電動汽車概論-第二章純電動汽車(EV)概論

1、 第二章 純電動汽車(EV)概論電動汽車與普通汽車的主要區(qū)別是動力源的改變。純電動汽車(EV)用動力電池-電動機系統(tǒng);燃料電池電動汽車（FCEV）用燃料電池發(fā)動機-電動機系統(tǒng);混合動力電動汽車（HEV）用混合動力發(fā)動機-發(fā)電/電動機系統(tǒng)，取代了傳統(tǒng)的內燃機。一、純電動汽車(EV)的主要組成部分純電動汽車(EV)的主要包括：車載電源、電池管理系統(tǒng)、驅動電機、電機控制系統(tǒng)、底盤、車身、安全保護系統(tǒng)、儀表電器等。 純電動汽車(EV)的基本組成與原理1. 車載電源電源即電池是為電動汽車的驅動電動機提供電能，電動機將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。動力電池組是EV的關鍵裝備

2、，對EV的性能起決定性作用，是發(fā)展EV的主要研究開發(fā)對象。EV動力電池已經經歷了三代：第一代是鉛酸電池，但隨著電動汽車技術的發(fā)展，鉛酸蓄電池由于比能量較低，比功率低，充電速度較慢，壽命較短，逐漸被其他蓄電池所取代；第二代是正在發(fā)展的鈉硫電池、鎳鉻電池、鎳氫電池、鋰電池等；第三代是燃料電池、飛輪電池、超級電容器等，這些新型電源的應用，為電動汽車的發(fā)展開辟了廣闊的前景，尤其是性價比更高的磷酸鐵鋰電池的面世，并且已經有廠開始批量重量并投入實際使用！這又為電池成本的下降和性能的提高了堅實的技術物質基礎！2.電池管理系統(tǒng)對動力電池組的管理包括：對動力電池組的充電與放電電流、電壓、放電深度、再生制動反饋的

3、電流、電池的自放電率、電池溫度、電池均衡管理等。動力電池組必須進行周期性的充電，高效率的充電裝置和快速充電裝置也是EV的必須輔助設備。EV可采用地面充電器、車載充電器、接觸式充電器、感應充電器等進行充電。電池管理系統(tǒng)、充電站系統(tǒng)、維修系統(tǒng)、廢舊電池回收處理系統(tǒng)是一個全新的系統(tǒng)工程，需要得到政府和社會的重視和支持。3. 驅動電動機驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。目前電動汽車上廣泛采用直流串激電動機，這種電機具有軟的機械特性，與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動機由于存在換向火花，比功率較小、效率較低，維護保養(yǎng)工作量大，隨著電機技術和電機控制技術的

4、發(fā)展，勢必逐漸被交流異步電動機、永磁無刷直流電動機（BCDM）、永磁同步電動機、開關磁阻電動機（SRM）等所取代。4. 電動機調速控制裝置目前電動汽車上應用較廣泛的是電力晶體管（MOSFET、BTR及IGBT等）斬波調速，通過均勻地改變電動機的端電壓，控制電動機的電流，來實現(xiàn)電動機的無級調速。從技術的發(fā)展來看，伴隨著新型驅動電機的應用，電動汽車的調速控制轉變?yōu)橹绷髂孀兗夹g的應用，將成為必然的趨勢。5. 傳動裝置電動汽車傳動裝置的作用是將電動機的驅動轉矩傳給汽車的驅動軸，傳動裝置的多數(shù)部件常常可以忽略。因為電動機可以帶負載啟動，所以電動汽車上無需傳統(tǒng)內燃機汽車的離合器；因為驅動電機的旋向可以通過

5、電路控制實現(xiàn)變換，所以電動汽車無需內燃機汽車變速器中的倒檔；當采用電動機無級調速控制時，電動汽車可以忽略傳統(tǒng)汽車的變速器；在采用電動輪驅動時，電動汽車也可以省略傳統(tǒng)內燃機汽車傳動系統(tǒng)的差速器。 6. 行駛裝置行駛裝置的作用是將電動機的驅動力矩通過車輪變成對地面的作用力，驅動車輪行走。它同其他汽車的構成是相同的，由車輪、輪胎和懸架等組成。7. 轉向裝置專項裝置是為實現(xiàn)汽車的轉彎而設置的，由轉向機、方向盤、轉向機構和轉向輪等組成。作用在方向盤上的控制力，通過轉向機和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度，實現(xiàn)汽車的轉向。多數(shù)電動汽車為前輪轉向， 8. 制動裝置電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣，是為汽車減速

6、或停車而設置的，通常由制動器及其操縱裝置組成。在電動汽車上，一般還有電磁制動裝置，它可以利用驅動電動機的控制電路實現(xiàn)電動機的發(fā)電運行，使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流，從而得到再生利用。9安全保護系統(tǒng)EV動力電池組通常電壓高達300多伏，人身觸電時會造成致命危險；另外在撞車、翻車、或線路短路時，駕駛員能迅速切斷動力電池組的電源，避免發(fā)生火災，保護乘員的安全；同時還需要防止電池中的電解液溢出對乘員造成的傷害。EV必須配備電氣裝置的故障自檢系統(tǒng)和故障報警系統(tǒng)，在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時自動控制EV不能啟動等，以防事故發(fā)生。二、純電動汽車的發(fā)展與展望純電動汽車具有采用新能源、高效率、零排放、低噪聲、結構簡單、操作方便等特點，使將來取代內燃機汽車的理想車型。EV發(fā)展受阻的癥結：在于目前電池技術不能很好的適應電動汽車的要求（鉛酸電池比能量低、比功率低、壽命短；鋰電池成本高、易著火；燃料電池成本高，技術不夠成熟）。我國以及歐美日等發(fā)達國家都對電動汽車用動力電池研究與開發(fā)重點支持，然而，電池技術對EV的制約仍然是制約EV發(fā)展的瓶頸，使得EV近