电动汽车电驱动系统概论及组成

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简述纯电动汽车驱动系统的组成

简述纯电动汽车驱动系统的组成

简述纯电动汽车驱动系统的组成纯电动汽车驱动系统是指由电动机、电池组、电控系统和传动装置等组成的系统,用于提供动力和驱动纯电动汽车行驶。

1. 电动机电动机是纯电动汽车驱动系统的核心部件,负责将电能转化为机械能,驱动车辆前进。

电动汽车常用的电动机有直流电动机和交流电动机两种。

直流电动机具有结构简单、转速范围广、起动扭矩大等特点,而交流电动机则具有效率高、控制方便等优势。

2. 电池组电池组是纯电动汽车的能量存储装置,负责储存电能以供电动机使用。

电池组的类型多样,常见的有锂离子电池、镍氢电池和钠离子电池等。

锂离子电池具有能量密度高、重量轻、寿命长等优点,因此被广泛应用于纯电动汽车。

3. 电控系统电控系统是纯电动汽车驱动系统的控制中枢,负责对电动机和电池组进行控制和调节。

电控系统包括电控器、传感器、控制算法等组成。

电控系统可以根据车辆的需求,控制电动机的转速、扭矩和能量输出等参数,以实现车辆的动力和能耗控制。

4. 传动装置传动装置是将电动机的动力传输到车轮上的装置。

传动装置通常由减速器和差速器组成。

减速器用于降低电动机的转速,并提供足够的扭矩输出;差速器则用于实现车轮的差速调节,使车辆在转弯时能够平稳行驶。

除了以上基本组成部件外,纯电动汽车驱动系统还包括辅助设备,如充电设备、电池管理系统和辅助电器等。

充电设备用于将外部电源的交流电能转化为电池组所需的直流电能;电池管理系统用于对电池组进行监控和管理,以确保电池组的安全和性能;辅助电器则提供车辆的辅助功能,如空调、音响等。

纯电动汽车驱动系统的组成部件之间相互协调配合,共同实现车辆的动力输出和行驶控制。

电动机将电能转化为机械能,通过传动装置将动力传递到车轮上,从而实现车辆的行驶。

电池组提供所需的电能,电控系统对电动机和电池组进行精确控制,以满足车辆在不同工况下的动力需求。

通过不断的技术创新和研发,纯电动汽车驱动系统的性能和效率得到了不断提升,使得纯电动汽车逐渐成为了可行的替代传统燃油车的选择。

简述电动汽车电机驱动系统的组成

简述电动汽车电机驱动系统的组成

简述电动汽车电机驱动系统的组成1. 引言电动汽车(EV)已经成为现代交通的明星,真是风头无两呀!不过,你知道它的电机驱动系统是怎么回事吗?今天我们就来聊聊这个神奇的系统,看看它到底有啥组成部分。

2. 电机驱动系统概述电机驱动系统可以说是电动汽车的“心脏”。

这个系统主要由电动机、控制器和动力电池组成。

简单来说,电动机负责提供动力,控制器负责“指挥”,而动力电池则是电的来源。

就像一台乐队,电动机是主唱,控制器是指挥,电池是音响,缺一不可呀!2.1 电动机首先得说说电动机。

电动机是系统的核心,主要有直流电动机和交流电动机两种。

直流电动机简单好用,启动快,但在效率上有点差强人意。

而交流电动机,像个“全能选手”,效率高、维护简单,很多电动汽车都选择了它。

开车的时候,你就能感觉到那种瞬间的加速感,真是让人乐开了花!2.2 控制器接下来是控制器,简单来说就是电动机的“大管家”。

控制器通过各种传感器收集数据,实时调整电机的转速和扭矩,确保驾驶体验平稳舒适。

想象一下,控制器就像一位高超的厨师,时刻关注锅里的火候,确保每一道菜都恰到好处。

没有它,电动机就会像无头苍蝇一样,乱糟糟的。

3. 动力电池说到动力电池,这可是电动汽车的“动力源泉”。

通常情况下,电池组采用锂离子电池,轻便又耐用。

充电时,它就像是喝水,越喝越充实;用电时,就像是拼命工作,慢慢消耗。

但一旦电池没电了,那就尴尬了!所以,合理的电池管理系统就显得尤为重要,确保电池既安全又高效。

想想看,要是在路上突然没电,那真是心塞!3.1 电池管理系统电池管理系统(BMS)就像是电池的“保镖”,监控电池的状态,防止过充和过放。

它还能平衡每个电池单元的电量,确保每个“小伙伴”都能共同努力。

没有它,电池寿命就会大打折扣,真是得不偿失。

3.2 充电系统再说说充电系统,简单来说,就是给电池“加油”的地方。

如今的充电桩越来越普及,快充、慢充应有尽有,真是让人眼花缭乱。

充电的时候,车主总是有种“等公交”的感觉,但等个十来分钟,电就满了,心情瞬间好起来。

新能源汽车电驱动系统结构原理

新能源汽车电驱动系统结构原理

新能源汽车电驱动系统结构原理一、引言随着环境保护意识的增强以及对能源消耗的担忧,新能源汽车作为传统燃油汽车的替代品逐渐受到关注。

新能源汽车的核心技术之一是电驱动系统,它采用电能作为动力源,实现汽车的运行。

本文将从整体上介绍新能源汽车电驱动系统的结构原理。

二、新能源汽车电驱动系统的组成1. 电池组:电池组是新能源汽车电驱动系统的重要组成部分,负责储存电能并提供给电动机使用。

目前常用的电池有锂离子电池、镍氢电池等。

电池组的性能直接影响着新能源汽车的续航里程和动力性能。

2. 电机:电机是新能源汽车电驱动系统的核心部件,负责将电能转换为机械能,并驱动汽车前进。

根据不同的应用场景和功率需求,常用的电机类型有直流电机、异步电机、永磁同步电机等。

3. 控制器:控制器是新能源汽车电驱动系统的智能控制中枢,负责对电池组和电机进行管理和控制。

通过控制器,可以实现对电池组的充放电控制、对电机的转矩和速度控制,以及对整个电驱动系统的监测和故障诊断。

4. 传动系统:传动系统将电机的输出转速和转矩通过齿轮传动、链传动等方式传递给汽车的驱动轮,实现汽车的行驶。

传动系统的设计需要考虑到电机的特性以及整车的行驶性能要求。

5. 辅助系统:辅助系统包括充电系统、冷却系统、空调系统等,它们为电池组和电机提供相应的支持和保护,确保整个电驱动系统的正常运行。

三、新能源汽车电驱动系统的工作原理新能源汽车电驱动系统的工作原理可以简单描述为:电池组提供电能,经过控制器的管理和控制,驱动电机工作,电机通过传动系统将动力传递给汽车的驱动轮,从而实现汽车的行驶。

具体而言,当驾驶员踩下加速踏板时,控制器感知到信号并根据驾驶员的需求控制电机的转矩和速度。

电池组向电机提供直流电能,电机根据控制器的指令将电能转化为机械能,并通过传动系统传递给驱动轮。

同时,控制器还会监测电池组的电量和温度,并在需要时进行充电或放电控制,以保证电池组的安全和寿命。

四、新能源汽车电驱动系统的优势相比传统燃油汽车的内燃机驱动系统,新能源汽车的电驱动系统具有以下优势:1. 零排放:新能源汽车采用电能作为动力源,不产生尾气排放,能够有效减少空气污染。

电动汽车电驱动系统概论及组成

电动汽车电驱动系统概论及组成

电动车电驱动系统概论及组成龚小茂西安交通大学机硕1005班3111003040摘要本文分析了电动汽车在我国的市场前景,简述了电动汽车的组成,详细介绍了电动汽车最重要子系统电驱动系统性能要求、结构形式、组成部件及研究现状。

关键词:电动汽车电驱动系统市场分析组成成分Generality and Components of Electric Driven System in Electric vehicleGong XiaomaoXi’an Jiaotong University,Class 1005,3111003040AbstractThis paper analyses market prospect of electric vehicle in our country.At the same time,it briefly introduces composing components of electric vehicle.In the end,the performance requirements,structure type ,composition parts and research status of the most important child-system,electric drive system,of electric vehicle are introduced in detail.Keywords:electric vehicle,electric drive system,market analysis,composing compoent1前言汽车是现代社会的重要交通工具,为人们提供了便捷、舒适的出行服务,然而传统燃油车辆在使用过程中产生了大量的有害废气,并加剧了对不可再生石油资源的依赖。

在能源方面,目前世界汽车保有量约8亿辆,并以每年3000万辆的速度递增,预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆,主要增幅来自发展中国家。

电动汽车驱动系统

电动汽车驱动系统

电动汽车驱动系统近年来,随着环境保护意识的增强和能源危机的日益凸显,电动汽车作为一种清洁、高效的出行方式迅速崛起。

而电动汽车的驱动系统则是电动汽车能够正常运行的核心组成部分。

本文将介绍电动汽车驱动系统的工作原理和组成要素,并对其优势以及未来发展方向进行探讨。

一、工作原理电动汽车驱动系统是指将电能转化为机械能,驱动电动汽车行驶的系统。

其工作原理基于电动机的工作机制,通过电能输入,驱动电动机转动从而带动车辆运行。

与传统的燃油驱动系统相比,电动汽车驱动系统不涉及内燃机的燃烧过程,因此具有零排放和低噪音的特点。

二、组成要素1. 电池组:作为电动汽车驱动系统的能量来源,电池组存储并提供电能。

目前常用的电池技术有锂离子电池、镍氢电池和超级电容器等。

2. 控制器:控制器是电动汽车驱动系统的“大脑”,负责对电池组的电能进行管理和储能转化,实现对电动机的控制。

3. 电动机:电动机是电动汽车驱动系统的核心部件,负责将电能转化为机械能。

根据不同的应用需求,电动汽车常采用交流电动机或直流电动机。

4. 传动系统:传动系统将电动机的输出力转化为驱动车辆的动力。

传动系统通常包括减速器、传动轴和驱动轮等。

三、优势1. 环保节能:电动汽车驱动系统无需燃料燃烧,零排放,可以有效减少空气污染和温室气体的排放。

同时,由于电动汽车具备能量回收功能,能够将制动时的能量转化为电能再次存储使用,提高能源利用效率。

2. 高效静音:相较于传统燃油驱动系统,电动汽车驱动系统具有高效率和低噪音的特点。

电动汽车驱动系统能实现近乎百分之百的能量转化效率,无需内燃机的工作,因此车辆行驶时噪音较小。

3. 维护成本低:电动汽车的驱动系统相对简单,由于电动机种类较少,减少了传统汽车的传动件数量,降低了维护和维修的成本。

四、发展趋势随着科技的不断进步和各国政府对环保交通的支持,电动汽车驱动系统将迎来更广阔的发展空间。

1. 电池技术改进:目前电动汽车的续航里程和充电时间仍然是影响其推广的重要因素。

新能源汽车电机驱动系统的组成及工作原理

新能源汽车电机驱动系统的组成及工作原理

新能源汽车电机驱动系统的组成及工作原理新能源汽车电机驱动系统是指由电机、电控器、电池组成的系统,用于驱动车辆的动力来源。

本文将介绍新能源汽车电机驱动系统的组成和工作原理。

一、组成新能源汽车电机驱动系统主要包括电机、电控器和电池三个部分。

1. 电机:电机是新能源汽车电机驱动系统的核心部件,负责将电能转换为机械能,驱动车辆运动。

根据不同的驱动方式,电机可以分为直流电机、交流异步电机和交流同步电机等不同类型。

2. 电控器:电控器是控制电机工作的关键设备,负责控制电机的启停、转速、转向等运行参数。

它接收来自车辆控制系统的指令,通过控制电机的工作状态来实现车辆的加速、减速和制动等功能。

3. 电池:电池是新能源汽车电机驱动系统的能量存储装置,用于提供电能供给电机工作。

目前常用的电池类型包括锂离子电池、镍氢电池和超级电容器等,其容量和性能直接影响着车辆的续航里程和动力性能。

二、工作原理新能源汽车电机驱动系统的工作原理可以简单分为三个步骤:电能转换、电能控制和能量调度。

1. 电能转换:电能转换是指将电池储存的直流电能转换为适合驱动电机的电能形式。

当车辆启动时,电池向电机供应电能,电机根据电控器的控制信号将电能转换为机械能,驱动车辆运动。

2. 电能控制:电能控制是指通过电控器对电机的工作进行控制。

电控器接收来自车辆控制系统的指令,根据指令调整电机的运行状态,包括控制电机的转速、转向和扭矩等参数,以实现车辆的加速、减速和制动等功能。

3. 能量调度:能量调度是指对电池组中的能量进行管理和分配。

电池组中的电能可以通过回馈制动、能量回收等方式进行回收利用,减少能量的浪费。

同时,还可以根据车辆的行驶状况和驾驶员的需求,合理分配电池组中的能量,以提高车辆的续航里程。

新能源汽车电机驱动系统是由电机、电控器和电池组成的系统,通过电能转换、电能控制和能量调度等环节,将电能转换为机械能,驱动车辆运动。

这种新型的动力系统具有环保、高效、低噪音等优点,是未来汽车发展的重要方向。

简述电动汽车电机驱动系统的组成

简述电动汽车电机驱动系统的组成电动汽车电机驱动系统的组成,就像是一辆跑车的发动机一样,是汽车的核心部件。

它的作用就是将电能转化为机械能,让汽车动起来。

那么,这个神奇的系统究竟是由哪些部分组成的呢?接下来,就让我来给大家揭开这个谜底吧!我们来看看电动汽车电机驱动系统的“心脏”——电机。

电机就像是汽车的发动机,负责将电能转化为机械能。

它的结构其实很简单,就是一个固定的定子和一个旋转的转子。

当电流通过定子时,会产生磁场,这个磁场会与转子的磁场相互作用,从而使转子产生旋转力矩,带动汽车前进。

所以,电机可以说是电动汽车驱动系统的关键部件。

接下来,我们要了解的是电动汽车电机驱动系统的“大脑”——控制器。

控制器就像是汽车的导航仪,负责控制整个系统的运行。

它可以根据驾驶员的需求,实时调整电机的输出功率,以实现最佳的动力性能和续航里程。

控制器还可以监测电机的工作状态,确保其正常运行。

有了这个“大脑”,电动汽车就可以实现各种复杂的驾驶功能,比如加速、刹车、转向等。

除了电机和控制器之外,电动汽车电机驱动系统还需要一些其他的辅助部件。

比如,电池组就是用来储存电能的。

在电动汽车行驶过程中,电池组会为电机提供所需的电能。

当电池组的能量耗尽时,驾驶员就需要给车辆充电,以恢复其正常的工作状态。

电动汽车还需要一些其他的辅助设备,比如充电器、变速器等,以实现更高效的能源利用和更舒适的驾驶体验。

电动汽车电机驱动系统是由电机、控制器和其他辅助部件组成的。

它们各司其职,共同协作,才能让电动汽车动起来。

虽然它们的结构可能比较复杂,但是只要我们了解了它们的工作原理,就会发现它们其实并不难懂。

而且,随着科技的发展,电动汽车电机驱动系统将会越来越先进,为我们带来更加便捷、环保的出行方式。

让我们拭目以待吧!。

简述电动汽车的电机驱动系统组成部分

简述电动汽车的电机驱动系统组成部分电动汽车的电机驱动系统是整个车辆的关键部分,它负责将电能转化为机械能,并驱动车辆前进。

下面将详细介绍电动汽车电机驱动系统的组成部分。

首先是电动机,它是电动汽车的动力源。

电动机有几种不同的类型,包括直流电机、异步电机和永磁同步电机。

其中,永磁同步电机在电动汽车中应用较广泛。

电动机通过电能输入,产生旋转力矩,驱动车辆前进。

其次是电机控制器,它是电动汽车电机驱动系统的核心部件。

电机控制器负责监测和控制电动机的运行状态,通过调节电流、电压和频率等参数,实现对电机的精确控制。

这样能够提高电机的效率和性能,并确保安全运行。

第三是电池组,它是电动汽车的能量存储装置。

电池组通常由多个电池单体组成,可以提供持续的电能供应。

不同类型的电池具有不同的特点,目前较为常用的有锂离子电池和镍氢电池。

电池组需要进行合理的管理和控制,以确保电池的寿命和安全性。

另外,电动汽车的电机驱动系统还包括变速器、驱动轴和差速器等传动部件。

变速器负责调节电机转速,并将转矩传递给驱动轴。

驱动轴将电机的动力传输到车轮。

差速器则用于平衡车轮之间的转速差异,确保车辆在转弯时的稳定性。

此外,还有控制系统和辅助系统。

控制系统包括车辆电气系统和车辆通信系统等,用于监测和控制车辆各个部分的运行状态。

辅助系统包括制动系统、转向系统和空调系统等,提供额外的驾驶和乘坐舒适性。

总结起来,电动汽车的电机驱动系统主要由电动机、电机控制器、电池组、传动部件、控制系统和辅助系统等多个组成部分组成。

这些部件共同协作,实现电力驱动车辆的运行。

良好的电机驱动系统设计和管理,能够提高电动汽车的性能、安全性和续航里程,推动电动汽车技术的发展和普及。

电动汽车驱动系统的组成

电动汽车驱动系统的组成
一、电动汽车驱动系统基本组成
电动汽车驱动系统由电源模块、发动机模块、转向模块、制动模块和车轮模块等组成。

1、电源模块
电源模块包括电池箱和变流器,主要功能是将电池中的高压直流电转换成低压交流电,供发动机模块供电。

2、发动机模块
发动机模块主要包括电机和电机控制器,用于实现电动汽车的驱动功能。

3、转向模块
转向模块包括电动助力转向系统和自动差速器,主要功能是使车辆能够按照驾驶人操作的方向转向,以及根据行驶状况调节前后轮的转速,从而提高行驶的安全性能。

4、制动模块
制动模块主要由电动制动系统和液压制动系统组成,主要功能是控制车轮的制动,使车辆能够正常制动停车。

5、车轮模块
车轮模块包括前轮和后轮,由轮胎和轮毂组成,主要用于给电动汽车提供支撑和支撑力,从而使车辆能够顺利行驶。

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电动汽车电机驱动系统的组成

电动汽车电机驱动系统的组成电动汽车电机驱动系统是电动汽车的核心部件,它由多个组成部分组合而成,共同实现电动汽车的动力输出和驱动功能。

本文将从电机、电控系统和电池系统三个方面介绍电动汽车电机驱动系统的组成。

1. 电机电动汽车的电机是实现动力输出的关键组件。

电动汽车电机通常采用交流异步电机或永磁同步电机。

交流异步电机结构简单、成本较低,但效率相对较低;永磁同步电机具有高效率、高功率密度和良好的动力性能,但成本较高。

电机通过电流控制器控制电流大小和方向,实现电机转速和扭矩的调节,从而满足车辆不同驾驶工况下的需求。

2. 电控系统电动汽车的电控系统是控制电机工作状态和调节电机性能的关键。

电控系统由电流控制器、逆变器和电控单元等组成。

电流控制器根据驾驶员的需求和车辆状态,通过调节电机的电流大小和方向,控制电机的转速和扭矩。

逆变器则将电池系统提供的直流电转换为交流电供给电机。

电控单元负责监测和控制电池系统、电机系统和车辆系统之间的信息交互,确保各个系统的协调运行。

3. 电池系统电动汽车的电池系统是提供电能的关键组成部分。

电池系统通常采用锂离子电池、镍氢电池或铅酸电池等。

锂离子电池具有高能量密度、长寿命和低自放电率等优点,成为目前电动汽车最常用的电池类型。

电池系统通过电池管理系统监测和管理电池的状态,包括电池的电量、温度、电压和健康状况等。

电池管理系统可以优化电池的充放电过程,保证电池的安全性和稳定性,延长电池的使用寿命。

电动汽车的电机驱动系统由电机、电控系统和电池系统三个主要部分组成。

电机作为动力输出的关键,通过电流控制器调节电流大小和方向,实现转速和扭矩的控制。

电控系统负责控制电机的工作状态和性能,确保电机的稳定运行。

电池系统提供电能,并通过电池管理系统监测和管理电池状态,保证电池的安全性和稳定性。

这三个部分相互协作,共同实现电动汽车的驱动功能。

通过不断的技术创新和发展,电动汽车的电机驱动系统将进一步提升性能,满足人们对环保、高效、安全的出行需求。

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电动汽车电驱动系统概论及组成电动车电驱动系统概论及组成龚小茂西安交通大学机硕1005班3111003040 摘要分析了电动汽车在我国的市场前景,简述了电动汽车的组成,详细介绍了电动汽车最重要子系统电驱动系统性能要求、结构形式、组成部件及研究现状。

关键词:电动汽车电驱动系统市场分析组成成分Generality and Components of Electric Driven System in Electric vehicle Gong Xiaomao Xi’an Jiaotong University,Class 1005,3111003040 Abstract This paper analyses market prospect of electric vehicle in our the same time,it briefly introduces composing components of electric the end,the performance requirements,structure type ,composition parts and research status of the mostimportant child-system,electric drive system,of electric vehicle are introduced in detail. Keywords:electric vehicle,electric drive system,market analysis,composing compoent 1前言汽车是现代社会的重要交通工具,为人们提供了便捷、舒适的出行服务,然而传统燃油车辆在使用过程中产生了大量的有害废气,并加剧了对不可再生石油资源的依赖。

在能源方面,目前世界汽车保有量约8亿辆,并以每年3000万辆的速度递增,预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆,主要增幅来自发展中国家。

美、中、日近年来汽车需求量变化如图1所示。

可以发达国家的需求量再减少,发展中国家需求量增长比较明显。

我国汽车产销保持快速增长,2009年汽车产销1300万辆。

过去10年我国汽车保有量也迅速增长,年均增长14%,其具体情况图2所示。

17471,7141,6971,7301,7441,7051,646134 9汽车保有量(万辆) .0 .1 .9 .0 .9I75美国日本增长率(%) .1 .7%?3591579583585585700574 5359023160238326941609131914531802 2053238200133320024462003509200457 7508中国1998200020012002200320042005200620 071999 20082005200620072008图1 美、中、日近年来汽车需求量变化图2 过去10我国汽车保有量作为能源消费大国,我国形势更为严峻,2009年中国原油消费总量约为亿吨,其中净进口原油亿吨,占原油消费总量的%,能源大量进口危及到国民经济正常运行和国家能源安全。

中国汽车保有量刚刚达到5000万辆,人均汽车拥有量仅为世界平均水平的1/3,但其年耗油量却已接近全国成品油总量的60%。

按目前的增长速度和油耗水平,汽车保有量1 到2020年会超过亿辆,年耗油将突破亿吨。

巨大的市场需求与严峻的能源环境约束之间的矛盾异常尖锐。

发展节能环保汽车,实现能源转型与产业振兴势在必行。

汽车能源从传统的汽油、柴油,到用天然气、液化石油气、甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油等替代的燃料汽车,到现在研究比较热的新能源汽车,比如混合动力、纯电动、燃料电池、氢动力等。

而在这些新能源汽车当中,混合及纯电动已有产品推向市场,如日本汽车丰田公司1997年12月宣布将复合动力电动轿车P rius投入小批量商业化生产[1]。

我国奇瑞汽车有限公司首台自主研发的纯电池电动汽车S18于2008年下限,该车搭载一部336V、40kW电动机驱动系统,40Ah磷酸铁锂电池,最高时速为120km/h,连续行驶里程可达150km[2]。

西安交通大学曹秉刚团队研制的速达牌纯电动汽车在三门峡试制成功,20辆速达牌纯电动汽车2010年8月31日下线并正式挂牌运行。

锂电池纯电动汽车续驶里程达到260km,0-100km/h的加速时间仅为9秒左右,最高时速为150km/h,而使用的电机仅有15kW,使用的电池仅有252kg。

如处于国外领先水平的日产凌风续驶里程为160km,最高时速为140km/h,所使用的电机为80kW。

铅酸电池纯电动汽车续驶里程达到150km,0-100km/h的加速时间仅为11秒左右,最高时速为120km/h,使用的电机仅为10kW。

目前国内外的高性能的铅酸电池纯电动汽车续驶里程都在100 km之内,而且最高车速很难达到100km/h以上[3],天津一汽、东风汽车、比亚迪等国内企业也早已开展了电动汽车的研制[2,4]。

电动汽车清洁无污染、能量效率高、低噪声的优点,国内外电动汽车已成为汽车发展的主流方向,这为世界,尤其是为我国发展低碳经济,建设资源节约型社会提供了一条有力道路。

因此,国家对电动汽车的发展提供了大力支持,“十五”国家高新技术研究发展计划将电动汽车以重大专项列入[5-6]; 国家发展改革委员会2004年6月1日出台了《汽车产业发展政策》,重点发展混合动力汽车技术和轿车柴油发动机技术[7];《节能中长期专项规划》中指出,实施清洁汽车行动计划,发展混合动力汽车,在城市公交客车、出租车等推广燃气汽车[8];2007年6月公布的《中国应对气候变化国家方案》鼓励混合动力汽车、纯电动汽车的生产和消费。

2010年,科技部已制定“十二五”专项规划的草案,万钢提出,“十二五”期间,电动汽车发展的总体目标是全面掌握电动汽车的核心技术,形成有较强竞争力的电动汽车以及关键零部件工业体系,建立有利于电动汽车发展的环境,等等。

2电动汽车的组成电动汽车系统可分为三个子系统,即电驱动子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。

其中,电驱动子系统又电控单元、功率转换器、电动机、机械传动装置和驱动车轮组成;主能源子系统主电源、电源管理系统和充电系统构成;辅助控制子系统具有动力转向、温度控制和辅助动力供给等功能[9]。

典型电动汽车的基本结构如图3所示。

2 图3 典型电动汽车基本结构从图中可以分析出,从制动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控制功率转换器的功率装置的通断;功率转换器的功能是调节电动机和电源之间的功率流;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,能量管理系统和充电器一同控制充电并监测电源的使用情况;辅助动力供给系统供给电动汽车辅助系统不同等级的电压井提供必要的动力,它主要给动力转向、空调、制动及其它辅助装置提供动力。

3 电驱动系统电驱动系统性能要求电驱动系统作为电动汽车最主要、最核心、最复杂的部件。

一般驱动系统具有以下要求[10]:1)瞬时功率大,短时过载能力强,以满足爬坡及加速的需要;2)调速范围宽广;3)在运行的全部速度范围和负载范围内,具有较高的效率,也就是在电机所有工作范围内综合效率高,以尽量提高电动汽车一次续驶里程;4)可靠性高,使用方便简单,价格低廉;5)功率密度高,体积小,质量轻;6)快速的转矩响应特性,在各种车速范围内能快速而柔和地控制驱动和制动转矩,在多电机系统中,要求电机可控性高、稳态精度和动态特性好;7)安全,稳定,防一定冲击,寿命长。

电驱动系统结构形式采用不同的电驱动系统形式总体上可分为两种:集中驱动和车轮独立驱动[11]。

总体可构成不以下6种形式,如图4所示,上三图为集中驱动形式,下三图为车轮独立驱动形式。

上左图是典型的,类似内燃机机车,它有电动机、离合器、齿轮箱和差速器组成,构成整个动力传动链;上中图电动机、固定速比的减速器和差速器组成,不能档位变速和卸载,不适合使用该传动形式;上右图把电动机、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3 种结构在小型电动汽车上应用最普遍;下左图为两个电机分别驱动,典型的双轮驱动,差速实现电动车的转弯;下中图轮毂电动车轮+固定速比的减速器,动力传递链进一步缩短,提高了效率,同时结构可以变得简单;下右图为只有轮廓电动车轮,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。

图4 电驱动结构形式C-离合器D-差速器FG-固定速比减速器GB-变速器M-电动机集中驱动很好地继承了传统内燃机车的动力传动链,技术成熟,而且开发起来比较容易,但系统传动复杂,传递效率低,且靠传统的差速器进行力矩的分配,操控起来不平稳。

而车轮独立驱动结构简化,传动效率高,每个电机可以单独控制,能实现车轮驱动力的单独调节和施加横摆力矩控制,容易实现车辆底盘系统的电子化、主动化,极大地改善车辆的驱动性能和行驶性能[12]。

对车轮采用独立控制的制动能量回收系统,与单电机驱动相比,可以提高车辆能量利用效率。

电驱动系统组成组成从功能的角度看,电动汽车的电动机驱动系统可分为电气和机械两大系统。

电气系统电动机、功率转换器和电了控制器等三个子系统组成。

机械系统主要包括机械传动装置(可选)和车轮。

电气和机械系统的边界形成电动机的气隙,用来完成电动机能量从电能到机械能的转换。

电子控制器分为三个功能单元:传感器、中间连接电路与处理器。

传感器把测得的数据,如电流、电压、温度、速度、转矩以及电磁通等,转变为电信号,通过连接电路把这此电信号调整到合适的值后,然后输人到处理器的输出信号通常经过中间电路放大,驱动功率转换器的半导体元件。

在驱动和能量再生过程中,能量源与电动机之问的能量流动是通过功率转换器进行调节的。

电动机与车轮通过机械传动装置连在一起,该传动装置是可选的,因为电动机也可以直接装在车轮上,用电动轮毂车轮直接驱动。

其具体的结构框图如图5所示。

4 图 5 电驱动系统结构框图电驱动系统驱动电机电动汽车的驱动电动机通常要求能够频繁地启动/停车、加速/减速,低速或爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,并要求变速范围大,而工业驱动电动机通常优化在额定的工作点。

因此,电动汽车驱动电动机比较特殊。

电机的性能很大程度上决定电动汽车的整体性能,所以,开发使用性能优良的驱动电机能很大程度上提升电动汽车的性能。

其性能要求有以下几点:1)电动汽车驱动电动机需要有4-5倍的过载以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求;而工业驱动电动机只要求有2倍的过载;2)电动汽车驱动电动机的最高转速要求达到在公路上巡航时基4-5倍;而工业驱动电动机只要求达到恒功率时基速的2倍;3)电动汽车用电动机调速范围应该宽广,包括恒转矩区和恒功率区。

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