電動汽車結(jié)構(gòu)與原理項目一 電動汽車概述

Project1項目一電動汽車概述任務(wù)電動汽車概念與分類1電動汽車基本構(gòu)成2電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3電動汽車概述學(xué)習(xí)目標任務(wù)1電動汽車概念與分類1.了解電動汽車定義2.熟悉電動汽車分類電動汽車一、

電動汽車定義電動汽車是指由車載電源提供全部或部分動力，用電動機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)等各項要求的汽車。電動汽車的車載電源一般采用高效充電電池或燃料電池，其驅(qū)動電動機相當于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的發(fā)動機，動力蓄電池或燃料電池相當于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的油箱，是涉及機械、電子、電力、微機控制等多學(xué)科的高科技技術(shù)產(chǎn)品。二、

電動汽車分類動力電池純電動汽車(BEV)混合動力電動汽車(HEV)燃料電池電動汽車(FCEV)123純電動汽車(BEV)是由電動機驅(qū)動的汽車。純電動汽車(BEV)不再需要內(nèi)燃機，驅(qū)動電動機相當于內(nèi)燃機汽車的發(fā)動機，動力蓄電池相當于原來的油箱。代表車型有特斯拉S、北汽新能源EV200、比亞迪e6、江淮和悅、榮威E50等純電動汽車(BEV)混合動力電動汽車(HEV)

混合動力電動汽車(HEV),是指能夠至少從下述兩類車載儲能中獲得動力的汽車:一是可消耗的燃料，二是可再充電能/能量儲存裝置。按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式串聯(lián)式混合動力電動汽車（SHEV）并聯(lián)式混合動力電動汽車（PHEV）混聯(lián)式混合動力電動汽車（CHEV）123

串聯(lián)式混合動力電動汽車（SHEV）又稱為增程式混合動力電動汽車。其主要特點是發(fā)動機不參與車輛驅(qū)動，當動力蓄電池電量不足的時候，發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過控制單元傳到動力蓄電池。雪佛蘭沃藍達、寶馬i3、傳祺GA5等混合動力汽車均采用串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。并聯(lián)式混合動力電動汽車（PHEV）行駛系統(tǒng)的驅(qū)動力由驅(qū)動電動機及發(fā)動機同時或單獨供給。結(jié)構(gòu)特點是可以單獨使用發(fā)動機或驅(qū)動電動機作為動力源，也可以同時使用驅(qū)動電動機和發(fā)動機作為動力源驅(qū)動汽車行駛。本田IMA混合動力系統(tǒng)，廣泛運用在本土Insight、本田思域、本田雅閣（第七代）、本田飛度、本田CR-Z（如圖1-3所示）等車型混合動力電動汽車(HEV)

混合動力電動汽車(HEV),是指能夠至少從下述兩類車載儲能中獲得動力的汽車:一是可消耗的燃料，二是可再充電能/能量儲存裝置。按照動力混合程度微度混合型輕度混合型中度混合型1234重度混合型微度混合型又稱起-?；旌蟿恿ζ?，電動機僅作為內(nèi)燃機的起動機或發(fā)電機使用，不具備純電動行駛模式。在傳統(tǒng)內(nèi)燃機的起動電動機(一般為12V)上加裝傳動帶，形成發(fā)電-起動一體式電機(BSG)，用來控制發(fā)動機快速起動和停止。一般情況下，電動機的峰值功率和發(fā)動機的額定功率比≤5%，在城市循環(huán)工況下節(jié)油率一般為5%～10%。輕度混合型汽車中，電池、電動機功率所占的比例增大。采用集成起動電動機(ISG)，仍以發(fā)動機為主要動力源。電動機作為輔助動力源被安裝在發(fā)動機和變速器之間并與主動力相連，提供輔助驅(qū)動力矩，但不能單獨驅(qū)動車輛行駛。起動發(fā)動機時，被用作起動機；在減速和下坡時，進行能量回收時，被用作發(fā)電機。一般情況下，電動機的峰值功率和發(fā)動機的額定功率比為10%～15%。凱迪拉克XT528E采用90V輕混系統(tǒng)奧迪A8L搭載48V輕混系統(tǒng)中度混合型同樣采用了ISG系統(tǒng)，以發(fā)動機和/或電動機為動力源的混合動力電動汽車。與輕度混合動力電動汽車不同之處在于：采用的是高壓驅(qū)動電動機，在汽車加速或者大負荷工況時，驅(qū)動電動機能夠輔助發(fā)動機驅(qū)動車輛，補充發(fā)動機本身動力輸出的不足，提高整車性能。一般情況下，驅(qū)動電動機的峰值功率和發(fā)動機的額定功率比為15%～40%，在城市循環(huán)工況下節(jié)油率可以達到20%～30%。如：本田Insight、Accord和Civic。本田InsightCivic混合動力汽車重度混合型以發(fā)動機和/或驅(qū)動電動機為動力源，且驅(qū)動電動機可以獨立驅(qū)動車輛行駛。通常采用大容量動力蓄電池和272～650V的高壓驅(qū)動電機，同時還具有動力切換裝置，用于發(fā)動機、驅(qū)動電動機各自動力的耦合和分離。一般情況下，驅(qū)動電動機的峰值功率和發(fā)動機的額定功率比＞40％，在城市循環(huán)工況下節(jié)油率可以達到30%～50%。燃料電池電動汽車(FCEV),又稱燃料電池汽車,是一種用車載燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為動力的汽車。車載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經(jīng)重整所得到的高含氫重整氣。與通常的純電動汽車比較，其動力方面的不同在于燃料電池電動汽車的電力來自車載燃料電池裝置，純電動汽車所用的電力來自由電網(wǎng)充電的動力蓄電池。燃料電池電動汽車(FCEV)學(xué)習(xí)目標任務(wù)2電動汽車基本構(gòu)成1．認知純電動汽車的主要構(gòu)成。2.解讀純電動汽車主要部件的功能。3.歸納純電動汽車的特點。4.概述串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式混合動力汽車主要構(gòu)成。5.區(qū)辨串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式混合動力汽車工作模式。6.歸納串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式混合動力汽車特點。7.概述燃料電池汽車的主要構(gòu)成。8.歸納燃料電池汽車的特點。一、純電動汽車（BEV）

純電動汽車（BEV）是以動力蓄電池為儲能單元，以電動機為驅(qū)動系統(tǒng)的車輛。其動力系統(tǒng)主要由動力蓄電池、驅(qū)動電動機組成，從電網(wǎng)取電或更換蓄電池獲得電力。純電動汽車（BEV）的特點是結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)工藝相對成熟，缺點是充電速度慢，續(xù)駛里程短。1.純電動汽車（BEV）基本構(gòu)成純電動汽車（BEV）主要由電機驅(qū)動系統(tǒng)、車載能源系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等部分組成典型電動汽車組成框圖電機驅(qū)動系統(tǒng)主要由整車控制器（VCU）、電機控制器（MCU）、驅(qū)動電動機和機械傳動裝置等構(gòu)成。它的功用是將存儲在動力蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動能，并能夠在汽車減速制動時，將車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能充入動力蓄電池。北汽EV200整車控制器整車控制器（VCU）根據(jù)駕駛員意圖發(fā)出各種指令，電機控制器（MCU）響應(yīng)并反饋，實時調(diào)整驅(qū)動電動機輸出，以實現(xiàn)整車的怠速、前行、倒車、停車、能量回收以及駐坡等功能。（1）

電機驅(qū)動系統(tǒng)電機控制器（MCU）是電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制中心，通過控制驅(qū)動電動機電流實現(xiàn)電動汽車的前進、倒退，維持電動汽車的正常運轉(zhuǎn)，保證能夠按照駕駛員的意愿輸出合適的電流參數(shù)。電機控制器（MCU）以絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）模塊為核心，輔以驅(qū)動集成電路、主控集成電路。驅(qū)動電動機是由電能轉(zhuǎn)化為機械能的核心部件。應(yīng)用較多的有交流感應(yīng)電機、永磁同步電機等。北汽EV200采用永磁同步電機PMSM。它具有效率高、體積小、重量輕及可靠性高等優(yōu)點；是電能與機械能轉(zhuǎn)化的部件，且自身的運行狀態(tài)等信息可以被采集到MCU；旋轉(zhuǎn)變壓器：用以檢測電機轉(zhuǎn)子位置，控制器解碼后可以獲知電機轉(zhuǎn)速；溫度傳感器：用以檢測電機的繞組溫度，控制器可以保護電機避免過熱。機械傳動裝置將驅(qū)動電動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳輸給汽車的驅(qū)動軸，從而帶動汽車車輪行駛。由于驅(qū)動電動機本身具有較好的調(diào)速特性，其變速機構(gòu)被大大簡化。同時，驅(qū)動電動機可帶負載直接起動，省去了內(nèi)燃機汽車的離合器；驅(qū)動電動機可以容易地實現(xiàn)正反向旋轉(zhuǎn)，無須通過變速器中的倒擋齒輪組來實現(xiàn)倒車車載能源系統(tǒng)主要由動力蓄電池、能量管理系統(tǒng)（BMS）、充電系統(tǒng)等組成。它的功用是向驅(qū)動電動機提供驅(qū)動電能、監(jiān)測電源使用情況以及控制充電機向動力蓄電池充電。（2）車載能源系統(tǒng)

動力蓄電池由若干單體蓄電池通過串聯(lián)和/或并聯(lián)構(gòu)成蓄電池模塊，再由若干蓄電池模塊經(jīng)過串聯(lián)和/或并聯(lián)構(gòu)成動力蓄電池組。動力蓄電池放置在一個密封并且屏蔽的電池箱里面，使用可靠的高低壓接插件與整車進行連接。電池箱體的作用為承載并保護動力蓄電池組及其內(nèi)部的電氣元件需要具有較高的強度和剛度并且防塵防水，其防護等級為IP67。北汽EV200動力蓄電池組（3P91S）

電池管理系統(tǒng)（BMS）是動力蓄電池保護和管理的核心部件。通過電壓、電流及溫度檢測等功能實現(xiàn)對動力電池系統(tǒng)的過壓、欠壓、過流、過高溫和過低溫保護，繼電器控制、荷電狀態(tài)（SOC）估算、充放電管理、均衡控制、故障報警及處理、其他控制器通信功能等功能；此外電池管理系統(tǒng)（BMS）還具有高壓回路絕緣檢測功能，以及為動力電池系統(tǒng)加熱功能。北汽EV200電池管理系統(tǒng)（BMS）充電系統(tǒng)將商用交流電源轉(zhuǎn)換為動力蓄電池充電所需的高壓直流源，包括快速充電系統(tǒng)與慢速充電系統(tǒng)。快速充電系統(tǒng)將充電樁輸出的高壓直流電源經(jīng)過快充接口、高壓控制盒連接到動力蓄電池；而慢速充電系統(tǒng)則是將交流充電樁輸出的220V工頻正弦交流電經(jīng)過車載充電機整流、濾波和升壓變成高壓直流電后再通過高壓控制盒連接到動力蓄電池。車載充電機固定安裝在電動汽車上，具有為電動汽車動力蓄電池安全、自動充滿電的能力。輔助系統(tǒng)主要包括輔助動力源、空調(diào)器、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、刮水器、照明和除霜裝置、冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)等。輔助動力源主要由DC/DC轉(zhuǎn)換器和輔助電源組成，其功用是向動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)器及其他輔助設(shè)備提供動力。在傳統(tǒng)汽車上，制動系統(tǒng)真空助力器所需要的真空度來自于發(fā)動機進氣歧管，這在電動車上無法實現(xiàn)，因此需要配備電動真空泵。（3）輔助系統(tǒng)2.純電動汽車（BEV）基本構(gòu)成純電動汽車高壓部件主要包括動力蓄電池、驅(qū)動電動機、電機控制器、空調(diào)壓縮機、PTC本體、DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電機等，各高壓部件均經(jīng)過高壓控制盒與動力電池連接。二、混合動力電動汽車（HEV）串聯(lián)式混合動力電動汽車（SHEV）由發(fā)動機、發(fā)電機、驅(qū)動電動機和動力蓄電池四個主要部件組成。動力蓄電池的電能通過電機控制器直接輸送到驅(qū)動電動機，驅(qū)動電動機直接與驅(qū)動橋相連并由它產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動汽車行駛。當動力蓄電池的荷電狀態(tài)（SOC）下降到預(yù)定值時，發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，向動力蓄電池充電，增加續(xù)駛里程，但發(fā)動機僅用于發(fā)電，不直接參與車輛驅(qū)動。并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）主要由發(fā)動機、動力耦合器、驅(qū)動電機和動力蓄電池四個主要部件組成。發(fā)動機和電動機都能單獨驅(qū)動車輪，也可以同時工作，共同驅(qū)動車輛行駛。當動力