新能源纯电动汽车教学课件

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纯电动汽车驱动系统的布置
（f）与超大容量电容器类似，飞轮是另外一种新兴的具有高比功率和高效制 动能量回收能力的储能器。用于电动汽车的飞轮与传统低速笨重的飞轮是不同 的，这种飞轮质量轻，且在真空下高速动转，超高速飞轮与具有两种工作模式 （电动机和发电机）的电动机转子相结合，能够将电能和机械能进行双向转换。 下图显示了这种飞轮和蓄电池作混合动力的结构，所选用的蓄电池应能提供高 比能量。飞轮最好与无刷交流电动机结合使用，因为这种电动机的效率比直流 电动机高，因而在蓄电池和飞轮之间加一个AC-DC转换器。
纯电动汽车驱动系统主要由中央控制单元、驱动控制器、驱动电动 机、机械传动装置等组成。为适应驾驶人的传统操纵习惯，纯电动汽车 仍保留了加速踏板、制动踏板及有关操纵手柄或按钮等。不过在电动汽 车上是将加速踏板、制动踏板的机械位移量转换为相应的电信号输入到 中央控制单元来对汽车的行驶实行控制的。对于挡位变速杆，为遵循驾 驶人的传统习惯，一般仍需保留，同样除传统的驱动模式外也就只有前 进、空挡、倒退三个挡位，并且以开关信号传输到中央控制单元来对汽 车进行前进、停车、倒车控制。
比亚迪公司从2003年进入汽车行业，在双模技术和纯电动技术方面都取得了显著的进展。比亚迪 公司开发的磷酸铁锂电池，有效解决了一般锂电池在电流过充电条件下易发生爆炸等安全问题。磷 酸铁锂电池还具有循环寿命长、低温性能优、制造成本低、安全性能良好、能量密度高、产品及生 产过程无污染等技术优势。目前，比亚迪公司最主要的优势在于双模混合动力电动汽车和纯电动汽 车。当专家们还在探讨将来是利用氢能还是电能时，比亚迪公司于2008年率先推出了双模电动汽 车F3 DM，让中国这个汽车技术不发达的国家却将电动汽车的梦想转变成了现实。F3DM搭载全球 首创的双动力混合系统（纯电动+混合），将控制发电机和电动机两种混合力量结合，实现了既可 充电又可加油的多种能力补充方式。随后比亚迪公司于2013年12月推出了基于F3DM研发的第二款 车型“秦” 。
由此可见，我国最新确定的新能源汽车发展路线，是一个渐进的过程：从混合动力产业化开始，逐 渐过渡到纯电动和插电式混合动力，最后则由纯电动主导，这也是符合新能源汽车自身发展规律的 方案。
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1.电力驱动系统 2.能量源 3.能量管理系统 4.车身结构 5.系统整体优化
电动汽车关键技术
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纯电动汽车驱动系统的布置
（b)由电动机、固定速比的减速器和差速器组成电力驱动系统。这种结构的 电动汽车由于没有离合器和可选的变速挡位，不能提供理想的转矩/转速特性， 因而不合适于使用发动机的燃油汽车。
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纯电动汽车驱动系统的布置
(c)这种结构与发动机横向前置、前轮驱动的燃油汽车的布置方式类似，它把电 动机、固定速比减速器和差速器集成为一个集体，两根半轴连接驱动车轮，这 种结构在小型电动汽车上应用最普遍。
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国内电动汽车现状
2005年，天津清源公司开发了三种纯电动轿车车型，并通过了搭载锂电池的纯电动轿车正面碰撞 试验，更向美国出口了112辆纯电动轿车。2006年天津清源公司承担了天津市重大产业化项目“电 动汽车动力总成产业化和电动汽车整车生产示范”项目，建成了具备年产2万辆纯电动轿车、1000 辆混合动力电动客车能力的生产基地。2009年，天津清源公司又斥资近3000万元开发了 QY5020JGK型高空作业专用车，建成年生产能力3000辆的生产线，开拓了电动升降专用车这一特 种纯电动汽车的国内市场。
纯电动汽车 驱动及动力系统检修
内容摘要
一、纯电动汽车概述 二、纯电动汽车的驱动及动力蓄电池管
理系统技术 三、电动汽车电动机维修 四、纯电动汽车驱动系统维修 五、纯电动汽车电源系统检修 六、蓄电池检修
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纯电动汽车概述
一、纯电动汽车概述
1、电动汽车的分类 2、纯电动汽车发展历史 3、国际电动汽车的现状 4、国内电动汽车的现状 5、纯电动汽车的发展方向 6、电动汽车的关键技术
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纯电动汽车驱动系统的布置
电驱动的结构形式 采用不同的电力驱动系统可构成不同结构形式的电动汽车。根据电力
驱动系统的不同，电动汽车分为以下六种情况
电驱动的结构形式 C-离合器；D-差速器；FC-固定器；CB-变速器；M-电动机
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纯电动汽车驱动系统的布置
（a)由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，他由电动机、离合器、齿轮箱和差 速器组成，离合器用来切断或接通电动机到车轮之间传递动力的机械装置，变速器 是一套具有不同速比的齿轮机构，驾驶员可选择不同的变速比，把力矩传给车轮。 在低速挡时，车轮获得大力矩低转速；在高速挡时，车轮获得小力矩高转速。汽车 在转弯时，内侧车轮的转弯半径小，外侧车轮的转弯半径大，差速器使内外车轮以 不同转速行驶。
英国都纷纷进入电动汽车市场，其中较活跃的汽车公司有雪铁龙、雷诺、宝马、奔驰、奥迪、沃尔 沃、大众、欧宝、菲亚特等。这些汽车制造商都开始生产自己品牌的电动汽车或者开始涉及电动汽
车领域。
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国际电动汽车现状
日本丰田汽车公司是世界汽车界的生产巨头，在世界汽车市场上具有很大的影响力。 20世纪80年 代，丰田公司相继研制出EV10至EV40等一系列的电动汽车。90年代，丰田公司几乎每年都会推出 各种类型的电动汽车。1991年，丰田公司研发出TownAce EV；1992年，研发出Crown Majesta EV；1993年，EV50研究成功；1994年推出了混合动力电动汽车Coaster；1995年，RAV4 EV研 制取得成功。同年，研发成功混合动力电动汽车Prius，并于1997年投入市场。目前Prius是丰田 公司大规模生产的混合动力电动汽车，在世界各地均取得了较大的成功。 RAV4 EV是丰田公司 2012年推出的纯电动版车型，其电驱动系统可输出115kW的最大功率，在运动模式下0 ~ 96km/h 加速只需7s，而最高时速可达137km/h，目前售价在5万美元左右。
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电动汽车分类
纯电动汽车（简称电动车）是指主要以电池为动力源，全部或部 分由电动机驱动，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
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纯电动汽车的发展历史
电动汽车历史悠久，它的发展史甚至比燃油汽车的历史还要长。世界上第一辆机动车就是1834年 诞生的第一辆电动汽车，它比1886年问世的世界上第一辆内燃机汽车，要早半个世纪。
此外，通用汽车公司主动适应市场发展需求，于2012洛杉矶车展前一天发布了2014款雪佛兰 Spark EV纯电动汽车。基于普通版Spark打造而来的Spark EV，为了不占用车内空间，设计师将 储电量超过20kWh的锂离子电池组安装在了后排座椅下方，其电动机最大功率为100kW，峰值扭 矩为542N•m，0~100km/h的加速时间不到8s，续航里程可超100km。在SAE标准快充机制下能在 20min内完成80%的充电量。若使用240V的充电插座，则需要大概7h完成充电，另外也可以使用 美国家用120V插座进行充电。
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纯电动汽车驱动系统的布置
（d）图示的电动机结构就是采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动 两个车轮，每个电动机的转速可以独立地调节控制，便于实现电子差速，因此， 电动汽车不必选用机械差速器。
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纯电动汽车驱动系统的布置
（e）电动机也可以装在车轮里面，称为轮毂电动机，可进一步缩短从电动机 到驱动轮的传递路径，为了将电动机转速降低到理想的车轮转速，可采用固定 减速比的行星齿轮变速器，它能提供大的减速比，而且输入和输出轴可布置在 同一条轴线上。
从20世纪90年代开始，在能源和环境的双重压力下，电动汽车的研究开发再次进入了一个活跃期。 在美国，通用、福特、克莱斯勒、特斯拉等汽车公司，在电动汽车的发展中起着非常重要的作用。 在日本，几乎所有的汽车生产商，如丰田、本田、日产、马自达、三菱、铃木、大发、五十菱等汽 车公司都制定了各自的商业化电动汽车发展规划。欧洲的许多国家，尤其是法国、德国、意大利和
特斯拉（Tesla）汽车公司是一家2003年成立于美国加州，以设计、生产和销售纯电动汽车为主的 公司。在2008年，当混合动力电动汽车刚被人纯电动豪华跑车Roadster，到2012年停产前Roadster远销37个国家和地区，销量超过 2300辆。特斯拉汽车公司当前的主力车型Model S电池组提供60 kWh、85kWh和85kWh Performance三个容量版本，最大输出功率分别为 225kW、270kW和310kW。其中85kWh Performance版本的每100km/h加速时间仅为4. 4s，最高车速为210 km/h，并拥有480km的续航 里程。即便是功率稍低的60kWh车型，每100km加速时间也仅为5.9s，续航里程可达370km。
东南大学也是国内较早对电动汽车开展研究的高校之一。早在1995年，在国家自然基金等资助下 对电动汽车电动机驱动技术开展研究，相继承担了国家自然科学基金面上项目3项、重点项目1项等 课题，研制成功双凸极永磁电动机、混合励磁双凸极电动机、混合励磁磁通切换电动机等新型高性 能电动机，与有关公司合作研究成功混合动力城市客车电动机驱动系统、电动自行车永磁无刷直流 电动机及控制器等，获中国发明专利5项。与此同时，还在国内较早开设了“现代电动车技术”本 科生课程和“电动汽车的新型驱动技术”研究生课程。
纯电动汽车的驱动及动力蓄电池系统技术
二、纯电动汽车的驱动及动力蓄电池系统技术
1、纯电动汽车的驱动系统的组成 2、纯电动汽车的驱动系统的布置 3、动力电池管理任务 4、动力电池管理系统的组成及工作模式 5、动力电池组均衡充电管理和热管理
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纯电动汽车的驱动系统的组成
1.电动汽车的驱动系统的组成
1834年，美国发明家T．Davenport发明了世界上第一辆真正意义上的电动汽车，这辆电动汽车采 用不可充电的简单玻璃封装蓄电池驱动，只能行驶一小段距离。1881年，法国工程师G．Trouve 装配了以铅酸电池为动力的电动汽车，成为世界上第一辆以可充电电池为动力的电动汽车。1886 年，F．J．Sprague设计生产出有轨电车，法国人M．A．Darracq提出了再生制动技术，作为那 个时期电动汽车最重要的发明，这一技术较大幅度地提高了电动汽车的能量效率。1899年5月，比 利时人C．Jenatzy驾驶的子弹头式的电池电动赛车“Jamais Contente（永不满足号）”创下了 110km/h的纪录，成为历史上第一辆时速超过100km/h的汽车。