纯电动汽车核心技术.doc

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1、纯电动汽车-核心技术发展电动汽车必须解决好4个方面的关键技术：电池技术、电机驱动及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术。1、电池技术电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车和竞争，关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。到FT前为止，屯动汽车用电池经过了3代的发展，已取得了突破性的进展。第1代是铅酸电池，H前主要是阀控铅酸电池(VRLA),由于其比能量较高、价格低和能高倍率放电，因

2、此是Fl前惟一能大批量生产的电动汽车用电池。第2代是碱性电池,主要有谋镉(NJ-Cd)、谋氢(Ni-MH)、钠硫(Na/S).锂离子(Li-ion)和锌空气(Zn/Air)等多种电池，其比能量和比功率都比铅酸电池高，因此大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程，但其价格却比铅酸电池高。第3代是以燃料电池为主的电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量转变效率高,比能量和比功率都高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，因此是理想的汽车用电池，但H前还处于研制阶段，一些关键技术还有待突破问。2、电力驱动及其控制技术电动机与驱动系统是电动汽车的关

3、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、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。FI前，电动汽车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁无刷电动机(PMBLM)和开关磁阻电动机(SRM)4类。近几年來，由感应电动机驱动的电动汽车几乎都采用矢量控制和直接转矩控制。由于直接转矩的控制手段直接、结构简单、控制性能优良和动态响应迅速，因此非常适合电动汽车的控制。美国以及欧洲研制的电动汽车多采用这种电动机。永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系统(BLDCM)和由止弦波驱动的无

4、刷直流电动机系统(PMSM),它们都具有较高的功率密度，其控制方式与感应电动机基本相同，因此在电动汽车上得到了广泛的应用。PMSM类电机具有较高的能量密度和效率，其体积小、惯性低、响应快，非常适应于电动汽车的驱动系统，有极好的应用前景。H前，由口本研制的电动汽车主要采用这种电动机。开关磁阻电动机(SRM)具有简单可靠、可在较宽转速和转矩范用内高效运行、控制灵活、可四彖限运行、响应速度快和成本较低等优点。实际应用发现SRM存在转矩波动大、噪声大、需要位置检测器等缺点，应用受到了限制。随着电动机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制

5、、神经网络、自适应控制、专家控制、遗传算法等非线性智能控制技术,都将各口或结合应用于电动汽车的电动机控制系统。3、电动汽车整车技术电动汽车是高科技综合性产站，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。采用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料，优化结构，可使汽车自身质量减轻30%-50%；实现制动、下坡和怠速时的能量回收；采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎，可使汽车的滚动阻力减少50%；汽车车身特别是汽车底部更加流线型化，可使汽车的空气阻力减少50%o4、能量管理技术蓄电池是电动汽车的储能动力源。电动汽车要获得

6、非常好的动力特性，必须具有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源。而要使电动汽车具有良好的工作性能，就必须对蓄电池进行系统管理。能量管理系统是屯动汽车的智能核心。一辆设计优良的屯动汽车，除了有良好的机械性能、电驱动性能、选择适当的能量源(即电池)外，还应该有一套协调各个功能部分工作的能量管理系统，它的作用是检测单个电池或电池组的荷电状态，并根据各种传感信息，包括力、加减速命令、行驶路况、蓄电池工况、环境温度等，合理地调配和使用有限的车载能量；它还能够根据电池组的使用情况和充放屯历史选择最佳充电方式，以尽可能延长屯池的寿命。世界各人汽车制造商的研究

7、机构都在进行电动汽车车载电池能量管理系统的研究与开发。电动汽车电池半前存有多少电能，还能行驶多少公里，是电动汽车行驶屮必须知道的重要参数，也是电动汽车能量管理系统应该完成的重要功能。应用电动汽车车载能量管理系统，可以更加准确地设计电动汽车的电能储存系统,确定一•个最佳的能量存储及管理结构，并且可以提高电动汽车本身的性能。在电动汽车上实现能量管理的难点，在于如何根据所采集的每块电池的电床、温度和充放电电流的历史数据，来建立-•个确定每块电池还剩余多少能量的较精确的数学模型。