范圍比較廣泛，不受高海拔缺氧影響，也不受低溫影響，如果是燃油車則是要么無法工作，要么效率低下，而電動車是幾乎不受影響的。電池是整車的動力來源，所以電池的布置位置會影響整車空間的合理性與重心位置調節(jié)和通過性電能問題，以及會對整車線束的合理布置有不小的影響。課題研究概況1）國內(nèi)外研究概況從20世紀70年代起，世界發(fā)達國家均投入巨資進行電動汽車商業(yè)化開發(fā)和利用，以日本電動汽車發(fā)展情況為例[1]，如下表2-1所示，表2-1日本電動汽車發(fā)展情況公司車型投放時間現(xiàn)運行情況豐田公司混合動力轎車Prius1997年批量投放2000年7月出口北美2000年9月出口歐洲20多個國家2006年4月全球銷量達到了50萬輛2012年該公司將其所有的車型全部裝上混合動力發(fā)動機繼Prius混合動力轎車之后，豐田還推出了Estima（大霸王）混合動力汽車和搭載軟混合動力系統(tǒng)的Crown轎車，在普及混合動力系統(tǒng)的低燃耗、低排放和改進行駛性能方面走在了世界前列本田公司混合動力電動汽車Insight2009年正式進入市場銷售混合動力汽車Civiv2001年正式進入市場銷售混合動力汽車Altima2006年向美國市場銷售2010年日本國內(nèi)普及5萬輛到20世紀90年代，歐美等發(fā)達國家紛紛制定了汽車尾氣排放標準并嚴格執(zhí)行。面臨能源和環(huán)境的壓力，國外著名汽車公司都十分重視研究開發(fā)電動汽車，世界發(fā)達國家不惜投入巨資進行研究開發(fā)，并制定了一些相關的政策、法規(guī)來推動電動汽車的發(fā)展。在近年的國際性大型運動會上，電動汽車也成為各國展示其科技實力和環(huán)保意識的工具之一。例如通用公司在1990年在洛杉磯展出“沖擊（Impact）”牌電動轎車，該車采用鉛酸技術與高新技術[2]。從此掀起了一個以高新技術為技術、得到各國政府大力支持的、世界性的電動汽車研發(fā)熱潮。近年來，不僅僅是只有三菱、通用這樣的汽車企業(yè)，也有屬于電力系統(tǒng)的發(fā)過電力公司、東京電力公司，以及東芝、日立、東陽電機、NEC等機電跨國公司。我國新能源汽車的發(fā)展需要依靠政府的強有力推動，從產(chǎn)業(yè)規(guī)劃一直到市場化，政府的引導都起到了決定性的作用。在“十五”期間，國家電動汽車重大科技專項以開發(fā)電動汽車整車技術和關鍵零部件技術為重點，采取整車牽頭、零部件配合、產(chǎn)學研相結合的模式，推動電動汽車技術開發(fā)。一汽集團、東風集團、上汽集團、長安汽車集團、奇瑞汽車公司等汽車企業(yè)，天津清源動力、大連新源動力、春蘭研究院、行橫電源公司、神州電源公司、株洲時代集團等一批電動汽車零部件高新技術企業(yè)，以及中科院、清華大學、同濟大學、北京理工大學、中國汽車技術研究中心等相關高等院校、科研院所共200多家單位參與了電動汽車研發(fā)。在電動汽車產(chǎn)品開發(fā)的同時，其示范應用同步進行[3]。在各地政府的大力支持下，科技部在全國建立了電動汽車商業(yè)化示范城市，在北京、天津、杭州、株洲、深圳等城市展開了不同車型、不同示范運營主體、不同運營管理方式和不同路線的小規(guī)模示范。一是為了在示范運行過程中檢驗產(chǎn)品的可靠性，使其得到技術的持續(xù)改進；二是通過這種特定的區(qū)域和線路的商業(yè)化運行示范，探索符合城市市場規(guī)律的商業(yè)運行模式，以積累運營管理經(jīng)驗；三十為了建立多元化、互動型的電動汽車服務體系，在其運營過程中進行考核評估和改進；四是為了逐步建立電動汽車商業(yè)化運行的政策支撐體系，研究其效益，促進形成推廣電動汽車的市場氛圍。也是為了讓廣大民眾進行提前了解、認識和嘗試電動汽車新技術，為社會進一步接受電動汽車打下一定的基礎。2）目前推廣存在的主要問題初始成本高，目前來說電動汽車的價格為一般同等級燃油車的2-5倍，雖然即便在擴大生產(chǎn)規(guī)模以后會有一定幅度的降低，但是也同樣難以達到燃油其車的水平。為了降低其成本，必須努力去改善電動汽車的各個子系統(tǒng)，如電動機、電機控制器、充電器、電池以及其他輔助設施等，同時對整車進行綜合與優(yōu)化。同時利用東西方技術相結合，高新技術與廉價勞動力相結合的優(yōu)勢，來進一步降低成本。續(xù)駛里程短，現(xiàn)在電動汽車所使用的電池一般來說能量密度較低，相比于汽車或者柴油差距較大，目前世界各國都在積極研發(fā)一些先進的電池，并采用了輔助設施來改善電動汽車的續(xù)駛里程。必須重新建設技術設施，為了克服充電時間太長的問題，需要在加油站或者停車場建設類似燃油汽車加油站的快速充電站，而且充電機的技術也有待提高。3）發(fā)展前景隨著技術的不斷創(chuàng)新與突破、面對金融危機、油價攀升和日益嚴峻的節(jié)能減排壓力，2008年以來，很多國家和地區(qū)相繼發(fā)布實施了新的電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略，進一步明確了產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，明顯加大了研發(fā)投入與政策扶持力度。從技術成面上來看，純電動汽車電池技術進步加速，整車產(chǎn)品更加接近消費者需求，以電池租賃為代表的純電動汽車商業(yè)模式創(chuàng)新取得進展。我國作為新興的汽車生產(chǎn)大國，既面臨產(chǎn)業(yè)轉型的嚴峻挑戰(zhàn)，也迎來了難得的歷史機遇。發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)是我國汽車產(chǎn)業(yè)技術升級轉型的必然選擇，是我國汽車產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展、趕超發(fā)達國家的重大歷史機遇。我國具備加速推進電動汽車研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的基礎和條件。如果戰(zhàn)略目標明確，政策措施得當，我國很有可能像日本一樣在經(jīng)歷了石油危機之后以節(jié)能緊湊型汽車確立全球競爭優(yōu)勢一樣，在電動汽車領域實現(xiàn)技術跨越，形成競爭優(yōu)勢。4）小結隨著汽車市場的不斷開發(fā)，電動車的發(fā)展已經(jīng)是勢在必行了，電動汽車動力系統(tǒng)是其最為重要的一環(huán)，其在很大程度上決定了其續(xù)駛里程、加速性能、最大爬坡度等性能，所以對于動力系統(tǒng)的選擇至關重要，其布置又決定了汽車的穩(wěn)定性和空間使用問題，在這一方面的研究還需要很大的努力。5）參考文獻【1】付主木，電動汽車運用技術，北京：機械工業(yè)出版社，2014【2】李興虎，電動汽車概論，北京：北京理工大學出版社，2005【3】王文偉，電動汽車基礎技術，北京：機械工業(yè)出版社，2010【4】陳清泉，孫逢春，祝嘉光，現(xiàn)代電動汽車技術，北京：北京理工大學出版社，2002【5】吳鐵莊，電動車輛及其使用與維修，北京：人民郵電出版社，2002【6】余志生，汽車理論，北京：清華大學，2009【7】臧杰，新能源汽車，北京：機械工業(yè)出版社，2014【8】王望予，汽車設計，北京：機械工業(yè)出版社，2004【9】陳家瑞，汽車構造（下），北京：機械工業(yè)出版社，2001【10】崔勝民，新能源汽車技術，北京：北京大學出版社，2009【11】蔡興旺，新能源汽車結構與維修，北京：機械工業(yè)出版社，2014【12】門保全.電動汽車[M].湖南：湘潭大學出版社，2011【13】ZhangGuirong,ZhangHenghai,LiHouyu.TheDrivingControlofPureElectricVehicle[J].