汽车文件与概论课件 第五章 新能源汽车.pptVIP

谢谢观看！ * * * * * 2.驱动电机 驱动电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。电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类,见表5-1。 二、电动汽车的主要结构 2.驱动电机 目前市面上的主流电动汽车所采用的电机形式就是永磁同步电机和异步电机，永磁同步电机最大优点就是具有较高的功率密度与转矩密度，就是相比于其他种类的电机，在相同质量与体积下，永磁同步电机能够为新能源汽车提供最大的动力输出与加速度，如图5-3所示。这也是在对空间与自重要求极高的新能源汽车行业，永磁同步电机成为首选的主要原因。 二、电动汽车的主要结构 图5-3 永磁同步电机 2.驱动电机 相比于永磁同步电机，异步电机的优点是成本低、工艺简单、运行可靠耐用、维修方便，而且能忍受大幅度的工作温度变化。反之，温度大幅变化会损坏永磁同步电机。尽管在质量和体积方面，异步电机并不占优势，但其转速范围广泛以及高达20000r/min左右的峰值转速，即使不匹配二级差速器也能够满足该级别车型高速巡航的转速需求，至于质量对续航里程的影响，高能量密度的电池具有能够“掩盖”电机质量的优势。 二、电动汽车的主要结构 3.电控系统 电动汽车电控系统是电动汽车的大脑，由各个子系统构成，每一个子系统一般由传感器、信号处理电路、电控单元、控制策略、执行机构、自诊断电路和指示灯组成。在不同类型的电动汽车上，电控系统存在一些区别，但总体来说一般都包括能量管理系统、再生制动控制系统、电机驱动控制系统、电动助力转向控制系统以及动力总成控制系统等。各个子系统功能不是简单的叠加，而是综合各子系统功能来控制电动汽车，这些控制系统汇总到一个控制器里，一般称为整车控制器（图5-4）。 二、电动汽车的主要结构 图5-4 电动汽车的整车控制器 3.电控系统 纯电动汽车电控系统的参数匹配选择对其动力性和经济性有着很大的影响。一般一辆纯电动汽车新车在开发阶段，工程师会根据整车设计目标，通过驱动电机参数、动力电池参数匹配仿真方法及设计整车控制策略，使得纯电动汽车“电池+电机+电控”三电系统在纯电动汽车动力匹配开发初期更好地集成到一起，达到最终的设计目标以及实现相关的性能和功能。 二、电动汽车的主要结构 燃料电池汽车是以氢为主要燃料的汽车，如图5-5所示。其能量源是燃料电池。燃料电池是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置，它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不是“储电厂”而是一个“发电厂”。 三、燃料电池汽车（FCEV） 图5-5 氢燃料电池汽车 氢能燃料电池的工作原理是：将氢气送到负极，经过催化剂（铂）的作用，氢原子中一个电子被分离出来，这个电子在正极的吸引下，经外部电路产生电流，失去电子的氢离子（质子）可穿过质子交换膜（即固体电解质），在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得，只要不断给负极供应氢，并及时把水（蒸汽）带走，燃料电池就可以不断地提供电能，如图5-6所示。 三、燃料电池汽车（FCEV） 图5-6 燃料电池的工作原理 燃料电池的优点是：能量转化效率高。燃料电池的能量转换效率可高达60%～80%，为内燃机的2～3倍；不污染环境。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产生CO和CO2，也没有硫和微粒排出，没有高温反应，也不产生NOx。如果使用车载的甲醇重整催化器供给氢气，仅会产生微量的CO和较少的CO2。燃料电池本身工作没有噪声，没有振动，其电极仅作为化学反应的场所和导电的通道，本身不参与化学反应，没有损耗，寿命长。 三、燃料电池汽车（FCEV） 第二节 混 合 动 力 汽 车 混合动力汽车（图5-7）是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。 图5-7 雪铁龙公司的混合动力汽车 目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力车型，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。尽管混合动力汽车有并联与串联之分，但其主要组成部分却相差不大，如图5-8所示。 图5-8 混合动力汽车系统工作原理 （1）起步与小负荷时（图5-9）。车辆起步或极低速运行并在下陡坡时，发动机 将在低效率区域中工作，此时控制系统将切断燃油，使发动机停止工作。车辆低速行驶时，特别是在下坡道路上行驶时，发动机效率下降。故可以根