电控汽车的发展趋势1课件

1、电动汽车技术发展趋势与展望 制作人: 梅灏宇目录：一：引言二：电动汽车的技术现状三：电动汽车能源动力技术发展趋势四：整车集成技术发展趋势系统集 成智能化五：结论引言 今年来，随着世界各国对能源、环保等问题的关注，各大汽车企业和科研机购不断投入电动汽车研发力度，各国政府也通过制定各项措施促进新能源汽车的推广，大大推动了电动汽车的发展。 电动汽车关键零部件技术（电机、电车、电控）的研究日趋成熟，产业化程度日益提高，一些研究机构和汽车公司在汽车结构方面进行了有益的探索，同时汽车电子技术的发展也为电动汽车技术带来了创新的源泉，本文认为，充分运用底盘电动化，汽车智能化技术，电动汽车将体现出更强的吸引力和

2、应用价值。电动汽车的技术现状 电动汽车经过近20年的快速发展，在能源动力系统方面形成了如下的技术特点。（1）形成各具特色的三大类动力系统机构 纯电动汽车、油电混合动力汽车和燃料电池汽车是目前电动汽车领域的三大种类，油电混合动力汽车目前被国内外各大汽车企业最早列入产业化计划，并联混合动力和混联动力是被电动汽车广泛采用的主流动力系统结构。近几年，随着储能电池提供电能驱动的纯电动汽车得到快速发展，多个电机驱动的动力分散结构的纯电动动力系统受到国内外研究机构的广泛关注。以氢和氧通过电机反应转换成电能驱动的燃料电池电动汽车，采用电-电混合动力结构，能量转换效果比内燃机高2-3倍，是未来清洁能源汽车的重要

3、发展方向之一。（2）交流驱动是电力驱动系统的主流 由于直流电机在低速和高速下的转矩控制简单，所以早期的电动汽车都采用直流电机驱动系统。但直流电机的转向器和电刷需要定期维修，目前除了在少量低成本车上任然使用直流电机驱动外，电动汽车的电力驱动系统已过渡到交流电动机驱动。与直流电机相比，永磁电机和异步电机在高效率、高功率密度、再生制动、可靠性、耐久性等反面具有明显的优势，已经成为电动汽车驱动系统发展的主流。 整车集成技术现状 电动汽车的整车总体结构布置方面，有单纯的部件布置向能源动力系统与整车结构有机整车结构有机整合方式过渡。（1）动力传动系统 无论是串联（燃料电池可视为特殊的串联结构)、并联、混联

4、的混合动力车，还是由电池提供能量的纯电动汽车，其动力装置的布置旺旺在原发动机前舱布置的基础上进行，并力求把相应的电器装置在前舱（如DCAC、DCDC等），所 以对部件小型化提出了更高的要求。此外，并联或混联混合 动力由于采用两个以上的动力装置，在布置上要求更为严格。丰田prius的混联结构堪称小型化集成化的典型。(2)车身结构 纯电动汽车采用电池作为储能系统，混合动力汽车采用电池或超级电容作为储能装置，燃料电池汽车除了上述储能部件外，还具有一套复杂的燃料电池发电系统，对布置要求更高。出于安全性考虑，储能装置逐渐趋向与车声机构相结合，即不再简单布置在后备箱，而是布置在车体的中间部位。这种布置方式

5、不可以保护储能系统安全性，而且对整车的配置有利，当然这对整车的车身设计提出了更高的要求需要重新设计或在结构上予以加强。3.2储能系统 电动汽车的理想储能系统应能进行持续稳定的大电流放电，以保证汽车的行驶速度；应能具备短暂大电流放电的能力，以保证汽车的加速、爬坡性能；应能一次性储存足够的能量，以保证足够的续航里程。锂离子电池被公认为目前最有前景的电动汽车储能系统。 目前动力锂电池的主要性能已基本能够满足批量化生产和使用要求，推广应用条件已趋成熟。目前制约动力锂电池发展的主要问题任是成组后使用寿命缩短、安全性下降和经济性等问题，成组技术滞后致使动力电池组工作过程中出现部分电池单体因过充电、过放电、

6、超温和过流问题而提前损坏，致使成组动力电池使用寿命大幅缩减，甚至发生燃烧、爆炸等恶性事故。3.3能源动力系统的智能化技术 能源系统、动力系统的电子化使得电动汽车体现出越来越强大的功能。使电动汽车能源动力系统的智能化还没有引起充分的关注。一般将重点放在整车与动力系统的功能和稳态性能指标、可靠性等方面。研究表明，能源动力系统智能化技术对提高电动汽车经济性、动力性、可靠性具有重要意义。车用电机系统如异步电机、永磁电机都具有非线性时变参数，特别在内部磁场、温度变大时，电机参数会发生变化；对此类时变参数的在线检测电池SOC状态，并在运行中保护电池不受损伤，这对电池的寿命和安全都具有重要意义。整车能量管理

7、智能化技术的重点在于能量的优化分配和行车经济性，在即正常行车（个部件正常工作）过程中，根据电池SOC、SOH状态确定剩余里程，进而优化行车参数。整车智能化能量管理还须考虑各子系统和部件的非正常工作状态，即当动力系统工作中出现各种故障时，及时判断故障来源并提车合理的应对策略4、整车集成技术发展趋势I系统集成智能化 追求节能环保、安全舒适成为未来电动汽车发展的重要目标，这些目标的实现依赖于系统的集成技术。系统集成化与智能化为汽车的集成创新提供了新的活力。 电动汽车采用安装在车轮内的电机直接驱动，可实现动力分散控制。与传统的内燃机汽车和单一电机中央驱动的电动车辆相比，四轮驱动方式实现了各车轮的独立分

8、散驱动，各车轮均可实现制动能量回收，还可省去变速器、离合器、传动轴等复杂的机械传动装置，传动动率提高。此外，米其林发明的“智慧轮胎”将悬挂系统集成子啊一个轮子中，打破了传统的汽车悬挂方案，为将来电动汽车的模块化结构提供了一种新的思路。 底盘电动化是底盘智能化技术的基础。X-bywire（线控技术）最早被用于飞机操控系统中，现在也被应用于汽车底盘各部件的执行系统中。 X-bywire的所有执行机构通过电信号进行控制，类如braking-by-wire、steering-by-wire等技术，从而更有利于电动化部件将在数量上远超传统汽车，汽车电子技术的发展推动底盘电动化技术不断进步，使得对汽车部件

9、的操作更加简单。计算机、通信、电力电子、控制领域的成果将不断推动汽车个部件的控制技术和整车性能发展，进而推动汽车的智能化水平越来越高。4.3、智能技术与机电集成最优化 通过智能化技术应用可以实现功能互补，提高机电集成的优化水平。智能集成是单项信息技术的综合优化集成，对控制、优化、感知等信息处理进行智能的结合，形成更高层次的智能的特征。智能化安全电子技术不但提供了整车安全性，而且可以降低车声安全性要求。4、整车集成技术发展趋势I车身轻量化 车身轻量化带来的直接好处是节能环保，据研究数据显示，若汽车整车重量降低10%，燃油效率就可以提升6%-8%，而电动汽车由于电动汽车由于电池储能有限，车身轻量化

10、带来的节能效果更为客观。车身轻量化还使汽车在同等动力输出条件下车辆动力性能变现更好，还可减小惯性，使制动距离缩短，从而使汽车更安全。此外轻量化车身设计对车辆稳定性=噪音、振动等方面也均有益处。 新材料技术的成果应用对汽车的发展具有极为重要的意义，特别是轻量化材料（如碳纤维复合材料、镁铝合金）的运用，可使汽车达到更佳的动力性和节能效果。事实上，电动汽车在底盘电动化、模块化和整车安全性方面将比传统的汽车走得更远，从而为新材料提供更好的应用领域。底盘智能化和智能安全电子技术的发展，对车身安全性的要求也会有不同。6、未来电动汽车展望 电动汽车不同于传统汽车的明显特别是采用了新的能源动力系统，一方面使得

11、电动汽车在节能环保上发生了技术革命，另一方面电力驱动系统快速的转矩响应特性也使主动安全技术和性能出现了大的飞跃。汽车电子技术的发展和应用推动底盘向电动化、模块化、智能化和集成化方向发展，为汽车安全性和舒适性提高提供不竭的源泉，同时也为车身轻量化和新材料的应用提供了新的设计思路。可以预见电动汽车将超出新型能源动力系统的本身的特点，在设计理念、方法、生产方式上出现新的革命。6.1、设计理念的改革 电动汽车设计理念的变革主要体现在安全性的设计理念上。随着底盘电子化、信息化技术的发展，电动汽车主动安全控制的快速性，及整车智能化技术的发展都对传统车身的安全性设计理念产生冲击。 （1)智能技术的应用使汽车

12、具有“仿人”功能。当潜在的碰撞事故（如行人-汽车碰撞、汽车-汽车碰撞、汽车-障碍物碰撞等）发生前，电动汽车通过智能系统的认知功能预测各种潜在的危险状态，并提前预警或自动调节运动轨迹，避免危险事故的发生，使驾乘安全性大大提高。 （2）制动系统的快速响应性可在碰撞发生时提高底盘的耐冲击性能，类如碰撞发生时通过及时应用电动部件的快速响应，实现“软碰撞”，有效降低碰撞带来的危害程度。6.2汽车生产方式的改变与简化未来电动汽车最大特点将发生在结构的革新上。底盘动力装置的一体化，将对传统汽车车身的核心结构产生打的冲击。未来电动汽车的结构上，底盘一体化系统与车身系统的模块化优势将被充分发挥。（1）底盘经过简单的组件将动力系统集成为一体，集电池系统、电驱动系统及传统底盘部件