畢業(yè)論文微型純電動(dòng)汽車(chē)總體設(shè)計(jì)與計(jì)算15955

1、河 北 工 業(yè) 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)( (論文論文) ) 作 者： 邱凡 學(xué) 號(hào)： 070261 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 系(專(zhuān)業(yè))： 車(chē)輛工程 題 目： 微型電動(dòng)汽車(chē)總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 指導(dǎo)者： 卞學(xué)良 教授 (姓 名) (專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)) 評(píng)閱者： (姓 名) (專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)) 2011 年 5 月 28 日 畢業(yè)論文中文摘要 微型電動(dòng)汽車(chē)總體設(shè)計(jì)與計(jì)算微型電動(dòng)汽車(chē)總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 摘要： 電動(dòng)汽車(chē)(electric vehicle，簡(jiǎn)稱(chēng) ev)是當(dāng)前解決能源短缺和環(huán)境污染問(wèn) 題可行的技術(shù)之一。電動(dòng)汽車(chē)是由車(chē)載動(dòng)力電池作為能量源的零排放汽車(chē)。近些 年來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)的研制熱潮在全世界范

2、圍內(nèi)興起，逐步向小批量商業(yè)化生產(chǎn)的方 向發(fā)展。電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展依賴(lài)于多學(xué)科技術(shù)的進(jìn)步，尤其需要解決的問(wèn)題是 進(jìn)一步提高動(dòng)力性能，增加續(xù)駛里程，降低成本。 本文基于微型燃油汽車(chē)的一些基本參數(shù)，研究整車(chē)驅(qū)動(dòng)形式，整車(chē)總布置方 案。對(duì)整車(chē)動(dòng)力學(xué)匹配計(jì)算，主要部件的選擇。按照動(dòng)力性能要求，運(yùn)用汽車(chē)?yán)?論、電動(dòng)機(jī)和電池相關(guān)知識(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的功率、傳動(dòng)比，蓄電池進(jìn)行主要參數(shù)設(shè) 計(jì)與匹配計(jì)算。 關(guān)鍵詞： 電動(dòng)汽車(chē) 總體設(shè)計(jì) 參數(shù)匹配 續(xù)駛里程 （空（空 2 2 行）行） keywordskeywords： （?。ㄐ?4 4 號(hào)號(hào) 宋體）宋體） （?。ㄐ?4 4 號(hào)黑體）號(hào)黑體） 畢業(yè)論文外文摘要 title

3、title overall design and calculation of micro-electric vehicle abstractabstract electric vehicle is one of available ways to solve the problems of energy sources lack and pollution of environment. pure electric vehicle whose energy is power battery loaded on the vehicle is a kind of zero emission ve

4、hicles. in recent years, the upsurge of developing electric vehicle is rising all over the world, and developing to the small amount commercialization production gradually. the development of electric vehicle is relying on the progress of several subjects. especially, further raising the dynamic per

5、formance, increasing the driving range and reducing cost are very necessary. in view of the development funds and times, use the computer to establish the simulation models to simulate the performance is a better way. this paper, based on one micro-fuel cars, the power form, configuration and chassi

6、s structure are defined. according to the dynamic performance, such important parameters as the power of the motor can be calculated by using the knowledge of vehicle, motor and battery. then the other parameters: reduction ratio, the parameters of battery also can be calculated. keywordskeywords：el

7、ectric vehicle overall design driving range parameters matching 目 錄 1 緒論.1 1.1 電動(dòng)車(chē)的發(fā)展歷史及國(guó)外的研究情況.2 1.2 國(guó)內(nèi)的研究情況.4 2 純電動(dòng)車(chē)的原理與構(gòu)造.6 2.1 工作原理.7 2.2 主要結(jié)構(gòu)及特點(diǎn).7 2.3 純電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)介紹.11 3 微型純電動(dòng)車(chē)部件選擇與設(shè)計(jì).12 3.1 微型純電動(dòng)車(chē)蓄電池系統(tǒng).12 3.2 微型純電動(dòng)車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).14 3.3 微型純電動(dòng)車(chē)懸架系統(tǒng).22 3.4 微型純電動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng).30 4 微型電動(dòng)車(chē)總體參數(shù)與性能計(jì)算.33 4.1 車(chē)型、驅(qū)動(dòng)、布置形式的選

8、擇.33 4.2 整車(chē)參數(shù)的選擇.33 4.3 電機(jī)功率的確定.34 4.4 計(jì)算微型電動(dòng)車(chē)的爬坡度與加速時(shí)間.37 4.5 蓄電池組的數(shù)量與電池參數(shù).37 4.6 座椅的設(shè)計(jì).38 4.7 輪胎的選擇.39 5 純電動(dòng)車(chē)的發(fā)展瓶頸與展望.40 結(jié)論.42 參 考 文 獻(xiàn).43 致 謝.44 1 緒論緒論 最初世界各國(guó)開(kāi)始試圖發(fā)展新能源汽車(chē)的主要原因是石油價(jià)格持續(xù)飆升造成能 源緊缺，而擁有大量人口和消費(fèi)潛力的金磚四國(guó)開(kāi)始全面普及家庭汽車(chē)消費(fèi)，這加 劇了石油危機(jī)轟轟烈烈爆發(fā)！于是人們提出了新能源汽車(chē)這個(gè)概念，嘗試混合動(dòng)力 汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)或者是太陽(yáng)能汽車(chē)等等，然而經(jīng)過(guò)幾年摸索之后，大家發(fā)現(xiàn)這

9、些模式都不能從根本上解決問(wèn)題，只有純電動(dòng)汽車(chē)才能夠滿足快速削減石油消費(fèi)的 根本目標(biāo)。全球碳排放標(biāo)準(zhǔn)的推出強(qiáng)化了主要國(guó)家推動(dòng)純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)普及的動(dòng)力 的欲望，由于汽車(chē)尾氣和工業(yè)污染給大氣層和地球生存環(huán)境帶來(lái)日趨嚴(yán)重破壞，人 類(lèi)必需在未來(lái)二十年內(nèi)努力將碳排放量指標(biāo)恢復(fù)到合理水準(zhǔn)，而削減碳排放量保護(hù) 生存環(huán)境顯然已經(jīng)是比賺錢(qián)更迫切更緊急的事情。推廣和普及純電動(dòng)汽車(chē)是行之有 效手段并且也是削減碳排放量重點(diǎn)方向之一！ 近年中國(guó)人對(duì)汽車(chē)的需求急劇增長(zhǎng),達(dá)到了用井噴來(lái)形容的程度,汽車(chē)目前燒掉 了汽油的 85%,這還不算未來(lái)汽車(chē)擁有量的增長(zhǎng)可能形成的新的需求. 如今中國(guó)石油 短缺,相當(dāng)程度上依靠進(jìn)口.可進(jìn)口價(jià)

10、格高漲不說(shuō),來(lái)源還沒(méi)有保障.進(jìn)口石油又成了 中國(guó)戰(zhàn)略家必須考慮的軍事問(wèn)題.從長(zhǎng)遠(yuǎn)看中國(guó)的四輪車(chē)必須要尋找非石油替代動(dòng)力.對(duì) 燒油車(chē)來(lái)說(shuō)純電動(dòng)車(chē)就是一個(gè)可能的替代.近幾年來(lái)城市交通發(fā)生擁堵的主要原因是 私家車(chē)急劇上升。通過(guò)分析可知我國(guó)的人均可用交通資源甚少(與國(guó)外相比差十幾倍)， 所以要改善交通首先必須設(shè)法減小交通工具載人的人均占用交通資源的“面積時(shí) 數(shù)”。由于我國(guó)城市家庭呈小型化結(jié)構(gòu)等因素，現(xiàn)實(shí)中，私家車(chē)在上下班高峰期所 載人數(shù)幾乎均為 12 人，即車(chē)載率總是相當(dāng)?shù)?，這無(wú)疑是對(duì)緊缺交通資源極大的奢 侈浪費(fèi)。所以電動(dòng)微型轎車(chē)的推出無(wú)疑是節(jié)約交通資源和能源的體現(xiàn)！大多數(shù)城市 中國(guó)人的上班距離不超過(guò)

11、 20 公里,在中國(guó)城市里,車(chē)速也很少能達(dá)到 60 公里.這樣, 一個(gè)重量約 330 公斤的(半個(gè)奧托大小),載兩個(gè)人,航程 7080 公里.最大時(shí)速 55 公 里的超微型城市上班車(chē)就可以滿足很多人的需要.當(dāng)然近距離也可以開(kāi)電動(dòng)兩輪車(chē)上 班.可下雨,冬天吹風(fēng),夏天曬太陽(yáng)時(shí)就會(huì)感到不如封閉的超微型 4 輪電動(dòng)車(chē).并且二 者安全性也是完全不同的.最近的信息是,日本的富士公司投產(chǎn)一種類(lèi)似這種檔次的純 電動(dòng)車(chē).(可以買(mǎi)來(lái)仿制)因日本的國(guó)情與中國(guó)類(lèi)似,(上班距離短)一定可以獲得成功.對(duì) 一些收入低的家庭,這種車(chē)有較低的進(jìn)入門(mén)坎,對(duì)一些富裕的家庭,這種車(chē)還可以作為家 庭的第二輛車(chē).在出城跑遠(yuǎn)路時(shí)用汽油車(chē)(

12、混合動(dòng)力車(chē)),在城內(nèi)跑近路時(shí)可用超微電動(dòng) 車(chē).家里的婦女和老人也可以開(kāi). 這樣的超微低性能四輪城市電動(dòng)上班車(chē),中國(guó)量產(chǎn)價(jià) 格可能在兩萬(wàn)元以下,(重量是電動(dòng)摩托車(chē)的 4 倍,價(jià)格約為電摩 2500 元的六倍)它幾乎 沒(méi)有污染和噪音,通過(guò)性好,停車(chē)占地少,最重要的是:可以節(jié)省約 1/3 的汽油使用量.種 種跡象表明,象電動(dòng)摩托車(chē)一樣,這種窮富兼顧,老少皆宜的超微電可能成為銷(xiāo)量最大的 四輪乘用車(chē),從而成為真正的國(guó)民車(chē). 本課題 從微型電動(dòng)汽車(chē)的研究開(kāi)發(fā)入手，重點(diǎn)進(jìn)行微型電動(dòng)汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)，零部件選型， 性能計(jì)算以及主要部件設(shè)計(jì)，為開(kāi)發(fā)新型微型電動(dòng)打下基礎(chǔ)。 技術(shù)參數(shù)要求 載客量 2 至 3 人，動(dòng)力

13、源為蓄電池，額定功率 5kw，主電深度不超過(guò) 80%時(shí)，電 動(dòng)轎車(chē)最高時(shí)速 35km/h，勻速行駛的行駛里程 90km，作為城市老年人代步車(chē)使用， 總體尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，成本低?？梢詽M足城市工況的行駛要求。 技術(shù)路線 1.查閱并了解微型電動(dòng)汽車(chē)國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展趨勢(shì)，搜集相關(guān)資料。 2.進(jìn)行微型電動(dòng)汽車(chē)總體設(shè)計(jì)和零部件選型。 3.進(jìn)行微型電動(dòng)汽車(chē)總體性能計(jì)算。 4.運(yùn)用 auto-cad 軟件進(jìn)行微型電動(dòng)汽車(chē)總體設(shè)計(jì)圖紙。 1.11.1 電動(dòng)車(chē)的發(fā)展歷史及國(guó)外電動(dòng)車(chē)的發(fā)展歷史及國(guó)外研究情況研究情況 早在 19 世紀(jì)后半葉的 1873 年，英國(guó)人羅伯特戴維森（robert davidsson

14、） 制作了世界上最初的可供實(shí)用的電動(dòng)汽車(chē)。這比德國(guó)人戴姆勒（gottlieb daimler）和本茨（karl benz）發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)早了 10 年以上。 戴維森發(fā)明的電動(dòng)汽車(chē)是一輛載貨車(chē)，長(zhǎng) 4800mm，寬 1800mm，使用鐵、鋅、汞 合金與硫酸進(jìn)行反應(yīng)的一次電池。其后，從 1880 年開(kāi)始，應(yīng)用了可以充放電的二次 電池。從一次電子表池發(fā)展到二次電池，這對(duì)于當(dāng)時(shí)電動(dòng)汽車(chē)來(lái)講是一次重大的技 術(shù)變革，由此電動(dòng)汽車(chē)需求量有了很大提高。在 19 世紀(jì)下半葉成為交通運(yùn)輸?shù)闹匾?產(chǎn)品，寫(xiě)下了電動(dòng)汽車(chē)需求量有了很大提高。在 19 世紀(jì)下半葉成為交通運(yùn)輸?shù)闹匾?產(chǎn)品，寫(xiě)下了電動(dòng)汽車(chē)在人類(lèi)交通史上的

15、輝煌一頁(yè)。1890 年法國(guó)和英倫敦的街道上 行駛著電動(dòng)大客車(chē)，當(dāng)時(shí)的車(chē)用內(nèi)燃機(jī)技術(shù)還相當(dāng)落后，行駛里程短，故障多，維 修困難，而電動(dòng)汽車(chē)卻維修方便。 在歐美，電動(dòng)汽車(chē)最盛期是在 19 世紀(jì)末。1899 年法國(guó)人考門(mén)吉納駕駛一輛 44kw 雙電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)，創(chuàng)造了時(shí)速 106km 的記錄。 1900 年美國(guó)制造的汽車(chē)中，電動(dòng)汽車(chē)為 15755 輛，蒸汽機(jī)汽車(chē) 1684 輛，而汽 油機(jī)汽車(chē)只有 936 輛。進(jìn)入 20 世紀(jì)以后，由于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，1908 年美國(guó) 福特汽車(chē)公司 t 型車(chē)問(wèn)世，以流水線生產(chǎn)方式大規(guī)模批量制造汽車(chē)使汽油機(jī)汽車(chē)開(kāi) 始普及，致使在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中蒸汽機(jī)汽車(chē)

16、與電動(dòng)汽車(chē)由于存在著技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性能上的 不足，使前者被無(wú)情的歲月淘汰，后者則呈萎縮狀態(tài)。 目前主要發(fā)達(dá)國(guó)家在純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域內(nèi)的動(dòng)作： 1、美國(guó)在燃料電池汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)之間徘徊 1991 年，美國(guó)通用汽車(chē)公司、福特汽車(chē)公司和克萊斯勒汽車(chē)公司共同協(xié)議，成立 了“先進(jìn)電池聯(lián)合體”（usabc），共同研究開(kāi)發(fā)新一代電動(dòng)汽車(chē)所需要的高能電池， 并且與美國(guó)能源部簽訂協(xié)議在 19911995 年間投資 2.26 億美元來(lái)資助電動(dòng)汽車(chē)用 高能電池的研究。20 世紀(jì) 90 年代中期，美國(guó)克林頓政府曾制訂了發(fā)展電動(dòng)車(chē)的“新 一代汽車(chē)伙伴(pngv)計(jì)劃”，集中研究電池驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)汽車(chē)。但鑒于當(dāng)時(shí)蓄電池 技術(shù)還未

17、能獲得關(guān)鍵性突破，純電動(dòng)汽車(chē)一次充電后的續(xù)駛里程短，充電時(shí)間長(zhǎng)， 降低電池造價(jià)困難，在技術(shù)上也難以解決處理廢舊電池二次污染、回收困難的問(wèn)題， 而且電池價(jià)格昂貴，商業(yè)化進(jìn)展緩慢。 相關(guān)： 美國(guó)加州經(jīng)過(guò) 13 年在環(huán)保及環(huán)保車(chē)輛的探索實(shí)踐，表示不再積極鼓勵(lì)發(fā)展純電 動(dòng)汽車(chē)，而轉(zhuǎn)向了燃料電池。ev1、chryslerepic 等相繼停產(chǎn)，通用曾經(jīng)也宣布不再 繼續(xù)加大對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)研究的投入，只是對(duì)已經(jīng)在路上使用的電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行維護(hù)。 不過(guò)美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室還在繼續(xù)進(jìn)行純電動(dòng)汽車(chē)先進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、先進(jìn)電池及其管理系 統(tǒng)等的深入研究。2002 年，美國(guó)人開(kāi)始意識(shí)到走了彎路，美國(guó)能源部批準(zhǔn)經(jīng)費(fèi) l500 萬(wàn)美元，用于

18、“工業(yè)研究、開(kāi)發(fā)和演示使用電池的電動(dòng)汽車(chē)”的費(fèi)用共擔(dān)項(xiàng)目，包 括使用效率和動(dòng)力儲(chǔ)存、供電質(zhì)量等。小型、低速、特種用途的純電動(dòng)汽車(chē)不斷發(fā) 展。 2、歐洲擁有先進(jìn)技術(shù)但工業(yè)化重視程度不足 與美國(guó)相比，歐洲更崇尚追求完美零污染的純電動(dòng)汽車(chē)。成立于 1990 年的歐洲 “城市電動(dòng)車(chē)”協(xié)會(huì)至今在歐共體組織內(nèi)已有 60 座城市參與，幫助各城市進(jìn)行電動(dòng) 汽車(chē)可行性的研究和安裝必要的設(shè)備，并指導(dǎo)城市的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)營(yíng)。其中最為成功 和著名的就是電動(dòng)標(biāo)致 106 車(chē)型，這種以鎳鎘電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)在歐洲各 國(guó)，尤其是在政府部門(mén)當(dāng)中擁有大量的用戶(hù)。這與法國(guó)政府給予純電動(dòng)汽車(chē)高度重 視和支持，出臺(tái)了許多鼓勵(lì)研發(fā)和

19、生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)惠、支持、補(bǔ)貼和扶持政策密切 相關(guān)。法國(guó)政府、法國(guó)電力公司、標(biāo)致-雪鐵龍汽車(chē)公司和雷諾汽車(chē)公司簽屬協(xié)議， 共同承擔(dān)開(kāi)發(fā)和推廣電動(dòng)汽車(chē)，共同合資組建了電動(dòng)汽車(chē)的電池公司薩夫特 （saft）公司承擔(dān)電動(dòng)汽車(chē)的高能電池的研究和開(kāi)發(fā)，以及電池的租賃和維修等工 作。但它終究還是沒(méi)有能成功地解決一次充電后的續(xù)駛里程短的問(wèn)題，因此也沒(méi)有 進(jìn)行更大規(guī)模的擴(kuò)張，而是更多地轉(zhuǎn)向清潔柴油車(chē)的產(chǎn)業(yè)化。目前，還有一些機(jī)構(gòu) 繼續(xù)在做純電動(dòng)汽車(chē)的研究開(kāi)發(fā)，例如體現(xiàn)法國(guó)政府意向的法國(guó)重要的國(guó)營(yíng)企業(yè)， 法國(guó)電力公司與達(dá)索集團(tuán)簽約了純電動(dòng)汽車(chē)的合作開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。追隨法國(guó)進(jìn)行理論研 究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的是比利時(shí)，主要集中在高等

20、院校之中，例如布魯塞爾和列日 （liege）大學(xué)。但是比利時(shí)沒(méi)有自己的汽車(chē)工業(yè)，沒(méi)有很多的企業(yè)投資，只有有限 的政府資助，缺乏實(shí)際運(yùn)用效果。此外還有意大利著重兩輪純電動(dòng)車(chē)的研發(fā)和運(yùn)營(yíng)， 瑞士則側(cè)重研究超級(jí)電容器，尤其是電動(dòng)城市輕軌方面的研究。 3、日本嗅覺(jué)敏銳步步領(lǐng)先已提前進(jìn)入推廣期 日本從 70 年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)純電動(dòng)車(chē)，許多汽車(chē)企業(yè)都陸續(xù)進(jìn)行了一些產(chǎn)品發(fā)布與 銷(xiāo)售運(yùn)行，但堅(jiān)持下來(lái)進(jìn)行研發(fā)和銷(xiāo)售的只有大發(fā)和鈴木兩家。到了 90 年代之后， 由于環(huán)境等問(wèn)題，一些大汽車(chē)企業(yè)重新開(kāi)始研發(fā)第二代純電動(dòng)車(chē)，豐田、本田、日 產(chǎn)等陸續(xù)進(jìn)行了一些產(chǎn)品發(fā)布與銷(xiāo)售運(yùn)行。然而由于技術(shù)與價(jià)格等方面的原因，在 新能源汽車(chē)

21、研發(fā)戰(zhàn)略中，更多的日本汽車(chē)企業(yè)選擇了混合動(dòng)力汽車(chē)作為重點(diǎn)發(fā)展方 向，堅(jiān)持純電動(dòng)汽車(chē)蓄電池技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)落在三菱重工、富士重工等動(dòng)力裝備類(lèi) 企業(yè)。純電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)向小型化發(fā)展，單人和 2 人車(chē)型成為主力車(chē)型，車(chē)輛 技術(shù)、零部件技術(shù)、充電設(shè)施技術(shù)都已相對(duì)成熟。截止到 2002 年，日本純電動(dòng)汽車(chē) 的保有量為 2696 臺(tái)。目前，日本電動(dòng)車(chē)輛協(xié)會(huì)、汽車(chē)協(xié)會(huì)、汽車(chē)電子協(xié)會(huì)等部門(mén)已 經(jīng)初步建立了一些純電動(dòng)汽車(chē)共同利用系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)用化試運(yùn)行和試運(yùn)營(yíng)。 1.21.2 國(guó)內(nèi)的研究情況國(guó)內(nèi)的研究情況 我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的研究開(kāi)始于 20 世紀(jì) 60 年代，到了 90 年代掀起了一股電動(dòng)汽 車(chē)熱，部分高校、汽車(chē)研

22、究所以及生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)充電電池和純電動(dòng)汽車(chē)，并取 得了一些成果。2001 年，我國(guó)確立“十五”國(guó)家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863 計(jì)劃） 電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目，明確了我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)戰(zhàn)略發(fā)展基本原則，即燃料電池汽 車(chē)發(fā)展居首位、第二為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)兼顧一下，提出“三橫三縱” 研發(fā)布局，并招標(biāo)確定純電動(dòng)轎車(chē)由上汽奇瑞、天津汽車(chē)來(lái)牽頭研制。2006 年開(kāi)始 實(shí)施的國(guó)家中長(zhǎng)期科技規(guī)劃對(duì)電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)戰(zhàn)略也大體相同。按照項(xiàng)目規(guī)定進(jìn)程， 純動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)功能樣車(chē)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，純電動(dòng)轎車(chē)和純電動(dòng)客車(chē)在國(guó)家質(zhì)檢中心的型 式認(rèn)證試驗(yàn)中各項(xiàng)指標(biāo)均滿足有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，關(guān)鍵零部件高功率 鎳氫電池、

23、鋰離子電池性能有了較大提高。在過(guò)去十年，中國(guó)已經(jīng)成功取得了純電 動(dòng)摩托車(chē)全球老大的位置，而汽車(chē)工業(yè)即始終在關(guān)鍵技術(shù)上落后于國(guó)際先進(jìn)水平 30 年，這成為世界工廠最大的恥辱。但在純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)開(kāi)發(fā)上的差距并不大，幾乎 站在同一起跑線上，而且關(guān)鍵零部件技術(shù)平臺(tái)相同，有專(zhuān)家認(rèn)為研發(fā)水平最大差距 不超過(guò) 5 年。甚至在某些領(lǐng)域，如鋅-空氣電池和鋰電池研究方面，已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng) 先水平。 與世界其他國(guó)家一樣，電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)工作在我國(guó)也正在如火如荼的進(jìn)行著。十 五期間，國(guó)家從維護(hù)我國(guó)能源安全、改善大氣環(huán)境、提高汽車(chē)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)我 國(guó)汽車(chē)工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮，設(shè)立電動(dòng)汽車(chē)重大科技專(zhuān)項(xiàng)，通過(guò)組 織企

24、業(yè)、高等院校和科研機(jī)構(gòu)，集中國(guó)家、地方、企業(yè)、高校、科研院所等方面的 力量進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)。為此，從 2001 年 10 月起，國(guó)家共計(jì)撥款 8.8 億元作為這一重 大科技專(zhuān)項(xiàng)的經(jīng)費(fèi)。 我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)重大科技專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施 4 年來(lái)，經(jīng)過(guò) 200 多家企業(yè)、高校和科研院所 的 2000 多名技術(shù)骨干的努力，目前已取得重要進(jìn)展：燃料電池汽車(chē)已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出 性能樣車(chē)，燃料電池轎車(chē)?yán)塾?jì)運(yùn)行 4000km，燃料電池客車(chē)?yán)塾?jì)運(yùn)行 8000km；混合動(dòng) 力客車(chē)已在武漢等地公交線路上試驗(yàn)運(yùn)行超過(guò) 14 萬(wàn) km；純電動(dòng)轎車(chē)和純電動(dòng)客車(chē)均 已通過(guò)國(guó)家有關(guān)認(rèn)證試驗(yàn)。 目前純電動(dòng)轎車(chē)和純電動(dòng)客車(chē)均已通過(guò)國(guó)家質(zhì)檢中心的型式認(rèn)證

25、試驗(yàn)，各項(xiàng)指 標(biāo)均滿足有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。天津清源電動(dòng)車(chē)輛有限公司等單位研發(fā) 的純電動(dòng)轎車(chē)，其整車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo)已超過(guò)法國(guó)雪鐵 龍公司贈(zèng)送的純電動(dòng)轎車(chē)和箱式貨車(chē)，初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力。北京理工 大學(xué)等單位初步完成了北京理工科凌電動(dòng)車(chē)輛股份有限公司密云電動(dòng)車(chē)輛產(chǎn)業(yè)化生 產(chǎn)基地的建設(shè)，并于 2003 年 12 月 30 日順利通過(guò)北京市公共交通總公司組織的示范 運(yùn)行車(chē)組驗(yàn)收。小批量研發(fā)生產(chǎn)的 4 種車(chē)型、近 40 輛公交車(chē)即將投入北京市奧運(yùn)電 動(dòng)示范車(chē)隊(duì)的示范運(yùn)行。2008 年 3 月 9 日，山東時(shí)風(fēng)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司“經(jīng)濟(jì) 型電動(dòng)轎車(chē)” ，經(jīng)國(guó)家機(jī)動(dòng)

26、車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（重慶）檢測(cè)表明，整車(chē)技術(shù)指標(biāo)符 合企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中最高車(chē)速 46.1km/h，耗電率 8.0kwh/100km，一次充電續(xù)駛里 程 102 km。2008 年預(yù)計(jì)生產(chǎn) 1 萬(wàn)輛，2009 年達(dá)到 5 萬(wàn)輛，2010 年達(dá)到 10 萬(wàn)輛【4】。 對(duì)于中國(guó)而言，大力發(fā)展和推廣純電動(dòng)汽車(chē)擁有三重特殊戰(zhàn)略意義其一是 中國(guó)持續(xù)增長(zhǎng)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平已經(jīng)將能源消費(fèi)提升至極限，如果純電動(dòng)汽車(chē)全面替 代傳統(tǒng)汽車(chē)，將會(huì)使得中國(guó)獲得兩倍至三倍以上的能源自由度，進(jìn)而為經(jīng)濟(jì)可持續(xù) 發(fā)展提供充足動(dòng)力。其二是中國(guó)從現(xiàn)在開(kāi)始全面推廣普及純電動(dòng)汽車(chē)，相當(dāng)于在未 來(lái) 20 年中把發(fā)達(dá)國(guó)家上百年工業(yè)化道路重新再

27、走一遍，國(guó)內(nèi)已經(jīng)大量普及的傳統(tǒng)汽 車(chē)逐步淘汰升級(jí)，會(huì)帶來(lái)巨大市場(chǎng)和新利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。其三是擁有 13 億人口的中國(guó)在 粗放式工業(yè)化進(jìn)程中所遭遇的環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)到了刻不容緩需要解決時(shí)刻，以前 是用犧牲環(huán)境帶?！半u的屁”，目前出現(xiàn)了一個(gè)又能創(chuàng)造“雞的屁”又能修復(fù)和保 護(hù)環(huán)境之渠道，不趕快抓住機(jī)會(huì)還要等待什么呢？機(jī)不可失，時(shí)不再來(lái)，中國(guó)必將 繼續(xù)推出一系列推廣和普及純電動(dòng)汽車(chē)的國(guó)家級(jí)政策 2 2 純電動(dòng)汽車(chē)的原理與構(gòu)造純電動(dòng)汽車(chē)的原理與構(gòu)造 電動(dòng)汽車(chē)是指以車(chē)載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛，符合道路交通、安全 法規(guī)各項(xiàng)要求的車(chē)輛。電動(dòng)汽車(chē)顧名思義就是主要采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，大部分車(chē) 輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)

28、，有一部分車(chē)輛把電動(dòng)機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，也有一部分直接以 車(chē)輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。本身不排放污染大氣的有 害氣體，即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其它污染物也顯著 減少，由于電廠大多建于遠(yuǎn)離人口密集的城市，對(duì)人類(lèi)傷害較少，而且電廠是固定 不動(dòng)的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關(guān)技術(shù)。由于電力 可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力、風(fēng)力、光、熱等，解除人們對(duì)石油 資源日見(jiàn)枯竭的擔(dān)心。電動(dòng)汽車(chē)還可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力充電， 使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟(jì)效益。有關(guān)研究表明，同樣的原油 經(jīng)過(guò)粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)

29、充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，其能量利用效率比經(jīng) 過(guò)精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的 排量，正是這些優(yōu)點(diǎn)，使電動(dòng)汽車(chē)的研究和應(yīng)用成為汽車(chē)工業(yè)的一個(gè)“熱點(diǎn)”。有專(zhuān) 家認(rèn)為，對(duì)于電動(dòng)車(chē)而言，目前最大的障礙就是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及價(jià)格影響了產(chǎn)業(yè) 化的進(jìn)程，與混合動(dòng)力相比，電動(dòng)車(chē)更需要基礎(chǔ)設(shè)施的配套，而這不是一家企業(yè)能 解決的，需要各企業(yè)聯(lián)合起來(lái)與當(dāng)?shù)卣块T(mén)一起建設(shè)，才會(huì)有大規(guī)模推廣的機(jī)會(huì)。 優(yōu)點(diǎn):技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。缺點(diǎn): 目前蓄電池單 位重量?jī)?chǔ)存的能量太少，還因電動(dòng)車(chē)的電池較貴，又沒(méi)形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，故購(gòu)買(mǎi)價(jià)格 較貴，至于使用成本，有些使

30、用價(jià)格比汽車(chē)貴，有些價(jià)格僅為汽車(chē)的 1/3，這主要取 決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠?、電價(jià)格。由于對(duì)環(huán)境影響相對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)較小，其前景 被廣泛看好，但當(dāng)前技術(shù)尚不成熟。 2.12.1 工作原理工作原理 蓄電池電流電力調(diào)節(jié)器電動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行 駛 2.22.2 主要結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)主要結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 電動(dòng)汽車(chē)的組成包括：電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)等機(jī)械系統(tǒng)、完成既 定任務(wù)的工作裝置等。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī) 汽車(chē)的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電源和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制 裝置等組成。電動(dòng)汽車(chē)的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相同。 電源電源 電源為電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)

31、提供電能，電動(dòng)機(jī)將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能， 通過(guò)傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪和工作裝置。目前，電動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用最廣泛的電源是 鉛酸蓄電池，但隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，鉛酸蓄電池由于比能量較低，充電速度 較慢，壽命較短，逐漸被其他蓄電池所取代。正在發(fā)展的電源主要有鈉硫電池、鎳 鎘電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等，這些新型電源的應(yīng)用，為電動(dòng)汽車(chē)的發(fā) 展開(kāi)辟了廣闊的前景。 驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī) 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的作用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng) 車(chē)輪和工作裝置。目前電動(dòng)汽車(chē)上廣泛采用直流串激電動(dòng)機(jī)，這種電機(jī)具有軟 的機(jī)械特性，與汽車(chē)的行駛特性非常相符。但直流電動(dòng)機(jī)由于存在換向火花，比 功率較

32、小、效率較低，維護(hù)保養(yǎng)工作量大，隨著電機(jī)技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展， 勢(shì)必逐漸被直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)（ bldcm）、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（ srm）和交流異步電 動(dòng)機(jī)所取代，如無(wú)外殼盤(pán)式軸向磁場(chǎng)直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。 電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)調(diào)調(diào)速速控控制制裝裝置置 電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制裝置是為電動(dòng)汽車(chē)的變速和方向變換等設(shè)置的，其作用是控 制電動(dòng)機(jī)的電壓或電流，完成電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向的控制。 早期的電動(dòng)汽車(chē)上，直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速采用串接電阻或改變電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)線圈 的匝數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因其調(diào)速是有級(jí)的，且會(huì)產(chǎn)生附加的能量消耗或使用電動(dòng)機(jī)的結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)在已很少采用。目前電動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用較廣泛的是晶閘管斬波調(diào)速，通 過(guò)均勻地改變電動(dòng)機(jī)的

33、端電壓，控制電動(dòng)機(jī)的電流，來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速。 在電子電力技術(shù)的不斷發(fā)展中，它也逐漸被其他電力晶體管（入 gto、mosfet、btr 及 igbt 等）斬波調(diào)速裝置所取代。從技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，伴隨 著新型驅(qū)動(dòng)電機(jī)的應(yīng)用，電動(dòng)汽車(chē)的調(diào)速控制轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髂孀兗夹g(shù)的應(yīng)用，將成 為必然的趨勢(shì)。 在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋向變換控制中，直流電動(dòng)機(jī)依靠接觸器改變電樞或磁場(chǎng)的 電流方向，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的旋向變換，這使得電路復(fù)雜、可靠性降低。當(dāng)采用交流 異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的改變只需變換磁場(chǎng)三相電流的相序即可，可使 控制電路簡(jiǎn)化。此外，采用交流電動(dòng)機(jī)及其變頻調(diào)速控制技術(shù)，使電動(dòng)汽車(chē)的制 動(dòng)能量回收控制更加方便，控

34、制電路更加簡(jiǎn)單。 傳傳動(dòng)動(dòng)裝裝置置 電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳給汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)軸，當(dāng)采用 電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)裝置的多數(shù)部件常常可以忽略。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)可以帶負(fù)載啟動(dòng)， 所以電動(dòng)汽車(chē)上無(wú)需傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的離合器。因?yàn)轵?qū)動(dòng)電機(jī)的旋向可以通過(guò)電 路控制實(shí)現(xiàn)變換，所以電動(dòng)汽車(chē)無(wú)需內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)變速器中的倒檔。當(dāng)采用電動(dòng)機(jī) 無(wú)級(jí)調(diào)速控制時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)可以忽略傳統(tǒng)汽車(chē)的變速器。在采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)時(shí)， 電動(dòng)汽車(chē)也可以省略傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的差速器。 行行駛駛裝裝置置 行駛裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩通過(guò)車(chē)輪變成對(duì)地面的作用力，驅(qū)動(dòng) 車(chē)輪行走。它同其他汽車(chē)的構(gòu)成是相同的，由車(chē)輪、輪胎和懸架等組成。 轉(zhuǎn)

35、轉(zhuǎn)向向裝裝置置 轉(zhuǎn)向裝置是為實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的轉(zhuǎn)彎而設(shè)置的，由轉(zhuǎn)向機(jī)、方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn) 向輪等組成。作用在方向盤(pán)上的控制力，通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)一 定的角度，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向。多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)為前輪轉(zhuǎn)向，工業(yè)中用的電動(dòng)叉車(chē)常 常采用后輪轉(zhuǎn)向。電動(dòng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向裝置有機(jī)械轉(zhuǎn)向、液壓轉(zhuǎn)向和液壓助力轉(zhuǎn)向等 類(lèi)型。 制動(dòng)裝置制動(dòng)裝置 電動(dòng)汽車(chē)的制動(dòng)裝置同其他汽車(chē)一樣，是為汽車(chē)減速或停車(chē)而設(shè)置的，通常由 制動(dòng)器及其操縱裝置組成。在電動(dòng)汽車(chē)上，一般還有電磁制動(dòng)裝置，它可以利用驅(qū) 動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制電路實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)電運(yùn)行，使減速制動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)換成對(duì)蓄電池 充電的電流，從而得到再生利用。 工作裝置工作裝置 工作裝

36、置是工業(yè)用電動(dòng)汽車(chē)為完成作業(yè)要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)置的，如電動(dòng)叉車(chē)的起升 裝置、門(mén)架、貨叉等。貨叉的起升和門(mén)架的傾斜通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)完成。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的特點(diǎn)是裝備有發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置、機(jī)械式動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、 燃油箱、排氣系統(tǒng)等，能量的補(bǔ)充方式為向燃油箱加入燃油，通常無(wú)法回收利用減 速和下坡時(shí)的能量。蓄電池電動(dòng)車(chē)與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的最大區(qū)別是動(dòng)力系統(tǒng)的差別，傳 統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖如圖所示，動(dòng)力系統(tǒng)的起點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力經(jīng) 離合器、變速器、萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)抽、主減速器、差速器和驅(qū)動(dòng)半軸傳至車(chē)輪，其能 源來(lái)自燃料箱，燃料可以是柴油、汽油、液化石油氣、天然氣和醇類(lèi)等，用完之后 可

37、通過(guò)加油站補(bǔ)充。蓄電池電動(dòng)車(chē)汽車(chē)的最大特點(diǎn)是裝備有蓄電池、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng) 機(jī)控制裝置和能源管理系統(tǒng)等，能量的補(bǔ)充方式為充電，可在充電站或停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行， 充電站使用的充電器多為快速充電器。由于電動(dòng)機(jī)被拖動(dòng)時(shí)，即可發(fā)電，因此蓄電 池電動(dòng)汽車(chē)一般都帶有可回收減速和下坡是能量回收（再生）系統(tǒng)。純電動(dòng)汽車(chē)， 相對(duì)燃油汽車(chē)而言，主要差別（異）在于四大部件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，調(diào)速控制器、動(dòng)力 電池、車(chē)載充電器。相對(duì)于加油站而言，它由公用超快充電站。純電動(dòng)汽車(chē)之品質(zhì) 差異取決于這四大部件，其價(jià)值高低也取決于這四大部件的品質(zhì)。純電動(dòng)汽車(chē)的用 途也在四大部件的選用配置直接相關(guān)。純電動(dòng)汽車(chē)時(shí)速快慢，和啟動(dòng)速度取決于驅(qū) 動(dòng)電機(jī)的

38、功率和性能，其續(xù)行里程之長(zhǎng)短取決于車(chē)載動(dòng)力電池容量之大小，車(chē)載動(dòng) 力電池之重量取決于選用何種動(dòng)力電池如鉛酸、鋅碳、鋰電池等，它們體積，比重、 比功率、比能量、循環(huán)壽命都各異。這取決于制造商對(duì)整車(chē)檔次的定位和用途以及 市場(chǎng)界定、市場(chǎng)細(xì)分。純電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)目前有直流有刷、無(wú)刷、有永磁、電 磁之分，再有交流步進(jìn)電機(jī)等，它們的選用也與整車(chē)配置、用途、檔次有關(guān)。另外 驅(qū)動(dòng)電機(jī)之調(diào)速控制也分有級(jí)調(diào)速和無(wú)級(jí)調(diào)速，有采1用電子調(diào)速控制器和不用調(diào) 速控制器之分。電動(dòng)機(jī)有輪轂電機(jī)、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)、有單電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)和組 合電機(jī)驅(qū)動(dòng)等。電機(jī)及調(diào)速控制器的選用和配制對(duì)整車(chē)檔次和價(jià)位也有影響。公用 超快充電站是純

39、電動(dòng)汽車(chē)商業(yè)化的基礎(chǔ)設(shè)施，將它做完善到位了才能使前者暢行無(wú) 憂，反之則是它的短腿，受其制約和影響，歐洲、美國(guó)電動(dòng)汽之商業(yè)實(shí)踐充分說(shuō)明 了這點(diǎn)。我們對(duì)此認(rèn)識(shí)到了，但行動(dòng)不力。另外，充電機(jī)與車(chē)載電池之電纜連接器 問(wèn)題必須規(guī)范，形成電池品種、電壓分檔、快慢（功率大?。┲T要素的一致，否則 純電動(dòng)汽車(chē)及公用超快充電站無(wú)法有效無(wú)法對(duì)接，這個(gè)產(chǎn)業(yè)目前白紙一張，待我們 去開(kāi)拓，但必須規(guī)劃、設(shè)計(jì)成型后實(shí)施，以免徒勞，以免勞命傷財(cái)。純電動(dòng)汽車(chē)之 四大部件及公用充電站之大型充電機(jī)，專(zhuān)用電纜、線纜連接器乃至計(jì)費(fèi)、收費(fèi)系統(tǒng)， 這是汽車(chē)行業(yè)新的零部件，沒(méi)它們將是無(wú)米之炊，沒(méi)做到位、不完善則是短腿受其 制約。同時(shí)與此相關(guān)的

40、零部件制造商應(yīng)以此形成產(chǎn)業(yè)鏈，共圖發(fā)展。國(guó)家發(fā)政委“新 能源汽車(chē)公告管理辦法和實(shí)施細(xì)則”已于 2007 年 11 月 1 日施行。 “城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村農(nóng)用（專(zhuān) 用）電動(dòng)汽車(chē)通用技術(shù)條件”也在醞釀過(guò)程中，純電動(dòng)汽車(chē)商業(yè)化在農(nóng)村已經(jīng)初現(xiàn)雛 形，我們不該視而不見(jiàn)。 將來(lái)符合國(guó)際和符合市場(chǎng)需求的純電動(dòng)汽車(chē)必定遵守以下 幾項(xiàng)：1、電動(dòng)車(chē)輛研發(fā)制造運(yùn)營(yíng)必須符合國(guó)家各項(xiàng)相關(guān)法規(guī)。整車(chē)、零部件性能必 須滿足國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和各項(xiàng)具體要求。2、電動(dòng)車(chē)輛是以電為能源，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行 駛的，不再產(chǎn)生新的污染，不再產(chǎn)生易燃、易爆之隱患。3、電動(dòng)車(chē)輛儲(chǔ)能用的電池 必須是無(wú)污染、環(huán)保型的。且具有耐久的壽命，具備超快充電（2-3c 以

41、上電流）的 功能。車(chē)輛根據(jù)用途確定一次充電之續(xù)行里程，以此裝置夠用電量的電池組，充分 利用公用充電站超快充電以延長(zhǎng)續(xù)行里程。4、電動(dòng)機(jī)組應(yīng)有高效率的能量轉(zhuǎn)換。剎 車(chē)、減速之能量的直接利用和回收，力求車(chē)輛之綜合能源利用的高效率。5、根據(jù)車(chē) 輛用途和行駛場(chǎng)合設(shè)定最高車(chē)速，且不得超過(guò)交通法規(guī)的限定值，以合理選擇電動(dòng) 機(jī)的功率和配置電池組容量。6、車(chē)輛駕駛操作，控制簡(jiǎn)單有效、工作可靠，確保行 車(chē)安全。7、機(jī)械、電氣裝置耐用少維修。車(chē)輛運(yùn)營(yíng)之費(fèi)用低廉。8、以目標(biāo)市場(chǎng)需 求為依據(jù)，提供實(shí)用、合適車(chē)型滿足之，力求做到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、功能諸方面 的綜合統(tǒng)一。 將來(lái)產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化為用戶(hù)所歡迎的電動(dòng)汽車(chē)，必定符

42、合以下幾點(diǎn)特征：準(zhǔn)確 的定位、恰當(dāng)?shù)挠猛?、宜駛的區(qū)域、最佳的效能。合適的車(chē)型、經(jīng)濟(jì)的配置?？煽?的性能、便當(dāng)?shù)牟倏?。環(huán)保的電池、耐久的壽命、夠用的電量、超快的充電、完善 的網(wǎng)絡(luò)、到位的服務(wù)。低廉的費(fèi)用、最少的維修。 2.32.3 純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)介紹純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)介紹 技術(shù)概述 電動(dòng)汽車(chē)是指以車(chē)載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛，符合道路交通、安全 法規(guī)各項(xiàng)要求的車(chē)輛。它使用存儲(chǔ)在電池中的電來(lái)發(fā)動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)汽車(chē)時(shí)有時(shí)使用 12 或 24 塊電池，有時(shí)則需要更多。 無(wú)污染，噪聲低 電動(dòng)汽車(chē)無(wú)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)工作時(shí)產(chǎn)生的廢氣，不產(chǎn)生排氣污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)和空 氣的潔凈是十分有益的，幾乎是“零污染”。眾所周知，內(nèi)

43、燃機(jī)汽車(chē)廢氣中的 co、hc 及 nox、微粒、臭氣等污染物形成酸雨酸霧及光化學(xué)煙霧。電動(dòng)汽車(chē)無(wú)內(nèi) 燃機(jī)產(chǎn)生的噪聲，電動(dòng)機(jī)的噪聲也較內(nèi)燃機(jī)小。噪聲對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)、神經(jīng)、心血管、 消化、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)也是有危害的。 能源效率高，多樣化 電動(dòng)汽車(chē)的研究表明，其能源效率已超過(guò)汽油機(jī)汽車(chē)。特別是在城市運(yùn)行，汽 車(chē)走走停停，行駛速度不高，電動(dòng)汽車(chē)更加適宜。電動(dòng)汽車(chē)停止時(shí)不消耗電量，在 制動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)可自動(dòng)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)減速時(shí)能量的再利用。有些研 究表明，同樣的原油經(jīng)過(guò)粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車(chē)， 其能量利用效率比經(jīng)過(guò)精煉變?yōu)槠停俳?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)高，因此有利于節(jié)約能 源

44、和減少二氧化碳的排量。 另一方面，電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用可有效地減少對(duì)石油資源的依賴(lài)，可將有限的石油 用于更重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽(yáng) 能、風(fēng)力、潮汐等能源轉(zhuǎn)化。除此之外，如果夜間向蓄電池充電，還可以避開(kāi)用電 高峰，有利于電網(wǎng)均衡負(fù)荷，減少費(fèi)用。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便 電動(dòng)汽車(chē)較內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)、傳動(dòng)部件少，維修保養(yǎng)工作量小。當(dāng) 采用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電機(jī)無(wú)需保養(yǎng)維護(hù)，更重要的是電動(dòng)汽車(chē)易操縱。 動(dòng)力電源使用成本高，續(xù)駛里程短 目前電動(dòng)汽車(chē)尚不如內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)技術(shù)完善，尤其是動(dòng)力電源（電池）的壽命短， 使用成本高。電池的儲(chǔ)能量小，一次充電后行駛里程不理想，

45、電動(dòng)車(chē)的價(jià)格較貴。 但從發(fā)展的角度看，隨著科技的進(jìn)步，投入相應(yīng)的人力物力，電動(dòng)汽車(chē)的問(wèn)題會(huì)逐 步得到解決。揚(yáng)長(zhǎng)避短，電動(dòng)汽車(chē)會(huì)逐漸普及，其價(jià)格和使用成本必然會(huì)降低。 3 3 微型純電動(dòng)車(chē)部件選擇與設(shè)計(jì)微型純電動(dòng)車(chē)部件選擇與設(shè)計(jì) 3.1 微型電動(dòng)車(chē)蓄電池系統(tǒng)微型電動(dòng)車(chē)蓄電池系統(tǒng) 電動(dòng)汽車(chē)目前還存在價(jià)格較高、續(xù)駛里程較短、動(dòng)力性能較差等問(wèn)題，而這些 問(wèn)題都是和電源技術(shù)密切相關(guān)的。目前制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵因素是動(dòng)力蓄電池 不理想，對(duì)于開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)，最重要的就在于開(kāi)發(fā)車(chē)載動(dòng)力電池的競(jìng)爭(zhēng)。對(duì) 電源系統(tǒng)的要求如下: (1) 高的比能量和能量密度； (2) 高的比功率和功率密度； (3) 快速充電和

46、深度放電的能力； (4) 使用壽命長(zhǎng)； (5) 自放電率小, 充電效率高； (6) 安全性能良好, 且成本低廉； (7) 免維修； (8) 對(duì)環(huán)境無(wú)危害, 可回收性好。 目前國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)使用的主要是鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池這三類(lèi)。各種主要電 動(dòng)車(chē)用蓄電池對(duì)比見(jiàn)表 1。目前能大量生產(chǎn)供應(yīng)的只有鉛蓄電池和鎘鎳蓄電池。由于 鎘鎳電池性能價(jià)格比不如鉛蓄電池而且存在鎘污染，性能優(yōu)良的 mh-ni 電池有可能 很快進(jìn)入市場(chǎng)。本文將重點(diǎn)討論鉛蓄電池、mh-ni、鋰離子及鈉氯化鎳蓄電池的進(jìn)展 情況。質(zhì)子交換膜燃料電池（pemfc）是唯一可以在性能上與燃油汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)的電池， 本文將介紹其最近發(fā)展情況情況。

47、 表 1 各種主要電動(dòng)車(chē)用蓄電池對(duì)比 能 電池種類(lèi) 比能量 wh/kg 能量密度 wh/l 比功率 w/kg 循環(huán)壽命 (次) 價(jià)格 (相對(duì)) 商品化 程度 鉛酸 鎘鎳 mh-ni nanicl2(zebra) 鋰離子 35 50 65 86 100 90 80 135 132 170 150 200 150 157 300 500 1000 1000 1000 1200 100 500 400 500 1000 大量生產(chǎn) 大量生產(chǎn) 試制 中試 試制 研究顯示，鋰電池將是未來(lái)動(dòng)力電池的發(fā)展方向，鋰離子電池的比容要好于鎳氫 電池，具有重量輕、儲(chǔ)能大、功率大、無(wú)污染（也無(wú)二次污染） 、壽命長(zhǎng)、自放

48、電系 數(shù)小、溫度適應(yīng)范圍寬泛等優(yōu)點(diǎn)，其壽命也可以比鎳氫電池做得好。因此鋰離子電 池逐漸取代鉛和鎳氫電池，成為純電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的核心技術(shù)。雖然目前鋰離子電 池成本較高但它在其他方面的優(yōu)越性能較高仍然會(huì)成為今后純電動(dòng)車(chē)蓄電池的主流 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展成本勢(shì)必會(huì)不斷減小，綜合考慮微型純電動(dòng)車(chē)蓄電池采用鋰離 子電池最佳。 鋰電池工作原理：充電時(shí)鋰離子從氧化物正極晶格脫出，通過(guò)鋰離子傳導(dǎo)的有 機(jī)電解液后遷移嵌入到碳負(fù)材料負(fù)極，負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時(shí)電 子的補(bǔ)償電荷從外電路供給到碳負(fù)極，保證負(fù)極的電荷平衡工作原理。 鋰離子電池 使用鋰碳化合物作負(fù)極,鋰化過(guò)渡金屬氧化物作正極, 液體有機(jī)溶液或

49、固體聚合物作 為電解液。在充放電過(guò)程中, 鋰離子在電池正極和負(fù)極之間往返流動(dòng)。電化學(xué)反應(yīng) 方程式為: lixc + li-xmyoz c + limyoz lixc 為鋰碳化合物; li-xmyoz 為鋰化過(guò)渡金屬氧化物。放電時(shí), 鋰離子由電 池負(fù)極通過(guò)電解液流向正極并被吸收。充電時(shí), 過(guò)程正好相反;放電時(shí)則恰好相反， 鋰從碳材料中脫出回到氧化物正極中，正極處于富鋰態(tài)。 3.23.2 微型電動(dòng)車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)微型電動(dòng)車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性能與其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接相關(guān)，當(dāng)前驅(qū)動(dòng)方案主要有四種：機(jī)械 驅(qū)動(dòng)布置方案、機(jī)電集成化驅(qū)動(dòng)布置方案、機(jī)電一體化驅(qū)動(dòng)布置方案、輪轂電機(jī)驅(qū) 動(dòng)布置方案。其中輪轂電

50、機(jī)布置方案可以對(duì)各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相互獨(dú)立的控制，有 利于提高車(chē)輛轉(zhuǎn)向靈活性和充分利用路面附著力，這種布置方式比其他三種布置方 式更能體現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)，本設(shè)計(jì)便是采用此種布置方案。 采用輪毅驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)可以裝在電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)輪輪毅中，直接驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪，蓄電池可以布置在車(chē)身底部，或者布置在行李倉(cāng)內(nèi)，如圖。這 種布置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，更加節(jié)省了空間。代表車(chē)型比亞迪汽車(chē)公司的純電動(dòng)汽車(chē) et。 輪轂電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)通常由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器與散熱系統(tǒng)等組成。輪轂 電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)子型式主要分成兩種結(jié)構(gòu)型式：內(nèi)轉(zhuǎn)子型和外轉(zhuǎn)子型。 圖 3.2.1 所示為兩種型式輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。通常

51、，外轉(zhuǎn)子型采用低速外傳子電 機(jī)，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在 10001500r/min 左右，無(wú)任何減速裝置，電機(jī)的外傳子與 車(chē)輪的輪輞固定或者集成在一起，車(chē)輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同。內(nèi)轉(zhuǎn)子型則采用高速內(nèi) 轉(zhuǎn)子電機(jī)，同時(shí)裝備固定傳動(dòng)比的減速器。為了獲得較高的功率密度，電機(jī)的轉(zhuǎn)速 通常高達(dá) 10000r/min。減速結(jié)構(gòu)通常采用傳動(dòng)比在 10：1 左右的行星齒輪減速裝置， 車(chē)輪的轉(zhuǎn)速在在 1000r/min 左右。 圖 3.2.1 輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式 高速內(nèi)轉(zhuǎn)子的輪轂電機(jī)具有較高的比功率，質(zhì)量輕，體積小，效率高，噪聲小， 成本低；缺點(diǎn)是必須采用減速裝置，使效率降低，非簧載質(zhì)量增大，電機(jī)的最高轉(zhuǎn) 速受線圈損耗、摩

52、擦損耗以及變速機(jī)構(gòu)的承受能力等因素的限制。低速外轉(zhuǎn)子電機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸向尺寸小，比功率高，能在很寬的速度范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)矩，且響應(yīng)速度 快，外轉(zhuǎn)子直接和車(chē)輪相連，沒(méi)有減速機(jī)構(gòu)，因此效率高；缺點(diǎn)是如要獲得較大的 轉(zhuǎn)矩，必須增大發(fā)動(dòng)機(jī)體積和質(zhì)量，因而成本高，加速時(shí)效率低，噪聲大。圖所示 為兩種結(jié)構(gòu)形式的輪轂電機(jī)。這兩種結(jié)構(gòu)在目前的電動(dòng)車(chē)中都有應(yīng)用，但是隨著緊 湊的行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)，高速內(nèi)轉(zhuǎn)子式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn) 子式更具競(jìng)爭(zhēng)力。 輪轂電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)由于電機(jī)電制動(dòng)容量較小，不能滿足整車(chē)制動(dòng)效能的要求， 通常需要附加機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)。輪轂電機(jī)系統(tǒng)中的制動(dòng)器可以根據(jù)結(jié)構(gòu)采用鼓式或者 盤(pán)式制動(dòng)器

53、。由于電動(dòng)機(jī)電制動(dòng)容量的存在，往往可以使制動(dòng)器的設(shè)計(jì)容量可以適 當(dāng)減小。大多數(shù)的輪轂電機(jī)系統(tǒng)采用風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻，也有采用水冷和油冷的方 式對(duì)電機(jī)、制動(dòng)器等的發(fā)熱部件進(jìn)行散熱降溫，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 電機(jī)應(yīng)用類(lèi)型與特點(diǎn)分析 輪轂電機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照電機(jī)磁場(chǎng)的類(lèi)型分為徑向磁場(chǎng)和軸向磁場(chǎng)兩種類(lèi) 型。對(duì)比如下：（1）軸向磁通電機(jī)的結(jié)構(gòu)更利于熱量散發(fā)，并且它的定子可以不需 要鐵心；（2）徑向磁通電機(jī)定轉(zhuǎn)子之間受力比較均衡，磁路由硅鋼片疊壓得到，技 術(shù)更簡(jiǎn)單成熟。 輪轂電機(jī)的電機(jī)類(lèi)型分為永磁、感應(yīng)、開(kāi)關(guān)磁阻式。其特點(diǎn)如下： （1）感應(yīng)（異步）電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、運(yùn)行可靠，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng) 小，噪聲

54、低，不需要位置傳感器，轉(zhuǎn)速極限高；缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，成本高，相 對(duì)永磁電機(jī)而言，異步電機(jī)效率和功率密度偏低； （2）無(wú)刷永磁同步電機(jī)可采用圓柱形徑向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)或盤(pán)式軸向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，具有 較高的功率密度和效率以及寬廣的調(diào)速范圍，發(fā)展前景十分廣闊，已在國(guó)內(nèi)外多種 電動(dòng)車(chē)輛中獲得應(yīng)用； （3）開(kāi)關(guān)磁阻式電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低廉，轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩特性好等特點(diǎn)， 適用于電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)；缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)和控制非常困難和精細(xì)，運(yùn)行噪聲大。 國(guó)內(nèi)外典 型輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 日本慶應(yīng)義塾大學(xué)環(huán)境信息學(xué)部清水浩教授領(lǐng)導(dǎo)的電動(dòng)汽車(chē)研究小組在過(guò)去的 十幾年中，一直以基于輪轂電機(jī)的全輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)為研究對(duì)象，至今已試制了五 種不同

55、型式的樣車(chē)。其中，1991 年與東京電力公司共同開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車(chē) iza，采用 ni-cd 電池為動(dòng)力源，采用四個(gè)額定功率為 6.8kw，峰值功率達(dá)到 25kw 的外轉(zhuǎn)子式 永磁同步輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)，最高時(shí)速可達(dá) 176km/h。1996 年，該小組聯(lián)合日本國(guó)家環(huán) 境研究所研制了采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē) eco，輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選用 永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，額定功率為 6.8kw，峰值功率為 20kw，并配速比為 1：5 的行 星齒輪減速機(jī)構(gòu)。輪轂電機(jī)采用機(jī)械制動(dòng)與電機(jī)再生制動(dòng)相結(jié)合的方式，機(jī)械制動(dòng) 力矩由鼓式制動(dòng)器提供，制動(dòng)力分配規(guī)律的基本原則是不損害制動(dòng)效能的前提下， 盡可能多的回收制動(dòng)能

56、量，有效延長(zhǎng)了續(xù)駛里程。2001 年，最新推出了以鋰電池為 動(dòng)力源，采用 8 個(gè)大功率交流同步輪轂電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)大轎車(chē) kaz，最高時(shí)速達(dá) 到 311km/h。kaz 的輪轂電機(jī)系統(tǒng)中采用高轉(zhuǎn)速的高性能內(nèi)轉(zhuǎn)子型電動(dòng)機(jī)，其峰值功 率可達(dá) 55kw，提高了 kaz 的極限加速能力，使其 0-100km/h 加速時(shí)間僅 8 秒。為了 使電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速符合車(chē)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速要求，kaz 的輪轂電機(jī)系統(tǒng)匹配了一個(gè)傳動(dòng)比 為 4.588 的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)。kaz 的前后輪沒(méi)有采用相同型式的制動(dòng)器，而是前輪 采用盤(pán)式制動(dòng)器，后輪采用鼓式制動(dòng)器。圖 3.2.2 為 kaz 的前、后輪轂電機(jī)系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)圖。2

57、003 年日本豐田汽車(chē)公司在東京車(chē)展上推出的燃料電池概念車(chē) fine-n 也采 用了輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。 圖 3.2.2 kaz 一體化輪轂電機(jī)系統(tǒng) 法國(guó) tm4 公司設(shè)計(jì)制造的一體化輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 3.2.3 所示。它采用外轉(zhuǎn)子式 永磁電動(dòng)機(jī)，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外殼直接與輪輞相固結(jié)，將電動(dòng)機(jī)外殼作為車(chē)輪輪輞的 組成部分，而且電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)鼓集成在一起，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子、輪 輞以及制動(dòng)器三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)物體的集成，大大減輕一體化輪轂電機(jī)系統(tǒng)質(zhì)量，集成 化程度相當(dāng)高。該一體化輪轂電機(jī)系統(tǒng)的永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的額定功率為 18.5kw，峰值功率可達(dá)到 80kw，峰值扭矩為 670nm，額定轉(zhuǎn)速為

58、950rpm，最高轉(zhuǎn)速 為 1385rpm，而且額定工況下的平均效率可達(dá)到 96.3%。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)愛(ài)英斯電動(dòng)汽車(chē)研究所研制開(kāi)發(fā)的 ev96-1 型電動(dòng)汽車(chē)也采用外 轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，選用一種稱(chēng)為“多態(tài)電動(dòng)機(jī)”的永磁式電動(dòng)機(jī)，兼有同 步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的雙重特性，其額定功率為 6.8kw，峰值功率為 15kw，集成 盤(pán)式制動(dòng)器，風(fēng)冷散熱。 圖 3.2.3 tm4 一體化輪轂電機(jī)系統(tǒng) 同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院在 2002 年、2003 年和 2004 年分別推出了采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的四輪驅(qū)動(dòng)燃料電池微型電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力平臺(tái)“春暉一號(hào)”和“春暉二號(hào)”，兩 者均采用四個(gè)低速永磁直流無(wú)刷輪轂電動(dòng)機(jī)

59、直接驅(qū)動(dòng)，匹配相應(yīng)的盤(pán)式制動(dòng)器。輪 轂電機(jī)為外轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)，其外形結(jié)構(gòu)主要考慮與雙橫臂懸架、輪輞及制動(dòng)盤(pán)的 連接方便。為了提高輪轂電機(jī)的外形通用性，考慮在一定功率范圍內(nèi)的輪轂電機(jī)采 用相同的外形結(jié)構(gòu)。該輪轂電機(jī)既可安裝市售微型汽車(chē)制動(dòng)盤(pán)，又能安裝不同規(guī)格 摩托車(chē)制動(dòng)盤(pán)。因此相同的底盤(pán)結(jié)構(gòu)只需更換不同功率的輪轂電機(jī)，即可獲得不同 的整車(chē)動(dòng)力性能。輪轂電機(jī)額定功率 0.8kw，峰值功率 2.5kw；額定轉(zhuǎn)矩 25nm，峰值 轉(zhuǎn)矩 155nm；額定轉(zhuǎn)速 300rpm，最高轉(zhuǎn)速 510rpm。 對(duì)于內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，需要通過(guò)多級(jí)變速箱來(lái)近似實(shí)現(xiàn)理想的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)特性， 如圖 3.2.4.1 所示。而電動(dòng)

60、機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基于恒轉(zhuǎn)矩和恒功率運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)理想的汽 車(chē)驅(qū)動(dòng)特性，如圖 3.2.4.2 所示。 輪轂電機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn)分析 通常，電動(dòng)汽車(chē)采用集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式。這種結(jié)構(gòu)型式具有以 下優(yōu)點(diǎn)： （1）可以沿用內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力車(chē)的部分傳動(dòng)裝置，布置在原發(fā)動(dòng)機(jī)艙中，繼承性好； （2）可以采用電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)，乃至控制器的集成結(jié)構(gòu)型式，結(jié)構(gòu)緊湊，便于 處理電機(jī)冷卻、振動(dòng)隔振以及電磁干擾等問(wèn)題； （3）整車(chē)總布置型式與內(nèi)燃機(jī)接近，前艙熱管理、隔聲處理以及碰撞安全性與 原車(chē)接近或者容易處理。 缺點(diǎn)是： （1）傳動(dòng)鏈長(zhǎng)，傳動(dòng)效率低； （2）通常要求使用高轉(zhuǎn)速大功率電機(jī)，對(duì)電機(jī)性能要求高。 分散電機(jī)驅(qū)動(dòng)相對(duì)于集中電