现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术课件

1、现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术1 第第5章章 电动汽车的安全技术电动汽车的安全技术 高级技师、经济师高级技师、经济师,工程师工程师 高级技能专业教师高级技能专业教师 汽车维修工高级考评员汽车维修工高级考评员 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术2 51 电动汽车概述电动汽车概述 n511 电动汽车的发展概述电动汽车的发展概述 n 1831年法拉第研制成功世界上第一台旋转直流电机。年法拉第研制成功世界上第一台旋转直流电机。 n 1834年苏格兰人年苏格兰人ThomasDavenport研制成功不可充电蓄电池电动三研制成功不可充电蓄电池电动三 轮车。轮车。 n 1859年法国人年法国人Gas

2、tonPlante发明可充电铅酸蓄电池。发明可充电铅酸蓄电池。 ， n 1881年法国工程师年法国工程师GustaveTrouve研制成功世界上第一辆可充电铅研制成功世界上第一辆可充电铅 酸蓄电池电动三轮机动车酸蓄电池电动三轮机动车(也有人认为也有人认为1873年英国人年英国人RobertDavishen研研 制成功第一辆电动机动车制成功第一辆电动机动车)。 n 1882年英国年英国WEAyrton和和JohnPerry两位教授组装成功世界上两位教授组装成功世界上 第二辆电动机动车。第二辆电动机动车。 n 1886年，年，FrankSprague设计生产了有轨电车。从此，电动汽车变得设计生产了

3、有轨电车。从此，电动汽车变得 流行起来，并且在当时车流行起来，并且在当时车 n 辆运输中起着很重要的作用。美国辆运输中起着很重要的作用。美国1900年销售的年销售的4 200辆汽车中有辆汽车中有38 是电动汽车，是电动汽车，22是燃油汽车，是燃油汽车，40是蒸汽机汽车。是蒸汽机汽车。1912早期电动汽早期电动汽 车发展到鼎盛，仅美国电动汽车即达车发展到鼎盛，仅美国电动汽车即达34万辆。万辆。1915年美国电动汽车的年美国电动汽车的 产量达产量达5000辆。辆。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术3 电动汽车历史电动汽车历史 n在在20世纪早期，电动汽车在美国的销售世纪早期，电动汽车在美国的销

4、售 量曾大于燃油汽车。通用汽车的第一辆量曾大于燃油汽车。通用汽车的第一辆 电动汽车可以追溯到电动汽车可以追溯到1912年。但当时只年。但当时只 有少数电动汽车每次充电后可以行驶超有少数电动汽车每次充电后可以行驶超 过过50英里，并且人们要花一天时间给它英里，并且人们要花一天时间给它 们充电。们充电。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术4 重视电动汽车的研制和开发重视电动汽车的研制和开发 n各汽车大国十分重视电动汽车的研制和开发，不仅注入各汽车大国十分重视电动汽车的研制和开发，不仅注入 巨额资金，而且给予特殊的政策优惠。巨额资金，而且给予特殊的政策优惠。 n 如美国，如美国，购买购买1辆电动汽

5、车可从联邦政府获得辆电动汽车可从联邦政府获得10(不不 超过超过4000美元美元)的补贴，从地方政府获得的补贴，从地方政府获得5000美元的补美元的补 贴。贴。 n 法国法国2000年投人年投人15亿法郎发展电动汽车亿法郎发展电动汽车10万辆，政万辆，政 府成立部级协调小组，总理和部长带头坐电动汽车上班。府成立部级协调小组，总理和部长带头坐电动汽车上班。 规定每生产规定每生产1辆电动汽车，电力公司要补贴生产厂家辆电动汽车，电力公司要补贴生产厂家1万万 法郎，行政机关和地方团体每新购法郎，行政机关和地方团体每新购1辆电动汽车，由环保辆电动汽车，由环保 和能源控制署补贴和能源控制署补贴8千法郎，私

6、人购买电动汽车可获得政千法郎，私人购买电动汽车可获得政 府补贴府补贴5000法郎。在公司服务的电动汽车，减免各种地法郎。在公司服务的电动汽车，减免各种地 方税收。方税收。 n 英国英国规定电动汽车免缴牌照费和养路费，夜间充电减规定电动汽车免缴牌照费和养路费，夜间充电减 免免23电费。电费。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术5 电动汽车与燃油汽车的能源消费比较电动汽车与燃油汽车的能源消费比较 n 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术6 电动汽车优点与缺点优点与缺点 n(1)优点优点 n利用电池里储存的电能行驶利用电池里储存的电能行驶,因此行驶因此行驶 过程完全不排出气体。过程完全不排出气体。

7、 n振动和噪音很小振动和噪音很小,是一种很安静的车辆。是一种很安静的车辆。 n减速时能回收能量减速时能回收能量,因而效率高。因而效率高。 n由于利用电能由于利用电能,不一定必须依靠石油。不一定必须依靠石油。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术7 电动汽车优点与缺点优点与缺点 n(2)缺点缺点 n行驶距离短且载重量少等行驶距离短且载重量少等,用途受到限制。用途受到限制。 n当今由于产量少、电池价格高等原因当今由于产量少、电池价格高等原因, 价格也高。价格也高。 n充电需耗费时间充电需耗费时间(充电时间充电时间48小时小时)。由此。由此 可见虽然与内燃机汽车可见虽然与内燃机汽车(简称简称)相相

8、比对环境等方面有优越的一面比对环境等方面有优越的一面,但是在价格与但是在价格与 使用方便等方面仍存在问题。然而考虑到环境使用方便等方面仍存在问题。然而考虑到环境 以及能源问题以及能源问题,它应被看作能够对社会作出贡它应被看作能够对社会作出贡 献的一种车辆。献的一种车辆。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术8 512 电动汽车的结构电动汽车的结构 n电动汽车是指纯电动汽车、混合动力电动汽车是指纯电动汽车、混合动力(电动电动)汽汽 车和燃料电池电动汽车的总称。车和燃料电池电动汽车的总称。 n 1.纯电动汽车纯电动汽车指由电动机驱动的汽车。电动指由电动机驱动的汽车。电动 机的驱动电能来源于车载可充

9、电蓄电池或其他机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他 易携带能源储存的装置。易携带能源储存的装置。 n 2.混合动力混合动力(电动电动)汽车汽车，能够至少从下述两，能够至少从下述两 类车载储存的能量中获得动力的汽车：类车载储存的能量中获得动力的汽车：可消可消 耗的燃料；耗的燃料；可再充电能能量储存装置，包可再充电能能量储存装置，包 括串联式混合动力括串联式混合动力(电动电动)汽车、并联式混合动汽车、并联式混合动 力力(电动电动)汽车、混联式混合动力汽车、混联式混合动力(电动电动)汽车。汽车。 n 3.燃料电池电动汽车，燃料电池电动汽车，以燃料电池为电源的以燃料电池为电源的 电动汽车。电动汽车

10、。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术9 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术10 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术11 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术12 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术13 电动汽车具有的特点电动汽车具有的特点 n电动汽车与传统汽车一样也是由动力装置、底电动汽车与传统汽车一样也是由动力装置、底 盘、车身和电器设备等四个部分组成。盘、车身和电器设备等四个部分组成。 n 电动汽车具有以下独特的特点：电动汽车具有以下独特的特点： n 1.电动汽车的能量主要通过柔性的电线而不电动汽车的能量主要通过柔性的电线而不 是通过刚性联轴器和转轴传递的；是通过刚性联轴器和转轴

11、传递的； n 2.电动汽车驱动系统的布置不同电动汽车驱动系统的布置不同(如独立的如独立的 四轮驱动系统和轮毂电机驱动系统四轮驱动系统和轮毂电机驱动系统)会会 使系统使系统 结构区别很大；结构区别很大； n 3.采用不同的电动机、不同类型的储能装置采用不同的电动机、不同类型的储能装置 会影响到电动汽车的质量、尺寸和形状。会影响到电动汽车的质量、尺寸和形状。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术14 电动汽车系统电动汽车系统 n电动汽车系统可分为三个子系统，即电力驱动电动汽车系统可分为三个子系统，即电力驱动 子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。 n电力驱动子

12、系统又由电控单元、功率转换器、电力驱动子系统又由电控单元、功率转换器、 电动机、机械传动装置和驱动车轮组成；主能电动机、机械传动装置和驱动车轮组成；主能 源子系统由主电源、能量管理系统和充电系统源子系统由主电源、能量管理系统和充电系统 构成；辅助控制子系统具有动力转向、温度控构成；辅助控制子系统具有动力转向、温度控 制和辅助动力供给等功能。现代电动汽车很多制和辅助动力供给等功能。现代电动汽车很多 采用三相交流感应电动机，相应的功率转换器采用三相交流感应电动机，相应的功率转换器 采用脉宽调制逆变器，机械变速传动系统一般采用脉宽调制逆变器，机械变速传动系统一般 采用固定速比的减速器与差速器，采用固

13、定速比的减速器与差速器， n典型结构如图典型结构如图51。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术15 电动汽车系统电动汽车系统典型结构如图典型结构如图51。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术16 电动汽车系统典型结构如图电动汽车系统典型结构如图51。 n 在图中，双线表示机械连接，粗线表示电气在图中，双线表示机械连接，粗线表示电气 连接；细线表示控制信号连接，线上的箭头表连接；细线表示控制信号连接，线上的箭头表 示电功率和控制信号流动的方向。根据从制动示电功率和控制信号流动的方向。根据从制动 踏板和加速踏板输人的信号，电子控制器发出踏板和加速踏板输人的信号，电子控制器发出 相应的控制指令来

14、控制功率转换器的功率装置相应的控制指令来控制功率转换器的功率装置 的通断，从而调节电动机和电源之间的功率流。的通断，从而调节电动机和电源之间的功率流。 当电动汽车制动时，再生制动的能源被电源吸当电动汽车制动时，再生制动的能源被电源吸 收，此时功率流的方向要反向。能量管理系统收，此时功率流的方向要反向。能量管理系统 和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收，和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收， 能量管理系统和充电器一起控制充电并监测电能量管理系统和充电器一起控制充电并监测电 源使用情况。辅助动力供给系统主要给动力转源使用情况。辅助动力供给系统主要给动力转 向、空调、制动及其他辅助装置提供动

15、力。向、空调、制动及其他辅助装置提供动力。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术17 HEV动力总成的基本构成及分类动力总成的基本构成及分类 n现在国际上通用的混合动力汽车分类是按照驱动布现在国际上通用的混合动力汽车分类是按照驱动布 置形式的不同来划分：置形式的不同来划分： 串联式，并联式和混联式三大类。三大类。 n机械功率进行合成的方式的不同：机械功率进行合成的方式的不同： 扭矩合成式；功率合成式；扭矩合成式；功率合成式； 牵引力合成式牵引力合成式 n按照内燃机占整个系统功率的比例大小变化，按照内燃机占整个系统功率的比例大小变化，HEVHEV 分为两种典型的类型：分为两种典型的类型： 电量消

16、耗型和电量保持型电量消耗型和电量保持型 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术18 电动汽车六种不同结构形式。电动汽车六种不同结构形式。 n根据不同的电力驱动系统，可将电动汽车分为如图根据不同的电力驱动系统，可将电动汽车分为如图52六种不同结六种不同结 构形式。构形式。 n 图图52(a)由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，结构和性由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，结构和性 能类似燃油车。能类似燃油车。 n 图图52(b)由于没有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的由于没有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的 转矩转速特性，不适合使用发动机的燃油汽车。转矩转速特性，不适合使用发动机的燃

17、油汽车。 n 图图52(c)与发动机横向前置前轮驱动的燃油汽车布置方法类似，与发动机横向前置前轮驱动的燃油汽车布置方法类似， 在小型电动汽车上应用最普遍。在小型电动汽车上应用最普遍。 n 图图52(d)采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个 车轮，便于实现电子差速，因此不必选用机械差速器。车轮，便于实现电子差速，因此不必选用机械差速器。 n 图图52(e)将上述电动机安装在车轮里面，称为轮毂电动机，可将上述电动机安装在车轮里面，称为轮毂电动机，可 进一步缩短电动机到驱动车轮的传递路径。进一步缩短电动机到驱动车轮的传递路径。 n 图图5-2(

18、f)表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构。采用表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构。采用 低速外转子电动机，彻底去掉机械减速齿轮箱，电动机的外转子直低速外转子电动机，彻底去掉机械减速齿轮箱，电动机的外转子直 接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速完全取决于电接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速完全取决于电 动汽车的转速控制。轮毂电动机的结构如图动汽车的转速控制。轮毂电动机的结构如图53。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术19 电动汽车六种不同结构形式电动汽车六种不同结构形式 图图52(a)由发动机前置前轮驱动由发动机前置前轮驱动图图52(b)由于没有离合器和可

19、选的变速档位由于没有离合器和可选的变速档位 图图52(c)与发动机与发动机 横向前置前轮驱横向前置前轮驱 图图52(d)采用两个电动机采用两个电动机 通过固定速比的减速器分别通过固定速比的减速器分别 驱动两个车轮驱动两个车轮 图图52(e)将上述电动机安装将上述电动机安装 在车轮里面，称为轮毂电动机在车轮里面，称为轮毂电动机 图图5-2(f)表示使用了另外一种表示使用了另外一种 轮毂电动机的电动汽车结构轮毂电动机的电动汽车结构 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术20 图图5-2(f) 另外一种轮毂电动机的电动汽车结构另外一种轮毂电动机的电动汽车结构 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术21

20、电驱动的储能方式电驱动的储能方式 n电池电池 n电容电容 n燃料电池燃料电池 n飞轮电池飞轮电池 n重整置氢重整置氢 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术22 . n2000年通用EV1 车型2000通用EV 1 燃料消耗 (kW/hr每 100英里) 镍金属氢化物电池组 34 城市/30 公路 扭矩150 Nm/7000 rpm 车身总重290磅 最大速度电子调节最高速度80mph 最大行驶里 程 55-95英里或75-130英里 0-60 公里 加速 9秒 充电时间5.5-6小时或6-8小时 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术23 澳大利亚澳大利亚世界太阳能挑战赛世界太阳能挑战赛 n世界

21、太阳能挑战赛世界太阳能挑战赛是是太阳能汽车赛事中历太阳能汽车赛事中历 史最久、声望史最久、声望 最高的一项，也是最牵动人最高的一项，也是最牵动人 心的科学冒险活动之一。心的科学冒险活动之一。 42辆造型古怪的汽车从澳大利 亚北岸的达尔文出发， 沿全长 3000公里的斯图亚特高速公路 南下，5至6天之内抵达南岸 的 阿德莱德，其间不耗费一滴汽 油。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术24 太阳能 太阳能汽车太阳能汽车 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术25 太阳能汽车太阳能汽车TOYOTA 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术26 . n太阳能电池板的面积自然是越大越好，而车子 的总重量则是

22、越小越好。 n赛车形状都大同小异：扁扁的、矮 矮的，结构 尽量简单，恨不得除了电池板和轮子之外什么 也没有， 连发动机也是内置在车轮里的。 n车手在狭小的驾驶舱里躺着开车， 可以想象， 这烈日下的3000公里一定是相当不舒服的。 n荷兰Delft技术大学的Nuna获得了2001年冠军， 总计 用时32小时39分钟。行驶距离：2998公里 平均时速更高达91.81公里，最高时速130公里， 不可谓不惊人。 太阳能汽车太阳能汽车 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术27 氢能驱动汽车氢能驱动汽车 . 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术28 . n. 氢能驱动汽车氢能驱动汽车 现代汽车安全技术5章

23、电动汽车安全技术29 氢能社会构想 再生能再生能 源制氢源制氢 CO2处理处理 加氢站加氢站 燃料电池工厂燃料电池工厂 天然气制氢天然气制氢 电厂电厂 终端用户终端用户 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术30 混合动力车混合动力车( () )的的 特征、现状及开发状况特征、现状及开发状况 n混合动力车的基本概念混合动力车（英混合动力车的基本概念混合动力车（英 文缩写为）是指在同一辆汽车中文缩写为）是指在同一辆汽车中 同时采用了电动马达和燃料发动机的新同时采用了电动马达和燃料发动机的新 型汽车。混合动力车以降低油耗和控制型汽车。混合动力车以降低油耗和控制 尾气排放为主要目标尾气排放为主要目标

24、现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术31 混合动力车的技术经济特点混合动力车的技术经济特点: n（）混合动力汽车的开发生产（）混合动力汽车的开发生产,并不要求大规模改变现并不要求大规模改变现 有汽车工业的产业结构和生产装备有汽车工业的产业结构和生产装备; n（）混合动力汽车的普遍使用（）混合动力汽车的普遍使用,并不要求改变现有燃油并不要求改变现有燃油 汽车的能源（石油燃料）的生产供应体系汽车的能源（石油燃料）的生产供应体系; n（）混合动力汽车的普遍使用（）混合动力汽车的普遍使用,并不要求司机改变已有并不要求司机改变已有 的驾驶习惯的驾驶习惯; n（）可以大幅度降低尾气有害排放（）可以大幅度降

25、低尾气有害排放 n（减少减少%）,减少减少一半一半油耗油耗,使用户得到切使用户得到切 切实实的经济利益切实实的经济利益,价格虽比传统汽车高一些价格虽比传统汽车高一些,但有政府但有政府 的政策支持的政策支持,用户完全可以接受。用户完全可以接受。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术32 混合动力技术对节能的作用混合动力技术对节能的作用 n(1) 稳定发动机工作点，改善发动机运转范围发动机只 限于高效率、高扭矩转速范围内使用。利于采用 “ATKINSON”循环发动机技术,同时确保低油耗和低排 放。 n(2)停车时及轻负荷行驶时发动机停止运转, 在轻负荷 工况下只由电机驱动车辆行驶,从而确保低油耗与

26、低排 放。 n(3) 制动过程中将运动的机械能转换为电能,并回收到 混合动力车用蓄电池中这种过程称为再生能量制动。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术33 稳定发动机工作点 n. 油耗增加方向 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术34 HEV动力总成的基本构成及分类动力总成的基本构成及分类 n机械功率进行合成的方式的不同：机械功率进行合成的方式的不同： 扭矩合成式；功率合成式；扭矩合成式；功率合成式； 牵引力合成式牵引力合成式 n现在国际上通用的混合动力汽车分类是按照驱动布现在国际上通用的混合动力汽车分类是按照驱动布 置形式的不同来划分：置形式的不同来划分： 串联式，并联式和混联式三大类。三

27、大类。 n按照内燃机占整个系统功率的比例大小变化，按照内燃机占整个系统功率的比例大小变化，HEVHEV 分为两种典型的类型：分为两种典型的类型： 电量消耗型和电量保持型电量消耗型和电量保持型 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术35 电动汽车六种电动汽车六种 不同电力驱动系统结构形式。不同电力驱动系统结构形式。 n根据不同的电力驱动系统，可将电动汽车分为如图根据不同的电力驱动系统，可将电动汽车分为如图52六种不同结六种不同结 构形式。构形式。 n 图图52(a)由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，结构和性由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，结构和性 能类似燃油车。能类似燃油车。 n 图图5

28、2(b)由于没有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的由于没有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的 转矩转速特性，不适合使用发动机的燃油汽车。转矩转速特性，不适合使用发动机的燃油汽车。 n 图图52(c)与发动机横向前置前轮驱动的燃油汽车布置方法类似，与发动机横向前置前轮驱动的燃油汽车布置方法类似， 在小型电动汽车上应用最普遍。在小型电动汽车上应用最普遍。 n 图图52(d)采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个 车轮，便于实现电子差速，因此不必选用机械差速器。车轮，便于实现电子差速，因此不必选用机械差速器。 n 图图52(e)将上述电动

29、机安装在车轮里面，称为轮毂电动机，可将上述电动机安装在车轮里面，称为轮毂电动机，可 进一步缩短电动机到驱动车轮的传递路径。进一步缩短电动机到驱动车轮的传递路径。 n 图图5-2(f)表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构。采用表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构。采用 低速外转子电动机，彻底去掉机械减速齿轮箱，电动机的外转子直低速外转子电动机，彻底去掉机械减速齿轮箱，电动机的外转子直 接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速完全取决于电接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速完全取决于电 动汽车的转速控制。轮毂电动机的结构如图动汽车的转速控制。轮毂电动机的结构如图53。

30、现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术36 电动汽车六种不同结构形式电动汽车六种不同结构形式 图图52(a)由发动机前置前轮驱动由发动机前置前轮驱动图图52(b)由于没有离合器和可选的变速档位由于没有离合器和可选的变速档位 图图52(c)与发动机与发动机 横向前置前轮驱横向前置前轮驱 图图52(d)采用两个电动机采用两个电动机 通过固定速比的减速器分别通过固定速比的减速器分别 驱动两个车轮驱动两个车轮 图图52(e)将上述电动机安装将上述电动机安装 在车轮里面，称为轮毂电动机在车轮里面，称为轮毂电动机 图图5-2(f)表示使用了另外一种表示使用了另外一种 轮毂电动机的电动汽车结构轮毂电动机的电动

31、汽车结构 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术37 图图5-2(f) 另外一种轮毂电动机的电动汽车结构另外一种轮毂电动机的电动汽车结构 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术38 六种典型的电动汽车结构六种典型的电动汽车结构 n采用不同类型的储能装置，如不同的蓄电池、燃料电采用不同类型的储能装置，如不同的蓄电池、燃料电 池、超大电容和高速飞轮等，将构成六种典型的电动池、超大电容和高速飞轮等，将构成六种典型的电动 汽车结构，如图汽车结构，如图5-4。 n 混合动力电动汽车分类主要有三种：串联式、并联混合动力电动汽车分类主要有三种：串联式、并联 式和混联式，式和混联式，2000年延伸出复合式，如年延

32、伸出复合式，如 n 串联式是串联式是混合动力电动汽车中最简单的一种，发动混合动力电动汽车中最简单的一种，发动 机输出的机械能首先通过发电机转化为电能，转化后机输出的机械能首先通过发电机转化为电能，转化后 的电能一部分用来给蓄电池充电，另一部分经由电动的电能一部分用来给蓄电池充电，另一部分经由电动 机和传动装置驱动车轮。机和传动装置驱动车轮。 n 和燃油车相比，它是发动机辅助型的电动汽车。和燃油车相比，它是发动机辅助型的电动汽车。 n 如果串联混合型电动汽车设计时考虑爬长坡，为提如果串联混合型电动汽车设计时考虑爬长坡，为提 供最大功率的发动机、发电机和电动机三个驱动装置供最大功率的发动机、发电机

33、和电动机三个驱动装置 的尺寸就会很大，的尺寸就会很大， n 如果用作短途运行如当通勤车或用于购物，相应的如果用作短途运行如当通勤车或用于购物，相应的 内燃机内燃机发电机装置应采用低功率的。发电机装置应采用低功率的。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术39 图图54 储能装置的结构形式储能装置的结构形式 串联式串联式 并联式并联式 并联式并联式 混联式混联式 混联式混联式 混联式混联式 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术40 串联式混合动力方案 n发动机发动机-发电机发电机-直流母线直流母线 -电动机电动机-驱动桥驱动桥 变变 速速 器器 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术41 并联式混合

34、动力电动汽车并联式混合动力电动汽车 n并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车采用发动机和电动机两套独采用发动机和电动机两套独 立的驱动系统驱动车轮。立的驱动系统驱动车轮。 n 发动机和电动机通常通过不同的离合器来驱动车轮，发动机和电动机通常通过不同的离合器来驱动车轮， 可以采用发动机单独驱动、电力单独驱动或者发动机可以采用发动机单独驱动、电力单独驱动或者发动机 和电动机混合驱动三种工作模式。和电动机混合驱动三种工作模式。 n 它是电力辅助型的燃油车，目的是降低排放和燃油它是电力辅助型的燃油车，目的是降低排放和燃油 消耗。当发动机提供的功率大于驱动电动车所需的功消耗。当发动机提供的功率大于

35、驱动电动车所需的功 率或再生制动时，发动机工作在发电状态，将多余的率或再生制动时，发动机工作在发电状态，将多余的 能量充人电池。能量充人电池。 n 在蓄电池放完电之前，如果要得到相同的性能，在蓄电池放完电之前，如果要得到相同的性能， 并联式混合动力电动汽车比串联式的发动机和电动机并联式混合动力电动汽车比串联式的发动机和电动机 的体积要小。即使长途行驶，发动机的功率可以达到的体积要小。即使长途行驶，发动机的功率可以达到 最大而电动机的功率只需发出一半即可。最大而电动机的功率只需发出一半即可。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术42 并联式混合动力方案 发动机 电机 变速器 电池组 控 制 器

36、机械连接 电气连接 控制信号；C1、C2：电控离合器 C1 C2 驱 动 桥 传动副 总控 AT,AMT,CVT等等 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术43 并联式动力总成的功率平衡图 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术44 混联式混合动力电动汽车混联式混合动力电动汽车 n 混联式混合动力电动汽车在结构上综合了串联混联式混合动力电动汽车在结构上综合了串联 式和并联式的特点，式和并联式的特点， n 与串联式相比，它增加了机械动力的传递与串联式相比，它增加了机械动力的传递 路线；路线； n 与并联式相比，它增加丁电能的传输路线。与并联式相比，它增加丁电能的传输路线。 n 混联式混合动力电动汽车

37、同时具有串联式和混联式混合动力电动汽车同时具有串联式和 并联式的优点，但其结构复杂，成本高。并联式的优点，但其结构复杂，成本高。 n 随着控制技术和制造技术的发展，一些现代随着控制技术和制造技术的发展，一些现代 混合动力电动汽车更倾向于选择这种结构。混合动力电动汽车更倾向于选择这种结构。 n 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术45 混联式混联式HEV结构特点结构特点 主电机的输出轴与齿圈相联，发电机与太阳轮相联，发动机则与行星架联接主电机的输出轴与齿圈相联，发电机与太阳轮相联，发动机则与行星架联接。 PRUIS正是利用了行星排的双自由度特性，通过正是利用了行星排的双自由度特性，通过 与发电机

38、来调节发动机的转速和力矩，使发动机与发电机来调节发动机的转速和力矩，使发动机 可以稳定的工作在高转速，大力矩的高效区可以稳定的工作在高转速，大力矩的高效区 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术46 混联式混合动力汽车混联式混合动力汽车 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术47 混联式混合动力汽车混联式混合动力汽车 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术48 混联式混合动力汽车混联式混合动力汽车 驱动桥驱动桥 链传动链传动 齿轮传动齿轮传动 主电机主电机 行星齿轮机构行星齿轮机构 发电机发电机 发动机发动机 主减速器主减速器 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术49 混合动力汽车混合动力汽车(TH

39、S)系统具体结构系统具体结构 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术50 通用通用AHS变速器变速器 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术51 复合式混合动力电动汽车复合式混合动力电动汽车 n复合式混合动力电动汽车结构更复杂，复合式混合动力电动汽车结构更复杂， 似乎与混联式混合动力电动汽车相似，似乎与混联式混合动力电动汽车相似， n 1.它们都有起发电机和电动机作用它们都有起发电机和电动机作用 的电动机，的电动机， n 2.两者的主要区别在于复合型中的电两者的主要区别在于复合型中的电 动机允许功率流双向流动，而混联式中动机允许功率流双向流动，而混联式中 的发电机只允许功率流单向流动。的发电机只允

40、许功率流单向流动。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术52 52 电动汽车安全要求电动汽车安全要求 n电动汽车的安全要求除了作为车辆应具备的一电动汽车的安全要求除了作为车辆应具备的一 般主动安全技术和被动安全技术，般主动安全技术和被动安全技术， n电动汽车区别传统车辆的电的部分的安全要求。电动汽车区别传统车辆的电的部分的安全要求。 n GBl83842001从车载储能装置、功能安从车载储能装置、功能安 全和故障保护以及人员触电保护三方面提出了全和故障保护以及人员触电保护三方面提出了 对电动汽车的安全要求。对电动汽车的安全要求。 n标准适用于车载电路的最大工作电压低于标准适用于车载电路的最大工

41、作电压低于 660V(AC)或或1000V(EX2)的电动乘用车和最的电动乘用车和最 大设计总质量不超过大设计总质量不超过3500kg的电动商用车辆。的电动商用车辆。 该标准不适用于指导电动汽车的装配、维护和该标准不适用于指导电动汽车的装配、维护和 修理。修理。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术53 1)车载储能装置安全要求车载储能装置安全要求 n车载储能装置安全要求规定了电动汽车驱动系车载储能装置安全要求规定了电动汽车驱动系 统车载储能装置的安全要求，从而确保使用者统车载储能装置的安全要求，从而确保使用者 和车辆周围环境的安全。和车辆周围环境的安全。 n 作为电动汽车的动力源的动力蓄电池

42、组的安作为电动汽车的动力源的动力蓄电池组的安 全主要包括为了防止爆炸、起火或有毒物质危全主要包括为了防止爆炸、起火或有毒物质危 害要考虑的动力蓄电池组产生气体的通风和动害要考虑的动力蓄电池组产生气体的通风和动 力申池组碰撞情况下的特殊要求两方面。力申池组碰撞情况下的特殊要求两方面。 n 动力蓄电池组产生气体时应考虑以下问题：动力蓄电池组产生气体时应考虑以下问题： n (1)车辆的任何地方不得有潜在危险气体的车辆的任何地方不得有潜在危险气体的 聚集。聚集。 n (2)不允许乘客仓及封闭的货舱内的危险气不允许乘客仓及封闭的货舱内的危险气 体超过一定的浓度。体超过一定的浓度。 现代汽车安全技术5章电

43、动汽车安全技术54 测量期间，氢气的浓度的要求测量期间，氢气的浓度的要求 n 测量期间，氢气的浓度的记录应满足下列要求：测量期间，氢气的浓度的记录应满足下列要求： n (1)常规充电操作下，氢气的浓度应低于气体体积的常规充电操作下，氢气的浓度应低于气体体积的 1。 n (2)充电期间，突发故障时，氢气的浓度应低于气体充电期间，突发故障时，氢气的浓度应低于气体 体积的体积的2。 n 突发故障主要是指：突发故障主要是指： n (车内车内)通风装置失效，应有足够的自然通风，防通风装置失效，应有足够的自然通风，防 止危害气体的聚集；止危害气体的聚集； n 充电器损坏，应使用充电器上的安全装置来终止充电

44、器损坏，应使用充电器上的安全装置来终止 充电，或提供强制通风；充电，或提供强制通风； n 动力蓄电池连接端子松动；动力蓄电池连接端子松动； n 通风管脱落。通风管脱落。 n 动力蓄电池在发生碰撞时的安全要求主要包括乘员动力蓄电池在发生碰撞时的安全要求主要包括乘员 保护、第三方的保护和防止短路。保护、第三方的保护和防止短路。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术55 碰撞时，对乘员保护的要求碰撞时，对乘员保护的要求 n 在发生碰撞时，对乘员保护的要求如下：在发生碰撞时，对乘员保护的要求如下： n (1)在正常条件下，动力蓄电池排出的有害物质不能达到产生危险的在正常条件下，动力蓄电池排出的有害物质

45、不能达到产生危险的 量。在意外条件事故或其他故障条件下，可能会释放出较多的有害物质，量。在意外条件事故或其他故障条件下，可能会释放出较多的有害物质， 这时应使其降低到最低限度，尤其要注意乘客仓。这时应使其降低到最低限度，尤其要注意乘客仓。 n (2)如果动力蓄电池或蓄电池包安装在乘客仓的外部，动力蓄电池、如果动力蓄电池或蓄电池包安装在乘客仓的外部，动力蓄电池、 蓄电池包或其他部件蓄电池包或其他部件 n (蓄电池模块、电解液蓄电池模块、电解液)不得穿人乘客仓内。不得穿人乘客仓内。 n (3)如果动力蓄电池或蓄电池包安装在乘客舱内，动力蓄电池或蓄电如果动力蓄电池或蓄电池包安装在乘客舱内，动力蓄电池

46、或蓄电 池包的任何移动应确保乘客的安全。池包的任何移动应确保乘客的安全。 n (4)按照国家有关规定进行碰撞试验期间，电解液溢出不能超过按照国家有关规定进行碰撞试验期间，电解液溢出不能超过5L。 n (5)按照国家有关规定进行碰撞试验期间和试验结束后均不能有电解按照国家有关规定进行碰撞试验期间和试验结束后均不能有电解 液进入乘客仓。液进入乘客仓。 n 按照国家有关规定进行碰撞试验期间，动力蓄电池、蓄电池包或其他按照国家有关规定进行碰撞试验期间，动力蓄电池、蓄电池包或其他 部件部件(蓄电池模块、电解液蓄电池模块、电解液)不能由于碰撞而从车上甩出。不能由于碰撞而从车上甩出。 现代汽车安全技术5章电

47、动汽车安全技术56 动力蓄电池的过电流断开装置要求动力蓄电池的过电流断开装置要求 n动力蓄电池的过电流断开装置应能在下列情况下断开与蓄电池端动力蓄电池的过电流断开装置应能在下列情况下断开与蓄电池端 子的连接电路：子的连接电路： n 超过车辆制造厂规定的过电流；超过车辆制造厂规定的过电流； n 与动力蓄电池连接的电路出现短路。与动力蓄电池连接的电路出现短路。 n动力蓄电池的过电流断开装置应能在包括车载储能装置故障的任动力蓄电池的过电流断开装置应能在包括车载储能装置故障的任 何故障情况下工作。何故障情况下工作。 n 正常工作状态下，由于电解液的泄漏，造成了蓄正常工作状态下，由于电解液的泄漏，造成了

48、蓄 n电池模块的连接端子电池模块的连接端子(包括与它们相连接的任何可包括与它们相连接的任何可 n导电的连接件导电的连接件)与任何可导电部件之间的附加的泄与任何可导电部件之间的附加的泄 n漏电流的危害，对此，漏电流的危害，对此， n规定的相应的动力蓄电池的爬规定的相应的动力蓄电池的爬 n电距离，见图电距离，见图56。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术57 爬电距离确定爬电距离确定 n发生蓄电池电解液的泄漏，爬电距离确定如下：发生蓄电池电解液的泄漏，爬电距离确定如下： n (1)两个蓄电池连接端子间的爬电距离为两个蓄电池连接端子间的爬电距离为 n d025U+5 n式中：式中：d被测试验用动力

49、蓄电池的爬电距离被测试验用动力蓄电池的爬电距离(mm)； n U蓄电池两个连接端子间的标称电压蓄电池两个连接端子间的标称电压(V)。 n (2)带电部件与电盘之间的爬电距离为带电部件与电盘之间的爬电距离为 n d 0125U+5 n式中：式中：d带电部件与电底盘之间的爬电距离带电部件与电底盘之间的爬电距离(mm)； n U蓄电池两个连接端子间的标称电压蓄电池两个连接端子间的标称电压(V)。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术58 2)功能安全功能安全 n在操作安全方面，电动汽车主要规定了驱动系统电源接通程序安在操作安全方面，电动汽车主要规定了驱动系统电源接通程序安 全操作、行驶状态安全操作、

50、倒车和停车安全操作四个方面。全操作、行驶状态安全操作、倒车和停车安全操作四个方面。 n 驱动系统电源接通程序安全操作规定：驱动系统电源接通程序安全操作规定： n (1)至少经过两次有意识的不同的连续动作，才能完成从至少经过两次有意识的不同的连续动作，才能完成从“电电 源切断源切断”状态到状态到“可行驶可行驶”状状 n态。态。“电源切断电源切断”状态是指驱动系统关闭，在这个状态，车辆不状态是指驱动系统关闭，在这个状态，车辆不 可能有主动的行驶。可能有主动的行驶。“可行驶可行驶”状状 n态是指只有在这种状态下，当使用加速踏板时，车辆才能行驶。态是指只有在这种状态下，当使用加速踏板时，车辆才能行驶。

51、 n (2)当车辆与外部电路当车辆与外部电路(如电网、外部充电器如电网、外部充电器)连接时，不能通过连接时，不能通过 其自身的驱动系统使车辆其自身的驱动系统使车辆 n移动。移动。 n (3)驱动系统经自动或手动关闭后，只能通过正常的电源程序驱动系统经自动或手动关闭后，只能通过正常的电源程序 重新启动。重新启动。 n (4)应使用一个明显的信号装置持久或间歇地显示驱动系统已应使用一个明显的信号装置持久或间歇地显示驱动系统已 经处于准备工作状态。经处于准备工作状态。 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术59 2)功能安全功能安全 n 如果功率自动大幅度降低如果功率自动大幅度降低(如由于驱动系统或动

52、力源零如由于驱动系统或动力源零 件的高温件的高温)，应通过明显的装置显示这一状态。，应通过明显的装置显示这一状态。 n 当动力蓄电池的剩余电量低于一规定值时，应通过当动力蓄电池的剩余电量低于一规定值时，应通过 一个明显的信号装置一个明显的信号装置(所显示的剩余电量下限值应由车所显示的剩余电量下限值应由车 辆制造厂规定辆制造厂规定)，但同时应满足以下要求：，但同时应满足以下要求： n (1)能够使车辆通过其自身的驱动系统将车辆驶出交能够使车辆通过其自身的驱动系统将车辆驶出交 通区域。通区域。 n (2)当动力蓄电池作为辅助电路的直接电源时，其最当动力蓄电池作为辅助电路的直接电源时，其最 小的剩余

53、电量应能为照明系统提供满足有关标准所规小的剩余电量应能为照明系统提供满足有关标准所规 定所需的电量。定所需的电量。 n 现代汽车安全技术5章电动汽车安全技术60 2)功能安全功能安全 n电动汽车如果是通过改变电机旋转方向来实现倒车行驶的，应满电动汽车如果是通过改变电机旋转方向来实现倒车行驶的，应满 足以下要求，以防止当车辆行驶开关转到不期望的倒车位置：足以下要求，以防止当车辆行驶开关转到不期望的倒车位置： n (1)前进和倒车两个行驶方向的开关转换，应通过驾驶员两个前进和倒车两个行驶方向的开关转换，应通过驾驶员两个 不同的操作动作来完成。不同的操作动作来完成。 n (2)如果仅通过驾驶员的一个动作来完成，应用一个安全装置如果仅通过驾驶员的一个动作来完成，应用一个安全装置 使开关只有在静止