纯电动车动力系统
纯电动车动力系统课件
控制器通过采集车辆和驾驶员的信号， 计算出电机的目标转矩和转速，然后输 出相应的控制信号给电机驱动器，驱动
器再控制电机按照目标值进行工作。
控制器的性能直接影响纯电动车的动力 性能、经济性能和安全性能。
充电设备工作原理
充电设备是纯电动车的重 要辅助设备之一，主要负 责为电池充电。
充电设备主要由充电枪、 充电座、充电控制单元和 电源等组成。
电池工作原理
铅酸电池工作原理
铅酸电池利用化学反应产生电能。正负极之间填充有硫酸铅和电解液，当电池充电 时，正极上的硫酸铅转化为二氧化铅，负极上的硫酸铅转化为海绵状铅。
当电池放电时，正负极上的物质重新转化为硫酸铅，同时释放出电能。
控制器工作原理
控制器是纯电动车动力系统的核心部件 之一，主要负责控制电机的启动、停止、
市场份额逐年增加。
纯电动车的优缺点
优点
零排放、低噪音、低维护成本、高效率、可再生能源利用等。
缺点
续航里程相对较短、充电时间长、电池寿命和成本问题等。
02
纯电动车动力系统组成
电动 机
电动机类型
直流电动机、交流感应电动机、永磁 同步电动机等。
电动机性能
功率、扭矩、转速等参数对车辆性能 的影响。
动力电池
介绍控制器在纯电动车动力系统中的主要 功能，如调速、能量管理、故障诊断等。
控制策略
分析不同控制策略的特点和适用场景，如 PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
硬件与软件架构
介绍控制器的硬件和软件架构，以及它们 对控制器性能的影响。
可靠性与安全性
评估控制器的可靠性和安全性，以及在出 现故障时的应对措施和安全防护措施。
电池类型
动力系统
一、文章1总结1..纯电动车的动力系统主要包括动力电池、驱动电机以及传动系统。
动力电池:是电动汽车唯一的能量来源，同时也为电动汽车上其它电力装置提供电能。
驱动电机:是将动力电池的电能转化为机械能的装置。
传动系统:是将驱动电机的动力传送给车轮，从而使电动汽车运行。
2.电机的峰值功率选择：:首先需要分别计算出电动汽车的最高车速、最大爬坡度以及加速时间三者所对应的功率，然后取最大值即为驱动电机的峰值功率。
表1 电机技术参数3.动力电池选择：动力电池的容量:电动汽车的续驶里程确定电池组容量。
电池组的总电压要大于等于电动机的额定电压。
二、文章2总结图1整车控制结构图图2:增程式纯电动车(混合动力汽车)动力系统工作模式(a)EV 模式：在电池电量充足时，发动发电机组不参与工作，车辆以动力电池组消耗能量的形式行驶，此时电池组的电量在不断消耗，即SOC 不断减少。
在这种运行模式下，车辆具有不可比拟的零排放性能和驾驶平顺性。
(b)串联驱动模式：在电池电量不足时，为了保证车辆性能和电池组的安全性，进入电量保持模式，发动机驱动整车行驶，当发动机不足以单独驱动车辆行驶时，动力电池提供功率需求不足的部分。
这种工作模式经常出现在高速行驶或中低速加速时。
(c)发电机组驱动行车发电模式：这种情况下，发动机单独驱动车辆行驶，发动机输出功率超出车辆需求的部分向动力电池充电，以此提高发动机工作效率和整车能量利用率。
(d)制动能量回收模式：当驾驶员踩下制动踏板或猛抬加速踏板时，整车进入制动能量回收模式，驱动电机进入发电状态，给动力电池组充电。
这种模式下，电制动和机械制动联合作用，二者的分配比例由整车行驶状态决定。
三、文章3总结电动车动力系统主要由驱动电机、动力电池、发电机和发动机组成。
驱动电机通过主减速器直接驱动车轮。
动力电池:是电动汽车唯一的能量来源，同时也为电动汽车上其它电力装置提供电能。
发动机和发电机组成APU 系统则为整车提供动力电池之外的能量需求。
关于纯电动汽车动力传动系统匹配与整体优化
关于纯电动汽车动力传动系统匹配与整体优化摘要：发展新能源汽车成为未来汽车行业的主要趋势，纯电动汽车已经成为社会关注的重点问题。
但是当前纯电动汽车在关键技术等方面还是存在不足，主要集中在续航和充电等两个方面，而如何处理好纯电动汽车动力传动系统匹配，做好系统参数的设置，使汽车在规定电量当中最大限度地提升动力性，保障有效的续航里程成为主要目标。
解决纯电动汽车动力传动系统参数匹配与整体优化具有现实意义。
关键词：纯电动汽车；动力传动系统匹配；整体优化我国汽车尾气排放严重，能源消耗不断地加快，导致传统汽车节能环保问题突出。
而纯电动汽车在结构上更为简单，能源选择多样，与传统汽车相比不会产生加大的噪声，能够更好地控制尾气的排放，逐渐的受到了不同汽车企业的关注，加大了对纯电动汽车的研发力度。
1纯电动汽车结构原理动力系统、电气设备等共同构建成为纯电动汽车的基本结构，并且与内燃机在结构上进行比较，两者最大的差异主要集中在动力系统上，特别是纯动力汽车主要有电力驱动系统、电源管理系统以及辅助系统。
在电力驱动系统运行当中将电池化学能之间的转换为汽车动能，同时还能够在汽车减速等状态下降动能转换为电能直接的存储到电池当中。
功率转换器、机械传动系统、电子控制器等共同构建成为电力驱动系统，对于纯电动汽车整体动力与经济状况等有着直接的影响。
电源系统能够为汽车的行驶提供驱动能源，主要有能量管理系统、充电装置、蓄电池等。
并且能够检测电池的运行状态，开展及时的充电管理。
纯电动汽车辅助功能主要有照明系统、空调系统等。
同时还具有辅助动力源，能够为空调系统等提供及时的电源。
2纯电动汽车动力系统参数匹配设计2.1电机参数设计对于驱动电机纯电动汽车有着较高的要求，与传统电机相比在技术规范上更为严格，这是由于驱动电机关系到汽车的频繁起动和停车的过程有效性，将会承受较大的制动力，特别是纯电动汽车在电机使用上要凸显出瞬时功率、过载能力等特点，需要拥有较为突出的加速性能，要保障其使用寿命较长。
纯电动车动力电池系统的基本结构
纯电动车动力电池系统的基本结构
纯电动车动力电池系统的基本结构：
一、碱性蓄电池
1、构成：由电池盒、电池格栅、电池、电池串等组成；
2、用途：用于储存和供给动力电池系统提供驱动力。
二、动力电池
1、构成：电芯、电池外壳、控制器、冷却系统等；
2、用途：它用于将发动机输出的能量转换成电能，并将电能存储到蓄电池中
以供下游系统使用。
三、能量管理系统
1、构成：它由电池模块、传感器、控制器、电源转换器、驱动机等元件组成；
2、用途：能量管理系统负责实时监控电池的运行状况，给予适当的保护以及
管理动力电池系统的整体供电。
四、充电系统
1、构成：由充电桩、充电控制器等组成；
2、用途：它负责从汽车外部供电，通过充电控制器将电能输入给蓄电池，利
用多种保护措施来保护电池的安全。
五、电池监控系统
1、构成：由温度传感器、电压传感器、负载传感器等组成；
2、用途：电池监控系统负责监测电池的运行状态，警报报警以特定形式向驾驶员提供警报信息。
纯电动汽车动力电池管理系统工作原理
纯电动汽车动力电池管理系统工作原理纯电动汽车动力电池管理系统是一个关键的组成部分，它的功能是监控、控制和保护电池，以确保其高效、安全地工作。
这个系统的工作原理可以分为以下几个方面：1. 电池状态监测：动力电池管理系统利用各种传感器和测量设备来监测电池的相关参数。
这些参数包括电池的电压、电流、温度以及其他性能指标。
通过实时监测这些参数，系统可以获取电池的准确状态信息。
2. 状态估计和控制算法：基于电池状态监测数据，动力电池管理系统使用状态估计和控制算法来估计电池的剩余容量、状态和健康状况。
这些算法将传感器数据进行处理和分析，从而提供准确的电池状态信息。
3. 充放电控制：动力电池管理系统通过控制电池的充放电过程来优化电池的性能和寿命。
它可以根据电池的实际情况，调整充电电流和放电电流，以保持电池在安全范围内工作。
此外，系统还可实施动态平衡措施，确保各个电池单体之间的电荷和放电均衡。
4. 温度管理：电池的温度对其性能和寿命有重要影响。
动力电池管理系统通过监测电池的温度，并实施措施来控制温度。
通过这些措施可以防止电池过热或过冷，保持电池在适宜的工作温度范围内。
5. 安全保护机制：动力电池管理系统还具备多种安全保护机制，以防止电池在异常情况下受到损坏或产生危险。
例如，系统可以监测过电流、过压和过温等异常情况，并及时采取措施，如切断电池电源或触发报警系统。
总的来说，纯电动汽车动力电池管理系统通过监测、控制和保护电池实现对电池性能和寿命的优化，并确保电池的安全运行。
这个系统在推动纯电动汽车技术发展和提升用户体验方面起着关键作用。
纯电动汽车动力系统参数匹配设计及优化
纯电动汽车动力系统参数匹配设计及优化◎姚泳发展新能源汽车包括混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（PEV）以及燃料电池汽车（FCEV）是实现我国能源安全和环境保护以及中国汽车工业健康可持续发展的必然趋势。
纯电动汽车以车载二次电源作为储能方式，以电动机为动力装置驱动车辆行驶，相比混合动力汽车而言，具有零排放、低噪声且结构简单等特点。
本文以满足动力性需求为前提，以提高整车经济性并降低整车成本为目标，在动力系统部件特性分析结果的基础上，探索纯电动汽车整车动力系统参数匹配技术的关键。
在满足续驶里程约束的前提下满足整车系统目标；充分考虑工况和系统效率对整车性能的影响，提出对动力系统参数进行了综合寻优操作，在手动整定方法基础上进一步提高了整车的经济性潜力。
一、动力系统参数匹配目标根据纯电动整车的基本性能要求以及用户和市场的接受度影响因素，综合确定纯电动汽车动力系统参数匹配目标如下：1.动力性约束。
整车动力性是整车驾驶性能的基本保证，关系到驾驶员的直观操作感觉。
因此，应考虑满足整车动力性指标要求，确保整车能够达到基本的动力性指标，如最高车速、加速时间以及爬坡度等。
2.经济性提高。
整车经济性体现了纯电动整车的能耗水平，是评价纯电动汽车技术水平的关键指标之一，尤其是纯电动汽车搭载能量有限，通过参数匹配的方式提高整车经济性潜力至关重要。
3.降低成本。
整车成本问题是制约动纯电动汽车产业化发展和市场推广的一个主要因素，尤其是纯电动汽车需较多的电池以满足功率和能量的要求从而导致电池数量增多、初始配置成本较高，而且动力电池循环使用次数受到使用制度的极大影响，往往先于整车而提前“报废”从而不得不更换电池导致维护和使用成本的大大增加。
因此，应从初始配置成本和维护使用成本两方面予以考虑，在满足整车需求的情况下，通过合理匹配动力系统参数，达到降低成本的目的，提高市场及用户的接受度。
二、动力系统参数匹配任务系统参数匹配的主要任务是确定动力系统部件的选型和参数确定，也就是电机系统、电池系统以及变速器的样式和他们的关键特征参数的设定。
电动汽车的动力系统和电池技术
电动汽车的动力系统和电池技术随着全球环境变化和政府节能减排政策的逐渐加强，电动汽车逐渐成为了当今社会推动绿色交通的重要手段。
电动汽车相比传统汽车，具有清洁、零排放、安全、安静、较低的运行成本等优势，因此备受消费者的青睐。
本文将从动力系统和电池技术两个方面对电动汽车进行介绍。
一、电动汽车的动力系统电动汽车的动力系统主要包括三种：纯电动、插电式混合动力和燃料电池混合动力。
纯电动汽车只依靠电池驱动电机，不依赖于其他能源；插电式混合动力辅以发动机发电，延长了行驶距离；燃料电池混合动力则利用氢气来驱动电动机。
动力系统中最关键的部分是电机和电控系统。
电机控制系统需要负责电机的启动、停止、转速控制和扭矩控制等。
常见的电机种类包括永磁同步电机、异步电机等。
其中永磁同步电机具有高效、高速、高扭矩、轻量化等特点，被广泛应用于电动车辆中。
另外，电池是电动汽车动力系统不可或缺的部分。
电动汽车需要用电池来储存能量，供电机在车辆行驶中提供动力。
在电动汽车中，常见的电池种类包括传统铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。
锂离子电池是当今最常用的电动车电池，具有能量密度大、重量轻、寿命长、自放电小等优点。
二、电动汽车的电池技术电池技术是电动汽车发展的关键技术之一。
以下介绍几种常见的电池技术。
1.镍氢电池技术镍氢电池由镍氢负极和氢化物正极组成，具有能量密度高、长寿命等优点，是电动汽车的常用电池。
然而，镍氢电池的较大缺点是重量大、体积大，充电速度慢，因此限制了其在电动汽车中的应用。
2.锂离子电池技术锂离子电池具有体积小、重量轻、能量密度高、自放电率低等特点，当前是电动汽车的主流电池技术。
锂离子电池分为单体电池和组合电池，通常采用多个单体电池串联或并联来组成电动汽车的电池组。
3.超级电容器技术超级电容器是介于电池和电容器之间的产品，具有超长的寿命、超快的充电速度和良好的低温性能。
在电动汽车领域，超级电容器常用于辅助动力系统，可在起步加速时提供可靠的短时高功率输出。
《2024年纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究》范文
《纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究》篇一一、引言随着全球对环境保护和能源可持续性的日益关注，纯电动汽车（BEV）的研发和应用逐渐成为汽车工业的重要发展方向。
动力总成系统作为纯电动汽车的核心部分，其匹配技术直接关系到车辆的续航里程、动力性能和安全性。
因此，本文将深入研究纯电动汽车动力总成系统的匹配技术，探讨其发展现状与未来趋势。
二、纯电动汽车动力总成系统概述纯电动汽车动力总成系统主要由电池包、电机及控制器、传动系统等组成。
其中，电池包负责储存电能，电机及控制器实现电能的转换与输出，传动系统则负责将动力传递给车轮。
各部分之间的匹配直接影响到整车的性能。
三、动力总成系统匹配技术研究1. 电池包与电机的匹配电池包与电机的匹配是动力总成系统匹配的关键。
首先，要充分考虑电池包的能量密度、容量和充放电性能，以及电机的峰值功率和持续功率需求。
在此基础上，进行合理的匹配设计，以保证在满足动力性能的同时，实现续航里程的最大化。
此外，还要考虑电池包与电机之间的通讯与控制，以实现最佳的能量利用效率。
2. 电机与控制器的匹配电机与控制器是纯电动汽车的动力输出核心。
为了提高系统的可靠性、稳定性和响应速度，需要对电机与控制器进行精确的匹配设计。
这包括电机和控制器的选型、参数优化、通讯协议设计等方面。
此外，还需要考虑电机控制策略的制定，以实现最佳的能量转换效率和动力性能。
3. 传动系统的匹配传动系统在纯电动汽车中起着传递动力的作用。
为了满足不同行驶条件下的动力需求，需要合理选择传动系统（如齿轮传动、链条传动等）并调整其传动比。
同时，还需考虑传动系统的可靠性、耐用性及维护成本等因素。
此外，还需对传动系统进行优化设计，以降低能量损失，提高传动效率。
四、动力总成系统匹配技术的发展趋势随着科技的不断进步，纯电动汽车动力总成系统匹配技术将呈现以下发展趋势：1. 电池技术将进一步提高电池的能量密度和充放电性能，为动力总成系统的匹配提供更大的空间。
纯电动汽车动力电池管理系统原理及故障诊断
图1 北汽新能源EV200控制系统网络通讯对于电动汽车动力电池来讲，各个整车厂商的控制策略基本相同，但选用的控制元器件精度、性能有所不同，特别是实现控制策略的算法、应用程序各不相同，因此也成为各个厂家的特色和机密。
各整车厂商在控制软件开发上，会根据使用过程发现的问题不断完善，可以通过刷程序来为车主的爱车升级。
维修人员取得整车厂商的授权，得到控制程序和密码后，就可以通过车辆图2 动力电池管理系统与外部系统CAN通讯关系框图图3 电芯电压检测接点分布从控盒电路板上的检测电路对各个电芯巡回检查，电压数据经隔离后送到电路板计算区域处理，再通过内部CAN线送主控盒分析处理。
主控盒要进一步计算整个电池包的SOC，以及最高电压电芯与最低电压电芯的差值是否超标，是否达到放电截止电压或充电截止电压，然后再做后续控制处理。
电池温度检测一般在电池模组上安置温度传感器检查，温度传感器安置在模组的接线柱附近。
温度传感器的测量引线分别送图4 电芯电压检测线与检测电阻阵列图5 动力电池上下电过程原理图图6 高压回路绝缘检测与继电器开闭状态检测控制盒2．动力电池母线继电器开闭状态检测与高压回路绝缘检测(1)动力电池对外高压上下电过程控制图5是动力电池上下电过程原理图。
动力电池对外部负载上的电指令如下。
驾驶员起动车辆，钥匙置ON位，动力电池负极继电器闭合，全车高压系统各个控制器初始化、自检，完成后通过CAN线通报。
动力电池对内部电芯电压和温度检查合格、母线绝缘检测合格，动力电池主控盒接通预充继电器（预充继电器与预充电阻串联，然后与正极继电器并联）。
动力电池为外部负载所有电容图7 变阻抗网络电路图9 套装在母线上的霍尔电流传感器图7b 变阻抗网络电路图7c 变阻抗网络电路关断时,图7b桥式阻抗网络的等效形式为R g1与串联。
这时,电源电压为U 01，电流为I 1。
R/(R g1+R)) (1)关断时，图7c桥式阻抗网络的等效形式为R g2串联,这时,电源电压为U 02、电流为I 2。
纯电动汽车动力系统参数选择与匹配
（ｍ ｒ ），同时在 高转 速 时得 到恒 定 的较 高 功率 （ Ｗ ）。
恒 转 矩 区
＼ 恒 率 ’ 功 区
Ｗ ｂ
现 ／ 率
／
＊
由电机最 高转 速和 最 高行驶 车速确 定 的 ｉ ： 为 ｉ
ｆ ：—
的
０
（ ｍ ｒ
＋
—
Ｆｗ
—
） ｒ
ｃ √ ≤ １ ． ８
－ —
』 ｓ ｄ７ Ｍ ． ７ ｘ
图 ２ 电动汽车功率平衡图
式 中：
Ｎ・ 。 ｍ
厂 —一 高车速 下 电动 汽车 的空气 阻力 ，Ｎ； 一 最
。 — —
１ 电机 最 高 转 速 和 基 频 能 满 足 ｎ ａｎ ） ｍ ／ ≥ ２５ ｘ ．， 电机 从基 频 向上 调速 的范 围足够 大 ，此 时选择 １ 个挡 位 即可 ，其 功 率 平衡 图 ，如 图 ２ 所 示 。在 设计 计 算 ａ
大 功率 （ 。 ）必须 满足 最 高车 速 时 的功 率 （ 。 Ｐ Ｐ ）、 最 大爬 坡度 时 的功率 （ ａ及 根 据加 速 时 问的功 率 （ ｃ 尸） 尸）
要 求 ， 即 ：Ｐ ≥ ｍａ ［ｅ ａ ｃ。 。 ｘＰ ， ， ］ ＰＰ
Ｈ
和 逆变 器 的功率 损 耗和 尺 寸增 大 Ｌ，因此 值 一般取 ３ Ｊ
Ｃｌ ｌ
式 中： Ｐ峰 —— 电机 峰 值功 率 ，ｋ ； ｗ Ｐ锎 —— 电机 额 定功 率 ，ｋ ； Ｗ
— —
式 中： — — 电动车 续驶 里程 ，ｋ ｍ；
一
电机 过载 系数 。
新能源汽车-纯电动汽车的工作原理与故障诊断
EV200电机的基本参数见表6-2。 表6-2电机的基本参数
车型 电机型号 额定功率 最大功率 额定扭矩 最大扭矩
EV200 TZ30S01
30kg 53kg 102N·m 180N·m
驾驶员操作车辆时，整车控制器（VCU）接收驾驶员的操作指 令，判断驾驶员的驾驶意图，并根据驾驶员意图发出控制指令。电 机控制器响应整车控制器发来的控制指令，实时调整驱动电机输出 ，以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功 能。电机控制器另一个重要功能是通信和保护，实时进行状态和故 障检测，保护驱动电机系统和整车安全可靠运行。电机控制系统的 部分连接图如图6-7所示。。
2）电机控制器
电机控制器是驱动电机的控制中心，是以IGBT（绝缘栅 双极型晶体管）模块为核心，辅以驱动集成电路和主控集成 电路构成的，通常也称为智能功率模块。
整车控制器将驾驶员的驾驶意图及其他一些必要信息分 析整合之后发往电机控制器，驱动电机检测自身的一些状态 参数并将这些参数发往电机控制器，电机控制器接收这些信 息，分析处理之后形成控制信号，发出如前所述的有规律的 三相交流电，从而控制电机按照一定的要求运行。与此同时 ，电机控制器也会实时监控电机的运行状况，存储一些运行 的数据，如果在运行期间检测到故障，电机控制器会产生错 误代码，在保存错误代码的同时将它发送到整车控制器 。
（7）耐温耐潮性能强，运行时噪声低。纯电动汽车的电 机通常位于前桥部位，快速变化的温度、潮湿、泥沙等因素 都使得该位置的工作环境比较恶劣，因而电机需要耐温耐潮 特性从而应对这一复杂环境，而运行时噪声低这一要求，则 可以使电机运行时更加安静，以减少对乘车人员的打扰。
EV200所使用的电机为永磁同步电机，是由 集团自主研 发的，其主要组成为驱动电机（DM）、驱动电机控制器（ MCU）。该电机的外形如图6-6所示。
某纯电动汽车动力系统匹配计算报告
电动车动力参数匹配计算表2动力性参数Tab.2Dynamics Parameters参数指标续驶里程/km 100-180最高车速/(1km h -⋅)50-700-0.7max v 1km h -⋅加速时间/s≤15201km h -⋅最大爬坡度20%-25%1整车额定功率计算电动汽车在行驶过程中，整车额定功率需求一般由在平直路面上最高车速行驶所需功率决定，具体计算公式为：t max max D ratedv .v A C mgf P ηρ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+≥2632136001(1)式中：rated P 为整车额定功率，W k ；m 为电动汽车满载质量，kg ；g 为质量加速度，9.82s /m ；f 为滚动阻力系数；ρ为空气密度，为1.2263m /kg ；D C 为空气阻力系数；max v 为最高车速，h /km ；t η为传动系统效率，取0.95。
带入相关参数后计算得：rated P ≥（4.1+2.5）W k 。
2整车最大功率计算整车最大功率需求一般出现在加速或上坡时，故依此选定。
2.1加速过程最大功率在加速过程中最大功率为：t aD maxa v .a v A C mgf ma P ηρδ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅++≥2632136001(2)式中：max a P 为加速时整车功率需求，W k ；δ为汽车旋转质量换算系数；a 为加速度，2s /m ；a v 为加速目标车速，h /km 。
带入相关参数后计算得：表1整车参数Tab.1Vehicle Parameters参数指标驱动形式集中电机驱动整备质量/kg xx满载质量/kg xx 轴距/mxx 质心到前轴距离/m -质心高度/m -主传动比xx 车轮滚动半径/m xx 迎风面积/2m xx 风阻系数xx 滚动阻力系数xx 汽车旋转质量换算系数xx 附件功率/Wk xx在0-0.7max v h /km 加速时功率需求分别为：max a P ≥（13.7+2.5）W k ；0-max v h /km 加速时功率需求分别为：max a P ≥（22.8+2.5）W k 。
纯电动汽车工作原理
纯电动汽车工作原理纯电动汽车是一种以电能作为唯一动力源的汽车，它与传统内燃机汽车相比具有环保、节能、安静等优势，受到越来越多消费者的青睐。
那么，纯电动汽车是如何工作的呢？下面就让我们来揭开纯电动汽车的工作原理。
首先，纯电动汽车的动力系统主要由电机、电池和控制器组成。
电池是纯电动汽车的能量来源，它将电能储存起来，以供电机使用。
而电机则是纯电动汽车的动力来源，它将电能转化为机械能，驱动汽车前进。
控制器则起到了协调电池和电机之间的关系，确保电能能够被高效地转化为动力输出的作用。
其次，纯电动汽车的工作原理可以简单概括为电池供电、电机驱动。
当驾驶员踩下油门时，电池会释放储存的电能，经过控制器的调节，电能被传送到电机。
电机受到电能的驱动后，开始转动，带动汽车的轮胎转动，从而使汽车前进。
在行驶过程中，电池的电能会不断被消耗，当电能不足时，就需要通过充电桩或充电站对电池进行充电，以继续为电机提供动力。
再者，纯电动汽车的工作原理还涉及到能量的回收利用。
在汽车行驶过程中，会产生一些惯性能量和制动能量，传统汽车中这部分能量会被浪费掉，而在纯电动汽车中，这部分能量会被回收利用。
通过电机的反向工作，惯性能量和制动能量被转化为电能，再存储到电池中，以供之后的使用，这也是纯电动汽车相比传统汽车更加节能的原因之一。
最后，纯电动汽车的工作原理也与节能减排息息相关。
由于纯电动汽车不使用传统的内燃机，因此不会产生尾气排放，从而减少了对环境的污染。
同时，纯电动汽车的能源利用效率更高，能够更好地满足节能减排的要求。
总的来说，纯电动汽车的工作原理是通过电池供电、电机驱动，实现汽车的行驶。
同时，纯电动汽车还能够通过能量回收利用和节能减排，进一步提高汽车的能源利用效率和环保性能。
随着科技的不断发展，相信纯电动汽车的工作原理会变得更加高效和完善，为人们的出行带来更多便利和环保。
17640313_比亚迪E6_纯电动汽车系统结构原理(_一)
比亚迪E6纯电动汽车系统结构原理(一)◆文/吉林 李伟一、比亚迪E6纯电动汽车动力系统比亚迪E6纯电动汽车动力系统主要由控制模块、动力模块及高压辅助模块三大模块组成，其结构原理如图1所示。
电动车的控制模块由电机控制器、DC-DC、动力配电箱、主控ECU、挡位控制器、加速踏板及电池管理单元组成；动力模块由电动机总成、电池包体总成组成；高压辅助模块由车载慢充、漏电保护器、车载充电口及应急开关等组成。
图1 比亚迪E6纯电动汽车动力系统结构原理二、动力控制系统的工作原理1.充电过程高压充电桩或者市用电源通过车载充电器升压后输电给车上的配电箱，配电箱经过应急开关后对HV电池组充电。
在充电过程当中，电源管理器始终监控HV电池组的温度和电压，如果HV电池组内部某单体温度或电压过高，电源管理器会切断配供电。
2.放电过程HV电池组在电源管理器和漏电保护器的监控下，通过应急开关输电给配电箱，配电箱根据车辆的实际用电情况分配电量。
一部分电量流向电机控制器，另一部分电量流向DC-DC交换器。
主控ECU根据驾驶员操作信息(接收加速踏板角度传感器和挡位控制器的信号)控制电机控制器的工作，电机控制器则主要控制流向电机电量大小以及驱动车辆前进或后退。
另一部分从配电箱流向D C-D C交换器的电量，经过DC-DC交换器将高压直流电转化为低压直流电，为车辆电动液压助力转向系统提供42V的电源，同时还为整车用电设备提供12V的电源。
三、驱动电机控制器1.结构驱动电机控制器类型为电压型逆变器，利用IGBT将直流电转换为交流电，额定电压为330V，主要功能是根据不同工况控制电机的正反转、功率、扭矩、转速等，即控制电机的前进、倒退、维持电动车的正常运转。
其关键零部件IGBT(绝缘栅双极晶体管)实际为大电容，作用为控制电流工作，保证能够按意愿输出合适的电流参数。
驱动电机控制器总成包含上中下三层，上层和下层为电动机控制单元，中层为水道冷却控制单元，总成还包括信号接收插件、12V电源、CAN线、挡位、加速踏板、刹车、旋变、电机温度信号线、预充满信号线等，2根动力电池正负极接插件，3根电机三相线接插件和2个水套接头及其他周边附件，如图2所示。
纯电动汽车动力系统参数匹配选择及计算仿真
参数如表 4 所示。
表 4 电机参数
项目
基本参数
额定功率（kW） 峰值功率（kW） 额定扭矩（N·m） 峰值扭矩（N·m） 额定转速（r/min） 峰值转速（r/min）
45 100 115 250 3800 9000
3 减速器速比选择 3.1 减速器速比下限值的确定 由驱动电机的最大扭矩和最大爬坡度确定减速器传 动比下限 imin，公式如下：
30min 最高车速 uma（x km/h） 1km 最高车速 uma（x km/h）
最大爬坡度（%） （0-50）km/h 加速时间（s） （50-80）km/h 加速时间（s） （0-100）km/h 加速时间（s） 60km/h 等速续航里程 S（1 km）
工况续航里程 S（2 km）
逸105 逸105 逸20 臆6 臆5 臆15 逸400 逸300
（1）
（2）
式（2）中： c—系数，取值 1.2； f0—系数，取值 0.009； f1—系数，取值 0.0012； f4—系数，取值 0.0003。 根据（1）（2）式，可以计算出满足最高车速时，驱动电 机输出额定功率为 23.3kW。 2.1.2 以最大爬坡度确定驱动电机额定功率 根据最大爬坡度确定电机额定功率，电机功率 Pe2 应 满足如下公式：
（5）
滚动阻力系数 f 按照经验公式[1]： 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
作者简介院安洪雨（1982-），男，河北保定人，工程师，主要研究整 车总布置。
式（5）中 茁 为驱动电机扩大恒功率区系数，一般取 2耀 3，由此可知驱动电机峰值转速 nmax=8000耀12000r/min。
表 3 电机需求参数
项目
额定功率（kW） 峰值功率（kW） 额定扭矩（N·m） 峰值扭矩（N·m） 额定转速（r/min） 峰值转速（r/min）
纯电动汽车动力系统能效限定值及能效等级
纯电动汽车动力系统能效限定值及能效等级哎呀，今天咱们聊聊电动汽车的动力系统能效，这可真是个热乎乎的话题。
你知道吗？电动汽车就像现代的“黑科技”，一脚油门下去，瞬间就能嗖地跑开。
真是让人忍不住想问，究竟这动力系统的能效到底是个啥呢？简单说，就是电动汽车能把电能转化为动能的效率。
听起来复杂，其实就是咱们想知道，电动车充满电后能跑多远，能省多少电。
真是个“绝活”，不说你也不知道。
你看看，现在街上跑的电动车，个个都像小精灵。
动力系统能效就像这些精灵的灵魂，好的能效意味着小精灵能跑得远，还能省下不少“零花钱”。
说到这里，很多人可能会问，那什么才算“好”的能效呢？各国都有些规定，比如说，能效等级分为好、一般和差。
你可别小看这几个等级，能效高的车子在路上可真是飞起来了，像箭一样，风驰电掣；而那些能效差的，嘿，开出去可能连风都追不上。
再说说这个能效限定值，听着有点拗口，其实就是设定一个底线，只有达标的车型才能上路。
就像咱们考驾照，过了那道“坎”，才能拿到车钥匙。
这个限定值其实是保护消费者的，确保咱们买的车子能省电，能开得久。
谁不想省点儿电费呢，简直是“捡了个便宜”！你知道电动汽车的动力系统都包括什么吗？电池、驱动电机、控制器，这几个可都是“主角”。
电池就像咱们的心脏，提供动力。
驱动电机则是“发动机”，把电能转化为车轮的旋转。
而控制器嘛，就像个“指挥家”，调节着整个系统的运作。
嘿，合在一起就能让电动车在路上飞奔，真是一场“电与动力的交响曲”。
能效高的车型也有它的“秘密武器”。
比如，轻量化的设计，车身越轻，跑起来就越省电。
还有先进的空气动力学设计，车身造型流线型，风一吹过去就能像水流一样，轻松自在。
再加上智能控制系统，能根据路况实时调节动力输出，简直就像开车时请了个“老司机”在旁边，贴心又省心。
说到这里，你可能会问，怎样才能选到个高能效的电动车呢？首先看这车的能效等级，像个“大夫”，给你开个方子。
了解电池的质量，别被一些表面光鲜的车型给迷了眼。
增程式电动车结构原理
增程式电动车结构原理
1. 概述
增程式电动车(Range-Extended Electric Vehicle, REEV)是一种集纯电动车和传统燃油车优点于一身的新型混合动力汽车。
它主要由纯电动动力系统和增程系统两部分组成。
2. 纯电动动力系统
纯电动动力系统包括电池组、电机和传动系统。
电池组为整车供电,为电机提供动力。
电机通过传动系统驱动车轮,实现纯电动行驶。
3. 增程系统
增程系统由燃油发动机、发电机和增程电池组构成。
当纯电动电池电量不足时,燃油发动机启动,通过发电机为增程电池组充电,为电机持续供电,延长了行驶里程。
4. 优缺点
优点:
- 解决了纯电动车里程焦虑问题
- 减少了对充电设施的依赖
- 保留了纯电动车的环保优势
缺点:
- 结构复杂,成本较高
- 需要额外的燃油箱和发动机等组件
增程式电动车结合了纯电动车和传统燃油车的优点,在一定程度上解决了纯电动车的里程焦虑问题,为新能源汽车发展提供了一种新的解决方案。
纯电动公交车动力系统原理
纯电动公交车动力系统原理
纯电动公交车动力系统是由电机、电池组、控制器和传动系统等组成的。
其原理是将电能转化为机械能，驱动车辆前进。
1. 电机
纯电动公交车采用的是交流异步电机，其工作原理是利用旋转磁场与定子线圈中的感应电流相互作用，产生转矩，驱动车轮旋转。
交流异步电机具有结构简单、维护方便、效率高等优点。
2. 电池组
纯电动公交车采用的是锂离子电池组，其工作原理是通过正负极之间的化学反应来储存和释放能量。
锂离子电池组具有能量密度高、寿命长、充放电效率高等特点。
3. 控制器
控制器是纯电动公交车中非常重要的一个部件，主要负责调节和控制整个系统的运行。
其工作原理是根据传感器获取到的信息对电机进行控制，并将储存在电池组中的能量按需求分配给各个部件。
控制器具
有响应速度快、精度高等特点。
4. 传动系统
传动系统主要由变速器和差速器组成，其工作原理是将电机的转动转
化为车轮的旋转。
变速器可以根据车辆的行驶情况调整电机的输出功率，以达到最佳效果。
差速器则可以使左右车轮分别获得不同的扭矩，以适应各种路面情况。
总体来说，纯电动公交车动力系统的原理是将储存在电池组中的能量
通过控制器调节后传递给电机，使其产生旋转磁场并驱动车轮旋转，
从而实现车辆前进。
这一原理在实际应用中需要考虑到各种因素对系
统性能的影响，并进行相应的优化和改进。
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电池性能模型研究现状
等效电路模型
电化学模型
神经网络模型
蓄电池监测和管理系统
电池管理系统（Battery Management System，本文简称为BMS）是电池组热管 理技术和SOC估计技术的应用平台。BMS对于电池组的安全、优化使用和整车 能量管理策略的执行都是必需的。所有的现代电动汽车都安装有BMS。电池管理 系统的功能主要包括数据采集、数据显示、状态估计、热管理、数据通讯、安全 管理、能量管理和故障诊断。
• • • • • • • S1：C/6恒流充电直到达到冒气电压（2.4v），切断充电电流，使得端电压稍微下降到2.2v。 S2：75％S1电流充电，直到达到冒气电压，切断充电电流，使得端电压稍微下降到2.2v。 S3：50％S1电流充电，直到达到冒气电压，切断充电电流，使得端电压稍微下降到2.2v。 S4： 25％S1电流充电，直到电池电压在15min内不再上升为止。 S5：进入脉冲均衡充电过程。当S4后电压下降到2.13v时，开始这一过程，一直持续到电池电压在15min 内不再上升为止。 S6，S7：重复S5，以保证所有的单体都被充满。 S8：涓流充电，以补偿自放电的损失。只要开路电压低于2.13v时，就开始这一过程，使用c/100的电流或 者脉冲电流，一直持续到电池电压在5min内不再上升为止。
永磁同步电机
电机损耗
• 铜损(电损) 定子线圈为铜导线，铜损是指由于导线内阻R引起的损耗 电损随定子电流幅值增大而增大。 • 铁损(磁损) 定子导磁材料为铁片，铁损是指由于磁路漏磁Rc引起的损 耗。铁损随磁通和转速增大而增大。即随定子电压幅值增 大而增大。
电池
电池－ 电池－电动汽车产业化发展的瓶颈之一
纯电动车动力系统
S N S N
李哲 清华大学汽车工程系发动机控制课题组 2006.12
提纲
1 2 3 4 5 纯电动概述 纯电动动力系统组成 动力系统的不同布置方法 电机 电池
电池的反应式和基本类型比较 三类主要实验， 三类主要实验，放电特性 与充电方法 BMS的任务 的任务 SOC估计方法 估计方法 单体差异 安全性管理
蓄电池主要实验
性能实验——测试变温度/DOD/充放电速率下的 时 性能实验 间－电压 或 时间－SOC 等曲线，了解电池的本 身特性。 随车实验——记录不同转速/扭矩下的电池电压/电流 随车实验 /温度/SOC，优化电池的管理策略，不仅用于纯 电动车，还用于混合动力车（结合混合动力车辆 的构型、能量分配策略和控制算法）。 极限实验——在刺穿/热失稳等极限条件下，评估电 极限实验 池的安全性。
电池管理系统
状态估计 故障诊断 数 据 通 讯
上位机
数据显示
安全管理
整车控制器 电机控制器 等
热管理
数据采集
能量管理
温度控制
电流 电压 温度
负载
充电机
信号流 功率流
• 1 BMS的主要任务
任务 防止过充 避免深放 温度控件 电池组件电压和温度的 平衡 预测电池的SOC和剩余 行驶里程 电池诊断 传感器输入的信号 电池电压，电流和温度 电池电压，电流和温度 电池温度 电池电压和温度 电池电压，电流和温度 电池电压，电流和温度 执行器件 充电器 电动机功率转换器 冷热空调 平衡装置 显示装置 非在线分析装置
n 1 1 n 2 2
I1：最高放电电流 I2：最低放电电流 t1：与I1对应的放电时间 t2：与I2对应的放电时间
• （2）一些实用性方法 一些实用性方法
• 由于电流、温度、自放电、老化等因素对SOC的非线性影响使得在线 准确估计电池组的SOC具有很大难度。 • 电动汽车动力电池SOC估计方法主要有放电试验法、安时计量法、内 放电试验法、 放电试验法 安时计量法、 阻法、开路电压法、负载电压法、神经网络法和卡尔曼滤波法。 阻法、开路电压法、负载电压法、神经网络法和卡尔曼滤波法
电机及其管理系统
辅助子系统
动力系统的不同布置方法
电机
电机原理 电磁场基本原理 磁通、磁场强度、磁感应强度、磁导率 电&磁：
电动势E 电流 I 电流密度I/S 电阻R=L/rs I=E/R=E/(L/rs) <-> <-> <-> <-> <-> 磁通势F=NI 磁通 Ф 磁感应强度B 磁阻 Rm=L/µS Ф=F/Rm=NI/(L/µS) • 电机原理： 在空间内产生定子磁场和转子磁 场。 磁场相互作用产生扭矩和感生电 动势。 通过保持两磁场强度和相对夹角 控制扭矩。 电动机 (电能 机械能) 当扭矩方向与旋转方向相同时输 出机械能。 此时感生电动势方向与电流同相， 消耗电能。 发电机 (机械能 电能) 当扭矩方向与旋转方向相反时消 耗机械能。 此时感生电动势方向与电流反相， 产生电能。
概述
环境
发展纯电动车的原因
资源
政策
市场需求
据国务院发展研究中心 预测，从2007年我国电 力将开始盈余。微型电 动汽车在夜间充电有利 于我国电力结构优化， 假定我国2020年电动汽 车、微型电动汽车、电 动自行车保有量分别达 到50万、500万和2亿辆， 以三类电动车年行使里 程2万公里、1万公里和 5000公里为例计算，夜 间充电将为电网提供总 装机容量近7%的蓄能设 备，为电力产业发展节 约投资成本约1000亿元。
Z n + 2 N i OOH + 2 H 2O ↔ Z n (OH )2 + 2 N i (OH ) 2
MH + Ni OOH ↔ M + N i (OH ) 2
xLi + M y Oz ↔ Li x + M y Oz , M y Oz为过渡金属氧化物
Lix C + Li1− x M y Oz ↔ C + LiM y Oz , Lix C为锂碳化合物，Li1− x M y Oz为锂化过渡金属氧化物
常见蓄电池的反应式
电池类型 铅酸 Pb－Acid － 镍铬 Ni－Cd － 镍锌 Ni－Zn － 镍氢 Ni－MH － Li聚合物电池 聚合物电池 Li－Ion － 锂离子电池 化学反应式
Pb + Pb O2 + 2 H 2 SO4 ↔ 2 Pb SO4 + 2 H 2O
Cd + 2 N i OOH + 2 H 2O ↔ Cd (OH ) 2 + 2 N i (OH ) 2
恒流特性研究报道较多， 恒流特性研究报道较多，脉冲性能研究报道较少
电池性能实验： 电池性能实验：
小容量电池研究报道较多， 小容量电池研究报道较多，大容量电池研究报道较少
充电倍率对电压与温度曲线影响
不同温度下的充电电压曲线
不同倍率充电时的压力变化
放电倍率对电池容量的影响
温度对电池可用容量的影响
隔膜种类对电池荷电保持 特性的影响
在SOC=44.75%时，端电压就下降到了危险的 时 端电压就下降到了危险的6.4V
基于稳态开路电压的 SOC估计方法： t=0时 OCV=12.993V SOC=100% t=finish OCV=11.895V SOC=44.75%
蓄电池的可用 容量随放电率 的上升而下降
铅酸电池的非车载多步充电法s1－ 蓄电池的充电特性——铅酸电池的非车载多步充电法 －s8 铅酸电池的非车载多步充电法
电机分类 2 交流同步电机 • 交流同步电机(转子转速与磁场转速相同) 定子磁场空间旋转：通过交流电定子线圈产生 转子磁场空间旋转：通过电刷转子线圈或永磁体产生
• 励磁同步发电机 励磁同步发电机(APU所用发电机) 转子通过励磁机励磁(无刷直流励磁)，定子感生交流电
• 永磁同步电机 永磁同步电机(ISG广泛采用) 转子永磁体，定子线圈，无电刷
浙江雄霸 800W直流永磁刷 单个重量约 直流永磁刷 单个重量约8Kg
电机分类 1 直流电机－如传统汽车用启动电机 直流电机－ • 直流电机（通过直流电直接驱动的电机） 定子磁场空间固定：通过直流电或永磁体产生 转子磁场空间固定：通过电刷转子线圈产生 • 两空间旋转磁场，当方向夹角90度时，产生最大作用 扭矩。
动力电池体系发展现状比较
铅酸电池 能量密度 （Wh/kg） ） 功率密度 （W/kg） ） 低温性能 高温性能 循环寿命 记忆效应 安全可靠性 应用成本 发展现状 差 30～40 ～ 差 100～ ～ 150 一般 一般 差 无 好 低 商业化 镍镉电池 一般 40～50 ～ 良好 30～40 ～ 良好 良好 良好 有 好 较低 商业化 镍氢电池 好 50～90 ～ 好 150～1500 ～ 良好 一般 优良 无 好 较高 商业应用 锂离子电池 优良 60～200 ～ 良好 150～2500 ～ 差 一般 一般 无 差 高 有应用实例 超级电容器 非常差 0～15 ～ 优异 1000～ ～ 30000 优良 优良 优良 无 好 高 有应用实例
2 SOC估计
理论SOC计算方法： （1）理论上 理论上：SOC=Cr/Ct 理论上 Cr：电池在恒流I放电时在计算时刻的剩余容量； Ct：电池在恒流I放电时在计算时刻的总容量；
• 而Ct与I的关系如下计算： 的关系如下计算： 与 的关系如下计算
Ct = KI
(1− n )
n = lg(t2 / t1 ) / lg( I1 / I 2 ) K=I t =I t
S
N
电机分类 3 直流磁阻电机 • 磁阻同步电机(多用于步进电机) 定子磁场空间旋转：通过直流电定子线圈产生 转子磁场空间旋转：无转子磁场
电机分类 4 交流异步电机 • 交流异步电机(转子转速小于磁场转速) 定子磁场空间旋转：通过交流电定子线圈产生 转子磁场空间旋转：通过金属条(鼠笼)感应产生
永磁同步电机
蓄电池的放电特性曲线
• 电池的端电压在不同的放电率下（C）与放电时间的关系 曲线： • 放电率越小，曲线越偏上 • 80Ah 镍氢电池