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1、低速电动乘用车电气方案初稿经过前期的调研和技术交流我们提出了低速电动乘用车电气方案，下面重点就电池、电机分类说明各个选型方案的优缺点，供大家批评指正。电池方案综合对比：项目 方案 1（单体） 方案 2（小块） 方案 3（大块）电池型号3-PZS-180非免维护电池，需定时加液6-DZM-20免维护3-EVF-200J/4-EVF-150Y免维护容量 2V-180AH 12V-20AH 6V,200AH/8V,150AH体积 64*198*365 181*77*176 260*180*274单体重量 12KG 7kg 36kg数量 32(串联) 48(6 串 8 并) 10总电压 64V 72V
2、 60V/80V总重量 kg 384 336 360电量(度) 11.52 11.52 12电池价格（元） 9600 7200 8200管理系统 清华紫荆价格 2000 元 清华紫荆价格 3000 元 清华紫荆价格 1300 元线缆费用 900 元 1100 元 250 元总价 12500 元 11300 元 9990 元优点单体电池均衡效果明显,比大块电池容易摆放。体积小, 属于免维护电池。便于布置,可以在有限的空间内有效提高总储能；个体电池容量小均衡补偿作用明显，前提是小块电池内部单体电池一致性高。因此必须采用大厂的产品。技术成熟,加上电池管理系统的话，更有利于延长电池使用寿命，相对成本低
3、。缺点成本高，不是免维护电池，需定时加液，暂时不可用于电动车。电池数量多，提高了电池不均衡的风险，接线复杂，故障点大为增加，维修困难，如果不使用电池管理系统则难以应用。电池大，不易摆放。成组总储能受限制建 议 由于单体电池目前市场上不是动力电池主流，难以配套免维护封装电池，尽管均衡作用最为理想但性价比不高。考虑到合理布置的巨大优势我们倾向于小块电池成组也就是电池方案 2。电机方案对比：项目 方案 1 方案 2 方案 3电机类型 东风交流异步 江苏微特力交流异步电机 大洋永磁同步电机电压 51VAC 72V 60-96V额定功率/峰值功率 7.5/22.5KW 7.5/15KW 7.5/15KW
4、扭矩 23-69NM 32-150nm 最大 80NM额定速 3100rpm 2240rpm 2500rpm最高转速 6000rpm 5500 rpm 6000 rpm重量 40KG 38KG尺寸 216*308 230*350 190*213价格 3000 元 1900 元 约 5000 元配套减速机 2000 元 2000 元 2000 元控制器厂家 东风控制器 汇川控制器 大洋控制器尺寸 232*165*140 230*200*110 300*230*150价格 3200 元 3200 元 5000 元总价格 8200 元 7100 元 12000 元优点 老牌企业技术积淀深厚，电机性能
5、优越。价格便宜，峰值扭矩大。 老牌厂家,同步电机整体效率高,性能稳定。缺点 整体效率 92%没有同步电机高,重量稍重。目前只在新能、众泰等少数车上使用,峰值功率较低。结构复杂，价格较高，温度高时有退磁风险.建议 随着变频技术的发展特别是矢量控制技术的成熟应用，已经可以有效提高感应电动机的运行效率，永磁同步电机在效率上的优势已不明显，综合价格和性能对比，我们选择方案 1。其他配件价格表：项目 充电机 DC-DC 蓄电池 仪表盘 冷暖空调厂家 杭州铁城 珠海英博尔 天能12V20AH合肥协力QZB152EV浙江精磊价格 80V-21A:1600元600W:价格350 元150 元 1000 元 3
6、200 元总价格 6300 元我们选择电池方案二和电机方案一计算出含空调的总体采购成本为 27800 元（含整车控制器）。批量投产后应能降低至少 10%。详细说明电池方案一：单体电池成组动力总成的关键在于电池的集成，如何在有限的空间尽可能多的布置电池是提高续航里程和最高时速的最为有效的途径。另外，单体电池更加易于均衡和维护，根据清华大学相关专家研究发现，采用主动均衡的电池组和没有采用均衡的电池组相比较，可以有效提高循环寿命达到 25%，尤其是在寿命后期仍然能够具备优良的充放电特性。出于以上两方面的考虑，采用单体电池组成电池组是可行的。当然单体电池成组也有不利的一面，从均衡和监控电路的增加到连接
7、线缆的增加都会提高成本。下面就具体介绍单体电池成组方案：为便于成组及比较，暂定 32 块单体电池成组。型号 电压/容量单体重量KG单体尺寸 mm 数量总电压V总重Kg电量(度)电池组价天能3-PZS-180 2V,180AH 12 64*198*365 32 64 384 11.52 9600管理系统：清华大学紫荆研究院长期从事铅酸电池均衡研究，所产主动均衡器效果显著，价格低廉。按照清华大学专家建议，综合考虑成本和均衡作用的因素，采用两块单体电池串联在一起作为一个均衡监控单元，共 16 路约需 2000 元；线缆费用：按 2C 放电需配用 70 多股软铜线，需用大约 15 米，含软管费用约 4
8、00元，64 只紫铜线鼻子约 200 元，按一料半工计算工费约 300 元，合计约 900 元。此外单体电池为非免维护型，比 12 度大块电池重量增加 24，体积增加 17 升，需定期维护。电池方案一总价约 12500 元电池方案二：小块电池成组尽管没有了单体电池在均衡方面的优势，但是在方便布置方面，小块电池仍然有着大块电池无可比拟的优势，甚至优于单体电池。此外由于在电动自行车上的大量应用，总体成本也有所下降。型号 电压/容量 单体重量单体尺寸mm数量总电压V总重电量(度)电池组价天能6-DZM-20 12V,20AH 7 181*77*176 48 72 336 12 7200线缆费用，约需
9、用 100 米 6多股软铜线 538 元，纯铜镀锡线鼻子 100 只 65 元，汇流排 1 米约 50 元，70多股软铜线 2 米加 10 只紫铜线鼻子约 100 元，加工费约 350 元，合计约 1,100 元。相信通过合理安排空间布置，应该能够布置下更多的小块电池，争取达到 14.4 度储能。电池数量多，提高了电池不均衡的风险，接线复杂，故障点大为增加，维修困难。我们确定在此方案中应用 24 路管理系统（约 3000 元）起到均衡和监控作用。尽管由于 12V20AH 电池是由 6 块单体电池组成，均衡作用受到了限制，但对比所带来的电池组性能的提高我们认为是值得的。电池方案二总价约 1130
10、0 元电池方案三型号 电压/容量单体重量KG单体尺寸 mm 数量总电压V总重Kg电量(度)电池组价天能3-EVF-200J/4-EVF-150Y 6V200AH/8V150AH36 260*180*274 10 6080360 12 8200应用 10 路管理系统进行均衡和监控，约需 1300 元。工费 150 元。70多股软铜线 6 米约 150 元，紫铜线鼻子 28 只约 100 元电池方案三总价 9990 元综合以上电池成组方案我们认为，单体电池由于目前市场上不是动力电池主流，难以配套免维护封装电池，尽管均衡作用最为理想但性价比不高。考虑到合理布置的巨大优势我们倾向于小块电池成组也就是电
11、池方案二。当然如果能够找到免维护动力单体电池，能量价格比不高于，体积能量比和重量能量比均不低于目前市场上主流动力电池，考虑到均衡作用能够带来电池寿命的显著延长，兼顾到相对较小的体积有利于空间布置，我们首选的还是电池方案一。电机方案一电机和控制器厂家电机类型电压 功率额定/峰值基速 最高转速扭矩 价格 重量尺寸东风电机厂交流异步51VAC 7.5-22.5KW 3100 6000 23-69nm 3000 38 216*308峰值转矩出现在基速 3100 转附近，性能优良。配套减速箱厂家：锦州汉拿公司。价格 2000 元配套控制器：东风电机厂，价格 3200 元。电机减速机和控制器总价格：820
12、0 元主要技术参数如下：DC48V-86.4V最大电流 300A工作温度-40到 55冷却方式：自然风冷东风电机厂开发的系列电动车专用异步电动机是国家 863 项目，老牌企业技术积淀深厚，电机在自然风冷条件下可耐 180高温，可靠性高，泼皮耐用，没有同步电机失步需断电重启的问题，比永磁同步电机和直流无刷电机更能够适应恶劣条件下正常工作的需要。综合考虑性价比我们倾向于东风电机方案，也就是电机方案一。电机方案二：电机和控制器厂家电机类型电压 功率额定/峰值基速 最高转速扭矩 价格 重量尺寸江苏微特力交流异步72V 7.5-15KW 2240 5500 32-150nm 1900 38 230*35
13、0目前使用微特力电机的厂家有：众泰，新能，金杯。配套减速箱由微特力公司推荐厂家约 2000 元。配套控制器：深圳汇川控制器，价格 3200 元。电机和控制器总价格：7100 元主要技术参数如下：由于峰值功率的限制，峰值转矩出现在 955 转左右，爬坡速度较低。电机方案三永磁同步电机和控制器电机和控制器使用的是大洋新动力的产品(价格 1 万元)主要性能参数：系统电压可以根据需要调整到 60-96VDC 范围内，最高转矩出现在转速 1790 附近。减速箱由用户自配约 2000 元合计约 12000 元永磁同步电机广泛应用于数控机床等速度跟随性较高的场合，电动车市场刚刚兴起时，出于对节电的考虑，大多
14、数厂家选择了比异步感应电动机效率高得多的永磁电动机。但随着变频技术的发展特别是矢量控制技术的成熟应用，已经可以有效提高感应电动机的运行效率，永磁同步电机在效率上的优势已不明显，精密的速度跟随性在电动车的应用上并不重要，而感应电动机简单的结构所带来的高可靠性和高性价比已被越来越多的电动车厂家所青睐，可以预见，电动车电机不远的将来必将是异步感应电动机占据主流地位。整车控制器 为优化设计，有效提高续航里程和爬坡能力，我们建议应用整车控制器。其一：清华大学紫荆学院的铅酸电池管理系统需要和整车控制器建立通讯才能发挥出全部作用。其二：相对于内燃机车，电动车天然具备再生能量制动功能，在刹车策略中，驱动轮电机
15、发电制动力矩和液压制动力矩同时起作用，总的制动力矩为二者的总和，再生能量回馈有利于节省能量，提高续航里程。但需要整车控制器控制再生能量的利用。其三：整车控制器还可以优化驾驶策略，大大简化电气接线方案，有效节省线缆费用，提高电动车的可靠性，易维护性。天津清源 16 位整车控制器价格约 2000 元。样机大约 3000-4000 元（含一次性开发费） 。其他配置 6150 元.充电机杭州铁城充电机 80V-30A, 价格 1600 元左右.DC-DC英博尔 DC-DC 600W 350 元.仪表盘合肥协力 QZB152EV 1000 元.冷暖空调浙江精磊 3200 元常乐 黄鹏举2013 年 12 月 13 日星期五
