電動汽車研究

電動汽車研究第一頁，共31頁。電動汽車的特點電動汽車集機、電、化多學科領域中的高新技術于一體，是汽車、電力、自動控制、化學、計算機、新能源和新材料等工程技術中最新成果的集成產(chǎn)物。從環(huán)保角度看，電動汽車造成的污染較小。從能源角度看，電動汽車將使能源利用多元化和高效化，達到能源可靠、均衡和無污染的目的。第五節(jié)電動汽車的研究2第二頁，共31頁。第五節(jié)電動汽車的研究3第三頁，共31頁。電動汽車的類型純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車。燃料電池是一種將燃料的化學能用電化學方法直接轉換成電能的電化學發(fā)電器。燃料電池的效率是內燃機的2～3倍，無污染、無噪聲，排出的是水。價格貴、體積質量較大；可靠性、環(huán)境適應性不高。第五節(jié)電動汽車的研究4第四頁，共31頁。一、混合動力電動汽車的特點電動機與內燃機相比，具有清潔、安靜、效率高的特點，同時它的轉速—轉矩控制特性也比較靈活。電動機在低轉速時具有恒轉矩的特性，高速時具有恒功率的特性，可以在轉速—轉矩曲線下的任何一點工作?；旌蟿恿﹄妱悠噷㈦娏︱寗优c傳統(tǒng)的內燃機驅動相結合，充分發(fā)揮了二者的優(yōu)勢，可以從根本上解決現(xiàn)在純電動汽車動力性能差和續(xù)駛里程短的問題。第五節(jié)電動汽車的研究5第五頁，共31頁。一、混合動力電動汽車的特點1）電池容量大為減少，降低了整車質量，有利于提高汽車動力性；2）采用輔助動力驅動，打破了純電動汽車續(xù)駛里程短的限制，長途行駛能力可與傳統(tǒng)汽車相媲美；3）大大提高了燃油經(jīng)濟性，還可以以純電動方式工作，成為零排放汽車；混合動力電動汽車與純電動汽車相比，其主要優(yōu)勢如下：第五節(jié)電動汽車的研究6第六頁，共31頁。一、混合動力電動汽車的特點4）空調系統(tǒng)等附件由內燃機直接驅動，有充分的能源供應，保證了汽車的乘坐舒適性；5）輔助動力可以向儲能裝置提供能量，保證混合動力電動汽車無需停車充電，不需要進行專用充電設施的建設；6）電池組在使用過程中是淺充淺放，可以延長電池的使用壽命。混合動力電動汽車與純電動汽車相比，其主要優(yōu)勢如下：第五節(jié)電動汽車的研究7第七頁，共31頁。二、混合動力電動汽車的結構混合動力電動汽車有多種結構形式和分類方法。根據(jù)動力源的數(shù)量以及動力系統(tǒng)結構形式的不同，可以分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。第五節(jié)電動汽車的研究8第八頁，共31頁。第五節(jié)電動汽車的研究9第九頁，共31頁。三、混合動力電動汽車的節(jié)油原理1）儲能元件的補償作用平滑了內燃機的工況波動，在汽車的一般行駛中吸收、儲存電能，而在需要提供大功率時提供電能，從而可以采用小型的發(fā)動機，工作中發(fā)動機的負荷率較高，并可以使發(fā)動機的工作點處于高效率的最優(yōu)工作區(qū)域內；2）在汽車停車等候或低速滑行等工況下，可以關閉內燃機，以節(jié)約燃油；3）汽車減速滑行或緊急制動時，可以利用發(fā)電機回收部分制動能量，轉化成電能存入蓄電池，進一步提高汽車的燃油經(jīng)濟性。第五節(jié)電動汽車的研究10第十頁，共31頁。2005年12月15日，首次在海外生產(chǎn)的豐田Prius（普銳斯）混合動力汽車在四川一汽豐田汽車有限公司長春豐越公司正式下線。上市時基準型28.8萬元，高端型30.2萬元。

第五節(jié)電動汽車的研究11第十一頁，共31頁。四、能量管理策略設定目標如下：1）使燃油經(jīng)濟性最優(yōu)；2）使排放最低；3）使驅動系統(tǒng)的成本最小化；4）維持或提高整車的各項性能。采用發(fā)動機作為主動力源，電動機和蓄電池協(xié)助提供峰值功率。容易對發(fā)動機運行工況進行優(yōu)化。電動機響應快、控制靈敏，容易實現(xiàn)不同的控制方法。多用于并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。1.電動機輔助控制策略第五節(jié)電動汽車的研究12第十二頁，共31頁。第五節(jié)電動汽車的研究13第十三頁，共31頁。2.優(yōu)化ICE曲線控制策略從靜態(tài)條件下發(fā)動機的萬有特性出發(fā)，將一定發(fā)動機轉速和一定負荷下發(fā)動機的最低燃油消耗點連成一條線，也就是靜態(tài)條件下發(fā)動機的最佳工作曲線。第五節(jié)電動汽車的研究14第十四頁，共31頁。2.優(yōu)化ICE曲線控制策略發(fā)動機在需求功率或轉矩高于某個限值時才會工作。只有在極限情況下，如需求功率超過了蓄電池的最大功率調節(jié)能力時，才會調整發(fā)動機的工作點。第五節(jié)電動汽車的研究15第十五頁，共31頁。五、實例分析第五節(jié)電動汽車的研究16第十六頁，共31頁。第五節(jié)電動汽車的研究17第十七頁，共31頁。例六、電動汽車的動力性計算某電動大客車使用的電動機性能如下：Tm—電動機轉矩（）；nm—電動機轉速（r/min）。擬合公式系數(shù)如下電動機自帶減速器，速比

=2.93；電動機的最高轉速為7200r/min。第五節(jié)電動汽車的研究18第十八頁，共31頁。參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值整車滿載總質量/kg17000旋轉質量換算系數(shù)δ1.29迎風面積A/m27.95電動機及其控制器效率ηmc0.90空氣阻力系數(shù)CD0.7主減速比i06.2滾動阻力系數(shù)f0.0076+0.000056ua蓄電池組總能量EB/（）180車輪滾動半徑0.475蓄電池的平均放電效率ηq0.95傳動系總效率ηT0.92電動大客車的基本參數(shù)第五節(jié)電動汽車的研究19第十九頁，共31頁。要求1）繪制驅動力—行駛阻力平衡圖；2）計算最高車速、最大爬坡度和0～50km/h的加速時間；3）計算充滿電后，按照50km/h勻速行駛的續(xù)駛里程。第五節(jié)電動汽車的研究20第二十頁，共31頁。第五節(jié)電動汽車的研究1.驅動力—行駛阻力平衡圖21第二十一頁，共31頁。1.驅動力—行駛阻力平衡圖第五節(jié)電動汽車的研究22第二十二頁，共31頁。功率平衡圖第五節(jié)電動汽車的研究23第二十三頁，共31頁。第五節(jié)電動汽車的研究2.最大爬坡度24第二十四頁，共31頁。2.最大爬坡度第五節(jié)電動汽車的研究25第二十五頁，共31頁。3.加速時間計算第五節(jié)電動汽車的研究26第二十六頁，共31頁。3.加速時間計算第五節(jié)電動汽車的研究27第二十七