新能源汽车概论-第2章新能源汽车类型.docx

第2章新能源汽车类型
课题: 纯电动汽车
教学目的:掌握纯电动汽车的结构原理,驱动布置型式和特点
了解关键技术、主要技术指标和主要车型特点
教学重点:纯电动汽车的结构原理,驱动布置型式和特点
教学难点:纯电动汽车的结构原理,驱动布置型式和特点
类型:新授课
教学方法:讲练结合
课时:3
引入:纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。一般采用高效率充电蓄电池为动力源。纯电动汽车无需再用内燃机,因此,纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机,蓄电池相当于原来的油箱,电能是二次能源,可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。纯电动汽车可分为2种类型,即用纯蓄电池作为动力源的纯电动汽车和装有辅助动力源的纯电动汽车。
一、纯电动汽车的类型

用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车,只装置了蓄电池组,它的电力和动力传输系统如图所示P27。

用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车,蓄电池的比能量和比功率较低,蓄电池组的质量和体积较大。因此,在某些纯电动汽车上增加辅助动力源,如超级电容器、发电机组、太阳能等,由此改善纯电动汽车的启动性能和增加续驶里程。装有辅助动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统如图所示。
二、纯电动汽车的结构原理
燃油汽车主要由发动机,底盘、车身和电气四大部分组成,纯电动汽车的结构与燃油汽车相比,主要增加了电力驱动控制系统,而取消了发动机,由电力驱动主模块、车载电源模块和辅助模块三大部分组成。当汽车行驶时,由蓄电池输出电能(电流)通过控制器驱动电动机运转,电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退。电动汽车续驶里程与蓄电池容量有关,蓄电池容量受诸多因素限制。要提高一次充电续驶里程,必须尽可能地节省蓄电池的能量。

①组成:电力驱动主模块主要包括中央控制单元、驱动控制器、电机、机械传动装置和车轮等。
②功用: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。

电源电源模块主要包括蓄电池电源、能量管理系统和充电控制器等。它的功用是向电动机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。
辅助模块
辅助系统主要包括辅助动力源、动力转向系统、驾驶室显示操纵台和各种辅助装置等。辅助系统除辅助动力源外,依据不同车型而不同。
三、纯电动汽车驱动系统布置形式
(1) 传统的驱动模式。图(a)与传统汽车驱动系统的布置方式一致,带有变速器和离合器,只是将发动机换成电动机,属于改造型电动汽车。这种布置可以提高电动汽车的起动转矩,增加低速时电动汽车的后备功率。
(2)电动机-驱动桥组合式驱动模式。图(b)和(c)取消了离合器和变速器,但具有减速差速机构,由1台电动机驱动两车轮旋转。
(3)电动机-驱动桥整体式驱动模式。图(d)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。
(4) 轮毂电机驱动模式。图(e)和(f)同图(d)布置方式比较接近,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。
四、纯电动汽车的特点
(1)无污染,噪声低。纯电动汽车不产生排气污染,对环境保护和空气的洁净是十分有益的,有“零污染”的美称;电动汽车无内燃机产生的噪声,电动机噪声小。
(2)能源效率高,多样化。电动汽车的能源效率已超过汽油机汽车,特别是在城市运行。电动汽车停止时不消耗电量,在制动过程中,电动机可自动转化为发电机,实现制动减速时能量的再利用。
**电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖,可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此之外,如果夜间向蓄电池充电,还可以避开用电高峰,有利于电网均衡负荷,减少费用。
(3)结构简单,使用维修方便。电动汽车较内燃机汽车结构简单,运转、传动部件少,维修保养工作量小,当采用交流感应电动机时,电动机无需保养维护,更重要的是电动汽车易操纵。
(4)动力电源使用成本高,续驶里程短。目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,尤其是动力电池的寿命短,使用成本高。电池的储能量小,一次充电后行驶里程不理想,电动车的价格较贵。但随着电动汽车技术的发展,电动汽车存在的缺点会逐步得到解决。
五、电动汽车的关键技术

(1)关键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。
(2)电池组性能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。电池的成本和循环寿命直接影响车辆的成本和可靠性,所有影响电池性能的参数必须得到优化。