新能源汽車全套課件

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1、新 能 源 汽 車 機 械 工 業(yè) 出 版 社 目 錄 第 一 章 總 述 第 一 節(jié) 新 能 源 汽 車 的 定 義 與 分 類 第 二 節(jié) 我 國 新 能 源 汽 車 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 前 景 第 三 節(jié) 我 國 新 能 源 汽 車 的 政 策 、 法 規(guī) 和 標 準 第 四 節(jié) 國 內(nèi) 外 新 能 源 汽 車 一 覽第 二 章 電 動 汽 車 基 礎(chǔ) 第 一 節(jié) 電 動 機 第 二 節(jié) 蓄 電 池 第 三 節(jié) 其 他 類 型 動 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 汽 車 第 一 節(jié) 純 電 動 汽

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

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

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

5、 汽 車 的 定 義 新 能 源 又 稱 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 始 開 發(fā) 利 用 或 正 在 積 極 研 究 、 有 待 推 廣 的 能源 ， 如 太 陽 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 （ 英 文 名 稱 ： New energy vehicles） 是 指 采 用 非常 規(guī) 的 車 用 燃 料 （ 即 除 汽 油 、 柴 油 發(fā) 動 機 之 外 ） 作 為 動 力來 源 （ 或 使 用 常 規(guī) 的 車 用 燃 料 、 采 用 新

6、 型 車 載 動 力 裝 置 ） ，綜 合 車 輛 的 動 力 控 制 和 驅(qū) 動 方 面 的 先 進 技 術(shù) ， 形 成 的 技 術(shù)原 理 先 進 、 具 有 新 技 術(shù) 、 新 結(jié) 構(gòu) 的 汽 車 。 二 、 新 能 源 汽 車 的 分 類 1.混 合 動 力 汽 車 混 合 動 力 是 指 那 些 采 用 傳 統(tǒng) 燃 料 的 ， 同 時 配 以 電 動 機 /發(fā)動 機 來 改 善 低 速 動 力 輸 出 和 燃 油 消 耗 的 車 型 。 按 照 燃 料 種類 的 不 同 ， 主 要 又 可 以 分 為 汽 油 混 合 動 力 和 柴 油 混 合 動 力兩 種 。 2.插 電 式 混 合

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

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

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

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

11、 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 滑 油 等 優(yōu) 點 ， 能 夠 延 長 發(fā) 動機 使 用 壽 命 ， 而 且 一 次 載 氣 量 大 、 行 駛 里 程 長 。 （ 2)甲 醇 汽 車 甲 醇 汽 車 就 是 以 甲 醇 作 為 主 要 燃 料 的 汽 車 ， 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 ， 也 可 以 由 普 通 汽車 改

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

13、提 高 ， 產(chǎn) 品 技 術(shù)水 平 明 顯 提 升 ， 初 步 掌 握 了 電 動 汽 車 整 車 設(shè) 計 、 系 統(tǒng) 集 成等 關(guān) 鍵 技 術(shù) ， 但 在 總 體 的 技 術(shù) 水 平 與 國 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 。 我 國 新 能 源 汽 車 也 在 快 速 發(fā) 展 ， 對 于 中 國 這 個 石 油 資 源 匱乏 和 環(huán) 境 壓 力 大 的 國 家 來 說 ， 大 力 發(fā) 展 新 能 源 汽 車 有 著 非常 重 大 的 現(xiàn) 實 意 義 和 戰(zhàn) 略 意 義 。 圖 1-8中 國 新 能 源 汽 車 產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 展

14、路 線 全 景 圖 二 、 新 能 源 汽 車 的 發(fā) 展 前 景 1、 混 合 動 力 汽 車 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 2、 插 電 式 混 合 動 力 汽 車 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 3、 純 電 動 汽 車 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 4、 燃 料 電 池 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 第 三 節(jié) 我 國 新 能 源 汽 車 的 政 策 、 法 規(guī) 和 標 準 從 2009年 2月 國 家 科 技 部 推 出 “ 十 城 千 輛 ” 計 劃 開 始 ， 到2013年 9月 國 務(wù) 院 及 財 政 部 、 國 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 法 規(guī) 。 電

15、動 車 輛 現(xiàn) 有 標 準 體 系 ,自 “ 九 五 ” 以 來 ， 組 織 制 定 并 由 標準 化 主 管 部 門 批 準 發(fā) 布 電 動 車 輛 相 關(guān) 的 國 家 標 準 和 行 業(yè) 標準 49項 。 第 四 節(jié) 國 內(nèi) 、 外 新 能 源 汽 車 一 覽 一 、 美 國 新 能 源 汽 車 1.凱 迪 拉 克 Escalade-混 合 動 力 汽 車 2.別 克 君 越 eAssist混 合 動 力 汽 車 二 、 德 國 新 能 源 汽 車 1.奔 馳 S400混 合 動 力 汽 車 2.寶 馬 i8混 合 動 力 超 跑 車 3.大 眾 途 銳 混 合 動 力 汽 車 4.奧 迪

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

17、 基 礎(chǔ) 蒸 汽 機 啟 動 了 18世 紀 第 一 次 產(chǎn) 業(yè) 革 命 以 后 ， 19世 紀 末 到 20世 紀 上 半 葉 電 機 又 引 起 了 第 二 次 產(chǎn) 業(yè) 革 命 ， 使 人 類 進 入 了電 氣 化 時 代 。 20世 紀 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 從 工 業(yè) 化 向 自 動 化 ， 智 能 化 時 代 轉(zhuǎn) 變 ；推 動 了 新 一 代 高 性 能 電 機 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 與 伺 服 系 統(tǒng) 的 研 究 與 發(fā)展 。 21世 紀 伊 始 ， 世 界 汽 車 工 業(yè) 又 站 在 了 革 命 的 門 檻 上

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

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

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

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

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

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

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

25、eluctance Drive ： SRD） 是 繼變 頻 調(diào) 速 系 統(tǒng) 、 無 刷 直 流 電 動 機 調(diào) 速 系 統(tǒng) 之 后 發(fā) 展 起 來 的最 新 一 代 無 級 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 和 制作 技 術(shù) 為 一 體 的 光 、 機 、 電 一 體 化 高 新 技 術(shù) 。 2） 系 統(tǒng) 特 點 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ； 電 動 機 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 成 本 低 、 可 用 于 高 速 運 轉(zhuǎn) 。 起 動 優(yōu) 點 ； 起 動 轉(zhuǎn) 矩 大 ， 起

26、動 電 流 低 。 頻 繁 起 停 ； 適 用 于 頻 繁 起 停 及 正 反 向 轉(zhuǎn) 換 運 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 ： 轉(zhuǎn) 矩 脈 沖 大 ， 噪 音 大 ， 相 對 于 永 磁 電 機 而 言 ， 功 率密 度 和 效 率 偏 低 。 5.永 磁 電 機 永 磁 電 機 包 括 反 電 動 勢 為 方 波 的 無 刷 直 流 電 機 和 反 電動 勢 為 正 反 弦 波 的 永 磁 同 步 電 機 。 1） 無 刷 直 流 電 機 無 刷 直 流 電 機 具 有 高 轉(zhuǎn) 矩

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

28、 力 矩 、 高 過 載 能 力 （ 2） 運 行 效 率 高 、 節(jié) 能 效 果 尤 為 明 顯 四 、 電 動 汽 車 電 動 機 的 選 用 策 略 車 用 驅(qū) 動 電 機 應(yīng) 滿 足 如 下 要 求 ： 1.體 積 小 ， 質(zhì) 量 輕 2.在 整 個 運 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 格 低 第 三 節(jié) 蓄 電 池 一 、 電 池 的 定 義 與 分 類 1、 電 池 的 定 義 電 池 （ Battery） 指 盛 有 電 解 質(zhì) 溶 液 和

29、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 期 不 徹 底 充 、 放 電 ， 會 在 電 池 內(nèi) 留 下 痕 跡 ， 降 低 電 池 容量 ， 這 種 現(xiàn) 象 被 稱 為 電 池 記 憶 效 應(yīng) 。 3、 電 池 的 分 類 電 池 的 分 類 有 不 同 的 方 法 ， 其 分 類 方 法 大 體 上 可 分 為 四 大 類 ：1） 按 電 解 液 種 類 分 類 2） 按 工 作 性 質(zhì) 分 類 3） 按 貯 存 方 式

30、劃 分 4） 按 電 池 所 用 正 、 負 極 材 料 劃 分 圖 2-6化 學(xué) 蓄 電 池 的 分 類 3.電 池 主 要 性 能 指 標 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 準 規(guī) 律 的 放 電 二 、 電 動 汽 車 常 用 的 蓄 電 池 1、 動 力 電 池 的 定 義 動 力 電 池 即 為 工 具 提 供 動 力 來 源 的 電 源 ， 多 指 為 電 動 汽 車 、 電 動 列 車 、 電 動 自 行車 、 高 爾 夫 球 車 提 供 動 力 的 蓄 電 池 。 動 力 電 池 組 是 電 動

31、汽 車 的 關(guān) 鍵 裝 備 ， 它 儲 存的 電 能 、 質(zhì) 量 和 體 積 ， 對 電 動 汽 車 的 性 能 起 到 決 定 性 的 影 響 。 2、 動 力 電 池 的 分 類 電 動 汽 車 的 動 力 電 池 可 以 分 為 二 次 電 池 、 超 級 電 容 器 和 飛 輪 電 池 三 大 類 。 二 次 電 池 -也 稱 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 電 容 器 -又 叫 電 化 學(xué) 電 容 器 ， 是 新 型 雙 電 層 電 容 器 ， 具 有 電 容 量

32、大 的 特 點 飛 輪 電 池 -亦 稱 飛 輪 儲 能 器 ， 利 用 飛 輪 高 速 旋 轉(zhuǎn) 儲 存 和 釋 放 電 能 的 裝 置 。 3、 電 動 汽 車 常 用 的 蓄 電 池 目 前 ， 在 電 動 汽 車 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 ： 注 水 式 鉛 蓄 電 池 和 閥

33、 控 式 鉛 蓄 電 池 。 2.鎳 氫 電 池 鎳 氫 電 池 是 90年 代 發(fā) 展 起 來 的 一 種 新 型 電 池 。 它 的 正 極 活性 物 質(zhì) 主 要 由 鎳 制 成 ， 負 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 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 、無 記 憶 效 應(yīng) 、 無 污 染 、 快 速 充 電 、 自 放

34、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 。 主 要 集中 在 大 容 量 、 長 壽 命 和 安 全 性 三 個 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 力 汽 車 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 。 蓄 電 池 能 量 管 理 系 統(tǒng) 直 接 檢 測 及 管 理 電 動 汽 車 的 儲 能 電 池運 行 全 過 程 ，

35、 包 括 蓄 電 池 充 放 電 過 程 管 理 、 電 池 溫 度 檢 測 、電 池 電 壓 電 流 檢 測 、 電 量 估 計 、 單 體 電 池 故 障 診 斷 等 幾 個方 面 。 第 四 節(jié) 其 他 類 型 動 力 蓄 電 池 一 、 超 級 電 容 器 超 級 電 容 器 從 儲 能 機 理 上 面 分 的 話 ， 超 級 電 容 器 分 為 雙 層 電 容 器 和 贗 電 容 器 。是 一 種 新 型 儲 能 裝 置 ， 它 具 有 充 電 時 間 短 、 使 用 壽 命 長 、 溫 度 特 性 好 、 節(jié) 約能 源 和 綠 色 環(huán) 保 等 特 點 。 超 級 電 容 器 用 途

36、 廣 泛 。 超 級 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 極 化 電 解 質(zhì) 來 儲 能 。 1） 充 放 電 時 間 超 級 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 際 上 決 定 于 電 容 器 單

37、體 大 小 ， 對 于 匹 配 負 載 ， 小 單 體 可 放 10A， 大 單體 可 放 1000A。 2） 優(yōu) 點 在 很 小 的 體 積 下 達 到 法 拉 級 的 電 容 量 ； 無 須 特 別 的 充 電 電 路 和 控 制 放 電 電 路 ；和 電 池 相 比 過 充 、 過 放 都 不 對 其 壽 命 構(gòu) 成 負 面 影 響 ； 從 環(huán) 保 的 角 度 考 慮 ， 它是 一 種 綠 色 能 源 ； 超 級 電 容 器 可 焊 接 ， 因 而 不 存 在 像 電 池 接 觸 不 牢 固 等 問 題 ； 3） 缺 點 如 果 使 用 不 當 會 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 電 容 器 與 電 池 的 比 較 的 優(yōu) 點 超 級 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 將 兩 者 結(jié)合 起 來 ， 將 電 容 器 的 功 率 特 性 和 電 池 的 高 能 量 存 儲 結(jié) 合 起 來 ， 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

39、化 學(xué) 電 池 的 局 限 ， 用 物 理方 法 實 現(xiàn) 儲 能 。 1、 飛 輪 電 池 的 能 量 傳 遞 模 式 飛 輪 儲 能 電 池 系 統(tǒng) 包 括 三 個 核 心 部 分 ： 一 個 飛 輪 ， 電 動 機 發(fā) 電 機 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 電 機 ， 充 電 時 該 電 機 以 電 動 機 形 式 運 轉(zhuǎn) ，在 外 電 源 的 驅(qū) 動 下 ， 電 機 帶 動 飛 輪 高 速 旋 轉(zhuǎn) ， 將 外 界 輸 入 的 電 能 通 過 電 動 機轉(zhuǎn) 化 為 飛 輪

40、轉(zhuǎn) 動 的 動 能 儲 存 起 來 ； 當 外 界 需 要 電 能 時 ， 又 通 過 發(fā) 電 機 將 飛 輪的 動 能 轉(zhuǎn) 化 為 電 能 ， 輸 出 到 外 部 負 載 。 3、 飛 輪 電 池 的 優(yōu) 點 飛 輪 電 池 兼 顧 了 化 學(xué) 電 池 、 燃 料 電 池 和 超 導(dǎo) 電 池 等 儲 能 裝 置 的 諸 多 優(yōu) 點 ， 主要 表 如 下 幾 個 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 （ 6） 低 損 耗 、 低 維 護 4、 飛

41、輪 電 池 的 應(yīng) 用 三 、 磷 酸 亞 鐵 鋰 電 池 磷 酸 亞 鐵 鋰 （ LiFeP ） 為 近 年 來 新 開 發(fā) 的 鋰 離 子 電 池 電 極 材 料 ， 人 們 習(xí) 慣 稱 其為 磷 酸 鐵 鋰 。 作 為 正 極 活 性 物 質(zhì) 使 用 ， 主 要 用 于 動 力 鋰 離 子 電 池 ， 憑 借 其 良好 的 性 能 ， 在 電 動 汽 車 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 ， 正 極 材 料 中 的 鋰 離 子 脫 出 來 ， 經(jīng) 過 電解 液 ， 穿 過 隔 膜 進 入 到 負 極 材 料 中

42、 ； 電 池 放 電 時 ， 鋰 離 子 又 從 負 極 中 脫 出 來 ，經(jīng) 過 電 解 液 ， 穿 過 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 ： （ 1） 優(yōu) 良 的 安 全 性 （ 2） 對 環(huán) 境 友 好 （ 3） 耐 過 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 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 存 性 能 好 （ 8） 無 記 憶 效 應(yīng) （ 9） 結(jié) 構(gòu) 穩(wěn) 定 ， 循 環(huán)

43、 壽 命 長 10） 可 以 大 電 流 充 電 （ 11） 充 電 時 體 積 略 有 減 小 ， 與 碳 基 負 極 材 料 配 合 時 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 1） 按 波 弦 性 質(zhì) 主

44、 要 分 兩 類 ， 一 類 是 正 弦 波 逆 變 器 ， 另 一 類 是 方 波 逆 變 器 。 2） 按 照 源 流 性 質(zhì) （ 1） 有 源 逆 變 器 （ 2） 無 源 逆 變 器 3.逆 變 器 控 制 技 術(shù) （ 1） 開 環(huán) 和 單 電 壓 環(huán) 控 制 技 術(shù) 1） 系 統(tǒng) 動 態(tài) 響 應(yīng) 速 度 緩 慢 : 2） 負 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

45、 變 頻 技 術(shù) 與 微 電 子 技 術(shù) ， 通過 改 變 電 機 工 作 電 源 頻 率 方 式 來 控 制 交 流 電 動 機 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 單 元 、 驅(qū) 動 單元 、 檢 測 單 元 微 處 理 單 元 等 組 成 。 2.變 頻 器 的 分 類 目 前 主 要 分 為 交 直 交 變 頻 器 和 交 交 變 頻 器 兩 大 類 。 （ 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)

46、不 控 整 流 器 整 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 實 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 ,無需 中 間 直 流 環(huán) 節(jié) ,從 而 可 提 高 整 個 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

47、(3) 矢 量 控 制 （ 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 汽 車 空 調(diào) 系 統(tǒng) 汽 車 空 調(diào) 的 功 能 就 是 把 車 廂 內(nèi) 的 溫 度 、 濕 度 、 空 氣 清 潔 度 及 空 氣 流 動 性 保 持在 使 人 感 覺 舒 適 的 狀 態(tài) 。 （ 一 ） 電 動 汽 車 空 調(diào) 系 統(tǒng) 研 究 現(xiàn) 狀 （ 二 ） 電 動 汽 車 空 調(diào) 系 統(tǒng) 分 類 和 工 作 原 理 根 據(jù) 電 動 汽 車 特 有 性 質(zhì) ， 目 前 電 動 汽 車 空 調(diào) 可 采 用 熱 電 （ 偶 ） 空 調(diào)

48、系 統(tǒng) 和 電動 熱 泵 型 空 調(diào) 系 統(tǒng) 。 1、 熱 電 （ 偶 ） 電 動 汽 車 空 調(diào) 系 統(tǒng) 該 項 技 術(shù) 具 有 很 多 適 合 電 動 汽 車 使 用 的 特 點 ， 并 且 與 傳 統(tǒng) 機 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 : （ 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 間 很 短 ， 在 熱 端 散 熱 良 好 冷 端 空 載 的情 況 下

49、 ， 通 電 不 到 一 分 鐘 ， 制 冷 片 就 能 達 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0.001 ， 并 且 容 易 實 現(xiàn) 能 量 的 連 續(xù) 調(diào) 節(jié) ； （ 5） 在 正 確 設(shè) 計 和 應(yīng) 用 條 件 下 ， 其 制 冷 效 率 可 達 90%以 上 ， 而 制 熱 效 率 遠 大于 1； （ 6） 體 積 小 、 重 量 輕 、 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 有 利 于 減 小 電 動 汽 車 的 整 備 質(zhì) 量 ;可 靠 性 高 、壽 命 長 并 且 維 護 方

50、便 ， 沒 有 轉(zhuǎn) 動 部 件 ， 因 此 無 振 動 、 無 摩 擦 、 無 噪 聲 且 耐 沖擊 。 2、 熱 泵 型 電 動 汽 車 空 調(diào) 系 統(tǒng) 該 熱 泵 型 空 調(diào) 系 統(tǒng) 是 在 原 有 燃 油 汽 車 上 進 行 改 進 的 ， 壓 縮 機 是 由 永 磁 直 流 無刷 電 機 直 接 驅(qū) 動 ， 該 系 統(tǒng) 與 普 通 的 熱 泵 空 調(diào) 系 統(tǒng) 并 無 本 質(zhì) 區(qū) 別 ， 由 于 在 電 動車 上 使 用 ， 壓 縮 機 等 主 要 部 件 有 其 特 殊 性 。 二 、 電 動 汽 車 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 1.PRIUS汽 車 的 電 動 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) （ 1）

51、轉(zhuǎn) 向 器 （ 2） 助 力 電 動 機 總 成 （ 3） 轉(zhuǎn) 矩 傳 感 器 （ 二 ） 電 動 汽 車 電 動 助 力 轉(zhuǎn) 向 優(yōu) 點 (1)更 加 節(jié) 省 能 源 和 環(huán) 保 。 (2)助 力 效 果 相 對 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 汽 車 第 一 節(jié) 純 電 動 汽 車 的 結(jié) 構(gòu) 及 其 行 駛 性 能 一 、 純 電 動 汽 車 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 純 電 動 汽 車 的 定 義 ： 純 電 動 汽 車 （ BladeElectricVehicles

52、， 簡 稱 BEV） 是 指 以 車載 電 源 （ 如 鉛 酸 電 池 、 鎳 鎘 電 池 、 鎳 氫 電 池 或 鋰 離 子 電 池 ） 為 動 力 ， 用 電 機驅(qū) 動 車 輪 行 駛 ， 符 合 道 路 交 通 、 安 全 法 規(guī) 各 項 要 求 的 車 輛 。 純 電 動 汽 車 結(jié) 構(gòu) 可 分 為 三 個 子 系 統(tǒng) ， 即 電 力 驅(qū) 動 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 汽 車 的 電 驅(qū) 動 的 典 型 結(jié) 構(gòu) 形 式根 據(jù) 目 前 普 遍 接 受 的 按 照 動 力 驅(qū) 動 系 統(tǒng)的 不

53、 同 進 行 分 類 的 典 型 結(jié)構(gòu) 形 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 機 FG-定 速 比 減 速 器 GB-變 速 器 ） 電 驅(qū) 動 的 典 型 結(jié) 構(gòu) 形 式 三 、 純 電 動 汽 車 的 動 力 性 能1） 純 電 動 汽 車 的 驅(qū) 動 力電 動 汽 車 的 電 動 機 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 M， 使 驅(qū) 動 輪 與 地 面 間 產(chǎn) 生 相 互 作 用 ， 從 而地 面 給 車 輪 產(chǎn) 生 一 個 反 向 的 作 用 力 Ft， Ft汽 車 前 進 方 向 一 致 ， 因 而 Ft即 為驅(qū)

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

55、大 ， 汽 車 的 動 力 性 越 好 。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 表 示 。 Wh是 能 量 的 單 位 ， W是 瓦 、 h是 小 時 ； kg是千 克 （ 重 量 單 位 ） ， L是 升 （ 體 積 單 位 ） 。電 池 類 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 要 介 紹 幾 種 常 見 電 池 的

56、比 能 量 ： 五 、 純 電 動 汽 車 關(guān) 鍵 技 術(shù)發(fā) 展 電 動 汽 車 必 須 解 決 好 4個 方 面 的 關(guān) 鍵 技 術(shù) ： 電 池技 術(shù) 、 電 機 驅(qū) 動 及 其 控 制 技 術(shù) 、 電 動 汽 車 整 車 技 術(shù)以 及 能 量 管 理 技 術(shù) 。 六 、 純 電 動 汽 車 的 優(yōu) 勢 及 存 在 的 問 題 1.純 電 動 汽 車 的 優(yōu) 勢 電 動 汽 車 較 少 的 部 件 意 味 著 維 修 成 本 。 現(xiàn) 今 ， 電 機 的 效 率 在 80%-95%之 間 ，而 內(nèi) 燃 機 效 率 只 有 5%-25%， 電 動 車 提 供 了 更 高 的 效 率 。 并 且

57、眾 所 周 知 電 動 汽車 的 能 源 費 用 也 是 非 常 的 小 。 因 而 總 體 費 用 減 少 了 。 2.純 電 動 汽 車 的 不 足 電 動 汽 車 最 大 的 不 足 是 續(xù) 駛 里 程 短 ， 充 電 時 間 長 達 數(shù) 小 時 。 目 前 的 電 動 汽 車續(xù) 駛 里 程 在 150km左 右 ， 雖 然 這 對 于 90%的 上 班 族 己 足 夠 ， 但 傳 統(tǒng) 內(nèi) 燃 機 汽 車行 駛 里 程 一 般 在 300-400km左 右 ， 此 外 ， 由 于 電 機 電 池 技 術(shù) 的 限 制 ， 目 前 ， 電動 車 的 價 格 昂 貴 ， 因 而 它 還 不 能

58、 完 全 取 代 內(nèi) 燃 機 汽 車 。 第 二 節(jié) 純 電 動 汽 車 的 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 建 設(shè)一 、 國 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 車 外 ， 與 交 流 電 網(wǎng) 連 接 ， 通 過 車 載 充 電 機 給電 動 汽 車 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 濕 度 ： 5% 95%； 海 拔 高 度 ： 1000m；抗 震 能 力 ： 地 面 水 平 加 速 度 0.

59、3g； 地 面 垂 直 加 速 度 0.15g； 2） 結(jié) 構(gòu) 要 求交 流 充 電 樁 殼 體 應(yīng) 堅 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 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

60、；頻 率 ： 50Hz 2Hz；允 許 電 壓 波 動 范 圍 為 ： 單 相 220V 15%；4） 電 氣 要 求插 頭 與 插 座 正 確 連 接 確 認 成 功 后 ， 帶 負 載 可 分 合 電 路 方 可 閉合 ， 實 現(xiàn) 對 插 座 的 供 電 ；漏 電 保 護 裝 置 應(yīng) 安 裝 在 供 電 電 纜 進 線 側(cè) ；低 壓 配 電 設(shè) 備 及 線 路 的 保 護 應(yīng) 滿 足 低 壓 配 電 設(shè) 計 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 行 提 供 電 源 ，

61、它 不 僅 提 供 充 電 所 需 電能 ， 而 且 還 要 滿 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 充 電 站 的 核 心 部 分 ， 根 據(jù) 電 能 補 給 方 式 的 不同 ， 氛 圍 地 面 單 相 充 電 和 整 車 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 的 電 池 進 行 充 電 。單 箱 充 電 方 式 有 利 于 提 高 電 池 組 的 均 衡 性 ， 延

62、長 電 池 使 用 壽命 。 3） 充 電 站 電 池 調(diào) 度 系 統(tǒng)電 池 調(diào) 度 系 統(tǒng) 對 所 有 的 電 池 實 時 進 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 、 電 池 更 換 、 電 池 重 新 配 組 、 電 池 組 均 衡 、 電 池 組實 際 容 量 測 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 汽 車 充 電 站 高 效 安 全 運 行 的 保 證 ， 它 實 現(xiàn) 對 整個 充 電

63、站 的 監(jiān) 控 、 調(diào) 度 和 管 理 。 該 系 統(tǒng) 包 括 充 電 機 監(jiān) 控 、 嚴 肅 報 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 拼 裝 ， 之 后 像 集 裝 箱 一 樣 可 以 根 據(jù) 需 要 進 行 整 體 移 動 。 偏 遠 公 路 和 用 電 無 保 障 地 域 可 采 用 太 陽 能 和 風(fēng) 能 等 形 式 。 國 內(nèi) 充 電 站 的 典 型 情 況2008年 建 成 的 北 京 奧 運 電 動 公 交 車 充 電 站 采 用 電 池 更 換 方 式 ， 具 有 國際 先 進 水 平 ， 是

64、 目 前 已 建 成 的 國 際 規(guī) 模 最 大 的 充 電 站 。2009年 ， 在 北 京 市 北 四 環(huán) 健 翔 橋 建 成 了 北 京 純 電 動 乘 用 車 示 范 充 電 站 。2010年 初 建 成 的 上 海 世 博 會 充 電 站 用 于 滿 足 120輛 純 電 動 公 交 車 的 電能 補 充 需 求 。 二 、 運 營 模 式從 目 前 電 動 汽 車 充 電 方 式 及 服 務(wù) 綜 合 體 系 情 況 來 看 ， 主 要 有 以 下 三 種運 營 模 式 。1） 電 池 組 租 賃 模 式即 把 汽 車 和 電 池 區(qū) 分 開 來 ， 用 戶 不 擁 有 電 池 ，

65、只 需 購 買 不 含 電 池 組 的電 動 汽 車 本 體 ， 采 用 租 賃 方 式 到 電 動 汽 車 能 源 供 應(yīng) 企 業(yè) 租 賃 電 池 組2） 現(xiàn) 場 直 接 充 電 模 式現(xiàn) 在 國 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 汽 車 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 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 足 電 動 汽

66、車 長 途 出 行 的 需求 。 第 四 節(jié) 純 電 動 汽 車 車 型 實 例1.瑞 麒 M1-EV純 電 動 汽 車瑞 麒 M1-EV純 電 動 汽 車 搭 載 了 336V功 率 的 電 驅(qū) 動 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 行 充 電 ， 充 電 時 間 一 般 在 6-8 小 時 ； 2.奇 瑞 的 S18D增 程 電 動 汽 車作 為 專 為 都 市 精 英 量 身 打 造 的 “ 城 市 酷 尚 SUV” S18D配 備 了 自 動 開 啟 的 增 程 器 ， 其 特 點 是 以 純 電 動 驅(qū) 動 為 主 ， 配 備 了 8kW的 增 程 器 ， 可 以 解 決 在 極 端 情 況 下 的 電 動 汽 車 續(xù) 航 里 程 問 題 ， 達 到 300km的 長 續(xù) 航 里 程 。 增 程 器 將 自 動 啟 動 并 為 其 繼 續(xù) 提 供 電 能 或 直 接 驅(qū) 動 電 機 ， 以 實 現(xiàn) 高 達 數(shù) 百 km的 續(xù) 航 能 力 。 3.高 爾 夫 blue-e