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纵观汽车发展史,电动汽车比搭载内燃机的疾驰专利一号车还要早面世半个世纪。而在二十一世纪的今日,电动汽车又将会成为将来新能源的最终解决方案。毫无疑问,电动汽车最大的优势便是无排放污染。

其次电动汽车还具有噪音低,布局简要,使用维修方便等特点。下面让我们理解一下电动车的工作原理。

电动车的心脏:电动机

纯电动汽车是完全用电动机来代替发动机驱动的,不少人以为电动机的动力没有发动机好,然而在先辈的交换电机的驱动下,当代电动汽车的动力性甚至远远超越了不少大排量内燃机。

电动机可以在相当宽阔的速率范畴内高效地产生转矩,这意味着电动车甚至只需要单级减速齿轮就可以驱动车辆。

实际上,电动机驱动与发动机相比有两大技能优势:首先,发动性能高效产生转矩时的转速被限定在。一个较窄的范畴内(即经济运行区),因此需要变速器顺应这一特性。而电动机可以在相当宽阔的速率范畴内高效地产生转矩,这意味着电动车甚至只需要单级减速齿轮就可以驱动车辆。其次,由于高度电气化的控制体系引入,电动机实现动力输出的快速相应本领远高于发动机,这意味着电动机的相应比发动机越发敏捷。

电动车的“油箱”:电池组

制约电动汽车发展的重要问题还是会合于电池本钱较高,充电时间长,续驶里程较短。比年来,不少汽车公司和研究机构的最新研究!正在渐渐补充电动汽车的这些天赋缺陷。

现在镍氢电池和锂电池为不少电动车和混合动力车所使用,此中镍氢电池可快速充电,循环寿命长,同时它不存在重金属污染,也被称为“绿色电池”,但是比能量没有锂电池高。

锂电池有许多种类,比方锂离子电池、锂熔盐电池、锂聚合物电池,其具备较高的能量密度,等比功率大、比能量高,非常合适作为电动车车载电池。比年来,锂电池的研究使其在寿命和稳固性方面有大幅提高,因此锂电池是将来电动车的主力电池种类。

电动车的神经中枢:电控体系

电力驱动控制体系是电动车的神经中枢,它将电动机,电池和其他帮助体系互为连接而且加以控制。电力驱动控制体系按工作原理可分别为车载电源模块!、电力驱动主模块和帮助模块三大部分。

电力驱动主模块重要由中心控制单位、!驱动控制器、电动机、机器传动装置等构成。

中心控制单位根据加速踏板与制动踏板的输入信号,向驱动控制器发出相应的控制指令,对电动机举行起动、加速、降速、制动控制。驱动控制器的功能是按中心控制单位的指令!和电动机的速率、电流反馈信号号,对电动机的速率、驱动转矩和旋转方向举行控制。

车载电源模块重要由电池电源、能源治理体系和充电控制器三部分构成。

由于电动机驱动所需的品级电压每每与帮助装置的电压要求不同等,帮助装置所要求的一样平常为12V或24V的低压电源,而电动机驱动一样平常要求为高压电源,而且所接纳的电动机种类差别,其要求的电压品级也差别。为满意该要求,可以用多个12V或24V的蓄电池串联成96 -384V高压直流电池组,再通过DC/DC转换器供应所需的差别电压。

能源治理体系的重要功能是在汽车行驶中举行能源分派,协调各功能部分工作的能量治理,使有限的能量源最大限度地得到使用。能源治理体系与电力驱动主模块的中心控制单位配合一起控制发电回馈,使在电动汽车降速制动和下坡滑行时举行能量回收,从而有用地使用能源,进步电动汽车的续航本领。

充电控制器则是把电网供电制式转换为对蓄电池充电要求的制式,即把交换电转换为相应电压的直流电,并按要求控制其充电电流。

参考出处:
精通维修下载网
汽车维修技能网
太阳能电动汽车网
新能源汽车四种常用电机驱动体系详解

电动车定义

纯电动汽车是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂电子电池)提供动力源,以电动机为驱动体系的汽车。其重要动力体系由动力电池、驱动电机构成,从电网取电或调换蓄电池得到电能。

电动车布局

传统内燃机车重要由发动机、车身、底盘、电气装备等四大部分构成;
纯电动车重要由电力驱动控制体系、底盘、车身、帮助体系等四大部分构成。

图1 纯电动车整车控制原理图

典型的纯电动车构成如上图所示,重要包括:电源体系、电力驱动体系、整车控制器和帮助体系等。动力电池输出电能,通过电机控制器驱动电机运转产生动力,在通过减速机构将动力传给驱动车轮,使电动汽车行驶。

电源体系

电源体系重要包罗 动力电池、电源治理体系、车载充电机以及帮助动力源 等。
动力电池 :电动汽车的动力源,储能装置,以锂电子电池为主;
电源治理体系 :及时监控动力电池使用环境,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举行检测,并按动力电池对环境温度的要求举行调温控制,通过限流控制制止动力蓄电池过充、过放电,对有关参数举行表现和报警,其信号流向帮助体系,并联合仪表表现相关信息,以便驾驶员实时把握车辆信息;
车载充电机 :把电网供电制式转换为对动力电池充电要求的制式,即把交换电(220V或380V)转换为相应电压(240~410V)的直流电,并按要求控制其充电电流(家庭充电一样平常为10或16A);
帮助动力源 :一样平常为12V~24V的直流低压电源,重要给动力转向、制动力调治控制、照明、空调、电动车窗等种种帮助用电装置供电。

图2 电源体系

电力驱动体系

电力驱动子体系是电动汽车的焦点,也是区别于内燃机汽车的最大差别点。驱动体系一样平常由电子控制器、功率变更器、驱动。电动机、机器传动装置和车轮等部分组成。驱动体系的功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能进而推进汽车行驶,并可以或许在汽车减速制动要么下坡时,实现再生制动。

图3 电力驱动体系

驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机器能,通过传动装置驱动或直接驱动车轮。早期电动汽车上广泛接纳直流串激电动机,这种电动机具有“软”的机器特性,与汽车的行驶特性非常顺应。但直流电动机由于存在换向火花、比功率较小、服从较低和维护调养工作量大等缺点,随着电动机技能和电动机控制技能的发展,正在渐渐被直流无刷电动机(BCDM)、开关磁阻电动机(SRM)和交换异步电动机所代替。

整车控制器

整车控制器是电机体系的控制中央,也就是常说的VCU(Vehicle Control Unit),也就是图1中的中心控制单位。它对全部的输入信号举行处置,并将电机控制体系运行状态的信息发送给整车控制器。根据驾驶员输入的加速踏板和制动踏板的信号,向电机控制器发出相应的控制指令,对电机举行启动、加速、减速、制动控制。在纯电动汽车减速和下坡滑行时,整车控制器配合电源体系的电池治理体系举行发电反馈,使动力蓄电池反向充电。整车控制器还对动力蓄电池充放电历程举行控制。对于与汽车行驶状态有关的速率、功率、电压、电流等。信息传输到车载信息表现体系举行相应的数字或模仿表现。

电机控制器内含功能诊断电路。当诊断出现非常时,它将会激活一个错误代码,发送给整车控制器。电机控制体系使用了以下传感器来提供电机的工作信息。
电传播感器 :用以检测电机工作的现实电流(包括母线电流、三相交换电流);
电压传感器 :用以检测供应电机控制器工作的现实电压(包括高压电池电压、蓄电池电压);
温度传感器 :用以检测电机控制体系的工作温度(包括模块温度、电机控制器温度)。

帮助体系

帮助体系包括车载信息表现体系、动力转向体系、导航体系、空调、照明及除霜装置、刮水器和收音机等,借助这些帮助装备来进步汽车的操纵性和成员的舒服性。

图4 帮助体系

电动车大概存在的布局情势

由于在电驱特性和能源方面的多样性,大概有种种的EV(Electric Vehicle)布局情势,如下图所示。

图5 电动车大概存在的布局情势

图5a 为电动机中心驱动情势,借用了内燃机汽车的驱动方案,此中电驱动装置替换了传统车辆驱动系的内燃机,它由电动机、聚散器、变速器和差速器构成。聚散器和变速箱可由主动传动装置予以替换,聚散器用以将电动机的动力连接到驱动轮,或从驱动轮处脱开。变速箱提供一组传动比,以满意差别转速的需求。差速器是一种机器器件(通常是一组行星齿轮),当车辆沿着弯曲的路径行驶时,它使两侧车轮以差别的转速行驶。

图5b 为电动机中心驱动情势,借助于电动机在大范畴转速变革中所具有的恒功率特性,可用固定档的齿轮传动装置替换多速变速箱,并缩减了对聚散器的需要。这一布局不但减小了机器传动装置的尺寸和重量,并且由于不需要换挡,故可简化驱动系的控制。

图5c 雷同于图4b中的驱动系,为另一种电动机中心驱动情势。固定档的齿轮传动装置和差速器可以进一步集成为单个组合件,而其两侧的轴连接双方的驱动轮。整个驱动系由此可以进一步得到简化和小型化。

图5d 为双电动机电动轮驱动方法,机器差速器被两个牵引电动机所替换。该两电动机分别驱动相应侧的车轮,并当车辆沿弯曲路径行驶时,两者以差别转速运转。

图5e 为轮毂电动机驱动方法,为进一步简化驱动系,牵引电动机可安置在车轮内。这种设置就是通常所说的轮式驱动。一个薄型行星齿轮组可用以低落电动机转速,并增大电动机转矩,该薄型行星齿轮组具有高减速比以及输入和输出轴纵向设置的长处。

图5f 为另一种轮毂电动机驱动方法,通过完全舍弃电动机和驱动轮之间的任何机器传动装置,应用于轮式驱动的低速外转子型电动机可直接连接至驱动轮。此时,电动机的转速控制等价于车轮的转速控制,即车速控制。然而,这一设置要求电动机在车辆起动和加速运行时具有高转矩性能。

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