电动汽车的发展现状及趋势研究PPT

电动汽车的发展现状及趋势研究电气工程学院HGOR华南理工大学广州学院毕业（论文）设计课题导入汽车是现代社会的重要交通工具，为人们提供了便捷、舒适的出行服务，然而传统燃油车辆在使用过程中产生了大量的有害废气，并加剧了对不可再生石油资源的依赖。为了经济的可持续发展，保护人类的居住的环境和缓解能源供给。电动汽车应运而生，电动汽车具有良好的环保性能和有多种能源为动力的显著特点，既可以保护环境，又可以缓解能源的短缺并能调整能源的结构，保障能源的安全。目录1发展电动汽车的意义及其电动汽车的优缺点2电动汽车的主要结构形式及其工作原理3电动汽车的能量存储装置与能量管理系统4电动汽车的电机5电动汽车所面临的主要问题及其未来发展发展电动汽车的意义及其电动汽车的优缺点为什么要发展电动汽车环境污染交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要原因之一。主要污染物为碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯丙芘及固体颗粒物等，能引起光化学烟雾等。调查研究表明，平均而言大气污染的42来源于交通运输。石油危机石油像煤和天然气一样，是古代有机物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的，因而储量一定是有限的。人类对石油的开采和消费与日俱增，最为不可再生资源，有科学家预计，50年内，石油资源将耗尽。蓄电池纯电动汽车使用电动机作为动力，以蓄电池作为能源存储单元，用电力作为能源。混合动力电动汽车采用内燃机和电动机作为动力，燃油和蓄电池作为能源，蓄电池可由汽车中内燃机驱动发电机充电。燃料电池电动汽车采用电动机作为动力，用燃料电池作为能量源转换装置，其能源主要来自氢气。由于燃料电池电动汽车正处在研究的初期阶段，所以也存在不同的结构。电动汽车的分类电动汽车的优点降低石油消耗、节能长期看比燃油车省钱环保、无污染、噪声小结构简单，能量转换、利用效率高优点电动汽车的缺点技术难题运行经济性基础设施装备政府政策支持瓶颈本章小结面对能源危机，电动汽车应运而生，纯电动汽车更是承载着零排放、零污染的梦想，总的来说，纯电动汽车的突出优点是大部分技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电，对环境保护有相当积极的作用。其缺点是目前蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，也是让消费者望而却步。电动汽车的主要结构形式及其工作原理加速器电池控制器接触器电动机变速器/差速器控制电路车身车轮部件结构形式蓄电池纯电动汽车电动汽车的主要结构形式电子控制器功率转换器机械传动装置电动机电力驱动子系统能量单元能量控制单元能源子系统辅助助力供给单元温控单元助力转向单元辅助子系统子系统分类结构形式子系统分类结构形式子系统分类结构形式蓄电池纯电动汽车工作原理蓄电池电流电力调节器电动机动力传动系统驱动汽车行驶工作流程驾驶者通过加速或制动踏板发出信号，电子控制器发出相应的控制信号，以控制功率转换器的开关。功率转换器的作用是调节电动机和能量源之间的能量流动。能量回馈是因为电动汽车控制能量的再生，通过能量转换器由能量源吸收。多数的电动汽车电池、超级电容和飞轮都能够吸收再生制动能量。能量控制单元与电子控制器一起控制可再生制动的能量，实现系统能量流的优化。能量控制单元与能量单元一起控制并监控能源的使用情况。辅助动力供给系统向电动汽车的所有辅助装置提供所需的不同电压等级的电源。本章小结电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。电动汽车的能量存储装置与能量管理系统铅酸蓄电池锂离子电池空气电池镍氢电池钠硫电池此外，电动汽车的能力存储装置还有飞轮储能、双层电容器储能等各类蓄电池电动汽车的能量存储装置镍氢电池是有氢离子和金属镍合成，电量储备比镍镉电池多30，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染。本田CRZ、INSIGHT、丰田第一、二代普锐斯都是使用镍氢电池。锂电池是1990年由索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池。具有能量比较高。具有高储存能量密度、使用寿命长、额定电压高等优点。丰田第三代普锐斯、日产聆风、雷克萨斯CT200H、雪佛兰VOLT、都是使用锂电池。电动汽车的能量管理系统电动汽车，尤其是纯电动汽车中的电池能量管理系统是该车的一种相当重要的技术措施，可以称为电动汽车电池的“保护神”，它起到了对电池性能的保护、防止个别电池的早期损坏、有利于电动汽车的运行，并具有各种警告功能等。电池组系统组成电池组管理系统热管理系统电池管理系统电线线路管理系统能量管理系统的功能各种电池模块虽然有结构和性能上的差异，但它们都具备一些相同或相似的功能。典型的电池能量管理系统应具备如下功能1对能量的检测功能；2对电池工作状态的监测与控制功能3保证充电功能4DCDC、DCAC转换功能5解决性能一致性的保护功能6对电池模块的冷却和排除充电时产生的氢气7监测记录控制功能。本章小结本章概述了电动汽车关键技术中的能量存储装置与能量管理系统。电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。能量管理系统则是通过参加电池箱内电池模块的监控工作使电动汽车的运行、充电等功能与电池的有关参数（电流、电压、内阻、容量）紧密相连和协调工作。其具有计算、发出指令、执行指令和提出警告的功能。电动汽车的电机电动机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。适用于电力驱动的电动机可分为直流电动机和交流电动机两大类。目前在电动汽车上已应用的和应用前景的有直流电动机、交流感应电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机等。电动汽车的电机直流电动机直流电动机的构造较复杂，价格也比交流电动机昂贵，维护维修也较困难。近年来，由于变频调速技术的发展，在中小功率的电动机调速领域中，交流电动机正逐步取代直流电动机。电动汽车的电机三相异步感应电动机三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点，目前在电动汽车上已经得到很广泛的应用。其结构主要由定子、转子和它们之间的气隙构成。对定子绕组通往三相交流电源后，产生旋转磁场并切割转子，获得转矩。电动汽车对电动机的基本要求1电动汽车用电动机应具有瞬时功率大，过载能力强，加速性能好，使用寿命长的特点。2电动汽车用电动机应具有宽广的调速范围，包括恒转矩区和恒功率区。3电动汽车用电动机应能够在汽车减速时实现再生制动，将能量回收并反馈回蓄电池，使得电动汽车具有最佳能量的利用率，这在内燃机汽车上是不能实现的。电动汽车对电动机的基本要求4电动汽车用电动机应在整个运行范围内，具有高的效率，以提高1次充电的续驶里程。5要求电动汽车用电动机可靠性好，能够在较恶劣的环境下长期工作，结构简单适应大批量生产，运行时噪声低，使用维修方便，价格便宜等。驱动电机和驱动系统驱动电机是EV的动力装置，这也是EV与内燃机汽车的根本区别之处。现代EV所采用驱动电机主要是交流电动机、永磁电动机、和开关阻尼电动机等。电动车驱动系统由驱动电动机和驱动操纵系统共同组成，随着电动车结构形式不同，采用了不同驱动系统。电动车的驱动系统由集中驱动系统和轮毂驱动系统两驱动系统。本章小结驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电机具有“软“的机械特性，与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、效率较低，维护保养工作量大，随着电机技术和电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BCDM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代。电动汽车所面临的主要问题及其未来发展电动汽车发展的主要问题一技术遭遇瓶颈，电池问题较多二宣传力度不够，公众知晓度低三销售价格偏高，基础设施落后四汽车性能不佳，消费者观望态度五民用电力紧张，电网负担加重。电动车的节能设计1车体的节能设计2合理选择电动机的安装位置和方式，减少传动机构的能量损失。3电动轿车小型化、轻型化后，助力制动、助力转向均可省掉，自动车门也省掉。保留电动雨刷，以省电源。4原来汽车上用的电磁式喇叭工作电流很大，改用电动式喇叭。5在电动车上采用能量回收系统，制动能量回收和其它各种有实用价值的能量回收技术日本汽车协会的节能设计相关文献本章小结电动汽车的优缺点是十分明确的，各个国家、各个企业在不断努力的攻克电动汽车的技术难题，也取得了令人可喜的成绩。对于电动车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化进程，与混合动力相