新能源汽车电子教案 第三章纯电动汽车.docVIP

纯电动汽车 学习目标 1.掌握纯电动汽车的基本结构。 2.熟悉纯电动汽车基础设施现状。 3.了解纯电动汽车的发展历程及现状。 4.了解纯电动汽车的典型车型。 第一节纯电动汽车的结构及其行驶性能 一、纯电动汽车的基本结构 纯电动汽车的定义：纯电动汽车（BladeElectricVehicles，简称BEV）是指以车载电源（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。 图3-1纯电动汽车的基本结构 二、纯电动汽车的电驱动的典型结构形式 本部分主要根据目前普遍接受的按照动力驱动系统的不同进行分类的典型结构形式，大体分为六种。 C-离合器D-差速器G-变速器M-电动机FG-定速比减速器GB-变速器 图3-2电驱动的典型结构形式 如图a所示，它由电动机、离合器、齿轮箱和差速器组成。其结构复杂，效率低，没能充分发挥电动机驱动的优势。 如图b所示，由电动机、固定速比的减速器和差速器组成电力驱动系统，它具有良好的通用性和互换性，便于在现有的汽车底盘上安装，使用、维修也较方便。 如图c所示，，它把电动机、固定速比减速器和差速器集成为一个整体，两根半轴连接驱动车轮，这种结构在小型电动汽车上应用比较普遍。 如图d所示，就是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，每个电动机的转速可以独立地调节控制，便于实现电子差速，因此，电动汽车不必选用机械差速器。 如图e所示，其电动机也可以装在车轮里面，称为轮毂电动机为内转子外定子结构，它能提供较大的减速比，来放大其输出转矩。 如图f所示，这种结构为另一种使用轮毅电动机的电动汽车结构，它采用低速外转子电动机，彻底去掉了机械减速齿轮箱，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控制完全取决于电动汽车的转速控制。 三、纯电动汽车的动力性能 电动汽车相对于传统汽车而言，它们主要的差别是采用了不同的动力源，传统汽车是燃油混合气体在内燃机内燃烧做功，而电动汽车由蓄电池提供电能。而对于制动性能方面，电动汽车除了具有再生制动外，与内燃机的制动性能是基本相同的。 1纯电动汽车的驱动力 电动汽车的电动机输出转矩M，使驱动轮与地面间产生相互作用，从而地面给车轮产生一个反向的作用力Ft，Ft汽车前进方向一致，因而Ft即为驱动力。所以有： 所以其机械传动效率可以计算为 2）纯电动汽车的电动机转矩特性 从上式可以看出，在原动机的工作转速范围内，转矩与转速成反比，即随着电机转速的增大，其输出转矩减小。 3）纯电动汽车的行驶阻力 电动汽车的行驶方程式 行驶阻力： 其中 滚动阻力：Ff=f*mg*cosａ 空气阻力： 坡道阻力：Fi=mg*sinａ 加速阻力： 四、纯电动汽车的几个重要指标 1.比功率 比功率（Kw/Kg）是衡量汽车动力性能的一个综合指标，具体是指汽车发动机最大功率与汽车总质量之比。 2.比能量 比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。 五、纯电动汽车关键技术 发展电动汽车必须解决好4个方面的关键技术：电池技术、电机驱动及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术。 1）电池技术 电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量（E）、能量密度（Ed）、比功率（P）、循环寿命（L）和成本（C）等。。 2）电力驱动及其控制技术 电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件，驱动电机应具有调速范围宽、转速高、启动转矩大、体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。 3）电动汽车整车技术 电动汽车采用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料，优化结构，实现制动、下坡和怠速时的能量回收；采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎，可使汽车的滚动阻力减少50%；汽车车身特别是汽车底部更加流线型化，可使汽车的空气阻力减少50%。 4）能量管理技术 电动汽车要获得非常好的动力特性，必须具有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源。 第二节纯电动汽车的基础设施建设 一、国内基础设施建设基础 （1）交流充电桩， 交流充电桩是一种安装在电动车外，与交流电网连接，通过车载充电机给电动汽车电池提供交流电源的充电装置。 （2）直流充电站 直流充电站主要由配电系统、充电系统、电池调度系统和充电站监控系统组成。 2.基础设施情况 充电站采用第一次现场拼装，之后像集装箱一样可以根据需要进行整体移动。偏远公路和用电无保障地域可采用太阳能和风能等形式，原理相同。 3.运营模式 1）电池组租赁模式 用户不拥有电池，只需购买不含电池组的电动汽车本体，采用租赁方式到电动汽车能源供应企业租赁电池组，电池组的电力使用完之后，到电动汽车能源供应企业的服务区或标准充电站更换电池组，并进行维修和保养