《电动汽车原理与构造 教学课件 ppt 作者 何洪文 2_第二章 纯电动汽车》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电动汽车原理与构造 教学课件 ppt 作者 何洪文 2_第二章 纯电动汽车（133页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、12DW1,主编,第一章 绪 论 第二章 纯电动汽车,第二章 纯电动汽车,)对现代社会而言，纯电动汽车不仅是一辆车，而且是实现清洁、高效道路运输的一个全新的系统。 )纯电动汽车系统是一个便于和现代交通网络结合的智能系统，电动汽车的设计是工程和艺术的结合。 )必须重新定义纯电动汽车的工作条件和工况循环。 4)必须对用户对于纯电动汽车的期望进行调研，这样就能对用户进行适当的有关纯电动汽车知识的教育。 第一节 纯电动汽车的系统组成 第二节 纯电动汽车的工作原理 第三节 典型的纯电动汽车结构,)对现代社会而言，纯电动汽车不仅是一辆车，而且是实现清洁、高效道路运输的一个全新的系统。,)纯电动汽车系统是一
2、个便于和现代交通网络结合的智能系统，电动汽车的设计是工程和艺术的结合。,)必须重新定义纯电动汽车的工作条件和工况循环。,4)必须对用户对于纯电动汽车的期望进行调研，这样就能对用户进行适当的有关纯电动汽车知识的教育。,图2-1 纯电动汽车基本结构示意图,第一节 纯电动汽车的系统组成,1.机械子系统 2.电力电子子系统 3.信息子系统,第一节 纯电动汽车的系统组成,图2-2 纯电动汽车系统组成框图,第一节 纯电动汽车的系统组成,表2-1 纯电动汽车系统组成分析,1.机械子系统,图2-3 底盘与车身分离式设计,2.电力电子子系统,图2-4 纯电动汽车电力电子子系统示意图 1充电口 2维修电路切换开关
3、 3动力电池 4接触器盒 5高压线束 6控制单元 7电力电子单元 8驱动电机 9电动真空泵 10变速器,3.信息子系统,第二节 纯电动汽车的工作原理,一、电气控制系统的工作原理 二、传动系统的结构及工作原理 三、电源系统的结构及工作原理,一、电气控制系统的工作原理,图2-5 纯电动汽车电气控制系统的结构,一、电气控制系统的工作原理,图2-6 直流电机驱动系统的基本结构示意图,一、电气控制系统的工作原理,图2-7 直流电机驱动系统工作原理示意图,一、电气控制系统的工作原理,图2-8 交流电机驱动系统基本结构示意图,二、传动系统的结构及工作原理,1)车轮可以实现180的旋转、横向行驶、任意旋转行驶
4、。 2)由于可以进行各车轮任意转矩控制，所以使得防滑控制、制动控制等多种性能得以发挥。 3)轮毂电机的大型化较难，但是总功率依靠四台电机分担，可使每台电机的容量变得小一些。 4)低速大转矩电机体积大又昂贵，所以近年来出现了减速器内置的轮毂式电机。,二、传动系统的结构及工作原理,图2-9 交流电机驱动系统工作原理示意图,二、传动系统的结构及工作原理,图2-10 纯电动汽车传动系统 布置的常规形式,二、传动系统的结构及工作原理,图2-11 常规纯电动汽车传动装置结构图 1电机 2螺栓 3套筒 4飞轮壳 5飞轮 6轴承 7压盘 8离合器壳 9螺栓 10轴承 11输入轴 12分离叉 13分离套筒 14
5、离合器盖 15分离杠杆 16从动盘,二、传动系统的结构及工作原理,图2-12 固定速比减速器 传动系统(无离合器),二、传动系统的结构及工作原理,图2-13 固定速比减速器传动系统 (无离合器)应用实例,二、传动系统的结构及工作原理,图2-14 第三种传动形式,二、传动系统的结构及工作原理,图2-15 第三种传动形式应用实例,二、传动系统的结构及工作原理,图2-16 双电机-固定速比变速器 一体化传动系统,二、传动系统的结构及工作原理,图2-17 双电机驱动模式下的底盘结构,二、传动系统的结构及工作原理,图2-18 双电机-固定速比变速器 一体化轮边驱动传动系统,二、传动系统的结构及工作原理,
6、图2-19 双轮毂电机驱动系统,二、传动系统的结构及工作原理,图2-20 轮毂电机实物图,1)车轮可以实现180的旋转、横向行驶、任意旋转行驶。,2)由于可以进行各车轮任意转矩控制，所以使得防滑控制、制动控制等多种性能得以发挥。,3)轮毂电机的大型化较难，但是总功率依靠四台电机分担，可使每台电机的容量变得小一些。,图2-21 轮毂电机结构图,3)轮毂电机的大型化较难，但是总功率依靠四台电机分担，可使每台电机的容量变得小一些。,图2-22 两种轮毂电机驱动方式内部示意图 a)内转子型 b)外转子型,3)轮毂电机的大型化较难，但是总功率依靠四台电机分担，可使每台电机的容量变得小一些。,图2-23
7、四轮毂电机驱动系统,3)轮毂电机的大型化较难，但是总功率依靠四台电机分担，可使每台电机的容量变得小一些。,图2-24 横向行驶和旋转行驶示意图(YONDEN PIVOT车型),3)轮毂电机的大型化较难，但是总功率依靠四台电机分担，可使每台电机的容量变得小一些。,图2-25 低车地板轴 a)传统有差速器的结构 b)轮毂电机驱动方式,4)低速大转矩电机体积大又昂贵，所以近年来出现了减速器内置的轮毂式电机。,三、电源系统的结构及工作原理,1.动力电池组的设计及整车集成技术所涵盖的内容 2.电子产品和电池管理系统设计内容,1.动力电池组的设计及整车集成技术所涵盖的内容,(1)结构 结构设计和优化，以满
8、足图纸化制造的需求。 (2)热管理 提高热管理效率的设计。 (3)电气构成 传感器的选择，安全系统的设计，高、低压电气元器件的选择和设计。 (4)控制系统 SOC算法的开发，电池管理系统的设计和开发，整车控制策略的开发和优化。 (5)制造 材料的选择和成本的降低。 (6)集成技术 整车集成，冷却开发，车辆性能和燃油经济性的优化调节。,(1)结构 结构设计和优化，以满足图纸化制造的需求。,(2)热管理 提高热管理效率的设计。,(3)电气构成 传感器的选择，安全系统的设计，高、低压电气元器件的选择和设计。,(4)控制系统 SOC算法的开发，电池管理系统的设计和开发，整车控制策略的开发和优化。,(5
9、)制造 材料的选择和成本的降低。,(6)集成技术 整车集成，冷却开发，车辆性能和燃油经济性的优化调节。,2.电子产品和电池管理系统设计内容,1)概念的界定和规范发展。 2)电子电路板的设计与开发。 3)SOC/SOH算法。 4)电池控制功能。 5)故障模式影响分析和危险性分析。 6)诊断和预测，包括模拟故障响应评估的硬件在环仿真。 (1)外箱体 整体结构(图2-28)采用钢板冲压成形，外部作喷塑处理，内部喷涂防火绝缘漆，为电池安装提供一个防水、防火、通风的空间。 (2)内箱体(图2-29) 提供电池单体、电池管理系统、高压防护系统、通风系统、快速更换接口等安装和固定空间。,1)概念的界定和规范
10、发展。,2)电子电路板的设计与开发。,3)SOC/SOH算法。,4)电池控制功能。,5)故障模式影响分析和危险性分析。,6)诊断和预测，包括模拟故障响应评估的硬件在环仿真。,图2-26 电池箱总体技术结构 a)电池内箱体 b)电池外箱体 c)电池箱安全防护和管理系统 d)电池箱面板结构,6)诊断和预测，包括模拟故障响应评估的硬件在环仿真。,图2-27 电池箱整体,(1)外箱体 整体结构(图2-28)采用钢板冲压成形，外部作喷塑处理，内部喷涂防火绝缘漆，为电池安装提供一个防水、防火、通风的空间。,(2)内箱体(图2-29) 提供电池单体、电池管理系统、高压防护系统、通风系统、快速更换接口等安装和
11、固定空间。,图2-28 电池箱外箱体结构,(2)内箱体(图2-29) 提供电池单体、电池管理系统、高压防护系统、通风系统、快速更换接口等安装和固定空间。,图2-29 电池箱内箱体结构,(2)内箱体(图2-29) 提供电池单体、电池管理系统、高压防护系统、通风系统、快速更换接口等安装和固定空间。,图2-30 锰酸锂动力电池箱结构,(2)内箱体(图2-29) 提供电池单体、电池管理系统、高压防护系统、通风系统、快速更换接口等安装和固定空间。,图2-31 通用EV-1纯电动汽车动力电池组的布置形式,(2)内箱体(图2-29) 提供电池单体、电池管理系统、高压防护系统、通风系统、快速更换接口等安装和固
12、定空间。,图2-32 丰田和本田公司使用的镍氢动力电池,第三节 典型的纯电动汽车结构,一、改装式的纯电动汽车(福特公司纯电动汽车福克斯) 二、完全开发的纯电动汽车 三、未来的纯电动汽车技术,一、改装式的纯电动汽车(福特公司纯电动汽车福克斯),(1)电机控制器及转换装置 电机控制器监视电机的位置、速度、功率和温度等参数，利用这些信息和由驾驶人发出的加速踏板命令，电机控制器和逆变器将电池提供的直流电压转换成3个用于精确定时驱动的电机信号以完成对牵引电机的控制。 (2)高压空调压缩机 高压空调系统是专为电动和混合动力汽车而设计应用的，其能量直接从主电池获取。 (3)电控水冷管路 电控水冷管为牵引电机
13、、变换器和空调器进行冷却。 (4)牵引电机 牵引电机承担着将电能和机械能互相转换的作用。,一、改装式的纯电动汽车(福特公司纯电动汽车福克斯),(5)电动助力转向装置 是由汽油机版本福克斯继承下来的电动助力转向装置。 (6)变速器 电动汽车的变速器传动装置与传统车辆中的传动装置作用相同，但是由于电机不同的高转速特性和较高的效率及噪声要求，在对电动汽车的变速器传动装置进行设计时，需要考虑不同的重点。 (7)模块化动力总成悬架 相当于传统车辆的发动机舱，将电动汽车各种子系统组建集成起来，并实现与车身的隔离。 (8)电控真空泵 真空泵向制动系统提供真空环境以对动力总成实现辅助。,一、改装式的纯电动汽车
14、(福特公司纯电动汽车福克斯),(9)高压制冷/加热装置及控制器 纯电动汽车和混合动力汽车对所使用的加热系统进行了特殊设计，使用了能量效率PTC技术对冷却剂加热并在加热系统中进行循环。 (10)整车控制单元(VCU) VCU将驾驶人及车内各个独立的系统与监视器进行连接，同时根据汽车总成系统提供的各种参数对整车进行控制。 (11)电池箱和电池单体 整个电池箱由处于后排座椅后面和下面的两个电池模块组成，并包含有BMS(电池管理系统)，对每个电池单体的温度和电荷状态进行管理。,一、改装式的纯电动汽车(福特公司纯电动汽车福克斯),(12)交流充电器 交流充电器用于将来于电网的电力能源转换为动力电池所需要
15、的直流电，这样就能在约6h的时间内完成对动力电池的全状态充电。 (13)DC/DC转换器 DC/DC转换器可以使电动汽车的动力电池为车身电气用电池提供12V的电压。,一、改装式的纯电动汽车(福特公司纯电动汽车福克斯),图2-33 福特福克斯纯电动汽车的结构 1电机控制器及转换装置 2高压空调压缩机 3电控水冷管路 4牵引电机 5电动助力转向装置 6变速器 7模块化动力总成悬架 8电控真空泵 9高压制冷-加热装置及控制器 10整车控制单元 11电池箱和电池单体 12交流充电机 13DC/DC转换器,(1)电机控制器及转换装置 电机控制器监视电机的位置、速度、功率和温度等参数，利用这些信息和由驾驶
16、人发出的加速踏板命令，电机控制器和逆变器将电池提供的直流电压转换成3个用于精确定时驱动的电机信号以完成对牵引电机的控制。,(2)高压空调压缩机 高压空调系统是专为电动和混合动力汽车而设计应用的，其能量直接从主电池获取。,(3)电控水冷管路 电控水冷管为牵引电机、变换器和空调器进行冷却。,(4)牵引电机 牵引电机承担着将电能和机械能互相转换的作用。,(5)电动助力转向装置 是由汽油机版本福克斯继承下来的电动助力转向装置。,(6)变速器 电动汽车的变速器传动装置与传统车辆中的传动装置作用相同，但是由于电机不同的高转速特性和较高的效率及噪声要求，在对电动汽车的变速器传动装置进行设计时，需要考虑不同的重点。,(7)模块化动力总成悬架 相当于传统车辆的发动机舱，将电动汽车各种子系统组建集成起来，并实现与车身的隔离。,(8)电控真空泵 真空泵向制动系统提供真空环境以对动力总成实现辅助。,(9)高压制冷/加热装置及控制器 纯电动汽车和混合动力汽车对所
