纯电动汽车PPT课件
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M GB D
借助于电动机在大范围转速变化中所具有的恒功率特性，可用固定档 的齿轮传动装置替代多档变速箱，并缩减了对离合器的需要。减小机 械传动装置的尺寸和重量，且不需要换挡，简化驱动系的控制。
3.2.1 纯电动汽车的传动装置
电动机的力矩变化范围不能满足电动汽车行 驶性能的要求，因此，在电动机和驱动轮之 间需要安装一个机械减速箱或变速箱。
额定功率100kw 峰值功率150kw 最高转速4500rpm 冷却方式：风冷
三挡变速器
最大输入转矩1100 Nm， 静扭安全系数2.5 最高输入转速4500 rpm 最大输入功率150 KW 可靠性达到30万次@ 1100 Nm@1860rpm 变速器噪声79dB@1860rpm 输出端符合无轨电车附加 绝缘连接标准
零排放、零污染、噪声小、结构简单、维修方 便，同时行驶平稳、乘坐舒适、安全性好及驾驶简单轻 便、可使用多种能源、机械结构多样化等。
吉利EC7纯电动汽车
先进的电驱动技术，设计有中里 程(约165km)和长里程(约258km) 两套电池组合，创新的双速大扭 矩变速器实现卓越的效率和性能 。
如果需要，它能依靠150kW电机
3.2.2 电机与AMT传动
传统车AMT系统组成 自动离合器 齿轮式机械变速器 电子控制系统
控制单元输入：
驾驶员意图——加速踏板， 制动踏板，档位的选择；
汽车的工作状态——发动机 转速、节气门开度、车速等。
控制单元根据换挡规律、 离合器控制规律、发动机 节气门自适应调节规律产 生的输出，对节气门开度、 离合器、换挡操作三者进 行综合控制，有效配合。
电机
车轮 机械传动装置
车轮
电机和电源之间的功率流
能量管理系统和车辆控制
器一起控制再生制动及其能 量的回收，能量管理系统和
能量管理单 元
能源
辅助电源
功率控制 单元
方向盘
能量的燃料 供给单元
温度控制单 元
充电器一同控制充电并监测 电源的使用情况
能源子系统
辅助子系统
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
奥运纯电动客车构型
3、传动系统结构及工作原理
C
M
M
GB D
M GB D
FG D
FG
M
FG
M
M
M
FG
M
FG
M
C:离合器； D: 差速器；FG: 固定速 比变速箱；GB: 变速箱；M: 电机
3.1 配置多档传动装置和离合器的传统驱动系
AMT
C
AT
M
GB D
CVT
DSG
3.2 无离合器需求的单档传动装置
实现迅捷的加速性(0~100公里/ 小时小于7秒)和超过 200公里/ 小时的最高车速；该车可实现30 分钟内充电达到80%，实现100% 充电也只需要不到4个小时。
1.2 纯电动汽车的特点
纯电动汽车和燃油汽车相比的优点
（1）不消耗石油资源，纯电动汽车在运行中不排 放废气，噪声也比内燃机汽车低。 （2）纯电动汽车具有比内燃机汽车高得多的能量 转换效率。 （3）纯电动汽车运行中消耗的电能可由多种能源 转化。 （4）纯电动汽车可以充分利用夜间电网低谷为电 池充电，避免了电能的浪费。 （5）纯电动汽车能够实现更好的控制性能，包括 运动控制、舒适性、故障诊断等，同时可以更容 易地实现智能化交通管理。
能源
双线表示机械连接， 粗实线表示电气连接， 细线表示控制信号连接
典型纯电动汽车的基本结构
制动踏板电驱动子系统源自电子控制器三相PWM转换 器
加速踏板
三相感应电 机
车轮
固定速比变速 器和差速器
车轮
能量管理系 统
镍氢电池
辅助动力 源
动力转向 系统
方向盘
蓄电池充电 器
冷风和暖气
能源子系统
辅助子系统
交流电源
能源子系统
由能源、能量管理单元和能量的燃料供给单元构成
辅助子系统
由功率控制单元、车内气候控制单元和辅助电源组成
纯电动汽车的系统结构
车辆控制器发出相应的控 制动
电动机驱动子系统
制指令来控制电力电子变换 踏板
器的功率装置的通断
车辆控制器
电力电子 变换器
加速踏板
功率转换器的功能是调节
驾 加速信号
驶 制动信号 整车控
员 ……
制器
电机
电机控 制器
AMT 车轮
AMT控 制器
CAN Bus 250K
电机——AMT控制系统组成
电机与AMT控制系统换挡过程中电机工作模式及控制策略
换挡过程 电机工作模式 控制策略
换挡前 转矩模式
根据踏板信号输出目标力矩
摘空挡 自由模式
目标力矩为0，电机自由旋转
第二章 纯电动汽车
主要内容 概述 概念、发展简史、优点、关键技术 纯电动汽车的系统组成 传动系统结构及工作原理 纯电动汽车的性能 典型的纯电动汽车结构
1、概述
1.1 纯电动汽车的概念
所谓的纯电动汽车是指利用动力电池作为储能动力源， 通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从而推动汽 车前进的一种新能源汽车。其优点是：
传统手动箱动力传动系统 效率匹配曲线
AMT动力传动系统效率匹配 曲线
等待同步 调速模式
给定目标转速
换挡操作 自由模式
目标力矩为0，电机自由旋转
换挡完成 转矩模式
根据踏板信号输出目标力矩
电机与AMT控制系统的特点
优点：AMT的系统集成性好，容易布置， 开发时间短，成本低，省油。一般用于重 型汽车及城市公交车上，如环卫车、奥运 大客车等。
缺点：AMT会因挡位变动引起换挡过程中 动力中断，车辆失速快，冲击大，同时， 由于AMT控制策略与电机配合的问题，可 能出现掉挡、换挡失败及其它机械故障等 问题！
另一方面，可以使电动机经常保持在高效率 的工作范围内工作，减轻电动机和动力电池
组的负荷。采用一个两档变速箱，即可满足 电动汽车行驶阻力变化范围的要求，同时可 以减轻电动机和动力电池组的负荷，提高工 作效率，而传动装置的结构也不复杂 。
两档变速器和差速器一体化
奥运客车一体化电机驱动系统
采用交流异步电机
纯电动汽车也具有以下缺点：
（1）低的电池能量密度。 （2）过重的电池组。 （3）有限的续驶里程与汽车动力性能。 （4）电池组昂贵的价格及有限的循环 寿命。 （5）汽车附件的使用受到限制。
2、纯电动汽车的系统组成
纯电动汽车系统可分为三个子系统：
电动机驱动子系统
由车辆控制器、电力电子变换器、电机、机械传动装 置和驱动车轮组成
借助于电动机在大范围转速变化中所具有的恒功率特性，可用固定档 的齿轮传动装置替代多档变速箱，并缩减了对离合器的需要。减小机 械传动装置的尺寸和重量，且不需要换挡，简化驱动系的控制。
3.2.1 纯电动汽车的传动装置
电动机的力矩变化范围不能满足电动汽车行 驶性能的要求，因此，在电动机和驱动轮之 间需要安装一个机械减速箱或变速箱。
额定功率100kw 峰值功率150kw 最高转速4500rpm 冷却方式：风冷
三挡变速器
最大输入转矩1100 Nm， 静扭安全系数2.5 最高输入转速4500 rpm 最大输入功率150 KW 可靠性达到30万次@ 1100 Nm@1860rpm 变速器噪声79dB@1860rpm 输出端符合无轨电车附加 绝缘连接标准
零排放、零污染、噪声小、结构简单、维修方 便，同时行驶平稳、乘坐舒适、安全性好及驾驶简单轻 便、可使用多种能源、机械结构多样化等。
吉利EC7纯电动汽车
先进的电驱动技术，设计有中里 程(约165km)和长里程(约258km) 两套电池组合，创新的双速大扭 矩变速器实现卓越的效率和性能 。
如果需要，它能依靠150kW电机
3.2.2 电机与AMT传动
传统车AMT系统组成 自动离合器 齿轮式机械变速器 电子控制系统
控制单元输入：
驾驶员意图——加速踏板， 制动踏板，档位的选择；
汽车的工作状态——发动机 转速、节气门开度、车速等。
控制单元根据换挡规律、 离合器控制规律、发动机 节气门自适应调节规律产 生的输出，对节气门开度、 离合器、换挡操作三者进 行综合控制，有效配合。
电机
车轮 机械传动装置
车轮
电机和电源之间的功率流
能量管理系统和车辆控制
器一起控制再生制动及其能 量的回收，能量管理系统和
能量管理单 元
能源
辅助电源
功率控制 单元
方向盘
能量的燃料 供给单元
温度控制单 元
充电器一同控制充电并监测 电源的使用情况
能源子系统
辅助子系统
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
奥运纯电动客车构型
3、传动系统结构及工作原理
C
M
M
GB D
M GB D
FG D
FG
M
FG
M
M
M
FG
M
FG
M
C:离合器； D: 差速器；FG: 固定速 比变速箱；GB: 变速箱；M: 电机
3.1 配置多档传动装置和离合器的传统驱动系
AMT
C
AT
M
GB D
CVT
DSG
3.2 无离合器需求的单档传动装置
实现迅捷的加速性(0~100公里/ 小时小于7秒)和超过 200公里/ 小时的最高车速；该车可实现30 分钟内充电达到80%，实现100% 充电也只需要不到4个小时。
1.2 纯电动汽车的特点
纯电动汽车和燃油汽车相比的优点
（1）不消耗石油资源，纯电动汽车在运行中不排 放废气，噪声也比内燃机汽车低。 （2）纯电动汽车具有比内燃机汽车高得多的能量 转换效率。 （3）纯电动汽车运行中消耗的电能可由多种能源 转化。 （4）纯电动汽车可以充分利用夜间电网低谷为电 池充电，避免了电能的浪费。 （5）纯电动汽车能够实现更好的控制性能，包括 运动控制、舒适性、故障诊断等，同时可以更容 易地实现智能化交通管理。
能源
双线表示机械连接， 粗实线表示电气连接， 细线表示控制信号连接
典型纯电动汽车的基本结构
制动踏板电驱动子系统源自电子控制器三相PWM转换 器
加速踏板
三相感应电 机
车轮
固定速比变速 器和差速器
车轮
能量管理系 统
镍氢电池
辅助动力 源
动力转向 系统
方向盘
蓄电池充电 器
冷风和暖气
能源子系统
辅助子系统
交流电源
能源子系统
由能源、能量管理单元和能量的燃料供给单元构成
辅助子系统
由功率控制单元、车内气候控制单元和辅助电源组成
纯电动汽车的系统结构
车辆控制器发出相应的控 制动
电动机驱动子系统
制指令来控制电力电子变换 踏板
器的功率装置的通断
车辆控制器
电力电子 变换器
加速踏板
功率转换器的功能是调节
驾 加速信号
驶 制动信号 整车控
员 ……
制器
电机
电机控 制器
AMT 车轮
AMT控 制器
CAN Bus 250K
电机——AMT控制系统组成
电机与AMT控制系统换挡过程中电机工作模式及控制策略
换挡过程 电机工作模式 控制策略
换挡前 转矩模式
根据踏板信号输出目标力矩
摘空挡 自由模式
目标力矩为0，电机自由旋转
第二章 纯电动汽车
主要内容 概述 概念、发展简史、优点、关键技术 纯电动汽车的系统组成 传动系统结构及工作原理 纯电动汽车的性能 典型的纯电动汽车结构
1、概述
1.1 纯电动汽车的概念
所谓的纯电动汽车是指利用动力电池作为储能动力源， 通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从而推动汽 车前进的一种新能源汽车。其优点是：
传统手动箱动力传动系统 效率匹配曲线
AMT动力传动系统效率匹配 曲线
等待同步 调速模式
给定目标转速
换挡操作 自由模式
目标力矩为0，电机自由旋转
换挡完成 转矩模式
根据踏板信号输出目标力矩
电机与AMT控制系统的特点
优点：AMT的系统集成性好，容易布置， 开发时间短，成本低，省油。一般用于重 型汽车及城市公交车上，如环卫车、奥运 大客车等。
缺点：AMT会因挡位变动引起换挡过程中 动力中断，车辆失速快，冲击大，同时， 由于AMT控制策略与电机配合的问题，可 能出现掉挡、换挡失败及其它机械故障等 问题！
另一方面，可以使电动机经常保持在高效率 的工作范围内工作，减轻电动机和动力电池
组的负荷。采用一个两档变速箱，即可满足 电动汽车行驶阻力变化范围的要求，同时可 以减轻电动机和动力电池组的负荷，提高工 作效率，而传动装置的结构也不复杂 。
两档变速器和差速器一体化
奥运客车一体化电机驱动系统
采用交流异步电机
纯电动汽车也具有以下缺点：
（1）低的电池能量密度。 （2）过重的电池组。 （3）有限的续驶里程与汽车动力性能。 （4）电池组昂贵的价格及有限的循环 寿命。 （5）汽车附件的使用受到限制。
2、纯电动汽车的系统组成
纯电动汽车系统可分为三个子系统：
电动机驱动子系统
由车辆控制器、电力电子变换器、电机、机械传动装 置和驱动车轮组成