新能源汽车——电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文

济南职业学院

毕业设计（论文）

题目：新能源汽车

电动汽车动力及控制技术设计

系部：机械系

济南职业学院

毕业论文（设计）任务书

课题名称：电动汽车动力及控制技术设计

系部：_机械系

专业：汽车检测与维修__________ 姓名：_ 学号：

指导教师：_ 二〇一一年4月25 日

毕业设计（论文）成绩评定表

系部：机械系专业：汽车检测与维修班级：1班

注：设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）＋评阅人评定成绩（30%）＋答辩成绩（40%）

新能源汽车

电动汽车动力及控制技术设计

摘要

随着世界环境的污染、全球石油危机日益严重而带动的石油价格不断上涨给汽车工业带来了不可忽视的冲击，也增强了人们开发新能源的意识，而新能源汽车更是人们关注的一大焦点。

目前电瓶式纯电动汽车以噪音小、耗能低、无污染、成本低、结构简单而成为新能源汽车发展的主流，世界很多国家都投入了大量的人力、财力去开发电动汽车。

本文主要围绕电动汽车的电动机以及目前普遍使用的电动车控制系统主要参数作出分析，例如转速与转矩的关系、转速与功率的关系、功率与转矩的关系以及传动比、蓄电池的比能量等，设计出合理的电动车动力系统和控制系统。

本文主要采用的技术有：

1、电动机的转矩、转速、功率。

2、电动机的主要调速方式。

关键词：电动机、发动机、转矩、变频调速、交流电动机、EV

目录

第一章前言 (1)

第二章电动汽车构造与原理 (2)

第一节电动车的种类 (2)

第二节蓄电池电动车 (4)

第三节燃料电池电动车 (10)

第三章电动车动力及控制设计 (12)

第一节电动车驱动电机种类 (12)

第二节直流驱动电动机 (14)

第三节交流驱动电动机 (18)

第四节直流电动机的控制 (21)

第五节三项交流电动机的控制 (24)

第四章我国电动汽车的缺陷 (27)

第五章电动汽车的发展趋势 (29)

致谢 (31)

附录一 (32)

附录二 (33)

参考文献 (39)

第一章前言

汽车工业的告诉发展，汽车带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等方面的问题越来越突出。为了保持国民经济的可持续发展，保护人类居住环境和能源供给，各国政府不惜巨资，投入大量人力、物力，寻求解决这些问题的各种途径。

我国面临的形式也十分严峻，国内的石油储藏量和开采量相当有限，随着汽车保有量的增加，石油需求越来越多，目前已不能自给，不足部分主要通过进口来满足，而且每年成递增趋势。

由于电动汽车具有突出的环保方面的优势，使得电动汽车的开发和研究成为各国开发绿色汽车的主流。电动汽车使用的能源是可以用与发电的一切能源。因此使用电动汽车可以摆脱汽车对化石燃料的依赖，改善能源结构，使能源供给多样化，使能源的供给有保障。电动汽车在解决道路交通事故方面和传统汽车相比也具有一定优势。因此，开发电动汽车是迎接汽车面临挑战的重要对策之一。

电动汽车具有良好的环保性能和可以以多种能源为动力的显著特点，即可以保护环境，又可以缓解能源短缺和调整能源结构，保障能源安全。目前发展电动汽车已成为各国政府和汽车行业的共识，电动汽车的研发已成为汽车行业的热点。因此，无论是从设计、研究和开发的观点，还是从实用的角度来看，了解和掌握电动汽车技术的社会需求会越来越大。

第二章电动汽车构造与原理

第一节电动车的种类

电动汽车的分类，如图2-1

图2-1

纯电动汽车车是以车载电源为能源的汽车，又称为EV。目前纯电动汽车主要有蓄电池电动车和燃料电池电动车。

蓄电池电动车是由充电式蓄电池为能源的电动车。目前这种电车普遍使用的电池一般都是铅酸蓄电池，铅酸蓄电池又有很多种类，常见的有个干呵电式蓄电池、湿荷电式蓄电池、阀控式蓄电池、免维护蓄电池、胶体蓄电池、水平板式蓄电池等。

动力部分广泛使用的是直流串励电动机和直流他励电动机，这种电机启动转矩大，具有"软"的机械特性，与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、效率较低，控制电流大，维护保养工作量大，随着电机技术和电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BCDM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代。

燃料电池电动车目前使用的较少，因为燃料电池由于技术还不成熟其结构复杂，价格昂贵等缺点而限制了其适用范围，不过燃料电池转换效率高、无污染、运行噪声低、续驶里程长、无需充电时间（加氢式）等优点被电动车未来的发展所看好。其动力和控制部分除了电池组部分有所不同外其他都大同小异。

第二节蓄电池电动车

2.2.1结构如图2-2

图 2-2

蓄电池电动车是由动力蓄电池向电动机供电从而驱动汽车行驶，是目前运用最广泛的电动车，其结构主要由动力蓄电池（车载电源）、控制器、接触器、控制电路、附加电路、DC/DC、DC/AC、电动机、变速器、附加电器、车身等组成。

蓄电池电动车是由多个动力蓄电池串联组成的电池组为电动车供电，电池组一般是36V~400V的直流电源，为了便于向一些低压用电设备供电，动力电池组还有DC/DC转换器。动力电池组采用并联或者串联的方式进行组合，在EV（电动汽车）上占据很大一部分有效的装载空间，在布置上有相当的难度，通常有“集中”布置和“分

散”布置两种形式。

控制器是电动车大脑，它控制着电池电量的输出、电动机的转速、转向、过载保护、能量反馈等等，目前使用的控制器分为两大类：直流控制器和交流控制器。直流控制器使用比较广泛的是串励电机控制器和他励电机控制器，在是使用方面也都有各自的优势。交流控制器现在在技术上也有了很大的提高，不如变频调速，不过由于成本高所以在使用范围上收到了很大限制。

电动机是整个电动车的动力输出部分，就像汽车的发动机。现在电动车上使用的电动机以直流电动机为主流，交流电动机目前在电动车上还没有得到广泛应用。直流电机在电动车上应用最广泛的主要有串励电机和他励电机。交流电动机的使用还是以三相交流异步电动机为主。

2.2.2 电动车原理

1、蓄电池

有关电池的常见术语

放电：电池向外电路输送电流的过程。

放电容量：电池在规定条件下的放电电量或有效工作时间。

储存寿命：电池在规定条件下储存结束时，电池仍能保持规定的性能和储存期限。

电池极端：电池连接外电路的部件。

电动势：组成电池的两个电极的平衡电位差。

放电率：放电率指放电是的速率，通常用“时率”和“倍率”表示。