电动汽车结构与原理简介课件

1、电动汽车的结构和原理，对2.0的一般说明，2.0.1定义2.0.2特征2.0.3基本配置2.0.4核心技术2.0.5发展趋势，2.0.1定义，电池电动汽车(纯电动汽车)Electric Vehicle(EV)是只将电力驱动汽车作为电池提供给电动机的道路车辆，2.0.1定义，结构图，2.0.2特性，节能，无石油消耗；环境保护，无污染；噪音小，震动小。能量主要通过柔性电线传递，而不是通过刚性耦合或轴，每个零件的放置都很灵活。驱动器系统布局不同可能导致系统结构差异很大。使用多种类型的电动机(如直流电动机或交流电动机)会影响纯电动汽车的质量、大小和外观。多种能源存储设备也可能影响电动车的质量、大小和外

2、观。每个辅助能源设备都有不同的硬件和机构。例如，电池可以用感应和接触充电器充电，也可以用更换电池更换的电池重新充电。2.0.3基本配置，1。车辆电源2。电池管理系统3。驱动马达4。控制系统5。车身和机箱6。安全保护系统，2.0.3基本配置，1 .车辆电源配置电源电池组为汽车电源，定期充电补充电能。重要功率电池组是EV的核心设备，存储的功率、质量和体积对EV性能具有决定性影响，是EV的主要研究和开发对象。EV开发的核心是电池，电池技术的EV制约仍然是EV开发的瓶颈。充电站系统建设、电池回收和处理工厂等是EV宣传的重要问题。2.0.3基本组件，1 .汽车电源开发(1)第一代EV电池：铅酸电池优势：

3、技术成熟度，成本低。缺点：虽然不能满足EV连续行驶距离和电源性能低于能源和电力的要求，但VRLA、铅川电池等进一步发展，导致铅酸电池的能量高于能源。2.0.3基本配置，1。汽车电源开发(2)第二代高能电池：镍镉电池、镍氢电池、钠-硫电池、钠-氯化镍电池、锂离子电池、锂-聚合物电池、锌空气电池和铝空气电池等优点：既高于能源，又高于铅酸电池缺点：某些高能电池需要对复杂的电池管理系统和充电技术有不同要求的温度控制系统。电化学电池中的活性物质在使用一段时间后老化，完全失去充放电功能，因此使用EV的成本很高。2.0.3基本配置，1。车辆电源开发(3)第三代电池：飞轮电池、超级电容飞轮电池是机电能量转换电

4、池。超级电容器是电力势能转换电池。这两种储能装置理论上转换能力大，充电和放电容易、快，但还处于开发阶段。2.0.3基本配置，1。车辆电源高压电源电池组提供大约155380V高压直流。电源电池组是电源工作的唯一电源。空调系统的空气压缩机、动力转向系统的油泵和制动系统的真空泵等也需要动力电池组。低压电源电池组将通过DC/DC转换器提供12V或24V低压电力，并作为运行在仪表、照明和信号设备等设备上的电源存储在低压电池组中。2.0.3基本配置，2 .电池管理系统管理控制电源电池组充电和放电时的电流、电压、放电深度、再生制动反馈电流、电池温度等。个别电池效能会影响整个电池套件的效能，因此您可以使用电池

5、管理系统监控整个电池套件和每个单一电池，以确保单一电池之间的一致性。充电电源电池组必须进行周期性充电。高效充电设备和快速充电设备是在EV中使用时所需的辅助设备。可以使用地面充电器、汽车充电器、接触充电器或感应充电器等充电。，2.0.3基本配置，3。驱动马达驱动马达是驱动EV的唯一动力装置。类型直流电动机、交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机等。再生制动再生制动是EV节能的重要措施之一。制动时，马达可进行再生制动，通常回收10%的能量，有助于延长EV行驶距离。在EV制动系统中，还保持常规制动系统和ABS制动系统，以确保车辆在紧急制动时的稳定制动性能。2.0.3基本配置，4。控制系统EV的控制系

6、统主要是电源电池组的管理和电机控制。将油门、刹车踏板机械位移的冲程转换为电信号，输入中央控制器，通过功率控制模块控制驱动电动机的运行。计算电源电池组的剩余电量和剩余里程。控制车辆低压系统的电子和电气装置。使用各种传感器、报警设备和自诊断设备等监控整个电源电池组电源转换器驱动电动机系统，并及时反馈信息和警报。2.0.3基本配置，5。本体和机箱本体EV本体造型对于流线尤其重要，以降低空气阻抗。底盘由于电源电池组质量大，为了降低车辆质量，以轻量化材料制造车身和底盘部分组件。电源电池组有足够的空间用于机箱布置，为电源电池组的布线、充电、检查和处理提供了方便的设计，从而实现了电源电池组的整体机械化装载和

7、卸下。2.0.3基本配置，6。安全保护系统高压安全电源电池组有高压直流，在驾驶、登机和维护过程中，为了确保驾驶员、登机和维护人员的安全，必须设置安全系统。错误处理应配备电气装置的错误自检系统和错误报警系统，并应及时预防事故发生，如电气系统故障时EV无法启动。2.0.3基本配置，摘要操作：继承或继承内燃机车的主要操纵装置和操作方法，以适应驾驶员的操作习惯，简化和标准化操作。控制：在EV控制系统中使用全自动或半自动机电一体化控制系统，实现安全、可靠、节能、环保、灵活的目的。电池：提高电池的非能源和非电力，实现电池的高能源化。马达：使用高效电气转换系统和高效驱动马达，提高马达和驱动系统的效率。车身和

8、机箱：使用流线型车身减少风向区域和空气阻力。使用轻金属材料、高强度复合材料和新的EV专用车身和底盘结构，实现车身和底盘的轻量化，降低准备质量。使用低滚动阻力轮胎减少行驶阻力。再生制动：回收再生制动能量，增加行驶距离。2.0.4核心技术，1 .驱动电动机选择和功率匹配电动机必须具有良好的转矩速度特性，通常需要600015000r/min的速度。驱动电动机可以根据车辆行驶条件在一定扭矩区域和一定功率区域内运行。驱动马达必须经常在高效率内运转。在低速大扭矩(恒定扭矩区域)作业范围内，效率在0.750.85之间，在恒定电源作业范围内，效率在0.80.9之间。2.0.4核心技术，2 .电源电池组选择和特

9、性3。由于减速器传动比确定电动机的高速度，不能直接驱动车辆的车轮，通常在驱动系统中使用大速度比减速器或双速变速器。工作：不在减速、扭力减速器或变速器上设置向后齿轮，向后是马达的反转。2.0.4核心技术，4。控制系统的设计目标：连续行驶距离延长持续行驶距离是指电动汽车从动力电池全充电状态开始，经过标准规定测试结束的行驶距离。使用工作条件方法，根据一定的工作条件反复循环是测量EV连续行驶距离的主要方法。我国颁布的GB/T 183862001电动车的能耗率和行驶距离测试方法适用于EV最大总质量3500kg、最大速度70km/h的EV。2.0.4核心技术，4。系统设计控制里程延长方法节能电池的选择。减

10、少行车各方面的EV能量损失。降低EV辅助系统的功耗，自动控制空调、动力转向等。设计新EV时，应在建模、结构、材质和附件中最小化G、f、CD等。2.0.5发展趋势，目前EV主要向小型化、个性化、家庭化和休闲化方向开放市场，适当降低对电力性能、最大速度和行驶距离的要求。世界上所有国家都在使用各种微型和小型EV。日本丰田汽车的E-com微型马达轿车和日产汽车的Hypermini微型马达。nisan hypermini (2000)、2.1电动车驱动系统、配置、电源电池组、驱动电动机、驱动系统、驱动轮、控制单元、驱动系统、2.1电动车驱动系统、电力驱动系统的结构形式1。现有驱动系统(1)电动机替代引擎

11、。(2)还采用了内燃机的驱动系统，包括离合器、变速器、传动轴和传动轴等组件。(3)有多种驱动模式：电动机前、驱动轴前(F-F)、电动机前、驱动轴后(F-R)。(4)结构复杂、效率低下，不能充分发挥电机的性能。m电机c离合器GB变速器d差速器，2.1电动车驱动系统，电力驱动系统的结构形式2。简化的传统驱动系统采用固定速度比减速器，消除离合器，降低了机械传动的质量，减小了体积。m电机FG固定速度比减速器d差速器，2.1电动车驱动系统，电力驱动系统的结构形式3。马达驱动轴整体驱动系统(1)类似于发动机水平前端、前轮驱动内燃机汽车的布局。(2)电机、固定速比减速器和差速器集成在一起，两个半轴连接驱动轮

12、。(3)传动机构紧凑，传动效率高，安装方便，在小型电动车中应用最普遍。m电机FG固定速度比减速器d差速器，2.1电动车驱动系统，电力驱动系统的结构形式4。双马达驱动系统(1)使用两个马达，通过固定速度比减速器分别驱动两个车轮。(2)每个电动机的速度也可以独立调节，因此无需机械差速器，即可轻松实现电子速度。m电机FG固定速度比减速器，2.1电动车驱动系统，电力驱动系统的结构形式4。双电机驱动系统(3)电子差速器的优点是，体积小，质量轻，在汽车旋转时能实现精确的电子控制，从而提高电动汽车的性能；缺点是添加了电动机和电源转换器，增加了初始成本，在不同条件下精确控制两个电动机的可靠性需要进一步发展。机

13、械差速器、电子差速器、2.1电动车驱动系统、电力驱动系统的结构形式5。内部转子电动轮驱动系统(1)电机安装在车轮上，形成轮毂电机，进一步减少从电机到驱动轮的输送路径。(2)使用高速内转子电机(约10000r/min)，需要安装固定速度比减速器以降低速度。通常，可以使用高减速比行星齿轮减速装置在电机输出轴和车轮轮辋之间安装，并将输入和输出轴放置在同一轴上。m电机FG固定速度比减速器，2.1电动车驱动系统，电力驱动系统的结构形式5。内部转子电动轮驱动系统(3)高速内部转子马达体积小，质量轻，成本低，但需要增加行星齿轮变速机构。内部转子电动轮，2.1电动车驱动系统，电力驱动系统的结构6。外部转子电动

14、轮驱动系统(1)采用低速外部转子马达，可完全拆卸变速器。(2)电机外转子直接安装在车轮边缘，电机速度和车轮速度相同，车轮速度和速度控制完全取决于电机的速度控制。，m马达，2.1电动车驱动系统，电力驱动系统的结构6。外部转子电动轮驱动系统(3)低速外部转子电机结构简单，不需要齿轮变速机构，但体积大，质量大，成本高。外部转子电动轮、2.2驱动电动机和控制系统、2.2.1电动机类型2.2.2电动机性能要求和选择2.2.3直流电动机2.2.4异步电动机2.2.5永磁电动机2.2.6开关磁阻电动机2.2.7各种电动机比较、2.2.1电动机类型、驱动电动机的基本类型、DC 永磁同步电动机、绕组感应电动机、

15、2.2.2电动机性能要求和选择，对电动汽车驱动电动机基本要求的广泛调速性能。 高效率，低损耗。车辆减速时实现制动能量回收，并反馈电池。马达的质量、各种控制装置的质量和冷却系统的质量等尽可能小。电气系统安全和控制系统的安全必须符合作为装置高压保护装置的车辆电气控制的国家或国际安全性能的标准和规定。稳定性好，耐温和潮湿，能在恶劣环境下长期工作。结构简单，适用于批量生产，运行噪音小，维护方便，价格便宜。2.2.2电机性能要求和选择，电动汽车电机选择技术成熟，性能可靠，控制方便、成本低的电机，如感应电机和永磁电机。电机在低速时扭矩和过载容量大，过载系数必须达到34。高速运行时，要有大功率和大范围的一定

16、功率范围。具有足够的动力性能克服电动车的启动、加速性能和行驶速度、保证制动能量回收的各种行驶阻力。电动机驱动和电动汽车行驶阻力平衡图，2.2.3直流电动机，分类永磁直流电动机励磁绕组直流电动机，其励磁，励磁(电动汽车的情况)，励磁，2.2.3直流电动机，优良的电磁转矩控制特性，控制装置简单，成本低。缺点效率低，质量大，体积大，可靠性低(有换向器和刷子)。控制系统斩波是直流电源和直流电动机之间的周期开关设备。1象限直流斩波控制，直流斩波控制输出电压，2.2.4感应电动机，分类绕组感应电动机鼠笼感应电动机：电动汽车优点效率高，结构简单，坚固，无需维护，尺寸小，重量轻，冷却(可以直接喷射到定子和转子上)，寿命长，回线。控制方法脉宽调整(PWM)；变频变压调节(vfvv)；矢量控制调整(VC)；直接转矩控制(DSC)，2.2.5永磁电机，优点高质量比功率，高效率等。缺点控制系统复杂，