新能源汽车

第二章

电池是电动汽车的动力源，是能量的存贮装臵。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键是开发出比能量高、比功率大、使用寿命长、成本低的电池。

①电动势。为组成电池的两个电极的平衡电位之差。

②端电压。电池的端电压是指电池正极与负极之间的电位差。

③开路电压。电池的开路电压是无负荷情况下的电池电压。开路电压不等于电池的电动势。

④工作电压。电池在某负载下实际的放电电压，通常是指一个电压范围。

⑤额定电压。系指该电化学体系的电池工作时公认的标准电压。

⑥终止电压。电池在一定标准所规定的放电条件下放电时，电池的电压将逐渐降低，当电池再不宜继续放电时，电池的最低工作电压称为终止电压。

理论容量，假设电极活性物质全部参加电池的电化学反应所能提供的电量，是根据法拉第定律计算得到的最高理论值

额定容量，额定容量也称保证容量，是指设计和制造电池时，按照国家或相关部门颁布的标准，保证电池在一定的放电条件下能够放出的最低限度的电量。

实际容量，实际容量是指电池在一定的放电条件下实际放出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，对于实用中的化学电源，其实际容量总是低于理论容量而通常比额定容量

大10%~20%。

电池的荷电状态（State of Charge ，SOC ），描述电池剩余容量占额定容量的百分比。

⑵比容量。

为了比较不同系列的电池，常用比容量的概念。比容量是指单位质量或单位体积的电池所能给出的电量，相应地称之为质量比容量或体积比容量

②实际能量，实际能量是电池放电时实际输出的能量。它在数值上等于电池实际容量与电池平均工作电压的乘积。

③比能量，比能量分为质量比能量和体积比能量。质量比能量是指单位质量电池所能输出的能量，单位常用Wh/Kg。

①容量效率，容量效率是指电池放电时输出的容量与充电时输入的容量之比。

②能量效率，能量效率也称电能效率，是指电池放电时输出的能量与充电时输入的能量之比

①放电率，指放电时的速率，常用“时率”和“倍率”表示。时率是指以放电时间(h)表示的放电速率，即以一定的放电电流放完额定容量所需的时间。

②放电深度，表示放电程度的一种量度，为放电容量与总放电容量的百分比

⒏荷电

电池还有多少电量，又称剩余电量，常取其与额定容量或实际容量的比值，称荷电程度

新能源汽车对动力电池的要求主要有：

①比能量高②比功率大③充电技术成熟、时间短，充电技术要有通用性④连续放电率高、自放电率低⑤适应车辆运行环境⑥安全可靠

铅酸蓄电池具有以下优点：

(1) 除锂离子电池外，在常用蓄电池中，铅酸蓄电池的电压最高，为2.0V；

(2) 价格低廉；

(3) 可制成小至lAh大至几千Ah各种尺寸和结构的蓄电池；

(4) 高倍率放电性能良好，可用于引擎启动；

(5) 高低温性能良好，可在-40~60℃条件下工作；

(6) 电能效率高达60%；

(7) 易于浮充使用，没有“记忆”效应；

(8) 易于识别荷电状态。

缺点：

①比能量低(28-45Wh/kg)②质量和体积太大，充电续驶里程较短

③使用寿命较短④重金属铅和硫酸对环境污染比较严重

超级电容器的分类

根据电化学电容器储存电能的机理的不同, 可以将它分为双电层电容器和赝电容超级电容器

按电解质可以分为水性电解质和有机电解质类型。

超级电容器具有如下等特点:

①电容量大②妥善解决了贮存设备高比功率和高比能量输出之间的

矛盾③充电时间短④可以提供很高的放电电流

超级电容自身也存在一定的缺点

1)线性放电2) 低能量密度3) 低电压4) 高自放电

飞轮电池系统由飞轮、电动机、发电机和输入/ / 输出电子装臵共同组成

飞轮储能优点：

•飞轮储能具有高转换效率和高比功率。

飞轮储能应用：

•特别适用于混合动力汽车。

飞轮储能缺点：

•其比能量较低，因此需要通过合理设计使飞轮装臵可以满

足功率和能量要求

第三章

电气系统组成：电动机、功率转换器和电子控制器三个子系统；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。

机械系统组成：机械传动装置、车轮。

电动机的主要性能参数

（1）额定电压Ue (V)：在额定运行时，电动机定子绕组应输入的线电压值，。

（2）额定电流Ie（A）：在额定电压下，电动机轴上输出的机械功率为额定功率时，电动机定子绕组通过的线电流值

3）额定转速(r/min)：在指定的频率(我国为50Hz)时，电动机在额定电压下，电动机输出轴上输出的机械功率为额定功率时的电动机的转速(r/min)。

（4）额定功率Pe (kW)：在额定运行时电动机轴上输出的机械功率:

（5）（5）机械效率ηe：在额定运行时电动机轴上输出的机械功率，与电动机在额定运行时电源输入到电动机定子绕组上的功率之比值

新能源汽车的驱动电动机特征

新能源汽车驱动电动机通常需要有4 4 ～5 5 倍的过载

最高转速要求达到基速的4 - 5倍

③新能源汽车驱动电动机要求有高比功率和优良的效率

可控性高、稳态精度高、动态性能好

励磁绕组式电动机：（采用电磁铁的）

大功率的电动机采用，磁场可控。

•永磁式电动机：（采用永久磁铁的）

中、小功率电动机采用，磁场不可控，功率密度和效率都较高。

直流电动机特点

①调速性能好②起动力矩大

感应电动机

优点：结构简单、制造方便、价格低廉和运行可靠且效率高

缺点：功率因数较低、调速性能不够好

由于产生电磁转矩的转子电流是靠电磁感应作用产生的，所以称为感应电动机

开关磁阻电动机

定子和转子均为凸极结构

•定子和转子的齿数不等，转子齿数一般比定子少两个

•定子齿上套有集中线圈，两个空间位置相对的定子齿线圈相串联，形成一相绕组

•转子由铁心叠片而成

优点：制造方便成本低适合于高速运行安全可靠性高

不足：电磁转矩脉动较大，振动与噪声较严重

第四章

电力驱动系统：控制单元、驱动控制器、电动机、传动装臵和车轮等

电源系统：蓄电池电源、能量管理系统和充电控制器

第五章

混合动力电动汽车（HEV ：d Hybrid c Electric Vehicle））：是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源，其中至少有一种能提供电能的汽车称为混合动力电动汽车

混合动力汽车的主要组成⒈发动机⒉驱动电动机⒊辅助电源