1、電動(dòng)車結(jié)構(gòu)和原理、佐原健二電池電動(dòng)車、佐原健二電池電動(dòng)車、2.0概述2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制系統(tǒng)2.3電池結(jié)構(gòu)和性能2.4電動(dòng)車能量管理系統(tǒng)2.5電動(dòng)車車輛管理系統(tǒng)2.6純電動(dòng)汽車案例分析、佐原健二電池電動(dòng)車、 主力純電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)和性能多種類型的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)不同類型的電池和性能困難以多種類型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)電池能源管理為核心的電動(dòng)汽車能源管理系統(tǒng)、再生制動(dòng)系統(tǒng)、2.0的概述2.0.1定義2.0.2功能2.0.3基本配置2.0.4核心技術(shù)2.0.5發(fā)展趨勢(shì)、2.0.1定義為電池電動(dòng)汽車(純電動(dòng)汽車)EV ，2.0.1定義，結(jié)構(gòu)圖，2.0.2特性，節(jié)能，無(wú)石油消耗；環(huán)境保護(hù)

2、，無(wú)污染；噪音小，震動(dòng)小。能量主要通過(guò)柔性電線傳遞，而不是通過(guò)剛性耦合或軸，每個(gè)零件的放置都很靈活。驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)布局不同可能導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)差異很大。使用多種類型的電動(dòng)機(jī)(如直流電動(dòng)機(jī)或交流電動(dòng)機(jī))會(huì)影響純電動(dòng)汽車的質(zhì)量、大小和外觀。多種能源存儲(chǔ)設(shè)備也可能影響電動(dòng)車的質(zhì)量、大小和外觀。每個(gè)輔助能源設(shè)備徐璐有不同的硬件和機(jī)構(gòu)。例如，電池可以用劉濤和接觸充電器充電，也可以用更換電池更換的電池重新充電。2.0.3基本配置，1。車輛電源2。電池管理系統(tǒng)3。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4。控制系統(tǒng)5。車身和機(jī)箱6。安全保護(hù)系統(tǒng)，2.0.3基本配置，1 .車輛電源配置電源電池組為汽車電源，定期充電補(bǔ)充電能。重要功率電池組是EV的核

3、心設(shè)備，存儲(chǔ)的功率、質(zhì)量和體積對(duì)EV性能具有決定性影響，是EV的主要研究和開(kāi)發(fā)對(duì)象。EV開(kāi)發(fā)的核心是電池，電池技術(shù)的EV制約仍然是EV開(kāi)發(fā)的瓶頸。充電站系統(tǒng)建設(shè)、電池回收和處理工廠等是EV宣傳的重要問(wèn)題。2.0.3基本組件，1 .汽車電源開(kāi)發(fā)(1)第一代EV電池：鉛酸電池優(yōu)勢(shì)：技術(shù)成熟度，成本低。缺點(diǎn)：雖然不能滿足EV連續(xù)行駛距離和電源性能低于能源和電力的要求，但VRLA、鉛川電池等進(jìn)一步發(fā)展，導(dǎo)致鉛酸電池的能量高于能源。2.0.3基本配置，1。汽車電源開(kāi)發(fā)(2)第二代高能電池：鎳鎘電池、鎳氫電池、鈉-硫電池、鈉-氯化鎳電池、鋰離子電池、鋰-聚合物電池、鋅空氣電池和鋁空氣電池等優(yōu)點(diǎn)：既高于能源

4、，又高于鉛酸電池缺點(diǎn)：某些高能電池需要對(duì)復(fù)雜的電池管理系統(tǒng)和充電技術(shù)有不同要求的溫度控制系統(tǒng)。電化學(xué)電池中的活性物質(zhì)在使用一段時(shí)間后老化，完全失去充放電功能，因此使用EV的成本很高。2.0.3基本配置，1。車輛電源開(kāi)發(fā)(3)第三代電池：飛輪電池、超級(jí)電容飛輪電池是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換電池。超級(jí)電容器是電力勢(shì)能轉(zhuǎn)換電池。這兩種儲(chǔ)能裝置理論上轉(zhuǎn)換能力大，充電和放電容易、快，但還處于開(kāi)發(fā)階段。2.0.3基本配置，1。車輛電源高壓電源電池組提供大約155380V高壓直流。電源電池組是電源工作的唯一電源?？照{(diào)系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的油泵和制動(dòng)系統(tǒng)的真空泵等也需要?jiǎng)恿﹄姵亟M。低壓電源電池組將通過(guò)DC/DC

5、轉(zhuǎn)換器提供12V或24V低壓電力，并作為運(yùn)行在儀表、照明和信號(hào)設(shè)備等設(shè)備上的電源存儲(chǔ)在低壓電池組中。，2.0.3基本配置，2 .電池管理系統(tǒng)管理控制電源電池組充電和放電時(shí)的電流、電壓、放電深度、再生制動(dòng)反饋電流、電池溫度等。個(gè)別電池效能會(huì)影響整個(gè)電池套件的效能，因此您可以使用電池管理系統(tǒng)監(jiān)控整個(gè)電池套件和每個(gè)單一電池，以確保單一電池之間的一致性。充電電源電池組必須進(jìn)行周期性充電。高效充電設(shè)備和快速充電設(shè)備是在EV中使用時(shí)所需的輔助設(shè)備?？梢允褂玫孛娉潆娖?、汽車充電器、接觸充電器或劉濤充電器等充電。2.0.3基本配置，3。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)是驅(qū)動(dòng)EV的唯一動(dòng)力裝置。類型直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)、永磁

6、電動(dòng)機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。再生制動(dòng)再生制動(dòng)是EV節(jié)能的重要措施之一。制動(dòng)時(shí)，馬達(dá)可進(jìn)行再生制動(dòng)，通?；厥?0%的能量，有助于延長(zhǎng)EV行駛距離。在EV制動(dòng)系統(tǒng)中，還保持常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)和ABS制動(dòng)系統(tǒng)，以確保車輛在緊急制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定制動(dòng)性能。2.0.3基本配置，4。控制系統(tǒng)EV的控制系統(tǒng)主要是電源電池組的管理和電機(jī)控制。將油門、剎車踏板機(jī)械位移的沖程轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入中央控制器，通過(guò)功率控制模塊控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。計(jì)算電源電池組的剩余電量和剩余里程?？刂栖囕v低壓系統(tǒng)的電子和電氣裝置。使用各種傳感器、報(bào)警設(shè)備和自診斷設(shè)備等監(jiān)控整個(gè)電源電池組電源轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，并及時(shí)反饋信息和警報(bào)。2.0.3基本

7、配置，5。本體和機(jī)箱本體EV本體造型對(duì)于流線尤其重要，以降低空氣阻抗。底盤由于電源電池組質(zhì)量大，為了降低車輛質(zhì)量，以輕量化材料制造車身和底盤部分組件。電源電池組有足夠的空間用于機(jī)箱布置，為電源電池組的布線、充電、檢查和處理提供了方便的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了電源電池組的整體機(jī)械化裝載和卸下。2.0.3基本配置，6。安全保護(hù)系統(tǒng)高壓安全電源電池組有高壓直流，在駕駛、登機(jī)和維護(hù)過(guò)程中，為了確保駕駛員、登機(jī)和維護(hù)人員的安全，必須設(shè)置安全系統(tǒng)。錯(cuò)誤處理應(yīng)配備電氣裝置的錯(cuò)誤自檢系統(tǒng)和錯(cuò)誤報(bào)警系統(tǒng)，并應(yīng)及時(shí)預(yù)防事故發(fā)生，如電氣系統(tǒng)故障時(shí)EV無(wú)法啟動(dòng)。2.0.3基本配置，摘要操作：繼承或繼承內(nèi)燃機(jī)車的主要操縱裝置和

8、操作方法，以適應(yīng)駕駛員的操作習(xí)慣，簡(jiǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)化操作。控制：在EV控制系統(tǒng)中使用全自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)電一體化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全、可靠、節(jié)能、環(huán)保、靈活的目的。電池：提高電池的非能源和非電力，實(shí)現(xiàn)電池的高能源化。馬達(dá)：使用高效電氣轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和高效驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，提高馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率。車身和機(jī)箱：使用流線型車身減少風(fēng)向區(qū)域和空氣阻力。使用輕金屬材料、高強(qiáng)度復(fù)合材料和新的EV專用車身和底盤結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)車身和底盤的輕量化，降低準(zhǔn)備質(zhì)量。使用低滾動(dòng)阻力輪胎減少行駛阻力。再生制動(dòng)：回收再生制動(dòng)能量，增加行駛距離。2.0.4核心技術(shù)，1 .驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)選擇和功率匹配電動(dòng)機(jī)必須具有良好的轉(zhuǎn)矩速度特性，通常需要6000150

9、00r/min的速度。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)可以根據(jù)車輛行駛條件在一定扭矩區(qū)域和一定功率區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)必須經(jīng)常在高效率內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。在低速大扭矩(恒定扭矩區(qū)域)作業(yè)范圍內(nèi)，效率在0.750.85之間，在恒定電源作業(yè)范圍內(nèi)，效率在0.80.9之間。，2.0.4核心技術(shù)，2 .電源電池組選擇和特性3。由于減速器傳動(dòng)比確定電動(dòng)機(jī)的高速度，不能直接驅(qū)動(dòng)車輛的車輪，通常在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中使用大速度比減速器或雙速變速器。工作：不在減速、扭力減速器或變速器上設(shè)置向后齒輪，向后是馬達(dá)的反轉(zhuǎn)。2.0.4核心技術(shù)，4?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)：連續(xù)行駛距離延長(zhǎng)持續(xù)行駛距離是指電動(dòng)汽車從動(dòng)力電池全充電狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)試結(jié)束的行駛距

10、離。使用工作條件方法，根據(jù)一定的工作條件反復(fù)循環(huán)是測(cè)量EV連續(xù)行駛距離的主要方法。我國(guó)頒布的GB/T 183862001電動(dòng)車的能耗率和行駛距離測(cè)試方法適用于EV最大總質(zhì)量3500kg、最大速度70km/h的EV。2.0.4核心技術(shù)，4。系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制里程延長(zhǎng)方法節(jié)能電池的選擇。減少行車各方面的EV能量損失。降低EV輔助系統(tǒng)的功耗，自動(dòng)控制空調(diào)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向等。設(shè)計(jì)新EV時(shí)，應(yīng)在建模、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和附件中最小化G、f、CD等。2.0.5發(fā)展趨勢(shì)，目前EV主要向小型化、個(gè)性化、家庭化和休閑化方向開(kāi)放市場(chǎng)，適當(dāng)降低對(duì)電力性能、最大速度和行駛距離的要求。世界上所有國(guó)家都在使用各種微型和小型EV。日本豐田汽車

11、的E-com微型馬達(dá)轎車和日產(chǎn)汽車的Hypermini微型馬達(dá)。nisan hypermini (2000)、2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、組態(tài)、電源電池組、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)輪、控制裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式1?，F(xiàn)有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(1)電動(dòng)機(jī)替代引擎。(2)還采用了內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸等組件。(3)有多種驅(qū)動(dòng)模式：電動(dòng)機(jī)前、驅(qū)動(dòng)軸前(F-F)、電動(dòng)機(jī)前、驅(qū)動(dòng)軸后(F-R)。(4)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低下，不能充分發(fā)揮電機(jī)的性能。m電機(jī)c離合器GB變速器d差速器，2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式2。簡(jiǎn)化的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用固定速度比

12、減速器，消除離合器，降低了機(jī)械傳動(dòng)的質(zhì)量，減小了體積。m電機(jī)FG固定速度比減速器d差速器，2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式3。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(1)類似于發(fā)動(dòng)機(jī)水平前端、前輪驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)汽車的布局。(2)電機(jī)、固定速比減速器和差速器集成在一起，兩個(gè)半軸連接驅(qū)動(dòng)輪。(3)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高，安裝方便，在小型電動(dòng)車中應(yīng)用最普遍。m電機(jī)FG固定速度比減速器d差速器，2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式4。雙馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(1)使用兩個(gè)馬達(dá)，通過(guò)固定速度比減速器分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車輪。(2)每個(gè)電機(jī)的速度也可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，無(wú)需機(jī)械差速器即可進(jìn)行電子傳輸。m電機(jī)FG固定速度比減速器，

13、2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式4。雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(3)電子差速器的優(yōu)點(diǎn)是，體積小，質(zhì)量輕，在汽車旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)精確的電子控制，從而提高電動(dòng)汽車的性能；缺點(diǎn)是添加了電動(dòng)機(jī)和電源轉(zhuǎn)換器，增加了初始成本，在不同條件下精確控制兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的可靠性需要進(jìn)一步發(fā)展。機(jī)械差速器、電子差速器、2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式5。內(nèi)部轉(zhuǎn)子電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(1)電機(jī)安裝在車輪上，形成輪轂電機(jī)，進(jìn)一步減少?gòu)碾姍C(jī)到驅(qū)動(dòng)輪的輸送路徑。(2)使用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)(約10000r/min)，需要安裝固定速度比減速器以降低速度。通常，可以使用高減速比行星齒輪減速裝置在電機(jī)輸出軸和車輪輪輞之間安裝，并將輸入和

14、輸出軸放置在同一軸上。，m電機(jī)FG固定速度比減速器，2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式5。內(nèi)部轉(zhuǎn)子電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(3)高速內(nèi)部轉(zhuǎn)子馬達(dá)體積小，質(zhì)量輕，成本低，但需要增加行星齒輪變速機(jī)構(gòu)。內(nèi)部轉(zhuǎn)子電動(dòng)輪，2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6。外部轉(zhuǎn)子電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(1)采用低速外部轉(zhuǎn)子馬達(dá)，可完全拆卸變速器。(2)電機(jī)外轉(zhuǎn)子直接安裝在車輪邊緣，電機(jī)速度和車輪速度相同，車輪速度和速度控制完全取決于電機(jī)的速度控制。m馬達(dá)，2.1電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6。外部轉(zhuǎn)子電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(3)低速外部轉(zhuǎn)子電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要齒輪變速機(jī)構(gòu)，但體積大，質(zhì)量大，成本高。外部轉(zhuǎn)子電動(dòng)輪，2.

15、2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和控制系統(tǒng)，2.2.1電動(dòng)機(jī)類型2.2.2電動(dòng)機(jī)性能要求和選擇2.2.3直流電動(dòng)機(jī)2.2.4劉濤電動(dòng)機(jī)2.2.5永磁電動(dòng)機(jī)2.2.6開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)2.2.7各種電動(dòng)機(jī)的比較，2.2.1電動(dòng)機(jī)類型，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的基本類型永磁同步電動(dòng)機(jī)，繞組劉濤電動(dòng)機(jī)，2.2.2電動(dòng)機(jī)性能要求和選擇，電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的基本要求廣泛的速度控制性能。 高效率，低損耗。車輛減速時(shí)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收，并反饋電池。馬達(dá)的質(zhì)量、各種控制裝置的質(zhì)量和冷卻系統(tǒng)的質(zhì)量等盡可能小。電氣系統(tǒng)安全和控制系統(tǒng)的安全必須符合作為裝置高壓保護(hù)裝置的車輛電氣控制的國(guó)家或國(guó)際安全性能的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。穩(wěn)定性好，耐溫和潮濕，能在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期

16、工作。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于批量生產(chǎn)，運(yùn)行噪音小，裴珉姬維修方便，價(jià)格便宜。2.2.2電機(jī)性能要求和選擇，電動(dòng)汽車電機(jī)選擇技術(shù)成熟，性能可靠，劉濤電機(jī)和永磁電機(jī)等方便、價(jià)格低廉的電機(jī)控制。電機(jī)在低速時(shí)扭矩和過(guò)載容量大，過(guò)載系數(shù)必須達(dá)到34。高速運(yùn)行時(shí)，要有大功率和大范圍的一定功率范圍。具有足夠的動(dòng)力性能克服電動(dòng)車的啟動(dòng)、加速性能和行駛速度、保證制動(dòng)能量回收的各種行駛阻力。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)汽車行駛阻力平衡圖，2.2.3直流電動(dòng)機(jī)，分類永磁直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組直流電動(dòng)機(jī)，其勵(lì)磁，勵(lì)磁(電動(dòng)汽車的情況)，勵(lì)磁，2.2.3直流電動(dòng)機(jī)，優(yōu)良的電磁轉(zhuǎn)矩控制特性，控制裝置簡(jiǎn)單，成本低。缺點(diǎn)效率低，質(zhì)量大，體積大，可靠性低(有換向器和刷子)。控制系統(tǒng)斬波是直流電源和直流電動(dòng)機(jī)之間的周期開(kāi)關(guān)設(shè)備。1象限直流斬波控制，直流斬波控制輸出電壓，2.2.4劉濤電動(dòng)機(jī)，分類繞組劉濤電動(dòng)機(jī)松鼠黑木啟司劉濤電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)車優(yōu)點(diǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固，不需要裴珉姬維修，尺寸小，重量輕，冷卻(可以直接噴射到定子和轉(zhuǎn)子上)，壽命長(zhǎng)，回環(huán)?？刂品椒}寬曹征(PWM)；變頻變壓曹征(vfvv)；矢量控制曹征(VC)；直接轉(zhuǎn)矩控