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1、工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（ 论 文）说明书论文题目 电动汽车技术 目 录摘要IAbstractII第一章绪论11. 1本课题的研究意义：11.2 本课题的基本容简介1第二章电动车论32.1电动车轮的发展32.2电动车轮类型4第三章电动汽车技术的发展与趋势73.1电动汽车技术发展的背景73.2纯电动车与混合动力电动车73.3研发与市场情况93.4混合力电动车与燃料电池电动车11总结16致17参考文献18 / 摘 要我国在研发电动汽车方面，投入了大量人力、物力和财力，并取得一系列科研成果。但迄今为止，这些研究成果真正转为产业化的项目并不多。随着全球能源危机不断加深，石油资源的日趋枯竭以与
2、大气污染，全球气温上升的危害加剧。各国政府与汽车生产企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，发展电动汽车将是解决这两个技术难点的最佳途径。随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以与大气污染、全球气温上升的危害加剧，为了解决这些不断出现问题,发展电动汽车将是最佳的途径。关键词：电动汽车 ； 发展趋势 AbstractIn the development of electric vehicles, China has invested a lot of manpower, material and financial resources, and made a series
3、of scientific research. So far, these findings really into the project of industrialization. With the deepening global energy crisis, oil resources are depleting and air pollution, the hazards of global warming intensify. General awareness of governments and car manufacturers to energy conservation
4、and emission reduction is the main direction of future automotive technology development, development of electric vehicles will solve these two the best way to technical difficulties.Withthe deepeningoftheglobal energy crisis,oil resourcesare depletingandair pollution,the dangers ofglobal warmingint
5、ensifies,inordertosolve theseemergingproblems,thedevelopment of electric vehiclesis the bestway.第一章 绪论1. 1本课题的研究意义：我国在研发电动汽车方面，投入了大量人力、物力和财力，并取得一系列科研成果。但迄今为止，这些研究成果真正转为产业化的项目并不多。随着全球能源危机不断加深，石油资源的日趋枯竭以与大气污染，全球气温上升的危害加剧。各国政府与汽车生产企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，发展电动汽车将是解决这两个技术难点的最佳途径。随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯
6、竭以与大气污染、全球气温上升的危害加剧，为了解决这些不断出现问题,发展电动汽车将是最佳的途径。纯电动汽车以电动机代替燃油机，噪音低、无污染，电动机、油料与传动系统少占的空间和重量可用以补偿电池的需求；燃料电池汽车具有传统燃机车所不具备的高效节能环保特性，所以有广阔的发展前景；混合动力汽车的起动控制参数的优化匹配，降低了起动污染物的排放，提高了燃油的经济性。这些好的优点确定了电动汽车在未来发展中的重要位置。1.2 本课题的基本容简介：上世纪70年代，全球三次石油危机爆发后，各跨国汽车公司开始研发各种类型的电动汽车。论文从技术和经济两个角度出发，对纯电动汽车、混合动力车、燃料电池汽车以与动力电池、
7、电机等关键技术，进行研究和论述，展望电动汽车的未来发展前景。在目前国l价格的基础上，可粗略计算出各种提供电能技术的价格比。即电网供电柴油机供电铅酸电池供电镍氢电池供电锂离子电池供电燃料电池供电=16619.220.480。这从一个侧面反映了各种供电方式距离电动汽车市场的远近。当然，随着石油价格的上升、电池技术的进步，这些比例关系将发生很大的变化；由于铅酸电池的供电成本大体和柴油机供电相等，因此它仍然是低端电动车市场的主要动力电池。磷酸锂离子电池技术进步较快，它最有可能成为铅酸电池的竞争对手，率先成为高端电动车市场的主要动力电池；由于混合动力汽车仅需装用纯电动汽车1/10的动力电池容量，整车有较
8、为接近市场的性/价比，因此它仍将是近期实现产业化的主要电动汽车种类。考虑到我国国情，目前仍应大力推广使用混合动力大客车，进一步降低制造成本，减少油耗和排放；在锂离子电池性/价比进一步提升后，外接充电式混合动力汽车有望成为理想的上班族乘用车，它可大幅度减少油耗和降低排放，但是由于较高的价格，它可能首先在发达国家得到推广应用；燃料电池虽然是理想的清洁能源，但是目前它的性/价比太低，要达到可以进入市场的性/价比，可说是任重而道远，必须从基础材料和基本理论上有重大突破，才可能进入汽车市场；电动轮已成为国外电力驱动技术的重要发展趋势，并已在军用越野车上得到实际应用，证实它在技术/经济上的重要优势，我国虽
9、也有不少单位研发，但始终未进入“863”计划，技术进步缓慢，因此有必要奋起直追，尽快掌握这一先进的电驱动技术。第二章 电动车论2.1电动车轮的发展1.背景随着汽车保有量的不断增加和能源的日益紧缺，人们对环境保护的意识逐步增强，汽车在带给人类方便、快捷、舒适的现代生活的同时，也引起了日益严重的环境污染和不断发动机在现代汽车动力系统中的统治地位也逐渐被动摇。目前，电动车作为唯一能达到零排放的机动车越来越受到人们的欢迎，电动车轮技术作为电动车的一个重要的发展方向，以其独特的技术优势越来越受到汽车开发商的关注。电动车轮作为独立的驱动部件，集电动机传动机构、制动器等于轮毂，是一种独特的驱动单元。使用电动
10、车轮技术的电动车普遍具有控制灵活、结构紧凑、绿色环保、传动效率高等优点。2.电动车轮驱动技术的发展最早的电动车轮结构产生在20世纪50年代初，是由美国人罗伯特发明的，其结构如图1所示，该轮毂装置中融合了电动机、减速机构、制动器。电动机的输出力矩传递到减速机构的输入轴，经减速后，增大的力矩传递给轮辋，最后驱动车轮旋转，这种结构最早应用在大型矿用自卸车上，是美国通用电气公司于1968年推出的。到20世纪70年代，我国也开始研制大型矿用电动车轮自卸车，自1977年电机厂研制成功第一台电动车轮自卸车样车以后，又先后生产了一系列电动车轮自卸车，目前我国的电动车轮自卸车性能日臻完善，某些型号也达到了国际领
11、先水平。20世纪90年代初期，清华大学轻型电动车科研组首先将电动车轮的思想勇勇于电动自行车的研制，并研制出半轴式鸟笼结构的电动轮毂，因此成为世界上最早将电动车轮传动结构应用于电动自行车的单位。这种电动轮毂采用了告诉有刷电机、减速齿轮和离合器。半轴式鸟笼结构，就是将中心轴，即自行车轮轴的中段膨胀成一个“鸟笼”，轴也就分为左、右两段，即左、右半轴式结构，鸟笼中放置盘式电机。这种“鸟笼式”的特点是把电机很好地保护了起来，除工作力矩外，没有任何外力会作用到电机上，其结构见图2。整个轮毂的部结构非常精巧、紧凑，总重35kg，体积为190mm110mm。电动车轮电动汽车被认为具有集中电机驱动电动车喝传统电
12、动车无法比拟的优点，是未来燃料电池汽车高端车辆的理想选择，世界上多家汽车公司和研究机构都在进行电动车轮电动车的研究。自1991年日本人在美国申请专利以后，日本在电动汽车的电动车轮研究方面一直处于领先地位。2.2电动车轮类型根据电动车轮的驱动类型，可以将电动车轮分为减速驱动型和直接驱动型。减速驱动型电动车轮多采用转子高速电动机，这种电机一般转速高、转矩小，为了满足车轮的实际转速要求，通常需匹配一个相应的减速机构。减速机构一般安装在电动机与车轮之间，起到减速和增矩的作用，以保证电动车在低速时能获得足够大的转矩。减速驱动型电动车轮具有比功率较高、质量轻、效率高、噪声小、成本低等优点，但因为电动机转速
13、较高，必须用减速机构降低转速以获得较大的转矩，因此作为非簧载质量的整个电动轮的质量依然比传统的燃机汽车重。减速机构多为行星齿轮减速装置，其结构紧凑、减速比较大，也有采用外啮合圆柱齿轮减速装置的，但轴向尺寸过大，径向质量分布不均。为了减少电动车轮的非簧载质量，出现了直接驱动型电动车轮，这种电动车轮去掉了减速驱动型电动车轮中的减速机构，大大减少了非簧载质量，也简化了整个电动车轮的结构。这种电动车轮多采用外转子电动机，直接将外转子安装在车轮的轮辋上驱动车轮转动。然而电动车在起步时一般需要较大的转矩，也就是说安装在直接驱动型电动轮中的电动机，必须具有较好的转矩特性，能在低速时提供大转矩。另外，还必须具
14、有很宽的转矩和转速调节围。直接驱动型电动车轮中采用的外转子电动机结构简单，轴向尺寸小，能够在很宽的速度围控制转矩，且响应速度快，又因为没有减速机构，所以效率较高。如果要获得较大的转矩，必须增大电动机的体积和质量，但成本较高，在加速时效率却很低，且噪声很大。电动车轮驱动的优势电动车采用电动驱动技术后能量源与驱动电机之间的功率传递采用软电缆，摆脱了传统机械传动的设计约束，给整车带来了很多优点：（1）采用电动车轮技术，在同样功率需求的情况下，可以将单个电动机功率分配给多个电动机。相应地，对电气和机械传动零部件的要求都可以降低，便于设计与生产。在大型矿用载重汽车上，机械传动很难传递的大转矩，就是利用电
15、动车轮结构实现传递的。（2）取消了离合器、变速器、传动轴、差速器等部件，使传动系统得到简化，有利于汽车实现轻量化目标；由于减少了精密机械部件的加工费用，使整车生产成本也有望降低；由电动机直接驱动车轮甚至两者集成为一体，便于实现机电一体化。（3）由于去掉了机械传动部分，相对于保留机械传动系的电动车，其传动效率得到提高。（4）提高汽车的通过性能。这主要来自于两方面，一方面，简化的传动系统可以提高车辆的离地间隙，另一方面，使用全轮驱动和驱动轮单独控制的措施，可以最大限度地利用地面的附着能力。（5）电动车轮与动力源之间采用软电缆，且占用空间少，因此使整车布置设计非常灵活，对于电动客车来说，便于实现低地板化行箱与乘客位置设计更灵活，并且也有更多的空间来布置电池。整车质量分布设计自由度大，可以更合理地分配轴向载荷。电动车轮的关键技术电动车轮由于自身的结构特点，使得这一技术在电动汽车上有广泛的应用前景，但是，目前电动车轮的关键技术还没有完全突破，主要有以下四个方面的关键技术：（1）研制调速围宽，转矩变化围大，结构紧凑的电动机。（2）解救电动机的冷却、密封和抗振动技术。（3）开发效率高
