新能源汽車(chē)課件

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1、新 能 源 汽 車(chē) 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 汽 車(chē) 新 能 源 目 錄第 一 章 總 述 第 一 節(jié) 新 能 源 汽 車(chē) 的 定 義 與 分 類(lèi) 第 二 節(jié) 我 國(guó) 新 能 源 汽 車(chē) 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 前 景 第 三 節(jié) 我 國(guó) 新 能 源 汽 車(chē) 的 政 策 、 法 規(guī) 和 標(biāo) 準(zhǔn) 第 四 節(jié) 國(guó) 內(nèi) 外 新 能 源 汽 車(chē) 一 覽第 二 章 電 動(dòng) 汽 車(chē) 基 礎(chǔ) 第 一 節(jié) 電 動(dòng) 機(jī) 第 二 節(jié) 蓄 電 池 第 三 節(jié) 其 他 類(lèi) 型 動(dòng) 力 蓄 電 池 第 四 節(jié) 逆 變 器 與 變 頻 器 第 五 節(jié) 空 調(diào) 與 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 第 三 章 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 第 一

2、節(jié) 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 結(jié) 構(gòu) 及 其 行 駛 性 能 第 二 節(jié) 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 建 設(shè) 第 三 節(jié) 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 車(chē) 型 實(shí) 例第 四 章 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 第 一 節(jié) 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 的 結(jié) 構(gòu) 第 二 節(jié) 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 分 類(lèi) 和 工 作 原 理 第 五 章 燃 料 電 池 電 動(dòng) 汽 車(chē) 第 一 節(jié) 燃 料 電 池 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 類(lèi) 型 與 基 本 結(jié) 構(gòu) 第 二 節(jié) 燃 料 電 池 汽 車(chē) 的 發(fā) 展 歷 史 及 現(xiàn) 狀 第 六 章 其 他 新 能 源 汽 車(chē) 第 一 節(jié) 燃 氣 汽 車(chē) 第 二 節(jié) 生 物 醇 類(lèi) 汽

3、 車(chē) 第 三 節(jié) 太 陽(yáng) 能 汽 車(chē)第 七 章 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 維 修 與 保 養(yǎng) 第 一 節(jié) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 故 障 維 修 第 二 節(jié) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 維 護(hù) 與 保 養(yǎng) 第 三 節(jié) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 故 障 維 修 經(jīng) 典 實(shí) 例 第 一 章 綜 述 在 斷 加 劇 的 “ 人 、 車(chē) 、 自 然 ” 的 矛 盾 之 下 ， 人 們 開(kāi) 始 把 目光 從 傳 統(tǒng) 的 燃 油 汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 新 能 源 汽 車(chē) 。 我 國(guó) 作 為 能 源 消 費(fèi)大 國(guó) ， 發(fā) 展 新 能 源 汽 車(chē) 產(chǎn) 業(yè) 是 低 碳 經(jīng) 濟(jì) 時(shí) 代 必 然 的 選 擇 。我 國(guó) 是 一 個(gè) 世 界 汽 車(chē) 生

4、 產(chǎn) 和 銷(xiāo) 售 大 國(guó) ， 傳 統(tǒng) 汽 車(chē) 制 造 業(yè) 落后 于 國(guó) 外 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 ， 但 是 在 新 能 源 汽 車(chē) 研 發(fā) 領(lǐng) 域 ， 我 們 有成 本 和 市 場(chǎng) 優(yōu) 勢(shì) ， 在 技 術(shù) 水 平 及 產(chǎn) 業(yè) 化 方 面 ， 我 國(guó) 與 國(guó) 外基 本 處 于 同 一 起 跑 線(xiàn) 上 。 因 此 ， 新 能 源 汽 車(chē) 的 產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 展 也將 成 為 汽 車(chē) 行 業(yè) 的 新 導(dǎo) 向 。 本 章 主 要 對(duì) 新 能 源 汽 車(chē) 的 定 義 、 分 類(lèi) 和 發(fā) 展 以 及 相 關(guān) 的 政策 法 規(guī) 進(jìn) 行 簡(jiǎn) 單 的 介 紹 。 第 一 節(jié) 新 能 源 汽 車(chē) 的 定 義 與 分 類(lèi)

5、一 、 新 能 源 汽 車(chē) 的 定 義 新 能 源 又 稱(chēng) 非 常 規(guī) 能 源 ， 是 指 傳 統(tǒng) 能 源 之 外 的 各 種 能 源 形式 。 也 指 剛 開(kāi) 始 開(kāi) 發(fā) 利 用 或 正 在 積 極 研 究 、 有 待 推 廣 的 能源 ， 如 太 陽(yáng) 能 、 地 熱 能 、 風(fēng) 能 、 海 洋 能 、 生 物 質(zhì) 能 和 核 聚變 能 等 。 新 能 源 汽 車(chē) （ 英 文 名 稱(chēng) ： New energy vehicles） 是 指 采 用 非常 規(guī) 的 車(chē) 用 燃 料 （ 即 除 汽 油 、 柴 油 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 之 外 ） 作 為 動(dòng) 力來(lái) 源 （ 或 使 用 常 規(guī) 的 車(chē) 用 燃

6、料 、 采 用 新 型 車(chē) 載 動(dòng) 力 裝 置 ） ，綜 合 車(chē) 輛 的 動(dòng) 力 控 制 和 驅(qū) 動(dòng) 方 面 的 先 進(jìn) 技 術(shù) ， 形 成 的 技 術(shù)原 理 先 進(jìn) 、 具 有 新 技 術(shù) 、 新 結(jié) 構(gòu) 的 汽 車(chē) 。 二 、 新 能 源 汽 車(chē) 的 分 類(lèi) 1.混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 混 合 動(dòng) 力 是 指 那 些 采 用 傳 統(tǒng) 燃 料 的 ， 同 時(shí) 配 以 電 動(dòng) 機(jī) /發(fā) 動(dòng)機(jī) 來(lái) 改 善 低 速 動(dòng) 力 輸 出 和 燃 油 消 耗 的 車(chē) 型 。 按 照 燃 料 種 類(lèi)的 不 同 ， 主 要 又 可 以 分 為 汽 油 混 合 動(dòng) 力 和 柴 油 混 合 動(dòng) 力 兩種 。 2.

7、插 電 式 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) （ 增 程 式 、 插 電 式 ） 插 電 式 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 是 可 以 在 正 常 使 用 情 況 下 從 非 車(chē) 載 裝置 中 獲 取 電 能 ， 以 滿(mǎn) 足 車(chē) 輛 具 有 一 定 的 純 電 動(dòng) 續(xù) 駛 里 程 的混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) ， 可 分 為 增 程 式 混 合 動(dòng) 力 和 混 聯(lián) 插 電 式 混 合動(dòng) 力 汽 車(chē) 。 3.純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 顧 名 思 義 就 是 由 車(chē) 載 可 充 電 蓄 電 池 或 其 他 能 量 儲(chǔ)存 裝 置 提 供 電 能 、 由 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 的 汽 車(chē) 。 （ 1） 城 市 純 電

8、 動(dòng) 汽 車(chē) （ Urban Electric Vehicle,UEV） 城 市 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 車(chē) 速 和 續(xù) 駛 里 程 都 較 低 ， 適 合 于 城 市 短距 離 交 通 ， 主 要 車(chē) 型 是 小 型 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 和 城 市 公 交 車(chē) 。 （ 2） 全 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) （ All Electric Vehicle， AEV） 全 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 裝 有 足 夠 容 量 的 動(dòng) 力 電 池 ， 車(chē) 速 和 續(xù) 駛 里 程基 本 可 滿(mǎn) 足 日 常 較 遠(yuǎn) 距 離 的 行 駛 要 求 。 4.燃 料 電 池 汽 車(chē) 燃 料 電 池 汽 車(chē) 是 指 以 氫 氣 、

9、 甲 醇 等 為 燃 料 ， 通 過(guò) 化 學(xué) 反 應(yīng)產(chǎn) 生 電 流 ， 依 靠 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 的 汽 車(chē) 。 5.氫 動(dòng) 力 汽 車(chē) 氫 氣 不 含 碳 ， 燃 燒 后 不 增 加 大 氣 中 溫 室 氣 體 ， 而 且 可 以 通過(guò) 利 用 太 陽(yáng) 能 、 風(fēng) 能 等 可 再 生 能 源 電 解 水 得 到 ， 因 此 被 認(rèn)為 是 人 類(lèi) 的 終 極 能 源 。 6.天 然 氣 和 甲 醇 汽 車(chē) （ 1） 天 然 氣 汽 車(chē) 天 然 氣 汽 車(chē) 是 以 天 然 氣 為 燃 料 的 一 種 氣 體 燃 料 汽 車(chē) 。 天 然氣 的 甲 烷 含 量 一 般 在 90%以 上 ， 是 一 種

10、 很 好 的 汽 車(chē) 發(fā) 動(dòng) 機(jī)燃 料 。 按 照 所 使 用 天 然 氣 燃 料 狀 態(tài) 的 不 同 ， 天 然 氣 汽 車(chē) 可 以 分 為 ： 1） 壓 縮 天 然 氣 （ CNG） 汽 車(chē) 。 壓 縮 天 然 氣 是 指 壓 縮 到20.7 24.8 MPa的 天 然 氣 ， 儲(chǔ) 存 在 車(chē) 載 高 壓 氣 瓶 中 。 2） 液 化 天 然 氣 （ LNG） 汽 車(chē) 。 液 化 天 然 氣 是 指 常 壓 下 、溫 度 為 -162度 的 液 體 天 然 氣 ， 儲(chǔ) 存 于 車(chē) 載 絕 熱 氣 瓶 中 。 3） 液 化 石 油 氣 （ LPG） 是 一 種 在 常 溫 常 壓 下 為 氣

11、 態(tài) 的 烴 類(lèi)混 合 物 ， 比 空 氣 重 ， 有 較 高 的 辛 烷 值 ， 具 有 混 合 均 勻 、 燃燒 充 分 、 不 積 碳 、 不 稀 釋 潤(rùn) 滑 油 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 能 夠 延 長(zhǎng) 發(fā) 動(dòng) 機(jī)使 用 壽 命 ， 而 且 一 次 載 氣 量 大 、 行 駛 里 程 長(zhǎng) 。 （ 2)甲 醇 汽 車(chē) 甲 醇 汽 車(chē) 就 是 以 甲 醇 作 為 主 要 燃 料 的 汽 車(chē) ， 也 能 以 汽 油 或汽 油 -甲 醇 混 合 燃 料 為 燃 料 ， 是 一 種 甲 醇 -汽 油 燃 料 靈 活 轉(zhuǎn) 換的 具 有 節(jié) 能 環(huán) 保 科 技 含 量 的 新 型 汽 車(chē) ， 也 可 以 由

12、普 通 汽 車(chē)改 裝 而 成 。 第 二 節(jié) 我 國(guó) 新 能 源 汽 車(chē) 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 前 景 一 、 新 能 源 汽 車(chē) 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 進(jìn) 入 21世 紀(jì) 以 來(lái) ， 我 國(guó) 汽 車(chē) 產(chǎn) 業(yè) 高 速 發(fā) 展 ， 已 經(jīng) 成 為 世 界汽 車(chē) 生 產(chǎn) 和 銷(xiāo) 售 大 國(guó) 。 新 能 源 汽 車(chē) 方 面 ， 通 過(guò) 自 主 研 制 ，開(kāi) 發(fā) 出 混 合 動(dòng) 力 、 插 電 式 混 合 動(dòng) 力 、 純 電 動(dòng) 和 燃 料 電 池 汽車(chē) 等 各 類(lèi) 整 車(chē) 產(chǎn) 品 ， 形 成 了 多 品 種 、 全 系 列 的 各 類(lèi) 整 車(chē) 和零 部 件 生 產(chǎn) 及 配 套 體 系 ， 產(chǎn) 業(yè) 集

13、 中 度 不 斷 提 高 ， 產(chǎn) 品 技 術(shù)水 平 明 顯 提 升 ， 初 步 掌 握 了 電 動(dòng) 汽 車(chē) 整 車(chē) 設(shè) 計(jì) 、 系 統(tǒng) 集 成等 關(guān) 鍵 技 術(shù) ， 但 在 總 體 的 技 術(shù) 水 平 與 國(guó) 外 相 比 尚 存 在 較 大差 距 ， 特 別 是 產(chǎn) 品 工 程 化 能 力 亟 待 加 強(qiáng) 。 我 國(guó) 新 能 源 汽 車(chē) 也 在 快 速 發(fā) 展 ， 對(duì) 于 中 國(guó) 這 個(gè) 石 油 資 源 匱乏 和 環(huán) 境 壓 力 大 的 國(guó) 家 來(lái) 說(shuō) ， 大 力 發(fā) 展 新 能 源 汽 車(chē) 有 著 非常 重 大 的 現(xiàn) 實(shí) 意 義 和 戰(zhàn) 略 意 義 。 圖 1-8中 國(guó) 新 能 源 汽 車(chē)

14、 產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 展 路 線(xiàn) 全 景 圖 二 、 新 能 源 汽 車(chē) 的 發(fā) 展 前 景 1、 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 2、 插 電 式 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 3、 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 4、 燃 料 電 池 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 第 三 節(jié) 我 國(guó) 新 能 源 汽 車(chē) 的 政 策 、 法 規(guī) 和 標(biāo) 準(zhǔn) 從 2009年 2月 國(guó) 家 科 技 部 推 出 “ 十 城 千 輛 ” 計(jì) 劃 開(kāi) 始 ， 到2013年 9月 國(guó) 務(wù) 院 及 財(cái) 政 部 、 國(guó) 家 發(fā) 展 改 革 委 、 工 業(yè) 和 信 息化 部 已 經(jīng) 發(fā) 布 了 一 系 列 的 相 關(guān) 政 策

15、 法 規(guī) 。 電 動(dòng) 車(chē) 輛 現(xiàn) 有 標(biāo) 準(zhǔn) 體 系 ,自 “ 九 五 ” 以 來(lái) ， 組 織 制 定 并 由 標(biāo)準(zhǔn) 化 主 管 部 門(mén) 批 準(zhǔn) 發(fā) 布 電 動(dòng) 車(chē) 輛 相 關(guān) 的 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 和 行 業(yè) 標(biāo)準(zhǔn) 49項(xiàng) 。 第 四 節(jié) 國(guó) 內(nèi) 、 外 新 能 源 汽 車(chē) 一 覽 一 、 美 國(guó) 新 能 源 汽 車(chē) 1.凱 迪 拉 克 Escalade-混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 2.別 克 君 越 eAssist混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 二 、 德 國(guó) 新 能 源 汽 車(chē) 1.奔 馳 S400混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 2.寶 馬 i8混 合 動(dòng) 力 超 跑 車(chē) 3.大 眾 途 銳 混 合 動(dòng) 力

16、汽 車(chē) 4.奧 迪 Q5混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 三 、 日 本 新 能 源 汽 車(chē) 1. 雷 克 薩 斯 LS 600hL混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 2.豐 田 凱 美 瑞 尊 瑞 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 3.本 田 Insight混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 4.日 產(chǎn) 聆 風(fēng) 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 四 、 中 國(guó) 新 能 源 汽 車(chē) 1.上 汽 榮 威 E50純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 2.比 亞 迪 E6純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 3.長(zhǎng) 城 哈 弗 M3EV純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 4.沃 爾 沃 C30純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 五 、 韓 國(guó) 新 能 源 汽 車(chē) 2013現(xiàn) 代 索 納 塔 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 第 二

17、章 電 動(dòng) 汽 車(chē) 基 礎(chǔ) 蒸 汽 機(jī) 啟 動(dòng) 了 18世 紀(jì) 第 一 次 產(chǎn) 業(yè) 革 命 以 后 ， 19世 紀(jì) 末 到 20世 紀(jì) 上 半 葉 電 機(jī) 又 引 起 了 第 二 次 產(chǎn) 業(yè) 革 命 ， 使 人 類(lèi) 進(jìn) 入 了電 氣 化 時(shí) 代 。 20世 紀(jì) 下 半 葉 的 信 息 技 術(shù) 引 發(fā) 了 第 三 次 產(chǎn) 業(yè)革 命 ， 是 生 產(chǎn) 和 消 費(fèi) 從 工 業(yè) 化 向 自 動(dòng) 化 ， 智 能 化 時(shí) 代 轉(zhuǎn) 變 ；推 動(dòng) 了 新 一 代 高 性 能 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 系 統(tǒng) 與 伺 服 系 統(tǒng) 的 研 究 與 發(fā)展 。 21世 紀(jì) 伊 始 ， 世 界 汽 車(chē) 工 業(yè) 又 站 在 了 革

18、命 的 門(mén) 檻 上 ；電 動(dòng) 車(chē) （ 包 括 純 電 動(dòng) 車(chē) ， 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) ， 燃 料 電 池 電 動(dòng) 車(chē) ）概 念 的 提 出 ， 將 會(huì) 是 未 來(lái) 世 界 汽 車(chē) 工 業(yè) 發(fā) 展 的 新 方 向 。 不過(guò) 就 當(dāng) 今 世 界 科 技 水 平 來(lái) 說(shuō) ， 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 電 動(dòng) 機(jī) 、 蓄 電 池等 核 心 的 研 究 更 具 有 現(xiàn) 實(shí) 意 義 ， 應(yīng) 該 作 為 新 能 源 汽 車(chē) 發(fā) 展新 方 向 的 第 一 步 。 第 一 節(jié) 電 動(dòng) 機(jī) 一 、 電 動(dòng) 汽 車(chē) 電 動(dòng) 機(jī) 相 關(guān) 的 概 念 1.電 動(dòng) 機(jī) 的 定 義 電 動(dòng) 機(jī) （ Motors） 是 把 電

19、 能 轉(zhuǎn) 換 成 機(jī) 械 能 的 一 種 設(shè) 備 。 它是 利 用 通 電 線(xiàn) 圈 （ 也 就 是 定 子 繞 組 ） 產(chǎn) 生 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 并 作 用于 轉(zhuǎn) 子 鼠 籠 式 閉 合 鋁 框 形 成 磁 電 動(dòng) 力 旋 轉(zhuǎn) 扭 矩 。 2.負(fù) 載 性 質(zhì) 負(fù) 載 性 質(zhì) 是 指 負(fù) 載 類(lèi) 型 及 其 機(jī) 械 特 性 ， 是 連 續(xù) 運(yùn) 行 的 負(fù) 載還 是 斷 續(xù) 運(yùn) 行 的 負(fù) 載 ， 是 恒 定 的 力 矩 ， 還 是 變 化 的 力 矩 ，是 恒 轉(zhuǎn) 速 運(yùn) 行 還 是 變 速 運(yùn) 行 等 。 3.負(fù) 載 容 量 負(fù) 載 容 量 是 針 對(duì) 電 動(dòng) 機(jī) 功 率 和 轉(zhuǎn) 矩 的 大 小

20、 而 確 定 ， 電 機(jī) 功率 的 選 擇 應(yīng) 滿(mǎn) 足 配 套 機(jī) 械 負(fù) 載 必 需 的 容 量 ， 不 要 過(guò) 大 也 不可 以 過(guò) 小 。 二 、 電 動(dòng) 汽 車(chē) 用 電 動(dòng) 機(jī) 分 類(lèi) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 機(jī) 種 類(lèi) ： 三 、 電 動(dòng) 汽 車(chē) 常 用 的 電 動(dòng) 機(jī) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 主 要 包 括 直 流 電 機(jī) 和 交 流 電 機(jī) ， 目 前 廣泛 使 用 的 交 流 電 機(jī) 有 ： 交 流 感 應(yīng) 電 機(jī) 、 開(kāi) 關(guān) 磁 阻 電 機(jī) 和 永磁 電 機(jī) （ 包 括 無(wú) 刷 直 流 電 機(jī) 和 永 磁 同 步 電 機(jī) ） 。 1.直 流 電 動(dòng) 機(jī) （ D

21、CM） 1） 定 義 ： 直 流 電 動(dòng) 機(jī) （ direct current motor， DC motor） 將 直 流 電 能轉(zhuǎn) 換 為 機(jī) 械 能 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 裝 置 。 電 動(dòng) 機(jī) 定 子 提 供 磁 場(chǎng) ， 直 流 電源 向 轉(zhuǎn) 子 的 繞 組 提 供 電 流 ， 換 向 器 使 轉(zhuǎn) 子 電 流 與 磁 場(chǎng) 產(chǎn) 生的 轉(zhuǎn) 矩 保 持 方 向 不 變 。 2） 特 點(diǎn) （ 1） 調(diào) 速 性 能 好 。 （ 2） 起 動(dòng) 力 矩 大 。 （ 3） 高 速 性 能 不 佳 。 3） 構(gòu) 造 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 分 為 定 子 與 轉(zhuǎn) 子 兩 部 分 。 2.交 流 感 應(yīng) 電

22、 動(dòng) 機(jī) （ induction motor） 1） 交 流 感 應(yīng) 電 動(dòng) 機(jī) 定 義 交 流 感 應(yīng) 電 動(dòng) 機(jī) 又 稱(chēng) 交 流 異 步 電 動(dòng) 機(jī) ， 由 定 子 繞 組 形 成 的旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 與 轉(zhuǎn) 子 繞 組 中 感 應(yīng) 電 流 的 磁 場(chǎng) 相 互 作 用 而 產(chǎn) 生 電磁 轉(zhuǎn) 矩 驅(qū) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 子 旋 轉(zhuǎn) 的 交 流 電 動(dòng) 機(jī) 。 2） 特 點(diǎn) 交 流 感 應(yīng) 電 動(dòng) 機(jī) 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 堅(jiān) 固 耐 用 、 成 本 低 廉 、 運(yùn)行 可 靠 、 低 轉(zhuǎn) 矩 脈 動(dòng) 和 低 噪 音 特 點(diǎn) 。 近 年 來(lái) 被 廣 泛 應(yīng) 用 于汽 車(chē) 。 最 大 缺 點(diǎn) 是 驅(qū) 動(dòng)

23、電 路 復(fù) 雜 ， 相 對(duì) 于 永 磁 電 機(jī) 而 言 ，感 應(yīng) 電 機(jī) （ 異 步 電 機(jī) ） 效 率 和 功 率 密 度 偏 低 。 3） 工 作 原 理 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 定 子 上 有 三 相 對(duì) 稱(chēng) 的 交 流 繞 組 ， 三 相 對(duì) 稱(chēng) 交 流繞 組 通 入 三 相 對(duì) 稱(chēng) 交 流 電 流 時(shí) ， 將 在 電 機(jī) 氣 隙 空 間 產(chǎn) 生 旋轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) ， 轉(zhuǎn) 子 繞 組 的 導(dǎo) 體 處 于 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 中 ， 轉(zhuǎn) 子 導(dǎo) 體 切 割磁 力 線(xiàn) ， 并 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 動(dòng) 勢(shì) ， 判 斷 感 應(yīng) 電 動(dòng) 勢(shì) 方 向 。 轉(zhuǎn) 子導(dǎo) 體 通 過(guò) 端 環(huán) 自 成 閉 路 ， 并

24、通 過(guò) 感 應(yīng) 電 流 。 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 的設(shè) 計(jì) 、 生 產(chǎn) 特 別 要 注 意 標(biāo) 準(zhǔn) 化 、 系 列 化 、 通 用 化 。 3.永 磁 無(wú) 刷 電 動(dòng) 機(jī) 簡(jiǎn) 介 與 傳 統(tǒng) 的 電 勵(lì) 磁 電 動(dòng) 機(jī) 相 比 ， 永 磁 電 動(dòng) 機(jī) 特 別 是 稀 土 永 磁電 動(dòng) 機(jī) 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 運(yùn) 行 可 靠 、 體 積 小 、 質(zhì) 量 小 、 損 耗少 、 效 率 高 ， 以 及 電 動(dòng) 機(jī) 的 形 狀 和 尺 寸 可 以 靈 活 多 樣 等 顯著 優(yōu) 點(diǎn) 。 4.開(kāi) 關(guān) 磁 阻 電 動(dòng) 機(jī) 1） 開(kāi) 關(guān) 磁 阻 電 動(dòng) 機(jī) 的 定 義 開(kāi) 關(guān) 磁 阻 電 動(dòng) 機(jī) （ S

25、witched Reluctance Drive ： SRD） 是 繼變 頻 調(diào) 速 系 統(tǒng) 、 無(wú) 刷 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 調(diào) 速 系 統(tǒng) 之 后 發(fā) 展 起 來(lái) 的最 新 一 代 無(wú) 級(jí) 調(diào) 速 系 統(tǒng) ， 是 集 現(xiàn) 代 微 電 子 技 術(shù) 、 數(shù) 字 技 術(shù) 、電 力 電 子 技 術(shù) 、 紅 外 光 電 技 術(shù) 及 現(xiàn) 代 電 磁 理 論 、 設(shè) 計(jì) 和 制作 技 術(shù) 為 一 體 的 光 、 機(jī) 、 電 一 體 化 高 新 技 術(shù) 。 2） 系 統(tǒng) 特 點(diǎn) 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ； 電 動(dòng) 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 成 本 低 、 可 用 于 高 速 運(yùn) 轉(zhuǎn) 。 起 動(dòng) 優(yōu) 點(diǎn) ； 起 動(dòng) 轉(zhuǎn)

26、 矩 大 ， 起 動(dòng) 電 流 低 。 頻 繁 起 停 ； 適 用 于 頻 繁 起 停 及 正 反 向 轉(zhuǎn) 換 運(yùn) 行 。 性 能 好 ； 可 控 參 數(shù) 多 ， 調(diào) 速 性 能 好 。 效 率 高 損 耗 小 ； 效 率 高 ， 損 耗 小 。 缺 點(diǎn) ： 轉(zhuǎn) 矩 脈 沖 大 ， 噪 音 大 ， 相 對(duì) 于 永 磁 電 機(jī) 而 言 ， 功 率密 度 和 效 率 偏 低 。 5.永 磁 電 機(jī) 永 磁 電 機(jī) 包 括 反 電 動(dòng) 勢(shì) 為 方 波 的 無(wú) 刷 直 流 電 機(jī) 和 反 電 動(dòng)勢(shì) 為 正 反 弦 波 的 永 磁 同 步 電 機(jī) 。 1） 無(wú) 刷 直 流 電 機(jī) 無(wú) 刷 直 流 電 機(jī)

27、具 有 高 轉(zhuǎn) 矩 密 度 、 高 功 率 密 度 、 位 置 檢 測(cè) 和控 制 方 法 簡(jiǎn) 單 、 效 率 高 優(yōu) 點(diǎn) 。 2） 永 磁 同 步 電 機(jī) 永 磁 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 的 運(yùn) 行 原 理 與 電 勵(lì) 磁 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 相 同 ， 但它 以 永 磁 體 提 供 的 磁 通 替 代 后 者 的 勵(lì) 磁 繞 組 勵(lì) 磁 ， 使 電 動(dòng)機(jī) 結(jié) 構(gòu) 較 為 簡(jiǎn) 單 ， 降 低 了 加 工 和 裝 配 費(fèi) 用 ， 且 省 去 了 容 易出 問(wèn) 題 的 集 電 環(huán) 和 電 刷 ， 提 高 了 電 動(dòng) 機(jī) 運(yùn) 行 的 可 靠 性 ； 永 磁 同 步 電 機(jī) 有 如 下 的 特 點(diǎn) : （

28、 l） 高 起 動(dòng) 力 矩 、 高 過(guò) 載 能 力 （ 2） 運(yùn) 行 效 率 高 、 節(jié) 能 效 果 尤 為 明 顯 四 、 電 動(dòng) 汽 車(chē) 電 動(dòng) 機(jī) 的 選 用 策 略 車(chē) 用 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 應(yīng) 滿(mǎn) 足 如 下 要 求 ： 1.體 積 小 ， 質(zhì) 量 輕 2.在 整 個(gè) 運(yùn) 行 范 圍 內(nèi) 的 高 效 率 。 3.低 速 大 轉(zhuǎn) 矩 特 性 及 寬 范 圍 恒 功 率 特 性 4.良 好 的 環(huán) 境 適 應(yīng) 性 和 高 可 靠 性 。 5.價(jià) 格 低 第 三 節(jié) 蓄 電 池 一 、 電 池 的 定 義 與 分 類(lèi) 1、 電 池 的 定 義 電 池 （ Battery） 指 盛 有 電 解

29、 質(zhì) 溶 液 和 金 屬 電 極 以 產(chǎn) 生 電 流的 杯 、 槽 或 其 他 容 器 或 復(fù) 合 容 器 的 部 分 空 間 。 2、 電 池 的 記 憶 效 應(yīng) 和 消 除 方 法 如 果 電 池 屬 鎳 鎘 電 池 ， 長(zhǎng) 期 不 徹 底 充 、 放 電 ， 會(huì) 在 電 池 內(nèi)留 下 痕 跡 ， 降 低 電 池 容 量 ， 這 種 現(xiàn) 象 被 稱(chēng) 為 電 池 記 憶 效 應(yīng) 。 3、 電 池 的 分 類(lèi) 電 池 的 分 類(lèi) 有 不 同 的 方 法 ， 其 分 類(lèi) 方 法 大 體 上 可 分 為 四 大類(lèi) ：1） 按 電 解 液 種 類(lèi) 分 類(lèi) 2） 按 工 作 性 質(zhì) 分 類(lèi) 3） 按

30、貯 存 方 式 劃 分 4） 按 電 池 所 用 正 、 負(fù) 極 材 料 劃 分 圖 2-6化 學(xué) 蓄 電 池 的 分 類(lèi) 3.電 池 主 要 性 能 指 標(biāo) 比 能 量 能 量 密 度 比 功 率 功 率 密 度 壽 命 充 放 電 效 率 自 放 電 率 按 一 定 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 律 的 放 電 二 、 電 動(dòng) 汽 車(chē) 常 用 的 蓄 電 池 1、 動(dòng) 力 電 池 的 定 義 動(dòng) 力 電 池 即 為 工 具 提 供 動(dòng) 力 來(lái) 源 的 電 源 ， 多 指 為 電 動(dòng) 汽 車(chē) 、電 動(dòng) 列 車(chē) 、 電 動(dòng) 自 行 車(chē) 、 高 爾 夫 球 車(chē) 提 供 動(dòng) 力 的 蓄 電 池 。動(dòng) 力 電 池 組

31、 是 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 關(guān) 鍵 裝 備 ， 它 儲(chǔ) 存 的 電 能 、 質(zhì) 量和 體 積 ， 對(duì) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 性 能 起 到 決 定 性 的 影 響 。 2、 動(dòng) 力 電 池 的 分 類(lèi) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 動(dòng) 力 電 池 可 以 分 為 二 次 電 池 、 超 級(jí) 電 容 器 和 飛輪 電 池 三 大 類(lèi) 。 二 次 電 池 -也 稱(chēng) 可 充 電 電 池 。 主 要 有 鉛 酸 蓄 電 池 、 鎳 -氫電 池 、 鋰 離 子 電 池 、 鎳 -金 屬 氫 化 物 電 池 。 超 級(jí) 電 容 器 -又 叫 電 化 學(xué) 電 容 器 ， 是 新 型 雙 電 層 電 容 器 ，具 有 電

32、容 量 大 的 特 點(diǎn) 飛 輪 電 池 -亦 稱(chēng) 飛 輪 儲(chǔ) 能 器 ， 利 用 飛 輪 高 速 旋 轉(zhuǎn) 儲(chǔ) 存 和 釋放 電 能 的 裝 置 。 3、 電 動(dòng) 汽 車(chē) 常 用 的 蓄 電 池 目 前 ， 在 電 動(dòng) 汽 車(chē) 上 使 用 的 蓄 電 池 主 要 是 鉛 酸 電 池 、 鎳 氫電 池 （ MH-Ni） 和 鋰 離 子 電 池 ， 如 克 萊 斯 勒 ESX2采 用 鉛 酸電 池 ， 豐 田 Prius和 本 田 Insight用 鎳 氫 電 池 ， 日 產(chǎn) Tino用 鋰離 子 電 池 。 1. 鉛 蓄 電 池 鉛 蓄 電 池 可 分 為 兩 類(lèi) ： 注 水 式 鉛 蓄 電 池

33、和 閥 控 式 鉛 蓄 電 池 。 2.鎳 氫 電 池 鎳 氫 電 池 是 90年 代 發(fā) 展 起 來(lái) 的 一 種 新 型 電 池 。 它 的 正 極 活性 物 質(zhì) 主 要 由 鎳 制 成 ， 負(fù) 極 活 性 物 質(zhì) 主 要 由 貯 氫 合 金 制 成 ，是 一 種 堿 性 蓄 電 池 。 3. 鋰 離 子 電 池 鋰 離 子 電 池 是 1990年 由 日 本 索 尼 公 司 首 先 推 向 市 場(chǎng) 的 新 型高 能 蓄 電 池 。 鋰 離 子 電 池 具 有 工 作 電 壓 高 、 比 能 量 高 、 充 放 電 壽 命 長(zhǎng) 、無(wú) 記 憶 效 應(yīng) 、 無(wú) 污 染 、 快 速 充 電 、 自

34、 放 電 率 低 、 工 作 溫 度范 圍 寬 、 安 全 可 靠 和 能 夠 制 造 成 任 意 形 狀 等 優(yōu) 點(diǎn) 。 主 要 集中 在 大 容 量 、 長(zhǎng) 壽 命 和 安 全 性 三 個(gè) 方 面 。 三 、 蓄 電 池 能 量 管 理 技 術(shù) 目 前 ， 蓄 電 池 能 量 管 理 技 術(shù) 是 混 合 動(dòng) 力 汽 車(chē) 的 關(guān) 鍵 技 術(shù) 之一 。 通 常 ， 能 量 管 理 技 術(shù) 決 定 了 蓄 電 池 的 使 用 壽 命 以 及 充放 電 速 度 等 技 術(shù) 指 標(biāo) 。 蓄 電 池 能 量 管 理 系 統(tǒng) 直 接 檢 測(cè) 及 管 理 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 儲(chǔ) 能 電 池運(yùn) 行 全 過(guò)

35、程 ， 包 括 蓄 電 池 充 放 電 過(guò) 程 管 理 、 電 池 溫 度 檢 測(cè) 、電 池 電 壓 電 流 檢 測(cè) 、 電 量 估 計(jì) 、 單 體 電 池 故 障 診 斷 等 幾 個(gè)方 面 。 第 四 節(jié) 其 他 類(lèi) 型 動(dòng) 力 蓄 電 池 一 、 超 級(jí) 電 容 器 超 級(jí) 電 容 器 從 儲(chǔ) 能 機(jī) 理 上 面 分 的 話(huà) ， 超 級(jí) 電 容 器 分 為雙 層 電 容 器 和 贗 電 容 器 。 是 一 種 新 型 儲(chǔ) 能 裝 置 ， 它 具有 充 電 時(shí) 間 短 、 使 用 壽 命 長(zhǎng) 、 溫 度 特 性 好 、 節(jié) 約 能 源和 綠 色 環(huán) 保 等 特 點(diǎn) 。 超 級(jí) 電 容 器 用

36、 途 廣 泛 。 超 級(jí) 電 容 器 （ supercapacitor， ultracapacitor） ， 又 叫 雙電 層 電 容 器 （ Electrical Double-Layer Capacitor） 、 電 化學(xué) 電 容 器 （ Electrochemcial Capacitor， EC） ， 黃 金 電容 、 法 拉 電 容 ， 通 過(guò) 極 化 電 解 質(zhì) 來(lái) 儲(chǔ) 能 。 1） 充 放 電 時(shí) 間 超 級(jí) 電 容 器 可 以 快 速 充 放 電 ， 峰 值 電 流 僅 受 其 內(nèi) 阻 限制 ， 甚 至 短 路 也 不 是 致 命 的 。 實(shí) 際 上 決 定 于 電 容 器 單體

37、 大 小 ， 對(duì) 于 匹 配 負(fù) 載 ， 小 單 體 可 放 10A， 大 單 體 可放 1000A。 2） 優(yōu) 點(diǎn) 在 很 小 的 體 積 下 達(dá) 到 法 拉 級(jí) 的 電 容 量 ； 無(wú) 須 特 別 的 充電 電 路 和 控 制 放 電 電 路 ； 和 電 池 相 比 過(guò) 充 、 過(guò) 放 都 不對(duì) 其 壽 命 構(gòu) 成 負(fù) 面 影 響 ； 從 環(huán) 保 的 角 度 考 慮 ， 它 是 一種 綠 色 能 源 ； 超 級(jí) 電 容 器 可 焊 接 ， 因 而 不 存 在 像 電 池接 觸 不 牢 固 等 問(wèn) 題 ； 3） 缺 點(diǎn) 如 果 使 用 不 當(dāng) 會(huì) 造 成 電 解 質(zhì) 泄 漏 等 現(xiàn) 象 ；

38、和 鋁 電 解 電容 器 相 比 ， 它 內(nèi) 阻 較 大 ， 因 而 不 可 以 用 于 交 流 電 路 ； 4） 超 級(jí) 電 容 器 與 電 池 的 比 較 的 優(yōu) 點(diǎn) 超 級(jí) 電 容 器 不 同 于 電 池 ， 在 某 些 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 ， 它 可 能 優(yōu)于 電 池 。 有 時(shí) 將 兩 者 結(jié) 合 起 來(lái) ， 將 電 容 器 的 功 率 特 性和 電 池 的 高 能 量 存 儲(chǔ) 結(jié) 合 起 來(lái) ， 不 失 為 一 種 更 好 的 途徑 。 5） 應(yīng) 用 前 景 二 、 飛 輪 電 池 技 術(shù) 飛 輪 電 池 是 90年 代 才 提 出 的 新 概 念 電 池 ， 它 突 破 了 化學(xué) 電

39、 池 的 局 限 ， 用 物 理 方 法 實(shí) 現(xiàn) 儲(chǔ) 能 。 1、 飛 輪 電 池 的 能 量 傳 遞 模 式 飛 輪 儲(chǔ) 能 電 池 系 統(tǒng) 包 括 三 個(gè) 核 心 部 分 ： 一 個(gè) 飛 輪 ， 電動(dòng) 機(jī) 發(fā) 電 機(jī) 和 電 力 電 子 變 換 裝 置 。 2、 飛 輪 電 池 的 基 本 工 作 原 理 基 本 工 作 原 理 ： 飛 輪 電 池 中 有 一 個(gè) 電 機(jī) ， 充 電 時(shí) 該 電機(jī) 以 電 動(dòng) 機(jī) 形 式 運(yùn) 轉(zhuǎn) ， 在 外 電 源 的 驅(qū) 動(dòng) 下 ， 電 機(jī) 帶 動(dòng)飛 輪 高 速 旋 轉(zhuǎn) ， 將 外 界 輸 入 的 電 能 通 過(guò) 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 化 為飛 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的

40、 動(dòng) 能 儲(chǔ) 存 起 來(lái) ； 當(dāng) 外 界 需 要 電 能 時(shí) ， 又 通過(guò) 發(fā) 電 機(jī) 將 飛 輪 的 動(dòng) 能 轉(zhuǎn) 化 為 電 能 ， 輸 出 到 外 部 負(fù) 載 。 3、 飛 輪 電 池 的 優(yōu) 點(diǎn) 飛 輪 電 池 兼 顧 了 化 學(xué) 電 池 、 燃 料 電 池 和 超 導(dǎo) 電 池 等 儲(chǔ)能 裝 置 的 諸 多 優(yōu) 點(diǎn) ， 主 要 表 如 下 幾 個(gè) 方 面 ： （ 1） 能 量 密 度 高 （ 2） 能 量 轉(zhuǎn) 換 效 率 高 （ 3） 體 積 小 、 重 量 輕 （ 4） 工 作 溫 度 范 圍 寬 （ 5） 使 用 壽 命 長(zhǎng) （ 6） 低 損 耗 、 低 維 護(hù) 4、 飛 輪 電 池

41、 的 應(yīng) 用 三 、 磷 酸 亞 鐵 鋰 電 池 磷 酸 亞 鐵 鋰 （ LiFeP ） 為 近 年 來(lái) 新 開(kāi) 發(fā) 的 鋰 離 子 電 池電 極 材 料 ， 人 們 習(xí) 慣 稱(chēng) 其 為 磷 酸 鐵 鋰 。 作 為 正 極 活 性物 質(zhì) 使 用 ， 主 要 用 于 動(dòng) 力 鋰 離 子 電 池 ， 憑 借 其 良 好 的性 能 ， 在 電 動(dòng) 汽 車(chē) 上 具 有 較 好 的 發(fā) 展 前 景 。 LiFeP 電 池 的 工 作 原 理 是 ： 電 池 充 電 時(shí) ， 正 極 材 料 中的 鋰 離 子 脫 出 來(lái) ， 經(jīng) 過(guò) 電 解 液 ， 穿 過(guò) 隔 膜 進(jìn) 入 到 負(fù) 極材 料 中 ； 電 池

42、放 電 時(shí) ， 鋰 離 子 又 從 負(fù) 極 中 脫 出 來(lái) ， 經(jīng)過(guò) 電 解 液 ， 穿 過(guò) 隔 膜 回 到 正 極 材 料 中 。 目 前 磷 酸 鐵 鋰 正 極 材 料 具 有 以 下 的 優(yōu) 點(diǎn) ： （ 1） 優(yōu) 良 的 安 全 性 （ 2） 對(duì) 環(huán) 境 友 好 （ 3） 耐 過(guò) 充 性 能 優(yōu) 良 （ 4） 高 的 可 逆 容 量 （ 5） 工 作 電 壓 適 中 （ 6） 電 壓 平 臺(tái) 特 性 好 ， 非 常 平 穩(wěn) （ 7） 與 大 多 數(shù) 電 解 液 系 統(tǒng) 兼 容 性 好 ， 儲(chǔ) 存 性 能 好 （ 8） 無(wú) 記 憶 效 應(yīng) （ 9） 結(jié) 構(gòu) 穩(wěn) 定 ， 循 環(huán) 壽 命 長(zhǎng)

43、10） 可 以 大 電 流 充 電 （ 11） 充 電 時(shí) 體 積 略 有 減 小 ， 與 碳 基 負(fù) 極 材 料 配 合 時(shí)的 體 積 效 應(yīng) 好 。 第 四 節(jié) 逆 變 器 與 變 頻 器 一 、 逆 變 器 及 其 控 制 技 術(shù) 1.逆 變 器 的 概 念 及 工 作 原 理 逆 變 器 （ inverter） 是 把 直 流 電 能 （ 電 池 、 蓄 電 瓶 ） 轉(zhuǎn)變 成 交 流 電 （ 一 般 為 220V， 50Hz正 弦 波 ） 。 它 由 逆 變橋 、 控 制 邏 輯 和 濾 波 電 路 組 成 。 2.逆 變 器 的 分 類(lèi) 1） 按 波 弦 性 質(zhì) 主 要 分 兩 類(lèi)

44、， 一 類(lèi) 是 正 弦 波 逆 變 器 ， 另 一 類(lèi) 是 方 波 逆變 器 。 2） 按 照 源 流 性 質(zhì) （ 1） 有 源 逆 變 器 （ 2） 無(wú) 源 逆 變 器 3.逆 變 器 控 制 技 術(shù) （ 1） 開(kāi) 環(huán) 和 單 電 壓 環(huán) 控 制 技 術(shù) 1） 系 統(tǒng) 動(dòng) 態(tài) 響 應(yīng) 速 度 緩 慢 : 2） 負(fù) 載 適 應(yīng) 性 差 : （ 2） 電 壓 電 流 雙 環(huán) 反 饋 控 制 技 術(shù) 二 、 變 頻 器 及 其 控 制 方 式 1.變 頻 器 的 概 念 及 工 作 原 理 變 頻 器 （ Variable-frequency Drive， VFD） 是 應(yīng) 用 變 頻技 術(shù) 與

45、微 電 子 技 術(shù) ， 通 過(guò) 改 變 電 機(jī) 工 作 電 源 頻 率 方 式來(lái) 控 制 交 流 電 動(dòng) 機(jī) 的 電 力 控 制 設(shè) 備 。 變 頻 器 主 要 由 整流 （ 交 流 變 直 流 ） 、 濾 波 、 逆 變 （ 直 流 變 交 流 ） 、 制動(dòng) 單 元 、 驅(qū) 動(dòng) 單 元 、 檢 測(cè) 單 元 微 處 理 單 元 等 組 成 。 2.變 頻 器 的 分 類(lèi) 目 前 主 要 分 為 交 直 交 變 頻 器 和 交 交 變 頻 器 兩 大 類(lèi) 。 （ 1） 交 一 直 一 交 變 頻 器 1） 可 控 整 流 器 調(diào) 壓 、 逆 變 器 調(diào) 頻 方 式 。 2)不 控 整 流 器 整

46、 流 、 斬 波 器 調(diào) 壓 、 逆 變 器 調(diào) 頻 方 式 。 3)不 控 整 流 器 整 流 、 脈 寬 調(diào) 制 型 (WPM)逆 變 器 同 時(shí) 實(shí) 現(xiàn) 調(diào)壓 調(diào) 頻 方 式 。 （ 2） 交 一 交 變 頻 器 交 一 交 變 頻 器 可 直 接 將 電 網(wǎng) 頻 率 交 流 變 成 頻 率 可 調(diào) 交 流 ,無(wú)需 中 間 直 流 環(huán) 節(jié) ,從 而 可 提 高 整 個(gè) 變 頻 裝 置 的 變 換 效 率 。 3.變 頻 器 控 制 方 式 (1)正 弦 脈 寬 調(diào) 制 （ SPWM） 控 制 方 式 (2) 電 壓 空 間 矢 量 （ SVPWM） 控 制 方 式 (3) 矢 量 控 制

47、 （ VC） 方 式 (4) 直 接 轉(zhuǎn) 矩 控 制 （ DTC） 方 式 第 五 節(jié) 空 調(diào) 與 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 一 、 電 動(dòng) 汽 車(chē) 空 調(diào) 系 統(tǒng) 汽 車(chē) 空 調(diào) 的 功 能 就 是 把 車(chē) 廂 內(nèi) 的 溫 度 、 濕 度 、 空 氣 清潔 度 及 空 氣 流 動(dòng) 性 保 持 在 使 人 感 覺(jué) 舒 適 的 狀 態(tài) 。 （ 一 ） 電 動(dòng) 汽 車(chē) 空 調(diào) 系 統(tǒng) 研 究 現(xiàn) 狀 （ 二 ） 電 動(dòng) 汽 車(chē) 空 調(diào) 系 統(tǒng) 分 類(lèi) 和 工 作 原 理 根 據(jù) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 特 有 性 質(zhì) ， 目 前 電 動(dòng) 汽 車(chē) 空 調(diào) 可 采 用 熱電 （ 偶 ） 空 調(diào) 系 統(tǒng) 和 電 動(dòng) 熱

48、泵 型 空 調(diào) 系 統(tǒng) 。 1、 熱 電 （ 偶 ） 電 動(dòng) 汽 車(chē) 空 調(diào) 系 統(tǒng) 該 項(xiàng) 技 術(shù) 具 有 很 多 適 合 電 動(dòng) 汽 車(chē) 使 用 的 特 點(diǎn) ， 并 且 與傳 統(tǒng) 機(jī) 械 壓 縮 式 空 調(diào) 系 統(tǒng) 相 比 ， 熱 電 空 氣 調(diào) 節(jié) 具 有 以下 特 點(diǎn) : （ 1） 熱 電 元 件 工 作 需 要 直 流 電 源 ； （ 2） 改 變 電 流 方 向 即 可 產(chǎn) 生 制 冷 、 制 熱 的 逆 效 果 ； （ 3） 熱 電 制 冷 片 熱 慣 性 非 常 小 ， 制 冷 時(shí) 間 很 短 ， 在 熱端 散 熱 良 好 冷 端 空 載 的 情 況 下 ， 通 電 不 到 一

49、 分 鐘 ， 制冷 片 就 能 達(dá) 到 最 大 溫 差 ； （ 4） 調(diào) 節(jié) 組 件 工 作 電 流 的 大 小 即 可 調(diào) 節(jié) 制 冷 速 度 和 溫度 ， 溫 度 控 制 精 度 可 達(dá) 0.001 ， 并 且 容 易 實(shí) 現(xiàn) 能 量 的連 續(xù) 調(diào) 節(jié) ； （ 5） 在 正 確 設(shè) 計(jì) 和 應(yīng) 用 條 件 下 ， 其 制 冷 效 率 可 達(dá) 90%以 上 ， 而 制 熱 效 率 遠(yuǎn) 大 于 1； （ 6） 體 積 小 、 重 量 輕 、 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 有 利 于 減 小 電 動(dòng) 汽車(chē) 的 整 備 質(zhì) 量 ;可 靠 性 高 、 壽 命 長(zhǎng) 并 且 維 護(hù) 方 便 ， 沒(méi) 有轉(zhuǎn) 動(dòng) 部

50、件 ， 因 此 無(wú) 振 動(dòng) 、 無(wú) 摩 擦 、 無(wú) 噪 聲 且 耐 沖 擊 。 2、 熱 泵 型 電 動(dòng) 汽 車(chē) 空 調(diào) 系 統(tǒng) 該 熱 泵 型 空 調(diào) 系 統(tǒng) 是 在 原 有 燃 油 汽 車(chē) 上 進(jìn) 行 改 進(jìn) 的 ，壓 縮 機(jī) 是 由 永 磁 直 流 無(wú) 刷 電 機(jī) 直 接 驅(qū) 動(dòng) ， 該 系 統(tǒng) 與 普通 的 熱 泵 空 調(diào) 系 統(tǒng) 并 無(wú) 本 質(zhì) 區(qū) 別 ， 由 于 在 電 動(dòng) 車(chē) 上 使用 ， 壓 縮 機(jī) 等 主 要 部 件 有 其 特 殊 性 。 二 、 電 動(dòng) 汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 1.PRIUS汽 車(chē) 的 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) （ 1） 轉(zhuǎn) 向 器 （ 2） 助 力

51、 電 動(dòng) 機(jī) 總 成 （ 3） 轉(zhuǎn) 矩 傳 感 器 （ 二 ） 電 動(dòng) 汽 車(chē) 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 優(yōu) 點(diǎn) (1)更 加 節(jié) 省 能 源 和 環(huán) 保 。 (2)助 力 效 果 相 對(duì) 更 好 。 (3)質(zhì) 量 大 大 減 輕 (4)安 全 性 能 更 好 。 (5)提 高 了 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 回 正 性 能 。 第三章 純電動(dòng)汽車(chē) 第 一 節(jié) 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 結(jié) 構(gòu) 及 其 行 駛 性 能 一 、 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 定 義 ： 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) （ BladeElectricVehicles，簡(jiǎn) 稱(chēng) BEV） 是 指 以 車(chē) 載

52、電 源 （ 如 鉛 酸 電 池 、 鎳 鎘 電 池 、鎳 氫 電 池 或 鋰 離 子 電 池 ） 為 動(dòng) 力 ， 用 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 車(chē) 輪 行駛 ， 符 合 道 路 交 通 、 安 全 法 規(guī) 各 項(xiàng) 要 求 的 車(chē) 輛 。 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 結(jié) 構(gòu) 可 分 為 三 個(gè) 子 系 統(tǒng) ， 即 電 力 驅(qū) 動(dòng) 子 系 統(tǒng) 、 主 能 源 子 系 統(tǒng) 和 輔 助 控 制 子 系 統(tǒng) 。 （ 如 右 圖 所 示 ） 二 、 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 電 驅(qū) 動(dòng) 的 典 型 結(jié) 構(gòu) 形 式根 據(jù) 目 前 普 遍 接 受 的 按 照 動(dòng) 力 驅(qū) 動(dòng) 系 統(tǒng)的 不 同 進(jìn) 行 分 類(lèi) 的 典 型 結(jié)構(gòu) 形

53、 式 ， 大 體 分 為 六 種 。（ 如 右 圖 所 示 ） （ C-離 合 器 D-差 速 器 G-變 速 器 M-電 動(dòng) 機(jī) FG-定 速 比 減 速 器 GB-變 速 器 ） 電 驅(qū) 動(dòng) 的 典 型 結(jié) 構(gòu) 形 式 三 、 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 動(dòng) 力 性 能1） 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 驅(qū) 動(dòng) 力電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 電 動(dòng) 機(jī) 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 M， 使 驅(qū) 動(dòng) 輪 與 地 面 間 產(chǎn) 生 相 互 作 用 ， 從 而地 面 給 車(chē) 輪 產(chǎn) 生 一 個(gè) 反 向 的 作 用 力 Ft， Ft汽 車(chē) 前 進(jìn) 方 向 一 致 ， 因 而 Ft即 為驅(qū) 動(dòng) 力 。 所 以 有式 中 Ft 驅(qū)

54、動(dòng) 力 （ N） ；M 電 動(dòng) 機(jī) 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm） ；ig 減 速 器 或 者 變 速 器 傳 動(dòng) 比 ；i0 主 減 速 器 傳 動(dòng) 比 ； 電 動(dòng) 汽 車(chē) 機(jī) 械 傳 動(dòng) 效 率 ；r 驅(qū) 動(dòng) 輪 半 徑 （ m） 。 四 、 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 幾 個(gè) 重 要 指 標(biāo)1.比 功 率比 功 率 （ Kw/Kg） 是 衡 量 汽 車(chē) 動(dòng) 力 性 能 的 一 個(gè) 綜 合 指 標(biāo) ， 具體 是 指 汽 車(chē) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 最 大 功 率 與 汽 車(chē) 總 質(zhì) 量 之 比 。 一 般 來(lái) 講 ，對(duì) 同 類(lèi) 型 汽 車(chē) 而 言 ， 比 功 率 越 大 ， 汽 車(chē) 的 動(dòng) 力 性 越 好 。

55、2.比 能 量比 能 量 指 的 是 單 位 重 量 或 單 位 體 積 的 能 量 。 比 能 量 用 Wh/kg或 Wh/L來(lái) 表 示 。 Wh是 能 量 的 單 位 ， W是 瓦 、 h是 小 時(shí) ； kg是千 克 （ 重 量 單 位 ） ， L是 升 （ 體 積 單 位 ） 。電 池 類(lèi) 型 鋰 /亞 硫 酰 氯 電 池 鋅 空 氣 電池 鈉 硫 蓄 電 池 鎳 氫 蓄 電 池 鎳 鎘 蓄 電 池比 能 量 200Wh/kg以 上 200Wh/kg 109Wh/kg 7580Wh/kg 55Wh/kg簡(jiǎn) 要 介 紹 幾 種 常 見(jiàn) 電 池 的 比 能 量 ： 五 、 純 電 動(dòng) 汽 車(chē)

56、 關(guān) 鍵 技 術(shù)發(fā) 展 電 動(dòng) 汽 車(chē) 必 須 解 決 好 4個(gè) 方 面 的 關(guān) 鍵 技 術(shù) ： 電 池技 術(shù) 、 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 及 其 控 制 技 術(shù) 、 電 動(dòng) 汽 車(chē) 整 車(chē) 技 術(shù)以 及 能 量 管 理 技 術(shù) 。 六 、 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 優(yōu) 勢(shì) 及 存 在 的 問(wèn) 題 1.純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 優(yōu) 勢(shì) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 較 少 的 部 件 意 味 著 維 修 成 本 。 現(xiàn) 今 ， 電 機(jī) 的效 率 在 80%-95%之 間 ， 而 內(nèi) 燃 機(jī) 效 率 只 有 5%-25%， 電動(dòng) 車(chē) 提 供 了 更 高 的 效 率 。 并 且 眾 所 周 知 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 能源 費(fèi)

57、 用 也 是 非 常 的 小 。 因 而 總 體 費(fèi) 用 減 少 了 。 2.純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 不 足 電 動(dòng) 汽 車(chē) 最 大 的 不 足 是 續(xù) 駛 里 程 短 ， 充 電 時(shí) 間 長(zhǎng) 達(dá) 數(shù)小 時(shí) 。 目 前 的 電 動(dòng) 汽 車(chē) 續(xù) 駛 里 程 在 150km左 右 ， 雖 然這 對(duì) 于 90%的 上 班 族 己 足 夠 ， 但 傳 統(tǒng) 內(nèi) 燃 機(jī) 汽 車(chē) 行 駛里 程 一 般 在 300-400km左 右 ， 此 外 ， 由 于 電 機(jī) 電 池 技 術(shù)的 限 制 ， 目 前 ， 電 動(dòng) 車(chē) 的 價(jià) 格 昂 貴 ， 因 而 它 還 不 能 完全 取 代 內(nèi) 燃 機(jī) 汽 車(chē) 。 第 二

58、 節(jié) 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 建 設(shè)一 、 國(guó) 內(nèi) 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 建 設(shè) 基 礎(chǔ)1.概 述（ 1） 交 流 充 電 樁 ，交 流 充 電 樁 是 一 種 安 裝 在 電 動(dòng) 車(chē) 外 ， 與 交 流 電 網(wǎng) 連 接 ， 通 過(guò) 車(chē) 載 充 電 機(jī) 給電 動(dòng) 汽 車(chē) 電 池 提 供 交 流 電 源 的 充 電 裝 置 。主 要 技 術(shù) 要 求1） 環(huán) 境 條 件 要 求工 作 環(huán) 境 溫 度 ： -20 +50 ；相 對(duì) 濕 度 ： 5% 95%；海 拔 高 度 ： 1000m； 抗 震 能 力 ： 地 面 水 平 加 速 度 0.3g； 地 面 垂 直 加 速 度 0.15g；

59、 2） 結(jié) 構(gòu) 要 求交 流 充 電 樁 殼 體 應(yīng) 堅(jiān) 固 ； 結(jié) 構(gòu) 上 須 防 止 手 輕 易 觸 及 露 電部 分 ； 交 流 充 電 樁 應(yīng) 選 用 厚 度 1.0cm以 上 鋼 組 合 結(jié) 構(gòu) ， 表 面 采 用浸 塑 處 理 ， 并 充 分 考 慮 散 熱 的 要 求 。 充 電 樁 應(yīng) 有 良 好的 防 電 磁 干 擾 的 屏 蔽 功 能 ；充 電 樁 應(yīng) 有 足 夠 的 支 撐 強(qiáng) 度 ， 應(yīng) 提 供 必 要 設(shè) 施 。 3） 電 源 要 求輸 入 電 壓 ： 單 相 220V；輸 出 功 率 ： 單 相 220V/5KW；頻 率 ： 50Hz 2Hz；允 許 電 壓 波 動(dòng)

60、 范 圍 為 ： 單 相 220V 15%；4） 電 氣 要 求插 頭 與 插 座 正 確 連 接 確 認(rèn) 成 功 后 ， 帶 負(fù) 載 可 分 合 電 路 方 可 閉合 ， 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 插 座 的 供 電 ；漏 電 保 護(hù) 裝 置 應(yīng) 安 裝 在 供 電 電 纜 進(jìn) 線(xiàn) 側(cè) ；低 壓 配 電 設(shè) 備 及 線(xiàn) 路 的 保 護(hù) 應(yīng) 滿(mǎn) 足 低 壓 配 電 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 （ GB/50053） 中 的 相 關(guān) 規(guī) 定 ； （ 2） 直 流 充 電 站1） 充 電 站 配 電 系 統(tǒng)配 電 系 統(tǒng) 為 充 電 站 的 運(yùn) 行 提 供 電 源 ， 它 不 僅 提 供 充 電 所 需 電能 ， 而 且

61、還 要 滿(mǎn) 足 照 明 、 控 制 設(shè) 備 的 需 要 ， 包 括 變 配 電 所 有設(shè) 備 、 配 電 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 等 。2） 充 電 站 充 電 系 統(tǒng)充 電 系 統(tǒng) 是 整 個(gè) 充 電 站 的 核 心 部 分 ， 根 據(jù) 電 能 補(bǔ) 給 方 式 的 不同 ， 氛 圍 地 面 單 相 充 電 和 整 車(chē) 充 電 兩 種 充 電 系 統(tǒng) ， 通 常 情 況下 ， 充 電 站 采 用 單 箱 充 電 方 式 為 更 換 下 來(lái) 的 電 池 進(jìn) 行 充 電 。單 箱 充 電 方 式 有 利 于 提 高 電 池 組 的 均 衡 性 ， 延 長(zhǎng) 電 池 使 用 壽命 。 3） 充 電 站 電 池

62、 調(diào) 度 系 統(tǒng)電 池 調(diào) 度 系 統(tǒng) 對(duì) 所 有 的 電 池 實(shí) 時(shí) 進(jìn) 行 數(shù) 量 、 質(zhì) 量 和 狀 態(tài) 的 額 監(jiān) 控 和 管理 ， 具 備 電 池 存 儲(chǔ) 、 電 池 更 換 、 電 池 重 新 配 組 、 電 池 組 均 衡 、 電 池 組實(shí) 際 容 量 測(cè) 試 、 電 池 故 障 的 應(yīng) 急 處 理 等 功 能 。 電 池 更 換 是 電 池 調(diào) 度 系統(tǒng) 的 核 心 。4） 充 電 站 監(jiān) 控 系 統(tǒng)充 電 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 是 電 動(dòng) 汽 車(chē) 充 電 站 高 效 安 全 運(yùn) 行 的 保 證 ， 它 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 整個(gè) 充 電 站 的 監(jiān) 控 、 調(diào) 度 和 管 理 。 該 系 統(tǒng)

63、 包 括 充 電 機(jī) 監(jiān) 控 、 嚴(yán) 肅 報(bào) 警 監(jiān)視 、 配 電 監(jiān) 控 和 視 頻 監(jiān) 控 等 。2.基 礎(chǔ) 設(shè) 施 情 況充 電 站 采 用 第 一 次 現(xiàn) 場(chǎng) 拼 裝 ， 之 后 像 集 裝 箱 一 樣 可 以 根 據(jù) 需 要 進(jìn) 行 整體 移 動(dòng) 。 偏 遠(yuǎn) 公 路 和 用 電 無(wú) 保 障 地 域 可 采 用 太 陽(yáng) 能 和 風(fēng) 能 等 形 式 。 國(guó) 內(nèi) 充 電 站 的 典 型 情 況2008年 建 成 的 北 京 奧 運(yùn) 電 動(dòng) 公 交 車(chē) 充 電 站 采 用 電 池 更 換 方 式 ， 具 有 國(guó)際 先 進(jìn) 水 平 ， 是 目 前 已 建 成 的 國(guó) 際 規(guī) 模 最 大 的 充

64、 電 站 。2009年 ， 在 北 京 市 北 四 環(huán) 健 翔 橋 建 成 了 北 京 純 電 動(dòng) 乘 用 車(chē) 示 范 充 電 站 。2010年 初 建 成 的 上 海 世 博 會(huì) 充 電 站 用 于 滿(mǎn) 足 120輛 純 電 動(dòng) 公 交 車(chē) 的 電能 補(bǔ) 充 需 求 。 二 、 運(yùn) 營(yíng) 模 式從 目 前 電 動(dòng) 汽 車(chē) 充 電 方 式 及 服 務(wù) 綜 合 體 系 情 況 來(lái) 看 ， 主 要 有 以 下 三 種運(yùn) 營(yíng) 模 式 。1） 電 池 組 租 賃 模 式即 把 汽 車(chē) 和 電 池 區(qū) 分 開(kāi) 來(lái) ， 用 戶(hù) 不 擁 有 電 池 ， 只 需 購(gòu) 買(mǎi) 不 含 電 池 組 的電 動(dòng) 汽 車(chē) 本

65、 體 ， 采 用 租 賃 方 式 到 電 動(dòng) 汽 車(chē) 能 源 供 應(yīng) 企 業(yè) 租 賃 電 池 組2） 現(xiàn) 場(chǎng) 直 接 充 電 模 式現(xiàn) 在 國(guó) 際 上 主 要 有 慢 充 、 快 充 及 速 充 三 種 技 術(shù) 模 式 的 充 電 站 3） 充 換 結(jié) 合 模 式其 主 要 是 在 電 動(dòng) 汽 車(chē) 上 配 備 一 塊 基 本 型 的 電 池 ， 其 充 電 采 用慢 充 或 快 充 模 式 ， 而 其 底 盤(pán) 上 設(shè) 置 一 空 間 可 以 安 裝 另 一 塊 租賃 電 池 ， 其 采 用 速 換 模 式 ， 可 以 滿(mǎn) 足 電 動(dòng) 汽 車(chē) 長(zhǎng) 途 出 行 的 需求 。 第 四 節(jié) 純 電 動(dòng)

66、 汽 車(chē) 車(chē) 型 實(shí) 例1.瑞 麒 M1-EV純 電 動(dòng) 汽 車(chē)瑞 麒 M1-EV純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 搭 載 了 336V功 率 的 電 驅(qū) 動(dòng) 系 統(tǒng) ， 并 配 備 了 60Ah的 高 性 能 鋰 電 池 。 此 外 瑞 麒 M1-EV還 可 利 用 220V的 民 用 電 源 進(jìn) 行 充 電 ， 充 電 時(shí) 間 一 般 在 6-8 小 時(shí) ；2.奇 瑞 的 S18D增 程 電 動(dòng) 汽 車(chē)作 為 專(zhuān) 為 都 市 精 英 量 身 打 造 的 “ 城 市 酷 尚 SUV” S18D配 備 了 自 動(dòng) 開(kāi) 啟 的 增 程 器 ， 其 特 點(diǎn) 是 以 純 電 動(dòng) 驅(qū) 動(dòng) 為 主 ， 配 備 了 8kW的 增 程 器 ， 可 以 解 決 在 極 端 情 況 下 的 電 動(dòng) 汽 車(chē) 續(xù) 航 里 程 問(wèn) 題 ， 達(dá) 到 300km的 長(zhǎng) 續(xù) 航 里 程 。 增 程 器 將 自 動(dòng) 啟 動(dòng) 并 為 其 繼 續(xù) 提 供 電 能 或 直 接 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) ， 以 實(shí) 現(xiàn) 高 達(dá) 數(shù) 百 km的 續(xù) 航 能 力 。 3.高 爾 夫 blue-e-motion高 爾 夫 Blue-e-Motion基 于