纯电动汽车的主要部件及工作原理.ppt

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1、模块二纯电动汽车的主要部件及工作原理电动汽车应用较多的电动机有直流电动机和交流电动机两大类。电动汽车的驱动系统采用直流电动机时,虽然在结构上有许多独到之处,并具有起步加速牵引力大,控制系统较简单等优点,但它的整个动力传动系统效率低。电动汽车使用的交流电动机驱动系统,突出的优点是体积小、质量轻、效率高、调速范围宽和基本免维护等优点,但其制造成本较高。电动汽车的控制系统的性能直接影响着汽车的性能指标。纯电动汽车的常用电源有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。纯电动汽车的能量管理主要是指电池管理系统,它的主要功用是对电动汽车用电池单体及整

2、组进行实时监控、充放电、巡检、温度监测等。辅助系统主要包括辅助动力源、空调器、动力转向系统、导航系统、刮水器、收音机以及照明和除霜装置等。辅助动力源主要由辅助电源和DC/DC功率转换器组成。它的功用是向动力转向系统、空调器及其它辅助设备提供动力。电动汽车的驱动系统布置电动汽车的驱动系统布置取决于电动机驱动系统的方式,可以有多种多样。常见的驱动系统布置形式如图2-1（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）所示。电动汽车组成如图2-2所示电动汽车组成如图2-2所示。主要包括电源系统、驱动电机系统、整车控制器和辅助系统等。动力电池输出电能，

3、通过电机控制典型器驱动电机运转产生动力，再通过减速机构，将动力传给驱动车轮，使电动汽车行驶。一般来说，如果把电动汽车看成是一个大系统，则该系统主要由电力驱动子系统、电源子系统和辅助子系统组成。图2-3整车控制原理图图2-3中双线表示机械连接；粗线表示电气连接；细线表示控制信号连接；线上的箭头表示电功率或控制信号的传输方向。来自加速踏板的信号输入电子控制器并通过控制功率变换器来调节电动机输出的转矩或转速，电动机输出的转矩通过汽车传动系统驱动车轮转动。充电器通过汽车的充电接口向蓄电池充电。一、驱动电机及控制器1.电源系统电源系统)主要包括动力电

4、池、电池管理系统、车载充电机及辅助动力源等，如图2-4所示。动力电池是电动汽车的动力源，是能量的存储装置。目前的纯电动汽车以锂离子蓄电池为主(包括磷酸铁锂离子蓄电池、三元锂离子蓄电池等)。电池管理系统实时监控动力电池的使用情况，对动力电池的端电压、内阻、温度、蓄电池电解液浓度、电池剩余电量、放电时间、放电电流或放电深度等动力蓄电池状态参数进行检测，并按动力电池对环境温度的要求进行调温控制，通过限流控制避免动力蓄电池过充、过放电，对有关参数进行显示和报警，其信号流向辅助系统，并在组合仪表上显示相关信息，以便驾驶员随时掌握车辆信息。电源系统电源

5、系统主要包括动力电池、电池管理系统、车载充电机及辅助动力源等，如图2-4所示。1）蓄电池的定义和分类（1）定义蓄电池是盛有电解质溶液并具有金属电极，以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器。13）各种储能器件特性电动汽车常用的储能器件有蓄电池、燃料电池、飞轮电池和超级电容，有时也将几种储能器件混合起来使用。其中，蓄电池又包括铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、钠硫蓄电池、钠氯化镍蓄电池和锂离子电池等；燃料电池包括碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、氢离子固体聚合物电解质燃料电池(SPEFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体

6、氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。衡量储能器件特性常用的指标有比能量、能量密度、比功率、功率密度、循环寿命、快速充电性能、充放电时间以及价格。（1)比能量，又称质量能量(Wh/kg)，它代表每千克质量的电池能够提供多少能量；（2)能量密度，又称体积能量(Wh/L)，它代表每升容积的电池能够提供多少能量；（3)比功率，又称质量功率(W/kg)，它代表每千克质量的电池能够提供多少功率；（4)功率密度，又称体积功率(W/L)，它代表每升容积的电池能够提供多少功率；（5)循环寿命，表示储能器件的容量下降至某一规定数值（

7、有效使用数值）之前，电池所经历的某一充放电制度下的充放电的次数；（6)快速充电性能，用充满50%、80％或100%能量所需的时间来表示。各种储能器件性能比较，见表2-1。各种储能器件性能比较2.电机控制器电机控制器是驱动电机系统的控制中心，又称智能功率模块（IPM），以IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块为核心，辅以驱动集成电路和主控集成电路。通过把微电子器件和功率器件集成到同一芯片上，形成了智能功率模块。对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态的信息通过CAN2.0网络发送给整车控制器。驱动电机控制器内含故障诊断电路，当诊断出

8、异常时，它将激活一个错误代码，发送给整车控制器，同时也会存储该故障码和数据。3.驱动电机系统电力驱动子系统(以下简称驱动系统)是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点，