新能源汽車：第三章純電動汽車

1、純電動汽車學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)。2.熟悉純電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀。3.了解純電動汽車的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀。4.了解純電動汽車的典型車型。第一節(jié)純電動汽車的結(jié)構(gòu)及其行駛性能一、純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)純電動汽車的定義：純電動汽車（BladeElectricVehicles，簡稱BEV）是指以車載電源（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池）為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。圖3-1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)二、純電動汽車的電驅(qū)動的典型結(jié)構(gòu)形式本部分主要根據(jù)目前普遍接受的按照動力驅(qū)動系統(tǒng)的不同進(jìn)行分類的典型結(jié)構(gòu)形式，大體分為六種。C-離合器D-差速器G-變速器M

2、-電動機FG-定速比減速器GB-變速器圖3-2電驅(qū)動的典型結(jié)構(gòu)形式如圖a所示，它由電動機、離合器、齒輪箱和差速器組成。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，沒能充分發(fā)揮電動機驅(qū)動的優(yōu)勢。如圖b所示，由電動機、固定速比的減速器和差速器組成電力驅(qū)動系統(tǒng)，它具有良好的通用性和互換性，便于在現(xiàn)有的汽車底盤上安裝，使用、維修也較方便。如圖c所示，它把電動機、固定速比減速器和差速器集成為一個整體，兩根半軸連接驅(qū)動車輪，這種結(jié)構(gòu)在小型電動汽車上應(yīng)用比較普遍。如圖d所示，就是采用兩個電動機通過固定速比的減速器分別驅(qū)動兩個車輪，每個電動機的轉(zhuǎn)速可以獨立地調(diào)節(jié)控制，便于實現(xiàn)電子差速，因此，電動汽車不必選用機械差速器。如圖e所示，其

3、電動機也可以裝在車輪里面，稱為輪轂電動機為內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子結(jié)構(gòu)，它能提供較大的減速比，來放大其輸出轉(zhuǎn)矩。如圖f所示，這種結(jié)構(gòu)為另一種使用輪毅電動機的電動汽車結(jié)構(gòu)，它采用低速外轉(zhuǎn)子電動機，徹底去掉了機械減速齒輪箱，電動機的外轉(zhuǎn)子直接安裝在車輪的輪緣上，車輪轉(zhuǎn)速和電動汽車的車速控制完全取決于電動汽車的轉(zhuǎn)速控制。三、純電動汽車的動力性能電動汽車相對于傳統(tǒng)汽車而言，它們主要的差別是采用了不同的動力源，傳統(tǒng)汽車是燃油混合氣體在內(nèi)燃機內(nèi)燃燒做功，而電動汽車由蓄電池提供電能。而對于制動性能方面，電動汽車除了具有再生制動外，與內(nèi)燃機的制動性能是基本相同的。1純電動汽車的驅(qū)動力電動汽車的電動機輸出轉(zhuǎn)矩M，使驅(qū)動輪與

4、地面間產(chǎn)生相互作用，從而地面給車輪產(chǎn)生一個反向的作用力Ft，F(xiàn)t汽車前進(jìn)方向一致，因而Ft即為驅(qū)動力。所以有：所以其機械傳動效率可以計算為 =ynzm2）純電動汽車的電動機轉(zhuǎn)矩特性PM=Mn9549從上式可以看出，在原動機的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，即隨著電機轉(zhuǎn)速的增大，其輸出轉(zhuǎn)矩減小。3）純電動汽車的行駛阻力電動汽車的行駛方程式行駛阻力：其中滾動阻力：Ff=f*mg*cos空氣阻力：Fw=CdAVa221.15坡道阻力：Fi=mg*sin加速阻力：Fj=mdVdt四、純電動汽車的幾個重要指標(biāo)1.比功率比功率（Kw/Kg）是衡量汽車動力性能的一個綜合指標(biāo)，具體是指汽車發(fā)動機最大功率與汽

5、車總質(zhì)量之比。2.比能量比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表示。五、純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展電動汽車必須解決好4個方面的關(guān)鍵技術(shù)：電池技術(shù)、電機驅(qū)動及其控制技術(shù)、電動汽車整車技術(shù)以及能量管理技術(shù)。1）電池技術(shù)電池是電動汽車的動力源泉，也是一直制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。電動汽車用電池的主要性能指標(biāo)是比能量（E）、能量密度（Ed）、比功率（P）、循環(huán)壽命（L）和成本（C）等。2）電力驅(qū)動及其控制技術(shù)電動機與驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的關(guān)鍵部件，驅(qū)動電機應(yīng)具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)速高、啟動轉(zhuǎn)矩大、體積小、質(zhì)量小、效率高且有動態(tài)制動強和能量回饋等特性。3）電動汽車整車技術(shù)電動汽車采

6、用輕質(zhì)材料如鎂、鋁、優(yōu)質(zhì)鋼材及復(fù)合材料，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)制動、下坡和怠速時的能量回收；采用高彈滯材料制成的高氣壓子午線輪胎，可使汽車的滾動阻力減少50%；汽車車身特別是汽車底部更加流線型化，可使汽車的空氣阻力減少50%。4）能量管理技術(shù)電動汽車要獲得非常好的動力特性，必須具有比能量高、使用壽命長、比功率大的蓄電池作為動力源。第二節(jié)純電動汽車的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一、國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基礎(chǔ)（1）交流充電樁，交流充電樁是一種安裝在電動車外，與交流電網(wǎng)連接，通過車載充電機給電動汽車電池提供交流電源的充電裝置。（2）直流充電站直流充電站主要由配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池調(diào)度系統(tǒng)和充電站監(jiān)控系統(tǒng)組成。2.基礎(chǔ)設(shè)施情況充

7、電站采用第一次現(xiàn)場拼裝，之后像集裝箱一樣可以根據(jù)需要進(jìn)行整體移動。偏遠(yuǎn)公路和用電無保障地域可采用太陽能和風(fēng)能等形式，原理相同。3.運營模式1）電池組租賃模式用戶不擁有電池，只需購買不含電池組的電動汽車本體，采用租賃方式到電動汽車能源供應(yīng)企業(yè)租賃電池組，電池組的電力使用完之后，到電動汽車能源供應(yīng)企業(yè)的服務(wù)區(qū)或標(biāo)準(zhǔn)充電站更換電池組，并進(jìn)行維修和保養(yǎng)。2） 現(xiàn)場直接充電模式從目前掌握的情況來看，現(xiàn)在國際上主要有三種技術(shù)模式的充電站，分別為慢充，快充，速充3）充換結(jié)合模式第三節(jié)純電動汽車車型實例1.瑞麒 HYPERLINK /serial.jsp?sid=3765 t _blank M1-EV純電動汽

8、車瑞麒M1-EV純電動汽車搭載了336V功率的電驅(qū)動系統(tǒng)，并配備了60Ah的高性能鋰電池。圖3-12瑞麒 HYPERLINK /serial.jsp?sid=3765 t _blank M1-EV純電動車2.奇瑞的S18D增程電動汽車作為專為都市精英量身打造的“城市酷尚SUV”S18D配備了自動開啟的增程器，其特點是以純電動驅(qū)動為主，配備了8kW的增程器，可以解決在極端情況下的電動汽車?yán)m(xù)航里程問題，達(dá)到300km的長續(xù)航里程。圖3-13奇瑞的S18D增程電動汽車3.高爾夫blue-e-motion高爾夫電動車的動力來源于其先進(jìn)的電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由以180個鋰離子電池單元組成的30個電池模塊所構(gòu)成，容量為26.5千瓦時。圖3-14高爾夫blue-e-motion4.英菲尼迪LE概念車動力系統(tǒng)是該車最大的亮點，搭載了一臺由24kW鋰電池供電的電機，最大功率達(dá)100kW，扭矩最大達(dá)到325牛米。圖3-15英菲尼迪LE概念車5.福特TransitConnect電動汽車。TransitConnect電動車是福特推出的首款電動車，是一款商用載貨車型，最高時速可達(dá)120km/h，續(xù)駛里程為130km，擁有3.8m3的載貨空間和500kg的載重能力。圖3-16福特的TransitConnect電動汽車6.福特?？怂闺妱悠嚫？怂闺妱榆囯姵亟M容量為25Kwh（LG提供），足夠驅(qū)