電動(dòng)汽車原理與應(yīng)用技術(shù) 第3版 課件 第1、2章 緒論、電動(dòng)汽車工作原理

第1章電動(dòng)汽車發(fā)展歷史和現(xiàn)狀1

電動(dòng)汽車的發(fā)展背景

電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史

電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外概況

新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀緒論3電動(dòng)汽車的發(fā)展背景2023年1—8月我國(guó)城市空氣質(zhì)量排名數(shù)據(jù)來源：S全球環(huán)境污染污染問題日漸突出化石燃料燃燒會(huì)轉(zhuǎn)化為二氧化硫和氮的氧化物石油作為不可再生能源，從長(zhǎng)期來看無法持續(xù)支撐車用燃料的巨大需求，且存在碳排放等污染問題。燃油車的尾氣排放是主要的空氣污染源之一，其中包括一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等有害物質(zhì)。世界上污染最嚴(yán)重的國(guó)家和地區(qū)（2018-2022年歷史數(shù)據(jù)）能源安全作為國(guó)家安全的重要組成部分，關(guān)系著經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。長(zhǎng)久以來，中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)都有著“富煤、缺油、少氣”的資源稟賦特征。我國(guó)作為世界上最大的能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，受資源儲(chǔ)量限制，2021年我國(guó)石油和天然氣的對(duì)外依存度分別為73%和45%，是世界上最大的石油和天然氣進(jìn)口國(guó)。4電動(dòng)汽車的發(fā)展背景數(shù)據(jù)來源：S能源已成為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重大問題中國(guó)加大煤炭開采力度緩解供應(yīng)緊張石油是我國(guó)第二大進(jìn)口商品占貿(mào)易進(jìn)口總額13%2023年國(guó)內(nèi)的天然氣需求有望出現(xiàn)恢復(fù)性的增長(zhǎng)5電動(dòng)汽車的發(fā)展背景2023年1至8月，新能源汽車產(chǎn)銷分別為543.4萬(wàn)輛和537.4萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)36.9%和39.2%。新能源汽車是交通領(lǐng)域節(jié)能減排有效途徑之一；以電動(dòng)汽車為主的新能源汽車是國(guó)家七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，是我國(guó)交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的引擎，是“中國(guó)制造2025”十大重點(diǎn)推動(dòng)領(lǐng)域之一。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：發(fā)展新能源汽車是我國(guó)從汽車大國(guó)邁向汽車強(qiáng)國(guó)的必由之路。數(shù)據(jù)來源：工業(yè)和信息化部網(wǎng)站

電動(dòng)汽車的發(fā)展背景

電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史

電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外概況

新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀緒論7電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史第一階段：19世紀(jì)30年代—20世紀(jì)30年代1834年，英國(guó)的布蘭頓演示了托馬斯.戴文波特（ThomasDavenport）發(fā)明的蓄電池車，它比世界上第一部?jī)?nèi)燃機(jī)汽車早了半個(gè)世紀(jì)。1881年，法國(guó)巴黎街上出現(xiàn)了世界上第一輛以可充電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車。第一輛直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車用鉛酸電池作動(dòng)力的電動(dòng)車8電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史法國(guó)的BGS子彈頭型的電動(dòng)賽車19世紀(jì)末的電動(dòng)出租汽車1897年，英國(guó)倫敦的電動(dòng)出租汽車公司生產(chǎn)了15輛電動(dòng)出租車。1899年，法國(guó)人設(shè)計(jì)制造出了子彈頭型電動(dòng)汽車，其續(xù)駛里程約達(dá)290km，并創(chuàng)下了98km/h的速度記錄。第一階段：19世紀(jì)30年代—20世紀(jì)30年代9電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史到1912年，美國(guó)有34000輛注冊(cè)電動(dòng)汽車，底特律電氣公司（DetroitElectric）生產(chǎn)的電動(dòng)汽車，最高時(shí)速可達(dá)40km/h，續(xù)駛里程可達(dá)129km。1901~1920年，英國(guó)倫敦電動(dòng)汽車公司生產(chǎn)了后輪輪轂電機(jī)式、后輪驅(qū)動(dòng)、斜輪轉(zhuǎn)向和充氣輪胎的電動(dòng)汽車。1913年，福特公司開發(fā)了T型內(nèi)燃機(jī)汽車，并在汽車發(fā)展史上首次實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化大批量生產(chǎn)，其價(jià)格從1909年的850美元降到了1925年的260美元。批量化生產(chǎn)的內(nèi)燃機(jī)汽車徹底結(jié)束了電動(dòng)汽車的生命。到20世紀(jì)30年代，電動(dòng)汽車幾乎消失了。10電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史內(nèi)燃機(jī)汽車大批量應(yīng)用帶來了嚴(yán)重的空氣污染；內(nèi)燃機(jī)汽車對(duì)石油的過分依賴，導(dǎo)致一系列的政治問題和國(guó)家安全問題；電動(dòng)汽車由于其良好的環(huán)保性能和能擺脫對(duì)石油的依賴，重新得到社會(huì)各界的重視。本階段電動(dòng)汽車興起的原因第二階段：20世紀(jì)60年代—20世紀(jì)末11電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史第二階段：20世紀(jì)60年代—20世紀(jì)末12電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史第三階段：21世紀(jì)初—至今21世紀(jì)初到2008年全球金融海嘯前，純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化受挫，但在中國(guó)、日本、美國(guó)以及歐洲，電動(dòng)汽車的研發(fā)并沒有就此止步，以純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車為代表的電動(dòng)汽車全面研發(fā)進(jìn)入第三輪更大規(guī)模的研發(fā)探索階段。圍繞電動(dòng)汽車，政府、能源企業(yè)、汽車和電池生產(chǎn)商全面參與，以“能源安全”和“環(huán)境保護(hù)”為主要目的，探索新的節(jié)能環(huán)保出行方式和新的車型的基礎(chǔ)上，開發(fā)符合各方面利益的新一代電動(dòng)汽車。研究的重點(diǎn)地區(qū)是中國(guó)、日本和歐洲；技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)是延長(zhǎng)續(xù)駛里程、縮短充電時(shí)間，解決充電基礎(chǔ)設(shè)施問題。13電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史第三階段：21世紀(jì)初—至今2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間，北京理工大學(xué)孫逢春院士帶領(lǐng)北京理工大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的55輛中國(guó)自主創(chuàng)新的純電動(dòng)大客車行駛上路。這是世界奧運(yùn)史上首次大規(guī)模使用電動(dòng)汽車，實(shí)現(xiàn)了奧運(yùn)中心區(qū)零排放，兌現(xiàn)了北京奧組委“科技奧運(yùn)、綠色奧運(yùn)”的承諾。

電動(dòng)汽車的發(fā)展背景

電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史

電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外概況

新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀緒論15電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外概況美國(guó)1993年，克林頓政府發(fā)布PNGV計(jì)劃，聯(lián)合國(guó)內(nèi)主要的三家汽車制造廠商、大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室等，重點(diǎn)研發(fā)電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車。2001年，小布什政府啟動(dòng)freedomCAR項(xiàng)目，面向所有轎車和輕型卡車，集中研發(fā)利用可再生能源制造氫燃料電池的技術(shù)。2007年，小布什政府設(shè)立ATVMIP項(xiàng)目，以低息貸款的方式，支持美國(guó)汽車企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)新一代電動(dòng)汽車和其他低能耗車輛。2009年，奧巴馬政府公布ARRA法案，通過提供聯(lián)邦補(bǔ)貼或貸款，資助美國(guó)汽車企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)研發(fā)下一代電動(dòng)汽車。2009年，美國(guó)能源部聯(lián)合ECOtality成立EVProject項(xiàng)目，利用政府資金修建充電基礎(chǔ)設(shè)施，并幫助新能源汽車推廣。16電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外概況

歐洲歐洲重點(diǎn)關(guān)注溫室氣體減排戰(zhàn)略英國(guó)和法國(guó)最早進(jìn)行電動(dòng)汽車研發(fā)與應(yīng)用德國(guó)為歐洲電動(dòng)汽車市場(chǎng)的主力歐盟計(jì)劃旨在充分調(diào)動(dòng)歐盟各國(guó)的科學(xué)技術(shù)力量，避免各國(guó)科研計(jì)劃重復(fù)，有效利用各國(guó)的人力和物力資源17電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外概況日本日本資源匱乏，石油幾乎全部依賴進(jìn)口。因此，日本政府及日本各大汽車公司對(duì)電動(dòng)汽車的開發(fā)十分重視，把發(fā)展電動(dòng)汽車作為“低碳革命”的核心內(nèi)容日本的豐田、本田兩家公司分別實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化，推出的普銳斯和思域兩款混合動(dòng)力汽車得到了日本和北美市場(chǎng)的普遍認(rèn)可。18電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外概況中國(guó)我國(guó)新能源汽車的發(fā)展可以追溯到“十五”期間。此后，國(guó)家出臺(tái)了一系列支持新能源汽車發(fā)展的相關(guān)政策，形成了比較完整的政策支持體系。19電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外概況數(shù)據(jù)來源：電動(dòng)汽車全球市場(chǎng)銷量分布全球電動(dòng)汽車銷量呈大幅度上升趨勢(shì)中國(guó)電動(dòng)汽車銷量位居世界首位，歐洲（以德國(guó)為主）居于次席20電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外概況世界各大主要整車企業(yè)的新能源汽車發(fā)展路線美國(guó)：各州發(fā)展的電動(dòng)汽車種類差異較大歐洲：正從純電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向混合動(dòng)力汽車日本：最先發(fā)展電動(dòng)汽車的國(guó)家，各種類發(fā)展較均衡中國(guó)：重點(diǎn)鼓勵(lì)純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車一起發(fā)展

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電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外概況

新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀緒論純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀23純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)純電動(dòng)汽車已經(jīng)形成完整產(chǎn)業(yè)鏈上游：鋰電池及電機(jī)原材料中游：電機(jī)、電控、電池等下游：整車、充電樁和運(yùn)營(yíng)24純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀高新技術(shù)應(yīng)用于純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)不斷進(jìn)展，節(jié)能效果不斷提高動(dòng)力電池技術(shù)得到飛速發(fā)展，高性能的鋰離子電池逐步取代傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳氫電池。在比能量、比功率、安全性、可靠性、循環(huán)壽命和成本方面取得了很大進(jìn)步。高效的一體化電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的電機(jī)25純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀高新技術(shù)應(yīng)用于純電動(dòng)汽車電動(dòng)輔助系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提高了整車能量利用率和性能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用促進(jìn)了電動(dòng)汽車的模塊化和智能化輕量化技術(shù)和電氣、結(jié)構(gòu)安全性技術(shù)在電動(dòng)汽車上得到了系統(tǒng)的應(yīng)用在概念車型上，輪轂電機(jī)和線控技術(shù)等前沿技術(shù)得到了初步的應(yīng)用26純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀充電問題易解決活動(dòng)范圍有限充電場(chǎng)所固定有相應(yīng)停車點(diǎn)利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)批量采購(gòu)數(shù)量大利于推廣使用營(yíng)運(yùn)企業(yè)少，補(bǔ)貼措施靈活純電動(dòng)公交車成為城市節(jié)能減排和平衡電網(wǎng)負(fù)荷的有效手段，純電動(dòng)公交車的示范推廣應(yīng)用進(jìn)程加快純電動(dòng)公交車相較于普通乘用車，具有以下優(yōu)勢(shì)：高新技術(shù)應(yīng)用于純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀28混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）是在純電動(dòng)汽車開發(fā)過程中為有利于市場(chǎng)化而產(chǎn)生的一種新車型。國(guó)外普遍認(rèn)為它是投資少、選擇余地大、易于滿足未來排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能目標(biāo)、市場(chǎng)接受度高的主流清潔能源車型。29混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力技術(shù)上，由單一發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)向純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)移混合度上，逐漸提高混合度以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源向電氣化轉(zhuǎn)化機(jī)電耦合方式上，由單電機(jī)并聯(lián)方案向雙電機(jī)串并聯(lián)/混聯(lián)方案發(fā)展，實(shí)現(xiàn)向純電動(dòng)方案過渡動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，向更高的集成度發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型30混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)基本掌握了混合動(dòng)力汽車整車開發(fā)技術(shù)，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多種結(jié)構(gòu)形式和多種混合度的技術(shù)方案，基本突破了國(guó)外專利限制。在動(dòng)力電池和電機(jī)技術(shù)性能方面，我國(guó)已取得較大進(jìn)展，部分滿足混合動(dòng)力整車要求。31混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀動(dòng)力分配裝置和能量管理系統(tǒng)的研究有待繼續(xù)?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修比較困難，售價(jià)相對(duì)較高。純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀33插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（PHEV）具有較長(zhǎng)的純電續(xù)駛里程，同時(shí)還可以以混合動(dòng)力模式工作，具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性，所以近年來插電式混合動(dòng)力汽車技術(shù)得到普遍關(guān)注。我國(guó)在插電式混合動(dòng)力乘用車技術(shù)已經(jīng)取得顯著進(jìn)展，部分產(chǎn)品性能指標(biāo)已與國(guó)外不相上下。34插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)已自主掌握插電式混合動(dòng)力多能源動(dòng)力系統(tǒng)整車控制、高功率電機(jī)系統(tǒng)、混合動(dòng)力自動(dòng)變速器、增程式輔助功率發(fā)電單元等關(guān)鍵技術(shù)我國(guó)的雙電機(jī)串并聯(lián)、功率分流式等不同技術(shù)路線均有不俗的市場(chǎng)表現(xiàn)35插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀但同時(shí)插電式混合動(dòng)力的發(fā)展也存在一些問題，如集成了電動(dòng)車、燃油車兩套完整的動(dòng)力系統(tǒng)，成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、車身質(zhì)量較大。36插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀增程式混合動(dòng)力汽車電池容量大，但發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)，造成部分浪費(fèi)，在高速路況下油耗偏高。純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀38燃料電池電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車相比傳統(tǒng)燃油車，車輛排放的是氫和氧的結(jié)合物—水，所以它相當(dāng)于零排放，同時(shí)氫燃料電池車型加氫的時(shí)間非常短。2019年，中國(guó)首批采用日本豐田燃料電池技術(shù)的氫能源公交車抵達(dá)常熟投入運(yùn)營(yíng)。該車為蘇州金龍生產(chǎn)的海格第五代氫能源公交，也是國(guó)內(nèi)首批采用豐田電堆和重塑系統(tǒng)的氫燃料電池客車。39燃料電池電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀上汽大通大家MIFA氫是全國(guó)首款70MPa乘用化產(chǎn)品，也是全球首款氫能MPV(多用途汽車)，于2022年大量投入到商業(yè)化的示范運(yùn)行之中，已實(shí)現(xiàn)全國(guó)規(guī)模領(lǐng)先的氫能源乘用車市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)。2017年，上汽大通MAXUS針對(duì)商用車領(lǐng)域推出了中國(guó)首款商業(yè)化運(yùn)營(yíng)燃料電池寬體輕客FCV80，并實(shí)現(xiàn)了全國(guó)首個(gè)氫能源規(guī)?；\(yùn)營(yíng)。40燃料電池電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀近年來，我國(guó)高度重視氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將氫能納入國(guó)家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要。截至2021年底，全國(guó)“3+2”燃料電池汽車示范城市群格局已經(jīng)形成，產(chǎn)業(yè)政策逐漸落地實(shí)施。首批示范城市群京津冀城市群、上海城市群、廣東城市群在燃料電池關(guān)鍵技術(shù)和車輛推廣應(yīng)用方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。謝謝！41第2章電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)與工作原理42

純電動(dòng)汽車

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

燃料電池電動(dòng)汽車目錄44純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車是指利用動(dòng)力電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源，通過動(dòng)力電池向驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的一種新能源汽車。純電動(dòng)汽車基本結(jié)構(gòu)示意圖純電動(dòng)汽車示意圖45純電動(dòng)汽車相對(duì)于燃油汽車，純電動(dòng)汽車所具有的優(yōu)點(diǎn)如下：零排放、零污染、噪聲小。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維修方便。能量轉(zhuǎn)換效率高，同時(shí)可回收制動(dòng)時(shí)和下坡時(shí)的能量，提高能量利用效率?？稍谝归g利用電網(wǎng)廉價(jià)“谷電”進(jìn)行充電，起到平抑電網(wǎng)的峰谷差的作用。制動(dòng)能量回收零排放，綠色環(huán)保46純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車集成了機(jī)械、電子、能源、計(jì)算機(jī)、信息等多種高新技術(shù)，是典型的高新技術(shù)產(chǎn)品，其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)車輛的智能化、數(shù)字化和輕量化。純電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)主要有：動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)電機(jī)控制車身和底盤設(shè)計(jì)能量管理技術(shù)47純電動(dòng)汽車機(jī)械子系統(tǒng)由底盤和車身、驅(qū)動(dòng)裝置、變速器等組成，與之相關(guān)的特性包括道路特性、被動(dòng)安全性、汽車內(nèi)部空間、裝配時(shí)間、適用性以及價(jià)格等。從電氣工程的角度來分，純電動(dòng)汽車可以分為機(jī)械子系統(tǒng)、電力電子子系統(tǒng)和信息子系統(tǒng)。電力電子子系統(tǒng)由動(dòng)力網(wǎng)、電機(jī)及其控制器和能源系統(tǒng)組成，與之相關(guān)的特性有安全、規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)、效率、可靠性、重量以及價(jià)格等。信息子系統(tǒng)用于處理駕駛員的意圖，并監(jiān)控汽車的運(yùn)行以及電源、電機(jī)、控制器和充電器的狀態(tài)，與之相關(guān)的有通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理的算法以及和通信相關(guān)的故障診斷和充電控制等。純電動(dòng)汽車的構(gòu)型與結(jié)構(gòu)純電動(dòng)汽車的工作原理純電動(dòng)汽車的行駛性能電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀49燃油汽車與電動(dòng)汽車的主要區(qū)別在于它們的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同，傳統(tǒng)的燃油汽車以內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，而電動(dòng)汽車由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車的構(gòu)型與結(jié)構(gòu)與燃油汽車相比，電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是靈活，這種靈活性源于電動(dòng)汽車具有以下三個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)：501.能量傳遞方式不同。電動(dòng)汽車的能量主要是通過柔性電纜電線而不是通過剛性聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)軸傳遞的，因此，電動(dòng)汽車各部件的布置具有很大的靈活性。純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車的構(gòu)型與結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)燃油汽車能量傳遞方式電動(dòng)汽車能量傳遞方式51純電動(dòng)汽車2.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置不同。例如獨(dú)立的四輪驅(qū)動(dòng)和輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)等系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)區(qū)別很大，采用不同類型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)也會(huì)影響到電動(dòng)汽車的重量、尺寸和形狀。純電動(dòng)汽車的構(gòu)型與結(jié)構(gòu)輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)52純電動(dòng)汽車3.儲(chǔ)能裝置不同。不同的補(bǔ)充能源裝置需要不同的硬件和機(jī)構(gòu)，例如動(dòng)力電池可通過感應(yīng)式和接觸式的充電機(jī)充電，或者采用替換動(dòng)力電池的方式，將替換下來的動(dòng)力電池進(jìn)行集中充電。純電動(dòng)汽車的構(gòu)型與結(jié)構(gòu)充電機(jī)充電方式替換動(dòng)力電池的方式53純電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車可分為三個(gè)子系統(tǒng)：1.電驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)，由電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)車輪組成。2.能源子系統(tǒng)，由主電源、能量管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)構(gòu)成。3.輔助控制子系統(tǒng)，有動(dòng)力轉(zhuǎn)向、溫度控制和輔助動(dòng)力源等功能。純電動(dòng)汽車的構(gòu)型與結(jié)構(gòu)純電動(dòng)汽車的構(gòu)型與結(jié)構(gòu)純電動(dòng)汽車的工作原理純電動(dòng)汽車的行駛性能電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀55純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)布置的常規(guī)形式：依托于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)替代原有的內(nèi)燃機(jī)，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、離合器、變速器和差速器組成。純電動(dòng)汽車的工作原理56純電動(dòng)汽車采用固定速比減速器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)能在較長(zhǎng)的速度范圍內(nèi)提供相對(duì)恒定的功率，因此多級(jí)變速器可以被一個(gè)固定速比減速器所代替，并且離合器也可以省去，即無變速器的傳動(dòng)形式。純電動(dòng)汽車的工作原理57純電動(dòng)汽車整合式布置形式：驅(qū)動(dòng)電機(jī)、固定速比減速器和差速器被進(jìn)一步整合為一體，布置在驅(qū)動(dòng)軸上，整個(gè)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)被大大簡(jiǎn)化和集成，并且從再生制動(dòng)的角度出發(fā)，容易實(shí)現(xiàn)電能從車輪再到電機(jī)的回收。純電動(dòng)汽車的工作原理58純電動(dòng)汽車無機(jī)械差速器的分布式驅(qū)動(dòng)形式：在整合式布置形式的基礎(chǔ)上，差速器被兩個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)所代替，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)完成一側(cè)車輪的驅(qū)動(dòng)任務(wù)。在車輛進(jìn)行曲線行駛時(shí)，兩側(cè)的電機(jī)就會(huì)分別工作在不同的速度下。純電動(dòng)汽車的工作原理59純電動(dòng)汽車輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)型式：為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，牽引電機(jī)與車輪之間取消了傳統(tǒng)的傳動(dòng)軸，由輪邊電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪前進(jìn)。同時(shí)用一個(gè)單排的行星齒輪來減小轉(zhuǎn)速和增強(qiáng)轉(zhuǎn)矩，以滿足不同工況的功率要求。純電動(dòng)汽車的工作原理60純電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)型式：完全舍棄驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間的機(jī)械傳動(dòng)裝置，輪轂電機(jī)的外轉(zhuǎn)子直接接在驅(qū)動(dòng)輪上，電機(jī)與車輪的轉(zhuǎn)速控制融為一體，使車速控制變得簡(jiǎn)單，但需要驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供更高的轉(zhuǎn)矩來起動(dòng)和加速車輛。純電動(dòng)汽車的工作原理純電動(dòng)汽車的構(gòu)型與結(jié)構(gòu)純電動(dòng)汽車的工作原理純電動(dòng)汽車的行駛性能電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀純電動(dòng)汽車的行駛性能62電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力驅(qū)動(dòng)力

純電動(dòng)汽車的行駛性能63電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力驅(qū)動(dòng)力機(jī)械傳動(dòng)裝置:與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸有運(yùn)動(dòng)學(xué)聯(lián)系的減速齒輪傳動(dòng)箱或者變速器、傳動(dòng)軸以及主減速器等機(jī)械裝置。純電動(dòng)汽車的行駛性能64電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力驅(qū)動(dòng)力功率損失:齒輪嚙合點(diǎn)處的摩擦損失、軸承中的摩擦損失、旋轉(zhuǎn)零件與密封裝置之間的摩擦損失以及攪動(dòng)潤(rùn)滑油的能量損失等。

對(duì)于單排行星減速器的效率值一般取0.97~0.98，萬(wàn)向傳動(dòng)軸的效率取0.98純電動(dòng)汽車的行駛性能65電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力驅(qū)動(dòng)力汽車在各種行駛工況下行駛時(shí)，所需的轉(zhuǎn)矩和功率是行駛速度的函數(shù)，取決于不同車速行駛時(shí)所遇到的行駛阻力。假設(shè)原動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速時(shí)的功率保持不變，則

在原動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比、轉(zhuǎn)矩特性是一條在第一象限內(nèi)的雙曲線。轉(zhuǎn)速低時(shí)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速高時(shí)轉(zhuǎn)矩小。這種特性比較接近汽車的行駛工況。但是各種原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性與這種理想的特性是有區(qū)別的。純電動(dòng)汽車的行駛性能66電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力驅(qū)動(dòng)力串激式直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩特性加載時(shí)間不同時(shí)，串激式直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩特性純電動(dòng)汽車的行駛性能67電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力驅(qū)動(dòng)力串激式交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩特性加載時(shí)間不同時(shí)，串激式交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩特性純電動(dòng)汽車的行駛性能68電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力行駛阻力電動(dòng)汽車在坡道上上坡加速行駛時(shí)，作用于電動(dòng)汽車上的阻力與驅(qū)動(dòng)力保持平衡，建立如下的汽車行駛方程式：

純電動(dòng)汽車的行駛性能69電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力

電動(dòng)汽車在硬路面上行駛，由于橡膠輪胎的彈性遲滯形成的能量損失，相當(dāng)于汽車車輪在前進(jìn)方向上遇到的一個(gè)阻力消耗了汽車的能量。

滾動(dòng)阻力系數(shù)f數(shù)值由試驗(yàn)確定，通常滾動(dòng)阻力系數(shù)與路面的種類，行駛車速和輪胎的材料、構(gòu)造、氣壓等因素有關(guān)。純電動(dòng)汽車的行駛性能10電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力

汽車在行駛過程中由于空氣動(dòng)力的作用，在汽車行駛方向上作用在汽車上的分力稱為空氣阻力。空氣阻力通常與氣流相對(duì)速度的動(dòng)壓力成比。

純電動(dòng)汽車的行駛性能71電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力

車身表面上的空氣法向壓力分布純電動(dòng)汽車的行駛性能72電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力

純電動(dòng)汽車的行駛性能73電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力

道路的坡度角除以角度表示外，道路工程上常以坡度表示，將坡度角的正切值定義為坡度，

純電動(dòng)汽車的行駛性能74電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力

電動(dòng)汽車的質(zhì)量換算系數(shù)可進(jìn)一步作理論分析計(jì)算，通常由試驗(yàn)確定。對(duì)于電動(dòng)汽車還缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和近似的計(jì)算方法，可參考內(nèi)燃機(jī)汽車的質(zhì)量換算系數(shù)的計(jì)算方法。加速阻力：

純電動(dòng)汽車的行駛性能75電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡電動(dòng)汽車在行駛過程中，驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力始終保持平衡。利用行駛方程式通過解析法或者圖解法分析電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能。

利用上述計(jì)算結(jié)果，即可畫出驅(qū)動(dòng)力圖。純電動(dòng)汽車的行駛性能76電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡

驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖純電動(dòng)汽車的行駛性能77電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡

五種不同主減速比的電動(dòng)汽車爬坡坡度曲線純電動(dòng)汽車的行駛性能78電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡

五種不同主減速比的電動(dòng)汽車加速曲線純電動(dòng)汽車的行駛性能79電動(dòng)汽車的動(dòng)力性評(píng)價(jià)參數(shù)電動(dòng)汽車的動(dòng)力性也可以用最高車速、加速能力和最大爬坡度來進(jìn)行描述，但是與燃油汽車不同的是，驅(qū)動(dòng)電機(jī)存在不同的工作制，如1min工作制、5min工作制、30min工作制等，即存在瞬時(shí)功率、連續(xù)功率和小時(shí)功率。最高車速：指汽車在無風(fēng)條件下，在水平、良好的路面上所能達(dá)到的平均最高車速。加速能力：汽車原地起步的加速能力和超車加速能力來表示，通常采用電動(dòng)汽車加速過程中所經(jīng)過的加速時(shí)間和加速距離作為評(píng)價(jià)汽車的加速性能指標(biāo)。爬坡能力：指汽車在良好的路面上，以低車速行駛的上坡的最大坡度，坡度值一般用百分比來表示。對(duì)于電動(dòng)汽車而言，不同的用途和使用工況，對(duì)于汽車的爬坡能力的要求是不一樣的。80純電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車上動(dòng)力電池組充滿一次電后的最大行駛里程稱為電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。純電動(dòng)汽車的行駛性能電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程問題思考充電時(shí)長(zhǎng)低溫衰退容量衰減81純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車的行駛性能電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程的計(jì)算

82純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車的行駛性能電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程如何更合理地用電？智慧電網(wǎng)智慧交通83純電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程的影響因素:純電動(dòng)汽車的行駛性能電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程環(huán)境狀況:道路狀況較差、交通擁擠環(huán)境溫度:溫度由25℃降低到0℃的過程中，電動(dòng)汽車的阻力增加10%，增加的電動(dòng)汽車能耗使得續(xù)駛里程大為減少。電動(dòng)汽車的總質(zhì)量:車身的輕量化。在工況一定時(shí)，電動(dòng)汽車的能耗和質(zhì)量基本呈線性關(guān)系。輔助裝置的能量消耗:照明、音響、通風(fēng)、取暖、空調(diào)都需要消耗動(dòng)力電池的電能。電池的性能:動(dòng)力電池組的一致性、動(dòng)力電池的可用放電容量等是影響電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程的重要因素。84純電動(dòng)汽車

實(shí)際情況并沒有計(jì)算式那樣簡(jiǎn)單。由于空氣阻力消耗的能量與質(zhì)量無關(guān)，同時(shí)動(dòng)力電池受到放電效率、放電深度、放電電流以及自放電現(xiàn)象的影響，有的動(dòng)力電池每天自放電率高達(dá)1％以上，這些因素都會(huì)影響動(dòng)力電池組的輸出總能量。另外，行駛工況的差別等因素都將影響電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，因此，上式只能近似地估算電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。純電動(dòng)汽車的行駛性能電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程純電動(dòng)汽車混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

燃料電池電動(dòng)汽車目錄86混合動(dòng)力電動(dòng)汽車混合動(dòng)力汽車：汽車動(dòng)力傳動(dòng)系由兩個(gè)或多個(gè)能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合組成的汽車分類：按結(jié)構(gòu)分類串聯(lián)式混合動(dòng)力并聯(lián)式混合動(dòng)力混聯(lián)式混合動(dòng)力按混合度分類微混輕混中混重混按是否插電分類插電式混合動(dòng)力非插電式混合動(dòng)力87混合動(dòng)力電動(dòng)汽車混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)：可以結(jié)合內(nèi)燃機(jī)較大的續(xù)駛里程和電驅(qū)動(dòng)零排放的優(yōu)點(diǎn)。通過起停功能降低燃油消耗，通