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1、新能源汽车技术1、掌握纯电动汽车的驱动系统布置形式，熟悉纯电动汽车各部件及安装位置2、掌握纯电动汽车的结构与原理3、了解纯电动汽车的核心技术4、掌握纯电动汽车充电的功能和充电方式本章目标本章目标第四章第四章 纯电动汽车纯电动汽车1纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术概述概述概述概述纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电1 12 23 34 45 5纯电动汽车实例纯电动汽车实例第四章第四章 纯电动汽车纯电动汽车2第一节第一节第一节第一节 概
2、述概述概述概述31.1 纯电动汽车类型纯电动汽车类型4l按车载电源数目分类用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车，其主要电源只装了蓄电池组。纯蓄电池作为动力源，还增加了辅助动力源，如超级电容、飞轮电池等。用纯蓄电池作为动力源的纯电动汽车装有辅助动力源的纯电动汽车装有辅助动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统用纯蓄电池作为动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统纯电动客车纯电动客车纯电动轿车纯电动轿车纯电动汽车纯电动汽车纯电动货车纯电动货车l按车辆的用途分类纯电动微型汽车纯电动微型汽车1.1 纯电动汽车类型纯电动汽车类型5布置形式01020304电动机电动机- -驱动桥组驱动桥组合式驱动方式合式驱动方
3、式轮毂电动机驱轮毂电动机驱动方式动方式传统驱动方式传统驱动方式电动机电动机- -驱动桥整驱动桥整体式驱动方式体式驱动方式1.2 驱动系统的布置形式驱动系统的布置形式6C离合器；D差速器；GB变速器；M电动机1 1）传统驱动方式传统驱动方式1.2 驱动系统的布置形式驱动系统的布置形式传动驱动方式传动驱动方式电动机变速器差速器传动轴驱动桥优点 可以提高可以提高电动汽汽车的的驱动转矩，矩，增加低速增加低速时电动汽汽车的后的后备功率功率缺点 传输效率低效率低7电动机-驱动桥组合式驱动方式电动机-驱动桥组合式驱动方式取消了离合器和变速器，在电动机的输出端外壳下部安装机械式传动装置的减速齿轮和差速器齿轮，
4、由一台电动机经过两个半轴驱动两车轮旋转。2) 2) 电动机电动机-驱动桥组合式驱动方式驱动桥组合式驱动方式1.2 驱动系统的布置形式驱动系统的布置形式优点 结构构紧凑凑安装、使用和安装、使用和维护都十分方便都十分方便对电动机的要求具有具有较高的高的驱动转矩矩具有具有较大的后大的后备功率功率8电动机-驱动桥整体式驱动方式是将电动机装到驱动轴上，直接由电动机实现变速和差速转换。电动机-驱动桥整体式驱动方式要求要求3) 3) 电动机电动机-驱动桥整体式驱动方式驱动桥整体式驱动方式1.2 驱动系统的布置形式驱动系统的布置形式电动机有大的启动转矩和后备功率，控制系统有较高的控制精度和可靠性。9轮毂电动机
5、驱动方式分类分类4) 4) 轮毂电动机驱动方式轮毂电动机驱动方式1.2 驱动系统的布置形式驱动系统的布置形式1、前轮驱动2、后轮驱动或四轮驱动10与上一种驱动方式比较接近，将电动机直接装到了驱动轮上，由电动机直接驱动车轮行驶。1.3 纯电动汽车的特点纯电动汽车的特点11节能，环保噪声和振动小能源效率高，多样化内部空间布置灵活性大结构相对简单，使用维修方便动力电源使用成本高，续驶里程短纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术概述概述概述概述纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的充电纯电动汽车的充
6、电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电1 12 23 34 45 5纯电动汽车实例纯电动汽车实例第四章第四章 纯电动汽车纯电动汽车12第二节第二节第二节第二节 纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理13相比于内燃机汽车，纯电动汽车用电力驱动控制系统取代了发动机，用电子输入装置取代了节气门，用动力电池组取代了油箱，所以，纯电动汽车主要由电力驱动控制系统、底盘、车身以及各种辅助装置组成。电力驱动控制系统既决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能，也是电动汽车的核心，它相当于传统汽车中的发动机，与其他功能以机电一体化方式相结合，这也是区别于传统内燃机汽车的
7、最大不同点。电力驱动系统的组成及联系第二节第二节第二节第二节 纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理14电力力驱动控制控制系系统电力力驱动主主模模块车载电源模源模块辅助模助模块2.1 电力驱动主模块电力驱动主模块15电力驱动主模块电力驱动主模块中央控制单元中央控制单元驱动控制器驱动控制器电动机电动机机械传动装置机械传动装置电力驱动主模块的功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。根据加速踏板和制动踏板的输入信号，向驱动控制器发出相应的控制指令，对电动机进行启动、加速、减速和制动
8、控制等。按中央控制单元的指令、电动机的转速和电流反馈信号，对电动机的速度、驱动转矩和旋转方向进行控制。承担电动和发电的双重功能，在正常行驶时发挥电动机功能；在减速和下坡滑行时进行发电，将车轮的惯性动能转化为电能。将电动机的驱动转矩传输给汽车的驱动轴，从而带动汽车车轮前进或后退。2.2 车载电源模块车载电源模块16车载电源模块的功用是向电动机提供驱动电能、检测电源使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。车载电源模块能量管理系充电控制器23蓄电池电源1向电动机提供驱动电能。对电动汽车用电池单体及整组电池进行实时监控、充放电、巡检、温度检测等。把交流电转化为相应电压的直流电，并按要求控制其电流。2.3
9、辅助模块辅助模块17辅助动力源辅助动力源动力转向单元动力转向单元驾驶室显示操控台驾驶室显示操控台辅助装置辅助装置辅助模块主要由辅助电源和DC/DC功率转换器组成，主要给动力转向单元、制动力调节控制、照明、空调、电动窗门等各种辅助装置提供所需的能源。由转向盘、转向器、转向机构和转向轮等组成。作用在转向盘上的控制力，通过转向器和转向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。为提高汽车的操控性、舒适性、安全性而设置的，可根据需要进行选用。类似于传统汽车驾驶室的仪表盘，不过其功能根据电动汽车驱动的控制特点有所增减，其信息指示更多地选用数字或液晶屏幕显示。纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术纯电动
10、汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术概述概述概述概述纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电1 12 23 34 45 5纯电动汽车实例纯电动汽车实例第四章第四章 纯电动汽车纯电动汽车18动力电池3.1 辅助模块辅助模块第三节第三节第三节第三节 纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术19动力电池直接影响整车的加速性能、续驶里程以及制动能量回收的效率等。动力电池的成本和循环寿命直接影响电动汽车的成本和可靠性。要使电动汽车能与内燃机汽车相竞争，关键
11、就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长、成本低的高效电池。电池管理系统3.2 电池管理系统电池管理系统20电池管理系统对动力电池组充电、放电时的电压、电流、放电深度、再生制动反馈电流、电池温度等进行控制。动力电池组必须进行周期性的充电，高效率和高速度充电设备是动力电池必需的辅助设备，可采用地面充电器、车载充电器、接触式充电器或感应式充电器进行充电。电动机驱动系统基本组成3.3 电动机驱动及其控制技术电动机驱动及其控制技术21电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件。要使电动汽车有良好的使用性能，驱动电机应具有调速范围宽、转速高、启动转矩大、体积小、质量小、效率高、动态制动强和能量回收等特性。采
12、用轻质材料优化结构汽汽车车身更加流身更加流线形型形型实现制制动、下坡和怠速、下坡和怠速时的能量回收的能量回收高炭高炭质材料支撑的高气材料支撑的高气压子午子午线轮胎胎3.4 整车技术整车技术22纯电动汽车是高科技综合性产品。除电池、电动机外，车体本身也包含很多高新技术，有些节能措施比提高电池储能能力还易于实现。 结构结构优化优化和集成化、模和集成化、模块化优化块化优化设计设计，进一步优化系进一步优化系统。统。积极采用积极采用轻质轻质材料材料。 用用CADCAD技技术术分析分析车身车身承承载结构载结构件件，优，优化结构。化结构。 通过对整车实通过对整车实际使用工况、使用际使用工况、使用要求以及相关
13、车辆要求以及相关车辆参数的分析合理选参数的分析合理选择电池和电动机参择电池和电动机参数。数。3.5 整车量化技术整车量化技术23纯电动汽车由于电池组的布置，整车质量增加较多，轻量化问题更加突出，可以采取以下措施减轻整车质量。3.6 安全保护系统安全保护系统24动力电池组具有高压直流电，必须设置安全保护系统，确保车上人员和维修人员的安全。必须配备故障自诊断系统和故障报警系统。在电气系统发生故障时，自动控制电动汽车不能启动，以防止事故的发生。纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术概述概述概述概述纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与
14、原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电1 12 23 34 45 5纯电动汽车实例纯电动汽车实例第四章第四章 纯电动汽车纯电动汽车25第四节第四节第四节第四节 纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电4.1 充电充电的基本功能的基本功能26对电网网进行行电力力变换并提供直流并提供直流电供供给与蓄与蓄电池池额定条件相定条件相对应电力力当蓄当蓄电池充池充满电后自后自动停止充停止充电1常规充电常规充电方式方式 常规充电方式采用恒压、常规充电方式采用恒压、恒流的传统充电方式对电动恒流的传统充电方式对电动汽车进行充电。这种充电方
15、汽车进行充电。这种充电方式多为带车载充电器的电动式多为带车载充电器的电动汽车设计，也可用在小型充汽车设计，也可用在小型充电站，采用正常的充电电流电站，采用正常的充电电流充电。充电。2快速充电快速充电方式方式 快速充电方式是指在短时快速充电方式是指在短时间内使蓄电池达到或接近充间内使蓄电池达到或接近充满状态的一种方法，又叫做满状态的一种方法，又叫做应急充电，大型充电站多采应急充电，大型充电站多采用这种充电方式。快速充电用这种充电方式。快速充电需要电网为其提供强大的瞬需要电网为其提供强大的瞬时功率。时功率。3无线充电无线充电方式方式 无线充电方式以电磁场为无线充电方式以电磁场为传输介质，不需要电缆
16、线，不传输介质，不需要电缆线，不需要直接的物理连接，将能量需要直接的物理连接，将能量在空气中传输，是新型能量补在空气中传输，是新型能量补给形式之一。无线充电方式主给形式之一。无线充电方式主要包括电磁感应式、磁场共振要包括电磁感应式、磁场共振式和无线电波式三种。式和无线电波式三种。4.2 充电方式充电方式276无线充电无线充电方式方式 无线充电方式以电磁场为无线充电方式以电磁场为传输介质，将能量在空气中传输介质，将能量在空气中传输，是新型能量补给形式传输，是新型能量补给形式之一。主要包括电磁感应式、之一。主要包括电磁感应式、磁场共振式和无线电波式。磁场共振式和无线电波式。优点是方便安全快捷，便于
17、优点是方便安全快捷，便于管理，缺点是送电距离短，管理，缺点是送电距离短，存在安全、散热等问题。存在安全、散热等问题。5更换电池更换电池方式方式 更换电池方式是指在蓄电更换电池方式是指在蓄电池电量耗尽时，用充满电的电池电量耗尽时，用充满电的电池组更换已经耗尽的电池组。池组更换已经耗尽的电池组。蓄电池归服务站或电池厂商所蓄电池归服务站或电池厂商所有，电动汽车用户只需租用电有，电动汽车用户只需租用电池池。但目前存在成本高、电池。但目前存在成本高、电池所需空间大、尺寸等相关单数所需空间大、尺寸等相关单数需统一等问题。需统一等问题。4.2 充电方式充电方式28纯电动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术纯电
18、动汽车的核心技术纯电动汽车的核心技术概述概述概述概述纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的结构与原理纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电纯电动汽车的充电1 12 23 34 45 5纯电动汽车实例纯电动汽车实例第四章第四章 纯电动汽车纯电动汽车29 2017 2017款比亚迪款比亚迪E6E6全系新增电池智能温控系全系新增电池智能温控系统，能够维持电池最佳工作状态，有效保证续统，能够维持电池最佳工作状态，有效保证续航里程，延长电池使用寿命。航里程，延长电池使用寿命。 在配置方面，在配置方面，20172017款亚迪款亚迪E6E6搭载定速巡航搭载定
19、速巡航控制系统、控制系统、EPBEPB电子驻车系统、电控车辆稳定行电子驻车系统、电控车辆稳定行驶系统（驶系统（ESPESP）、右前轮盲区可视系统、胎压监）、右前轮盲区可视系统、胎压监测系统、倒车影像等多项配置，大大提升了整测系统、倒车影像等多项配置，大大提升了整车实用性和安全性，满足用户的多种用车需求。车实用性和安全性，满足用户的多种用车需求。 动力方面，新款动力方面，新款E6E6搭载一台最大功率为搭载一台最大功率为90 90 kWkW，峰值扭矩为，峰值扭矩为450 N450 Nm m的永磁同步电机，配的永磁同步电机，配合容量为合容量为82 kW82 kWh h的磷酸铁锂电池组，可以实的磷酸铁
20、锂电池组，可以实现现400400公里的综合工况续航里程。而在等速行驶公里的综合工况续航里程。而在等速行驶情况下，新车可实现情况下，新车可实现520520公里的纯电续航里程。公里的纯电续航里程。 第五节第五节第五节第五节 纯电动汽车实例纯电动汽车实例纯电动汽车实例纯电动汽车实例5.1 2017款比亚迪款比亚迪E630 特斯拉特斯拉Model SModel S是美国著名的纯电动汽车是美国著名的纯电动汽车制造商制造商TeslaTesla正式发布的第一台商务纯电动汽正式发布的第一台商务纯电动汽车。车。 特斯拉特斯拉Model SModel S有有4 4款动力配置，分别匹款动力配置，分别匹配配40408
21、5 kW85 kWh h的不同容量的电池组。由于的不同容量的电池组。由于功率限制，纯电动汽车极速性能有限，功率限制，纯电动汽车极速性能有限，Model Model S S的极速为的极速为177177210 kW210 kWh h。但是因为惊人的。但是因为惊人的扭矩，扭矩，Model SModel S的加速表现非常出色，最弱的的加速表现非常出色，最弱的一款一款0 0100 km/h100 km/h加速也能达到加速也能达到6.5 s6.5 s，而最，而最高配版本可以达到高配版本可以达到4.4 s4.4 s，完全可以匹配大排，完全可以匹配大排量豪华车的性能。而它的量豪华车的性能。而它的90 km/h
22、90 km/h匀速行驶下匀速行驶下最大里程能达到最大里程能达到480480公里远超现有纯电动汽车公里远超现有纯电动汽车的里程表现，可以说具有相当高的实用性。的里程表现，可以说具有相当高的实用性。 5.2 特斯拉特斯拉MODEL S电动汽车电动汽车31 日产聆风为五门五座掀背轿车，由层叠日产聆风为五门五座掀背轿车，由层叠式紧凑型锂离子电池驱动，在完全充电情况式紧凑型锂离子电池驱动，在完全充电情况下可实现下可实现160160公里以上的巡航里程。采用公里以上的巡航里程。采用200 200 V V家用交流电，大约需要家用交流电，大约需要8 h8 h可以将电池充满；可以将电池充满；而而10 min10
23、min的快速充电，便可提供其行驶的快速充电，便可提供其行驶5050公公里的用电量。里的用电量。 日产日产LeafLeaf使用新研发的锂电池组，其性使用新研发的锂电池组，其性能表现与普通经济型掀背车接近，电池组最能表现与普通经济型掀背车接近，电池组最大能支持大能支持120 HP120 HP的电动机。日产的电动机。日产LeafLeaf此次配此次配搭的电动机的峰值马力和扭矩输出分别为搭的电动机的峰值马力和扭矩输出分别为107 107 HPHP和和280 N280 Nm m，动力数值与大部分小型和中，动力数值与大部分小型和中型家用车的表现接近，并且型家用车的表现接近，并且LeafLeaf的扭矩输出的扭
24、矩输出相对于汽油机的优势非常明显。相对于汽油机的优势非常明显。5.3 日产日产聆风聆风（Leaf）32 荣威荣威E50E50纯电动汽车是由上汽集团历时三纯电动汽车是由上汽集团历时三年自主研发，汇集众多国际先进技术，合力打年自主研发，汇集众多国际先进技术，合力打造出的一款通过电池和电机有机结合，实现零造出的一款通过电池和电机有机结合，实现零排放、纯电驱动的新能源汽车。排放、纯电驱动的新能源汽车。 荣威荣威E50E50搭载了高性能的电驱动力系统，搭载了高性能的电驱动力系统，其中包括具有高技术含量的核心部件，真正实其中包括具有高技术含量的核心部件，真正实现零排放。采用磷酸铁锂电池，最大续驶里程现零排放。采用磷酸铁锂电池，最大续驶里程达到达到180 km180 km，0 050 km/h50 km/h加速时间加速时间5.3 s5.3 s，百，百公里加速时间为公里加速时间为14.6 s14.6 s，该电池总能量为，该电池总能量为18 18 kWkWh h，具有快充和慢充两种充电模式，一次，具有快充和慢充两种充电模式，一次充电后，荣威充电后，荣威E50E50在城市工况下的续航里程在在城市工况下的续航里程在120120公里以上。公里以上。5.4 荣威荣威E5033
