电动汽车构造与原理课件.ppt

电动汽车ElectricVehicle主要内容v1 1、发展电动汽车缘由、发展电动汽车缘由v2 2、电动汽车研发现状、电动汽车研发现状v3 3、结构及工作原理、结构及工作原理v4 4、电动汽车关键技术、电动汽车关键技术v5 5、燃料电池电动汽车、燃料电池电动汽车v自汽车发明以来，汽车的动力主要依赖于石油，由此燃烧产生的废气对大气的污染日益严重，越来越严格的汽车废气排放控制法规正在颁布和实施。v在能源方面，世界石油储量占能源总储量的13，据世界能源理事会预测，按目前的石油开采速度，世界石油的开采只能支撑30多年。显然，汽车制造业必须由利用危害生态环境的单一能源向开发使用多种能源、加强环境保护方面转变。1.发展电动汽车缘由发展电动汽车缘由v2000年世界人口大约60亿，但2050年人口将增加到100亿，从而汽车数量将从7亿增加到25亿。如果车辆都使用内燃机，石油哪里来？排气污染如何处理？迫使人们去寻找可持续发展的交通工具。v面对节能与环保的双重压力，近几年，国内外各国主要将研究方向锁定在替代燃料汽车替代燃料汽车（醇类、天然气、氢气等）和电动汽车电动汽车两个主要方向。1.发展电动汽车缘由发展电动汽车缘由1.发展电动汽车缘由发展电动汽车缘由v我国已成为世界第二石油进口大国。2005年，中国日消费原油约673万桶,其中40%是2700多万辆民用汽车消耗的。按照现在汽车年耗汽油的平均增长速度，中国汽车到2030年耗油将达2.63亿吨，进口比例将达84%，远远高于30%的安全警戒线。v截止到2007年6月底，北京市机动车保有量达273万辆，居国内之首，年均增长率为15%左右，预计07年年底将突破300万辆。汽车在给人们的日常出行带来极大方便的同时，也引起了环境污染、噪声污染和石油紧张等问题。电动汽车优点环境方面：零排放环境方面：零排放电动汽车可以实现城市交通的零排放，我们即使考虑到为电动汽车提供电力的电站所排放出来的废气，使用电动汽车仍然可以大大的减少全球空气污染。能源方面：能源多样性能源方面：能源多样性电动汽车可以保证全球的能源安全，并且可以使用多种可再生能源。像热能、核能、水能、潮汐能、风能、地热能、太阳能、化学能、生物能等。控制方面：易于控制控制方面：易于控制电动汽车比传统的燃料汽车更易实现精确的控制，智能交通系统则有可能率先通过电动车来实现，从而提高道路利用率和交通安全性。AdvantagesofelectricvehiclesvElectric motors are mechanically very simple,and release almost no air pollutants at the place where they are operated.vElectric motors often achieve 90%energy conversion efficiency over the full range of speeds and power output and can be precisely controlled.They can also be combined with regenerative braking systems that have the ability to convert movement energy back into stored electricity.This can be used to reduce the wear on brake systems(and consequent brake pad dust)and reduce the total energy requirement of a trip,especially effective for start-and-stop city use.AdvantagesofelectricvehiclesvThey can be finely controlled and provide high torque from rest,unlike internal combustion engines,and do not need multiple gears to match power curves.This removes the need for gearboxes and torque converters.vAnother advantage is that electric vehicles typically have less vibration and noise pollution than a vehicle powered by an internal combustion engine,whether it is at rest or in motion.vElectricity is a form of energy that remains within the continent where it was produced and can be multi-sourced.As a result it gives the greatest degree of energy resilience.vThe GM Volt will cost less than purchasing a cup of your favorite coffee to recharge.The Volt should cost less than 2 cents per mile to drive on electricity,compared with 12 cents a mile on gasoline at a price of$3.60 a gallon.This would be the equillant to paying 70 cents a gallon of gas.DisadvantagesofelectricvehiclesvLimited rangeduetothelowenergydensityofbatteries,comparedtothefuelofinternalcombustionenginedvehicles.vLong recharge timescomparedtotherefuelingtimerequiredbyinternalcombustionenginedvehicles.vMostelectricitygenerationintheUnitedStates,isfromfossilsources,accordingtotheUSDOE.vTheUSnationalgridisunderinvestedandishavingtroublemeetingcurrentlevelsofdemandaccordingtotheUSDOE.DisadvantagesofelectricvehiclesvOverall average efficiency from US power plants(33%efficient)to point of use(transmission loss 9.5%),(US DOE figures)is 29.87%.Accepting 90%efficiency for the electric vehicle gives us a figure of only 26.88%overall efficiency.That is lower than internal combustion engined vehicles(Petrol/Gasoline 30%efficient,Diesel engines 45%efficient-Volvo figures).Diesel engines can also easily run on renewable fuels,biodiesel,vegetable oil fuel(preferably from waste sources),with no loss of efficiency.Using grid electricity entirely negates the efficiency advantages of electric vehicles.vThis comparison isnt entirely fair,though,since it compares tank-to-flywheel efficiency of gasoline and diesel powered engines to the well-to-wheel efficiency of electric motors.It also fails to recognize that the practical efficiency of the internal combustion engine is significantly lower in actual use,because of transmission and idling losses.vTo achieve a sound conclusion,one would also have to take into account the refining and delivery losses of gasoline and diesel,and the energy efficiency of biofuel production.(Output fuel energy divided by the sum of the invested energy and energy in the biomass).The equivalent for fossil electricity production would also need to be considered(mining and transportation of coal to the power station for example,or the Co2 produced building renewable electricity generation).优缺点v优点：不烧油、零污染、电动机驱动噪声小、易于控制，稳态性能良好，可实现再生制动，无复杂的传动系统和机械式逆转装置。v缺点：由于蓄电池的比功率和比能量较低，充电时间长，所以动力性、机动性差和续驶里程短；另外，蓄电池的体积重量大，整车重量大。电动汽车分类BatteryElectricVehicle，BEV蓄电池蓄电池电动汽车电动汽车 ElectricVehicle，FCEV燃料电池燃料电池燃料电池燃料电池电动汽车电动汽车电动汽车电动汽车 HybridElectricVehicle，HEV混合动力混合动力电动汽车电动汽车 v电动汽车（Electric Vehicle，EV）是一种电力驱动的道路交通工具，最大区别在于能源和驱动系统（电动机）不同。v包括蓄电池电动汽车（Battery Electric Vehicle，BEV）、混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）和燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV）v纯电动汽车（Pure Electric Vehicle,PEV；Full-Electric Vehicle,FEV）以电动机代替燃油的内燃机，电力驱动的优点是不使用燃料、零排放且噪声低；同时因使用单一的电能源，电控系统相比混合电动车大为简化，既降低了成本，又可补偿电池的部分价格。电动汽车的技术特征类类 型型蓄蓄电电池池电动电动汽汽车车混合混合动动力力电动电动汽汽车车燃料燃料电电池池电动电动汽汽车车驱动方式驱动方式电动电动机机驱动驱动内燃机内燃机驱动驱动电动电动机机驱动驱动电动电动机机驱动驱动能量系统能量系统蓄蓄电电池池超超级电级电容器容器蓄蓄电电池池超超级电级电容器容器内燃机内燃机发电单发电单元元燃料燃料电电池池能源和基础能源和基础设施设施电电网充网充电设备电设备加油站加油站电电网充网充电设备电设备氢氢气气甲醇或汽油甲醇或汽油乙醇乙醇主要特点主要特点零排放零排放ZEV不依不依赖赖原油原油初期成本高初期成本高已已经销经销售售很低排放很低排放行行驶驶里程里程长长依依赖赖原油原油结结构复构复杂杂已有已有销销售售零排放或超低排放零排放或超低排放能源效率高能源效率高不依不依赖赖原油原油行行驶驶里程里程长长成本高成本高研研发发中中主要问题主要问题蓄蓄电电池和管理系池和管理系统统高的高的驱动驱动性能性能充充电设电设施施多能源管理与多能源管理与优优化控制化控制依依赖赖行行驶驶周期周期蓄蓄电电池池评评估与管理估与管理燃料燃料电电池池燃料燃料处处理器理器燃料系燃料系统统电动汽车的发展历史电动汽车的发展历史实际上，电动汽车早在内燃机汽车诞生的50年前就出现了！1834年ThomasDavenport制造了第一台电动三轮车，它由不可充电的干电池驱动.电动汽车的初期发展（电动汽车的初期发展（18341930）v1881年法国工程师GustaveTrouve装配以铅酸蓄电池为动力的三轮车，这是世界上第一辆可充电的电动汽车；v1886年，FrankSprague设计生产了有轨电车。从此，电动汽车流行起来并且在车辆运输中发挥了重要作用。v1885年世界上第一台汽油机汽车由德国人Benz研制成功。v在当时的美国，年销售4200辆汽车中38是电动汽车，22是内燃机汽车，40是蒸汽机汽车。v其中，电动汽车是金融巨头和财富的象征，当时一辆电动汽车的价格相当于今天的一台RollsRoyce。v在19世纪末期，许多美国、英国和法国公司都开始生产电动汽车：最早的电动汽车公司是Morris和Salom电动客车和货车公司；最大的电动汽车公司是Pope，到1898年底生产了500辆ColumbiaEV；车型最多、性能最好的是Riker电动汽车公司。1897年英国伦敦电动出租汽车公司生产了15辆电动汽车；法国BGS公司生产各种小汽车、货车、客车和豪华轿车，能够设计制造专用的蓄电池，所以BGS在1900年之前一直保持着世界电动汽车行驶里程的最高纪录，其续驶里程达到290km；速度最快的电动赛车JamaisContente（永不满足）于1899年5月创下了110km/h的记录，由比利时人CamillJenatzy驾驶。v到1912年美国拥有34000辆注册电动汽车。18991916年期间，Baker公司一直是美国最主要的电动汽车制造商。v19011920年，英国伦敦电动出租汽车公司生产了后轮轮毂式电动机、后轮驱动、斜轮转向和充气轮胎的电动汽车。19071938年，底特律电气公司生产的电动汽车不仅无噪声、清洁可靠，而且最高时速达到40km/h，续驶里程到达129km。v到1930年代，电动汽车几乎消失了。这是怎么造成的呢？Edison Electric Car IN 1913Electric car and antique car on display at_1912v速度最快的电动赛车速度最快的电动赛车Jamais Contente（永（永不满足）于不满足）于1899年年5月创下了月创下了110km/h的记录，的记录，由比利时人由比利时人Camill Jenatzy驾驶。驾驶。v陈清泉院士认为，“一个人的伙伴同时也是他的敌人”是描述电动汽车发展最为合适的句子。因为电动机是促进电动汽车发展的关键部件，同时由于电动机的迅速发展，推动燃油汽车快速发展。v1911年Kettering发明汽车起动机（电动机），使得燃油汽车比价格昂贵的电动汽车更有吸引力。福特推出的T型车使其从1906年的850美元降低到1925年260美元（福特公司员工两个月工资就能买一台），使用成本很低，续驶里程为电动汽车的23倍，宣告了电动汽车的迅速消失。Large-scaleelectrictransportvMetrosvTramsvelectriclocomotivesvTrolleybusesvSedenvEVBusSmallscaleelectricvehicles电动汽车经历的三次重大机遇电动汽车经历的三次重大机遇v第一次发生在一百余年前。当时电池和电机的发展第一次发生在一百余年前。当时电池和电机的发展较内燃机成熟，且石油的运用还没有普及，使电动较内燃机成熟，且石油的运用还没有普及，使电动汽车在早期的汽车领域中占有举足轻重地位。汽车在早期的汽车领域中占有举足轻重地位。v第二次机遇上世纪第二次机遇上世纪70年代石油危机的爆发，给世界年代石油危机的爆发，给世界各国巨大冲击，人们开始考虑替代石油的其他能源，各国巨大冲击，人们开始考虑替代石油的其他能源，包括风能、太阳能、电能等可再生能源。包括风能、太阳能、电能等可再生能源。v第三次机遇开始于环境保护日益成为人们所关注的第三次机遇开始于环境保护日益成为人们所关注的重大课题，开发生产零污染交通工具成为各国所追重大课题，开发生产零污染交通工具成为各国所追求的目标，使电动汽车成为当代汽车发展的主流。求的目标，使电动汽车成为当代汽车发展的主流。v2、国内外电动汽车技术现状与、国内外电动汽车技术现状与存在问题存在问题v国外现状国外现状 日本转向锂电池日本转向锂电池HEV和和EV 通用看好氢燃料汽车通用看好氢燃料汽车FCVv国内现状国内现状v通用的EV-1、S-1、Impact，福特的ETX-1、ETX-2、Rcostar、Ranger，丰田的RAV4、雪铁龙的AX106、SAXO等EV，采用了镍氢电池、锂离子电池等高能电池，快速充电时间减少到1520min，续驶里程增加到300400km，但其动力性和机动性仍然不如内燃机轿车。v目前，EV应用较多的是电动大客车、小型电动游览车和生活用电动汽车。国外现状国外现状EVEV国外现状国外现状FCEVv1989年美国能源研究小组ERC和克莱斯勒分别研制了磷酸盐燃料电池蓄电池的混合电力FCEbus；PEMFC具有能量转换效率高、能耗低、比功率大、工作温度低、启动快、寿命长、体积小，设计制造容易等优点。vBallad的质子交换膜燃料电池PEMFC研究处于世界前列。研究了105kW的PEMFC和采用PEMFC的205kW燃料电池大客车。v美国新一代汽车协会PNGV（partnershipforanewgenerationofvehicle）开展对PEMFC的全方位研究，采用氢气、甲醇、乙醇、碳氢化合物和汽油等多种燃料进行试验研究。美国杜邦公司开发的全氟质子交换膜在PEMFC得到广泛应用。国外现状国外现状FCEVv通用从1994年开始开发了液态和压缩氢的氢动一号、氢动三号FCEV。戴克公司开发了Necar1Newcar5电动轿车和Nebus1Nebus4电动大客车，采用甲醇和汽油重整制氢气、压缩氢等试验。v日本丰田19961997开发了金属氢化物储氢和甲醇重整制氢，研发了RAV4型和FCHV型FCEV。本田公司2000年研发了FCX-V系列FCEV。v在21世纪里，通用的AutonomySkateboard、Huwire采用滑板式整体平台率先采用X-by-wire控制技术，可以装配不同车身，摆脱了用传统底盘改装FCEV的约束。丰田研发的FineS、FineN，本田的KIWAMI、IMASD等都是FCEV技术不断创新。EVProductionSource:CARB 2000 Preliminary ReportCityElectricVehicles(CEV)Ford Think CityNissan Hyper-miniSpeed 60 mphRange about 50 milesNeighborhoodEVs(NEV)Speed 25 mphRange about 25 milesv国外部分电动汽车技术数据v 国内现状v自2001年起，国家就启动了863计划电动汽车重大专项，涉及的电动汽车包括纯电动汽车、混合动力和燃料电池等3种电动汽车。v其中以燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车为“三纵”，多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”，建立起“三纵三横”的开发布局。v三纵三横布局及其组织管理模式总成测试总成测试基地课题基地课题驱驱动动评评估估系统课题系统课题电电池池评评估估系统课题系统课题ISAISA/ISG/ISG内燃机及其控内燃机及其控制系统制系统混合动力整车项目混合动力整车项目多能源动力总多能源动力总成控制系统成控制系统电机驱动系统电机驱动系统电池及电池电池及电池管理系统管理系统通讯协议课通讯协议课题题控制控制专题专题电池电池专题专题电机驱电机驱动专题动专题DC/DCDC/DC变换器变换器燃料电池整车项目燃料电池整车项目燃料电池燃料电池发动机发动机多能源动力总多能源动力总成控制系统成控制系统电机驱动系统电机驱动系统电池及电池管电池及电池管理系统理系统Special program:Electric VehicleSpecial program:Electric Vehicle电电 动动 汽汽 车车 重重 大大 专专 项项纯电动整车项目纯电动整车项目多能源动力总多能源动力总成控制系统成控制系统电机驱动系统电机驱动系统电池及电池管电池及电池管理系统理系统总成测试总成测试基地课题基地课题驱驱动动评评估估系统课题系统课题电电池池评评估估系统课题系统课题ISAISA/ISG/ISG内燃机及其控内燃机及其控制系统制系统混合动力整车项目混合动力整车项目多能源动力总多能源动力总成控制系统成控制系统电机驱动系统电机驱动系统电池及电池电池及电池管理系统管理系统通讯协议课通讯协议课题题控制控制专题专题电池电池专题专题电机驱电机驱动专题动专题DC/DCDC/DC变换器变换器燃料电池整车项目燃料电池整车项目燃料电池燃料电池发动机发动机多能源动力总多能源动力总成控制系统成控制系统电机驱动系统电机驱动系统电池及电池管电池及电池管理系统理系统纯电动整车项目纯电动整车项目多能源动力总多能源动力总成控制系统成控制系统电机驱动系统电机驱动系统电池及电池管电池及电池管理系统理系统政政 策策 、法、法 规、规、技技 术术 标标 准、专准、专 利利 保保 护护 课课 题题 v我国纯电动汽车技术走向成熟我国纯电动汽车技术走向成熟v随着我国对纯电动汽车研发力度的加大，我国纯电动汽车在技术上趋于成熟。从1994年至今，科技部和北京市科委已经累计投入1亿多元，作为以北京理工大学为牵头单位的北京市纯电动客车团队的研发费用。经过10多年的研究，纯电动汽车技术上的难点被一一攻克。v以电池起家的比亚迪一直致力于纯电动汽车的研发v在北京奥运会和残奥会期间，我国自主研制生产的50辆电动公交客车已经投入使用，为运动员、记者、观众等提供绿色交通服务，这也是国际上第一次大规模使用锂离子动力电池的电动客车。v2007年，国家发改委正式出台了新能源汽车生产准入管理规则，将新能源车纳入发改委准生管理，于11月1日正式生效。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其它新能源汽车等。规则规定，新能源生产企业必须提交申请，核准后方可生产。发改委总共设定15道准生门槛，其中最引人注意的一项是，企业需要至少掌握新能源汽车车载能源系统、驱动系统及控制系统三者之一的核心技术。发改委表示，经过考核没有过关的企业6个月后才能再次提出申请生产新能源车。v根据规则规定，新能源汽车发展分为起步期、发展期、成熟期三个技术阶段。起步期产品只能进行小批量生产，在批准的区域、范围和条件下进行示范运行；发展期产品允许进行批量生产，但也只能在批准的区域、期限和条件下销售、使用；成熟期产品则与常规汽车相同，在销售、使用上也与常规车辆相同。v国家国家863计划计划“电动汽车电动汽车”重大专项重大专项v国家国家973计划计划“电动汽车电动汽车”重大基础理论研究重大基础理论研究国外有关政策与科技计划国外有关政策与科技计划v美国美国PNGV计划计划v欧盟的能源与电动汽车计划欧盟的能源与电动汽车计划FP系列计划RDD燃料电池示范计划CUTE燃料电池大客车示范计划ELCIDIS城市电动汽车运输系统v日本的电动汽车日本的电动汽车JHFC氢燃料电池示范工程专项研究计划北京奥运期间投入运营的电动汽车以及结构框图部分国产电动车BK6122EV奥运用纯电动大客车吉利熊猫纯电动车纯电动汽车v燃料电池电动汽车清能一号燃料电池大巴BYDF6DMvManufacturerBYDAutoProduction2008Classvplug-inhybridsedanvLength4846mmvWidth1822mmvHeight1465mmvElectric range60milesvRelatedBYDF3DMBYDF3DMHybridConcept2008GenevaAutoShowvBYD IS CURRENTLY THE WORLDS LARGEST PRODUCER OF CELL-PHONE BATTERIES.BUT ITS AUTOMOTIVE SUBSIDIARY SHOWED ITS SAVVY WHEN ROLLS-ROYCE BEGAN ITS OWN PRESS CONFERENCE JUST AS BYD WAS UNVEILING THE F3DM.THE CHINESE HYBRIDS MOMENT OF GLORY LOOKED LOST FOREVER AS A ROLLS EXECUTIVE TOUTED HIS COMPANYS SUCCESSUNTIL A BYD REPRESENTATIVE GRABBED A MICROPHONE TO LOUDLY PROCLAIM HIS OWN COMPANYS GRATITUDE TO THE CROWD AND HIS OPTIMISM REGARDING THE FUTURE OF THE F3DM SEDAN.vBYD TECHNOLOGY BEHIND THE CHINESE COMPANYS DUAL-MODE HYBRID IS IMPRESSIVE.THE F3DM CAN BE DRIVEN MORE THAN 60 MILES ON ELECTRICITY ALONE BEFORE NEEDING TO BE RECHARGED,AND THERE IS A SMALL GASOLINE ENGINE AS A BACKUP IF YOU RUN OUT OF ELECTRIC POWER.THE CAR THEN FUNCTIONS AS A REGULAR GAS-ELECTRIC HYBRID,SUCH AS THE TOYOTA PRIUS.vTHE TOYOTA REFERENCE ALSO APPLIES WHEN IT COMES TO LOOKSTHE DULL DESIGN OF THE F3DM REMINDS US OF THE PREVIOUS-GENERATION TOYOTA COROLLA,ESPECIALLY FROM THE FRONT.MAYBE THIS SHOULDNT COME AS A TOTAL SURPRISE,SINCE BYDS OTHER GENEVA SHOW CAR,THE F1 HATCHBACK,HAS BEEN PANNED BY THE MEDIA AS BEING A STYLISTIC RIP-OFF OF TOYOTAS AYGO SUPER-MINI.3.纯电动汽车EVv以电动机代替燃油的内燃机，电力驱动的优点是不使用燃料、零排放且噪声低；同时因使用单一的电能源，电控系统相比混合电动车大为简化，既降低了成本，又可补偿电池的部分价格。v一般由电力驱动、主能源和辅助控制三大子系统组成。v其中电力驱动子系统主要由电控单元、功率转换器、电动机、机械传动装置和驱动车轮组成；主能源子系统由主电源、能量管理系统和充电系统构成；辅助控制子系统由动力转向、温度控制和辅助动力供给三个模块构成。电动汽车的基本结构基本结构v电动汽车结构v电动汽车的典型结构v电动机采用三相交流感应电动机，相应功率转换器采用脉宽调制(PWM_PulseWidthModem)，机械变速传动系统一般采用固定速比的减速器或变速器与差速器。镍氢电池、铅酸蓄电池或锂离子电池是常见的三种电动汽车动力电池。v电动汽车的工工作原理作原理v根据从制动踏板和加速踏板输入的信号，电子控制器发出相应的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。v电动汽车的工作原工作原理理v当电动汽车制动时，再生制动的动能被电源吸收，此时功率流的方向要反向。能量管理系统和电控系统一起控制再生制动系统及其能量的回收，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。v电动汽车的工工作原理作原理v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并提供必要的动力，它主要给动力转向、空调、制动及其它辅助装置提供动力。电动汽车的关键系统电动汽车的关键系统关键系统关键系统电力驱动系统电力驱动系统电源系统电源系统辅助控制系统辅助控制系统电源系统电源系统主要包括主要包括蓄电池、燃料电池蓄电池、燃料电池等等v电力驱动系统v电动汽车电力驱动系统是电动汽车的心脏电动汽车电力驱动系统是电动汽车的心脏，其任务，其任务是在驾驶员的控制下，高效地将蓄电池的能量转化是在驾驶员的控制下，高效地将蓄电池的能量转化为车轮的动能，或者（刹车时）将车轮上的动能反为车轮的动能，或者（刹车时）将车轮上的动能反馈到蓄电池中。馈到蓄电池中。v电动机驱动系统分为电气和机械两大部分。电气部电动机驱动系统分为电气和机械两大部分。电气部分由电动机、功率转换器和电子控制器三个子系统分由电动机、功率转换器和电子控制器三个子系统组成；机械部分主要由机械传动装置（变速器和差组成；机械部分主要由机械传动装置（变速器和差速器）和车轮构成。电子控制器分为三个功能单元：速器）和车轮构成。电子控制器分为三个功能单元：传感器、中间连接电路和处理器。传感器、中间连接电路和处理器。v在驱动和能量再生过程中，能量源与电机之间的能在驱动和能量再生过程中，能量源与电机之间的能量流动是通过功率转换器进行调节的。量流动是通过功率转换器进行调节的。v电力驱动系统v电力驱动系统的种类v根据电动汽车驱动轮的布置方式有全轮驱动、后轮驱动和全轮驱动等方式。v根据电动汽车驱动系统的组成特点，其基本布置方式可分为机械驱动系统、半机械驱动系统和纯电气驱动系统等。v根据电动汽车驱动系统中是否采用轮毂电动机，可分为轮毂电动机驱动系统和非轮毂电动机驱动系统。v根据电动汽车驱动系统中电动机的数量可分为单电机和多电机驱动系统v电动汽车对驱动电动机性能的基本要求电动汽车对驱动电动机性能的基本要求v（1）高电压；v（2）高转速；v（3）质量轻，体积小。v（4）电动机应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能，以满足启动、加速、行驶、减速、制动等所需要的功率和转矩。v（5）电动机需要有4-5倍的过载，以满足短时加速行驶和最大爬坡度的要求。v（6）电动机应具有较高的可控性、稳态精度、动态性能，以满足多部电动机协调运作。v（7）电动机应具有高效率、低损耗、并在车辆减速时，可进行制动能量回收。v（8）电气系统和控制系统的安全性应达到有关的规定和标准。v（9）能够在恶劣条件下可靠工作。v（10）结构简单,适合量生,使用维修方便,价格便宜等。v驱动电机除了要满足上述性能要求外，在设计是还应注意一下几点：va)单电动机与多电动机结构v一种是采用单个电动机驱动车轮，另一种是采用多个电动机和一起单独驱动每一个车轮。单电动机结构的优点是：由于只用一个电动机，它最大限度的减少体积、质量和成本。而多电动机结构能减小单个电动机的电流和功率的额定值，并能均衡电动机的尺寸和质量。另外，在电子减速器起作用时，考虑过失容限的能力，多电动机驱动需采取额外的预防。（a）单电动机（b）双电动机vb)单电动机与多电动机结构比较单电动机双电动机成本较低较高体积笨重分散质量集中分散效率较低较高差速方式机械式电子式vc)固定速比（单速传动）与可变速比（多速传动）齿轮减速v单速传动采用固定速比齿轮变速传动；要求电动机能够在恒转矩区提供较高的瞬时转矩（35倍额定值），又能在恒功率区提供较高的运行速度（35倍基速）；v多速传动采用带离合器和变速器的多级齿轮变速传动；优点是应用常规的驱动电动机可在低速档得到较高的启动转矩，在高速档得到较高的行驶速度；缺点是重量、体积大，成本高，可靠性低，机构复杂。参数参数固定速比固定速比可可变变速比速比电动电动机机额额定定值值较较高高较较低低逆逆变变器器额额定定值值较较高高较较低低效率效率较较高高较较低低可靠性可靠性较较高高较较低低成本成本较较低低较较高高重量重量较较小小较较大大体体积积较较小小较较大大vd)有/无齿轮传动v采用高传动比的固定速比变速传动，可使电动汽车的驱动电机高速运转，因而系统功率密度较高。v电动汽车也可采用无齿轮变速传动，电动机直接驱动传动轴或采用轮毂电动机驱动。但是如果采用低速外转子电动机，系统功率密度较低，可通过减少变速器，相应增加电动机的重量来增加平衡。（a）带变速器的驱动（b）不带变速器的驱动v系统电压v电动汽车的电压等级对驱动电动机系统的设计有很大影响。采用合理的高电压电动机可以减小逆变器的成本和体积。但如果电压选择过高，需要串联蓄电池增多，引起车辆的重量、成本增加，车辆性能下降，车内空间和行李箱空间减小。v系统电压受蓄电池重量限制，一般约占整车的30左右；另外，电动机功率越大，所采用的电压等级越高。通用汽车EV1采用102kW电动机的电压等级为312V，而RevaEV的13kW电动机采用48V电压。v驱动电动机v电动机的发展已经经历了一个多世纪，不像电子和计算机科学，电动机的发展时间较长发展速度较慢。然而，借助于新材料技术、高度发展的拓扑学、功能强大的计算机辅助设计（CAD）、先进的功率电子和微电子技术，电动机得以不断地发展。Electric motorv驱动电动机v图中阴影的电动机已经被电动汽车使用。驱动电动机的分类v各国电动汽车所使用的驱动电动机EV类型驱动电动机EV类型驱动电动机菲亚特Panda Electtra串励直流电动机福特Th!nk City感应电动机马自达Bongo并励直流电动机通用EV1感应电动机Concetor G-van 他励直流电动机本田EV Plus永磁无刷电动机铃木高级三轮车永磁直流电动机尼桑Altra永磁无刷电动机菲亚特Seicento Elettra感应电动机丰田RAV4永磁无刷电动机Cholride Lucase开关磁阻电动机v电动汽车所采用的电动机的性能比较电动机类型比较性能直流电动机交流感应电动机永磁同步电动机开关磁阻电动机功率密度差一般好一般力矩转速性能一般好好好转速范围/（r/min）4000600090001500040001000015000最大功率/858994959597小于90效率/（10负荷时）8187798590927886易操作性最好好好好可靠性差好一般好结构的坚固性差好一般好尺寸及质量大，重一般，一般小，轻小，轻单位轴功率成本/（美元/kW）108121015610控制其成本13.52.54.5v电动车用电机驱动系统中选用的电机v直流电动机v直流电机模型直流电机模型v上图表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。v固定部分有磁铁（主磁极）、电刷。转动部分有电枢铁心和绕在铁心上的绕组。v在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电