纯电动汽车的基本结构和原理
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纯电动汽车的结构原理纯电动汽车是指完全依赖电能驱动的车辆,不使用内燃机作为动力源。
其基本结构原理包括电机系统、电池系统、电控系统、能量回收系统以及辅助系统等。
下面将详细介绍纯电动汽车的结构原理。
1. 电机系统纯电动汽车的电机系统是其能够提供动力的核心部件。
电机系统通常由一个或多个电动机组成,电动机可以是直流电机(DC电机)或交流电机(AC电机)。
电动机通过接收电池提供的电能,将电能转化为机械能,并传递给车辆的驱动系统。
电机系统中还会包括电机控制器(inverter),其作用是将电池放出的直流电转换为交流电供给电动机使用。
2. 电池系统电池系统是纯电动汽车储存电能的重要装置。
电池系统通常由一组高压蓄电池组成,这些蓄电池可以是锂离子电池、镍氢电池、磷酸铁锂电池等。
电池系统的容量直接影响纯电动汽车的续航里程,因此高效、高容量的电池系统是纯电动汽车发展的关键之一。
3. 电控系统电控系统是整个纯电动汽车的大脑,负责控制电池和电机的运行状态,以及与其他系统进行协调和互联。
电控系统由主控单元、传感器以及一系列控制模块组成。
主控单元通常采用综合控制算法,根据车辆的运行状态、驾驶员的需求以及电池的充放电状态,智能地控制电机的输出功率,以实现最佳的动力输出性能和能量利用效率。
4. 能量回收系统纯电动汽车的能量回收系统是一项重要的特点,通过回收制动能量将其转化为电能,存储到电池中,以延长纯电动汽车的续航里程。
能量回收系统通常由制动系统、发电机和电控系统组成。
在制动时,电机可反向工作,将动力转为电能存储到电池中,从而降低能量浪费。
5. 辅助系统辅助系统包括冷却系统、加热系统、空调系统、电力助力转向系统等。
这些辅助系统通常依赖电能供给,以满足车辆的正常运行需要。
冷却系统负责保持电机和电池的温度在适宜范围内,以确保其运行性能和寿命。
加热系统用于提供车内供暖,空调系统用于调节车内温度,电力助力转向系统用于降低车辆的转向力度。
纯电动汽车的结构及工作原理概述纯电动汽车(Electric Vehicles,简称EV)是一种通过电池组存储电力并利用电动机驱动车辆运动的车辆。
相比于传统的内燃机汽车,纯电动汽车无需燃料燃烧,减少了尾气排放和噪音污染,具有环保和高效能的特点。
本文将介绍纯电动汽车的结构以及工作原理。
结构电池组纯电动汽车的电池组是储存电能的核心部件,通常由多个电池单体串并联组成。
电池单体采用锂离子电池技术,能量密度高且充放电效率较高。
电池组通常安装在汽车底部的底盘区域,以达到低重心和良好的车辆平衡性。
电动机电动机是纯电动汽车的动力源,它转化电能为机械能驱动车辆前进。
电动机通常位于车辆的驱动轴上,与传统的内燃机相似。
根据不同车辆型号和性能需求,电动机的类型和配置也会有所不同。
纯电动汽车的控制系统负责管理和控制电池组、电动机以及其他各个部件的运行。
它通过电池管理系统(Battery Management System,BMS)监测和平衡电池组中的电池状态,同时确保电池组的安全运行。
控制系统还包括电动机控制单元(Motor Controller Unit,MCU),负责控制电动机的转速和扭矩输出。
充电系统纯电动汽车的充电系统负责将电能从外部电网转移到电池组中。
充电系统包括充电口、充电电缆和充电桩。
充电口位于车辆侧面或后部,用于连接充电电缆。
充电电缆通过充电桩将电能传输到电池组中,并依据车辆的需求对电能进行充电过程中的控制和保护。
动力传输系统纯电动汽车的动力传输系统相比传统车辆较为简单,不再需要传统的变速器和离合器。
通常采用单速变速器或直接驱动方式,将电动机的转矩直接传输到车轮上实现车辆的运动。
加速当驾驶员踩下油门踏板时,控制系统通过电动机控制单元接收到信号并驱动电动机。
电动机的控制单元根据油门踏板的行程和转速请求来调节电动机的输出扭矩。
电动机获得电能后开始转动,通过动力传输系统将扭矩传递给车轮,从而推动车辆加速前进。
制动当驾驶员踩下制动踏板时,纯电动汽车采用再生制动系统。
纯电动汽车是一种以电动机为动力源的汽车,它不同于传统汽车所使用的内燃机。
其结构组成及工作原理是现代汽车科技领域一个备受瞩目的话题。
在本文中,我们将从深度和广度的角度全面评估纯电动汽车的结构组成及工作原理,以便读者能更加全面、深刻地了解这一主题。
一、电池系统1. 锂电池组成:锂电池是纯电动汽车的动力源,它由正极、负极、隔膜和电解液组成。
正极一般是由氧化物制成,负极是由石墨制成,隔膜是防止正负极直接接触的薄膜,电解液则是锂离子的传导介质。
2. 充放电原理:电池的充放电原理是纯电动汽车实现能量转换的基础。
在充电时,电池会吸收外部电能将电子转移到正极,使正极富集锂离子;在放电时,电池会释放储存的电能,电子从负极流向正极,使正极的锂离子逐渐流失。
二、电动机系统1. 电动机类型:纯电动汽车的电动机多采用交流异步电动机或永磁同步电动机,其中永磁同步电动机因其高效、可靠性强等特点而被广泛应用。
2. 工作原理:电动机通过电池提供的直流电能,将电能转化为机械能驱动汽车前进。
在工作时,电动机会根据车辆行驶需求,通过控制电流大小和方向来调节转矩和转速,从而实现汽车的加速、减速和行驶控制。
三、能量管理系统1. 控制单元:纯电动汽车的能量管理系统包含控制单元,它负责监控和控制电池、电动机和其它配套设备的工作状态,以保证整车的安全、高效运行。
2. 能量回收:在行驶中,纯电动汽车通过电动机的反向工作,将制动能量转化为电能储存在电池中,实现了能量的回收和再利用。
结语通过上述对纯电动汽车的结构组成及工作原理的全面评估,我们可以更加深入地了解纯电动汽车的核心技术和原理。
纯电动汽车以其环保、经济等优势逐渐成为汽车行业的发展趋势,而对其结构和工作原理的深入理解则对我们更好地把握汽车科技发展方向具有重要意义。
个人观点作为一名汽车科技爱好者,我深信纯电动汽车必将成为未来汽车发展的主流,而对其结构组成及工作原理的深入理解将帮助我们更好地应对环保和能源危机的挑战。
纯电动汽车的基本结构和原理纯电动汽车是指完全依靠电力驱动的汽车,它不像混合动力汽车那样同时搭载内燃发动机和电动机,而是完全依靠电池储存的电能来驱动。
纯电动汽车的基本结构和原理是现代汽车工程领域的研究热点之一,它的发展对于减少环境污染、提高能源利用效率具有重要意义。
本文将从纯电动汽车的基本结构和原理两个方面进行介绍。
首先,纯电动汽车的基本结构。
纯电动汽车的基本结构包括电池组、电动机、电控系统、充电系统和动力电池管理系统等几个主要部分。
其中,电池组是纯电动汽车的能量来源,它通常由锂离子电池组成,能够储存大量电能。
电动机是纯电动汽车的动力来源,它将电能转化为机械能,驱动汽车前进。
电控系统则是控制电动机和电池组的工作状态,确保汽车能够稳定、高效地运行。
充电系统用于给电池组充电,将外部电能转化为电池内部的电能。
动力电池管理系统则是对电池组进行监控和管理,确保电池组的安全和稳定性。
其次,纯电动汽车的原理。
纯电动汽车的原理主要是基于电池组和电动机的工作原理。
当纯电动汽车行驶时,电池组会释放储存的电能,通过电控系统将电能传输给电动机。
电动机接收到电能后,会将电能转化为机械能,推动汽车前进。
当电池组的电能消耗完毕时,需要通过充电系统对电池组进行充电,以恢复储存的电能。
动力电池管理系统则负责监控电池组的工作状态,确保电池组的安全和稳定性。
总之,纯电动汽车的基本结构和原理是通过电池组储存电能,通过电动机将电能转化为机械能,从而驱动汽车前进。
纯电动汽车的发展对于环境保护和能源利用具有重要意义,相信随着科技的不断进步,纯电动汽车将会在未来得到更广泛的应用和推广。
纯电动汽车结构及工作原理纯电动汽车是指完全依靠电能驱动的汽车,不使用传统的内燃机作为动力源。
它是一种环保、高效的交通工具,越来越受到人们的关注和青睐。
本文将从结构和工作原理两个方面介绍纯电动汽车的特点和工作原理。
一、结构纯电动汽车的结构相对简单,主要由电池组、电机、控制器和传动系统等组成。
1. 电池组:电池组是纯电动汽车的能量存储装置,通常采用锂离子电池。
电池组的容量决定了纯电动汽车的续航里程,较大的容量可以提供更长的续航里程。
2. 电机:电机是纯电动汽车的动力源,它将电能转化为机械能驱动汽车前进。
纯电动汽车通常采用交流电机或直流无刷电机。
电机的功率决定了汽车的动力性能,较高的功率可以提供更强的加速性能。
3. 控制器:控制器是纯电动汽车的大脑,它负责控制电池向电机供电,调节电机的转速和扭矩。
控制器还监测电池的电量和温度等信息,保证电池的安全运行。
4. 传动系统:纯电动汽车的传动系统相对简单,通常采用单速或多速变速器。
传动系统将电机的动力传递给车轮,使汽车前进。
二、工作原理纯电动汽车的工作原理可以简单概括为:电池供电给电机,电机驱动车轮前进。
1. 充电:纯电动汽车通过电源将电能输入到电池组中进行储存。
充电可以通过家庭充电桩、公共充电桩或特殊充电站进行。
电池组的电量决定了汽车的续航里程,因此充电是纯电动汽车使用的重要环节。
2. 驱动:当电池组充满电后,电能供给电机进行驱动。
电机通过控制器调节电流和电压,将电能转化为机械能。
电机的转速和扭矩会根据驾驶者的操作和车辆的工况进行调节,以实现合适的动力输出。
3. 制动回收:纯电动汽车采用制动能量回收系统,当驾驶者踩下刹车踏板时,电机会转变为发电机,将制动过程中产生的动能转化为电能储存在电池组中,以提高能源的利用效率。
4. 能量管理:纯电动汽车的电池组需要进行合理的能量管理,以延长电池的使用寿命和提高续航里程。
能量管理系统会根据车辆的工况和电池的状态进行控制,确保电池组的安全和稳定运行。
纯电动汽车结构与原理介绍纯电动汽车是一种通过电池供电驱动电动机来实现汽车运行的新型车辆。
相比传统内燃机车辆,纯电动汽车具有零排放、低噪音、低维护成本等优势,受到越来越多消费者的青睐。
纯电动汽车的结构和原理是怎样的呢?本文将介绍纯电动汽车的结构和工作原理。
一、电池系统纯电动汽车的核心是电池系统,电池是储存电能的设备。
电池通常分为锂电池、镍氢电池等不同种类。
电池通过充电桩充电,将电能储存在电池中。
在行驶过程中,电池释放电能供给电动机驱动汽车运行。
二、电动机驱动系统电动机是纯电动汽车的动力来源,电池释放的电能经过控制器控制电动机的速度和扭矩,从而驱动汽车行驶。
电动机具有高效率、低噪音、响应快等优点,是纯电动汽车的关键组成部分。
三、动力传动系统动力传动系统将电动机产生的动力传递给汽车的驱动轮,使汽车运行。
在一般纯电动汽车中,常见的传动方式包括单速变速箱、双速变速箱等。
四、车身结构纯电动汽车的车身结构和传统汽车基本相同,包括车身框架、车身乘员舱、悬挂系统、制动系统、轮胎等部分。
但由于电池的安装需要考虑重量平衡和碰撞安全等问题,纯电动汽车在车身结构上可能会有所不同。
五、能量回收系统纯电动汽车在行驶过程中会通过电动机的反向工作将制动能量转化为电能,将其储存到电池中,实现能量的回收再利用。
这不仅可以提高车辆的能效,还能延长电池的寿命。
六、辅助系统在纯电动汽车中,还包括了辅助系统,如空调系统、暖风系统、座椅加热系统等。
这些系统同样通过电能供给,使纯电动汽车具备舒适的驾乘体验。
综上所述,纯电动汽车的结构包括电池系统、电动机驱动系统、动力传动系统、车身结构、能量回收系统以及辅助系统,其工作原理是基于电池储能、电动机驱动、能量回收等关键技术的实现。
随着技术的进步和应用范围的扩大,纯电动汽车将在未来成为主流,推动汽车产业向清洁、智能的方向发展。
电动汽车的结构与原理电动汽车的结构与原理电动汽车是一种采用电动机驱动的汽车,相比传统的内燃机汽车,它具有零排放、低噪音、高效能等优点。
下面我将详细介绍电动汽车的结构与工作原理。
一、电动汽车的结构:1. 电动机:电动汽车的核心部件是电动机,它负责将电能转化为机械能,驱动汽车行驶。
电动汽车常用的电动机种类有交流电动机和直流电动机。
2. 电池组:电动汽车的能源存储装置是电池组,它负责储存电能,为电动机供电。
目前常用的电池类型有锂离子电池、镍氢电池和铅酸电池等。
3. 控制系统:电动汽车的控制系统包括电动机控制器、电池管理系统、充电系统等,它们协调各部件的工作,确保电动汽车的正常运行。
4. 传动系统:电动汽车的传动系统将电动机的动力传输到车轮上,常用的传动系统包括单速或多速变速器、行星齿轮传动等。
5. 辅助系统:电动汽车的辅助系统包括空调系统、制动系统、车灯系统等,它们提供舒适性和安全性的功能。
二、电动汽车的工作原理:当电动汽车启动时,电池组的储能通过控制系统供给电动机。
电动机经过电机控制器的调节,实时控制驱动力大小和方向,并将对应的机械能输出到传动系统,带动汽车行驶。
在行驶过程中,采用电动机的电力接收系统会实时检测驱动需求和电池组的状态,确保电机可按需供电。
当电动汽车刹车时,制动系统会将动能转化为电能,通过制动能量回收系统反馈给电池组,以提高能源利用效率。
这一过程被称为“回馈式制动”或“再生制动”。
当电动汽车需要充电时,可以通过外部电源连接到充电系统,将电能从电源传输到电池组中,完成对电池组的充电。
充电系统包括充电器和充电控制器,能够控制充电速率和电池状态。
总结起来,电动汽车的工作原理就是通过控制系统控制电池组输出电能,通过电动机实现驱动,并与传动系统和辅助系统协同工作,最终实现汽车的正常运行。
三、电动汽车的优势与挑战:电动汽车相对于传统内燃机汽车有许多优势,首先是环保性能好,无排放,所以能有效缓解空气污染问题,改善大气环境;其次是对于节能减排具有显著效果,尤其是在能源转化效率上远高于内燃机汽车;另外,电动汽车噪音低,乘坐体验更加静谧;此外,还可以实现能源多样化和智能化应用。
纯电动汽车的基本结构和原理
纯电动汽车是目前发展趋势的主流之一,它的结构和工作原理十分相似。
纯电动汽车的基本结构包括电动机、电瓶、变速箱、车桥和控制器。
通常,电动机工
作期间,从蓄电池供电。
控制器以及其他部件协同合作,实现tempmaster感知变速和控制。
一般情况下,电动机通过车桥驱动车轮轮胎转动,从而实现汽车行驶。
作为纯电动汽车的核心,电动机是结合了动力电子学、磁电学、固体物理和电磁学等
领域的高新技术产物,它的工作原理类似于汽车的内燃机,但是更为便携式、灵活性更佳。
电动机可以利用直流和交流电源控制转速,助力汽车行驶、加速和转弯等。
电瓶的职责是为电动机提供足够的伺服电能,电瓶中存储的电能通常是大容量的,可
以维持汽车行驶一定距离,通常将电瓶安装在车身底盘或者车辆底部,便于维护和更换。
纯电动汽车桥是连接电动机和车轮的装置,它起到改变和平衡车轮的作用,将电动机
的输出的转矩传输到车轮上,使汽车正常行驶。
控制器是连接电动机与电瓶的设备,它可以通过检测油门踏板控制电动机转速,控制
车辆前后、左右方向,从而使汽车运行更加平稳;此外,它还可以检测电瓶电量,并对电
瓶进行充电和耗电;此外,它还可以检测车辆速度,并采取一定的措施限制最大速度,确
保车辆安全行驶。
纯电动汽车作为新兴的汽车车型,通过焕然一新的结构和机制,实现了驱动和控制,
可大大提高汽车性能,提升行车安全和便捷,也是未来发展趋势之一。
简述纯电动汽车结构及工作原理纯电动汽车是指完全依靠电能驱动的汽车,其结构和工作原理与传统燃油汽车有较大的不同。
本文将以标题“纯电动汽车结构及工作原理”为主题,详细介绍纯电动汽车的构成和运行原理。
一、纯电动汽车的结构1. 电池组:电池组是纯电动汽车的核心组件,它负责储存电能。
多数纯电动汽车采用锂离子电池作为电源,其能量密度高、重量轻、寿命长。
电池组通常由多个电池单体串联而成,以提供足够的电压和容量,满足汽车的动力需求。
2. 电机:电动汽车的驱动力来自电机。
电机将电能转化为机械能,通过传动系统驱动车轮运动。
纯电动汽车一般采用交流电动机,其特点是转速范围广、效率高、响应迅速。
电机通常安装在汽车的前后轴上,通过减速装置与车轮相连接。
3. 控制系统:控制系统是纯电动汽车的大脑,负责监测和控制电池组、电机等各个部件的工作状态,以实现车辆的正常运行。
控制系统包括电池管理系统、电机控制系统、车辆管理系统等。
其中,电池管理系统用于监测电池的电量、温度等信息,确保电池组的安全和性能;电机控制系统则控制电机的启停、转速等参数,实现车辆的加速、减速等操作。
4. 充电系统:纯电动汽车需要通过充电系统为电池组充电。
充电系统包括充电桩、充电线缆和车辆内部的充电控制装置。
用户可以在家中或公共充电站进行充电,充电时间和方式根据电池容量和充电设备的功率而定。
5. 辅助系统:辅助系统包括空调系统、制动系统、电力转向系统等。
这些系统与传统汽车相似,但在纯电动汽车中,它们都由电能驱动,减少了对燃油的依赖。
二、纯电动汽车的工作原理纯电动汽车的工作原理可简要概括为:电池组储存电能,电机将电能转化为机械能驱动车辆,通过控制系统实现对电池组和电机的监测和控制,辅助系统提供额外的功能支持。
1. 充电:纯电动汽车需要通过外部电源对电池组进行充电。
充电桩将交流电转化为直流电,通过充电线缆连接到车辆中的充电控制装置,再将电能存储到电池组中。
2. 行驶:当电池组充满电后,电机可以将电能转化为机械能,驱动车辆行驶。
纯电动汽车的工作原理
纯电动汽车的工作原理可以分为以下几个方面:
1. 电池系统:纯电动汽车使用电池作为能量存储装置,通常采用锂离子电池或磷酸铁锂电池。
电池组由多个电池单体串联而成,通过控制电流和电压来提供动力给电动机。
2. 电动机:纯电动汽车使用电动机来转化电能为机械动力。
电动机根据车辆的需求提供动力,并驱动车轮转动。
常见的电动机类型包括永磁同步电机和感应电动机。
3. 控制系统:纯电动汽车的控制系统包括电池管理系统、动力电子系统和车辆控制系统。
电池管理系统用于监测和管理电池的电量、温度和循环寿命。
动力电子系统则控制电动机的运行,调节电流和电压以实现不同的速度和扭矩输出。
车辆控制系统集成了车辆的各个功能,包括加速、刹车和转向等。
4. 充电系统:纯电动汽车通过外部电源进行充电。
充电系统包括充电桩和车辆充电接口。
充电桩将交流电转化为直流电,通过车辆充电接口将电能输送到电池组中。
5. 能量回收系统:纯电动汽车还具备能量回收系统,通过制动能量回收来增加电池的充电量。
当驾驶员释放油门或踩下刹车时,制动能量回收系统将动能转化为电能并储存在电池中。
综上所述,纯电动汽车的工作原理是将电池储存的电能通过电
动机转化为机械能,通过控制系统实现车辆的驱动和控制。
充电系统和能量回收系统则保证了电池的充电和能量的高效利用。
简述纯电动汽车的结构组成及工作原理纯电动汽车是指由可充电电池供电,由电动机驱动的汽车。
与传统燃油汽车相比,纯电动汽车的结构主要增加了电驱动控制系统,取消了发动机。
传动机构发生了变化。
根据不同的驱动方式,部分零部件进行了简化或取消,增加了供电系统、驱动电机等新机构。
汽车行驶时,电池输出的电能通过控制器驱动电机行驶,电机输出的扭矩通过传动系统驱动车轮前进或后退。
纯电动汽车的结构组成主要包括:•动力系统:是纯电动汽车的核心,由动力电池、驱动电机、电机控制器等组成。
动力电池是纯电动汽车的能源,为驱动电机提供电能;驱动电机是纯电动汽车的动力源,将电能转化为机械能,驱动车轮转动;电机控制器是动力系统的控制单元,负责对驱动电机的转速、扭矩等进行控制。
•底盘:是纯电动汽车的基础,由车架、悬架、传动系统、制动系统等组成。
车架是纯电动汽车的骨架,承载着车身的重量和动力;悬架是连接车身和车轮的机构,负责吸收路面冲击力;传动系统是将驱动电机的动力传递给车轮的机构;制动系统是使车辆减速或停止的机构。
•车身:是纯电动汽车的保护壳,由车头、车身、车尾等组成。
车头是纯电动汽车的前部,包括前灯、保险杠、发动机盖等;车身是纯电动汽车的中部,包括车门、车窗、车顶等;车尾是纯电动汽车的后部,包括尾灯、保险杠、后备箱等。
•辅助系统:是纯电动汽车的保障系统,由空调系统、音响系统、导航系统等组成。
空调系统是为车内乘员提供舒适环境的系统;音响系统是为车内乘员提供娱乐享受的系统;导航系统是帮助车辆导航的系统。
纯电动汽车的工作原理如下:当驾驶员踩下加速踏板时,加速踏板传感器将信号传递给电机控制器。
电机控制器根据信号计算出驱动电机所需的转速和扭矩,并将控制指令传递给驱动电机。
驱动电机根据控制指令转动,将电能转化为机械能,驱动车轮转动。
车轮转动带动车辆前进。
当驾驶员踩下制动踏板时,制动踏板传感器将信号传递给电机控制器。
电机控制器将电机转化为发电机,将车辆的动能转化为电能,并将电能存储在动力电池中。
纯电动汽车的基本结构和原理与燃油汽车相比,纯电动汽车的结构特点是灵活,这种灵活性源于纯电动汽车具有以下几个独特的特点。
首先,纯电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的,因此,纯电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。
其次,纯电动汽车驱动系统的布置不同,如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等,会使系统结构区别很大;采用不同类型的电动机,如直流电动机和交流电动机,会影响到纯电动汽车的重量、尺寸和形状;不同类型的储能装置,如蓄电池,也会影响纯电动汽车的重量、尺寸及形状。
另外,不同的能源补充装置具有不同的硬件和机构,例如,蓄电池可通过感应式和接触式的充电机充电,或者采用更换蓄电池的方式,将替换下来的蓄电池再进行集中充电。
纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。
除了电力驱动控制系统,其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车相同,不过有些部件根据所选的驱动方式不同,已被简化或省去了。
所以电力驱动控制系统既决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能特征,也是纯电动汽车的核心,它相当于传统汽车中的发动机与其他功能以机电一体化方式相结合,这也是区别于传统内燃机汽车的最大不同点。
1、电力驱动控制系统电力驱动控制系统的组成与工作原理如图5.1所示,按工作原理可划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。
1)车载电源模块车载电源模块主要由蓄电池电源、能源管理系统和充电控制器三部分组成。
(1)蓄电池电源。
蓄电池是纯电动汽车的唯一能源,它除了供给汽车驱动行驶所需的电能外,也是供应汽车上各种辅助装置的工作电源。
蓄电池在车上安装前需要通过串并联的方式组合成所要求的电压一般为12V或24V的低压电源,而电动机驱动一般要求为高压电源,并且所采用的电动机类型不同,其要求的电压等级也不同。
为满足该要求,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转换器供给所需的不同电压。
也可按所需要求的电压等级,直接由蓄电池组合成不同电压等级的电池组,不过这样会给充电和能源管理带来相应的麻烦。
另外,由于制造工艺等因素,即使同一批量的蓄电池其电解液浓度和性能也会有所差异,所以在安装电池组之前,要求对各个蓄电池进行认真的检测并记录,尽可能把性能接近的蓄电池组合成同一组,这样有利于动力电池组性能的稳定和延长使用寿命。
(2)能源管理系统。
能源管理系统的主要功能是在汽车行驶中进行能源分配,协调各功能部分工作的能量管理,使有限的能量源最大限度地得到利用。
能源管理系统与电力驱动主模块的中央控制单元配合在一起控制发电回馈,使在纯电动汽车降速制动和下坡滑行时进行能量回收,从而有效地利用能源,提高纯电动汽车的续程能力。
能源管理系统还需与充电控制器一同控制充电。
为提高蓄电池性能的稳定性和延长使用寿命,需要实时监控电源的使用情况,对蓄电池的温度、电解液浓度、蓄电池内阻、电池端电压、当前电池剩余电量、放电时间、放电电流或放电深度等蓄电池状态参数进行检测,并按蓄电池对环境温度的要求进行调温控制,通过限流控制避免蓄电池过充、放电,对有关参数进行显示和报警,其信号流向辅助模块的驾驶室显示操纵台,以便驾驶员随时掌握并配合其操作,按需要及时对蓄电池充电并进行维护保养。
(3)充电控制器。
充电控制器是把电网供电制式转换为对蓄电池充电要求的制式,即把交流电转换为相应电压的直流电,并按要求控制其充电电流。
充电器开始时为恒流充电阶段。
当电池电压上升到一定值时,充电器进入恒压充电阶段,输出电压维持在相应值,充电器进入恒压充电阶段后,电流逐渐减小。
当充电电流减小到一定值时,充电器进如涓流充电阶段。
还有的采用脉冲式电流进行快速充电。
2)电力驱动主模块电力驱动主模块主要由中央控制单元、驱动控制器、电动机、机械传动装置组成。
为适应驾驶员的传统操纵习惯,纯电动汽车仍保留了加速踏板、制动踏板及有关操纵手柄或按钮等。
不过在纯电动汽车上是将加速踏板、制动踏板的机械位移量转换为相应的电信号,输入到中央控制单元来对汽车的行驶实行控制。
对于离合器,除了传统的驱动模式采用外其他的驱动结构就都省去了。
而对于挡位变速杆,为遵循驾驶员的传统习惯,一般仍需保留,有前进、空挡、倒退三个挡位,并且以开关信号传输到中央控制单元来对汽车进行前进、停车、倒车控制。
(1)中央控制单元。
中央控制单元不仅是电力驱动主模块的控制中心,也要对整辆纯电动汽车的控制起到协调作用。
它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,对电动机进行起动、加速、降速、制动控制。
在纯电动汽车降速和下坡滑行时,中央控制器配合车载电源模块的能源管理系统进行发电回馈,使蓄电池反向充电。
对于与汽车行驶状况有关的速度、功率、电压、电流及有关故障诊断等信息还需传输到辅助模块的驾驶室显示操纵台进行相应的数字或模拟显示,也可采用液晶屏幕显示来提高其信息量。
另外,如驱动采用轮毂电动机分散驱动方式,当汽车转弯时,中央控制器也需与辅助模块的动力的硬件连线,提高可靠性,现代汽车控制系统已较多地采用了计算机多CPU总线控制方式,特别是对于采用轮毂电动机进行4WD前后四轮驱动控制的模式,更需要运用总线控制技术来简化纯电动汽车内部线路的布局,提高其可靠性,也便于故障诊断和维修,并且采用该模块化结构,一旦技术成熟其成本也将随批量的增加而大幅下降。
(2)驱动控制器。
驱动控制器功能是按中央控制单元的指令、电动机的速度和电流反馈信号,对电动机的速度、驱动转矩和旋转方向进行控制。
驱动控制器与电动机必须配套使用,目前对电动机的调速主要采用调压、调频等方式,这主要取决于所选用的驱动电动机类型。
由于蓄电池以直流电方式供电,所以对直流电动机主要是通过DC/DC转换器进行调压调速控制的;而对于交流电动机需通过DC/AC转换器进行调频调压矢量控制;对于磁阻电动机是通过控制其脉冲频率来进行调速的。
当汽车进行倒车行驶时,需通过驱动控制器使电动机反转来驱动车轮反向行驶。
当纯电动汽车处于降速和下坡滑行时,驱动控制器使电动机运行于发电状态,电动机利用其惯性发电,将电能通过驱动控制器回馈给蓄电池,所以图5.1中驱动控制器与蓄电池电源的电能流向是双向的。
(3)电动机。
电动机在纯电动汽车中被要求承担着电动和发电的双重功能,即在正常行驶时发挥其主要的电动机功能,将电能转化为机械旋转能;而在降速和下坡滑行时又被要求进行发电,将车轮的惯性动能转换为电能。
对电动机的选型一定要根据其负载特性来选,通过对汽车行驶时的特性分析,可知汽车在起步和上坡时要求有较大的起动转矩和相当的短时过载能力,并有较宽的调速范围和理想的调速特性,即在起动低速时为恒转矩输出,在高速时为恒功率输出。
电动机与驱动控制器所组成的驱动系统是纯电动汽车中最为关键的部件,纯电动汽车的运行性能主要取决于驱动系统的类型和性能,它直接影响着车辆的各项性能指标,如车辆在各工况下的行驶速度、加速与爬坡性能以及能源转换效率。
(4)机械传动装置。
纯电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传输给汽车流充电阶段。
还有的采用脉冲式电流进行快速充电。
2)电力驱动主模块电力驱动主模块主要由中央控制单元、驱动控制器、电动机、机械传动装置组成。
为适应驾驶员的传统操纵习惯,纯电动汽车仍保留了加速踏板、制动踏板及有关操纵手柄或按钮等。
不过在纯电动汽车上是将加速踏板、制动踏板的机械位移量转换为相应的电信号,输入到中央控制单元来对汽车的行驶实行控制。
对于离合器,除了传统的驱动模式采用外其他的驱动结构就都省去了。
而对于挡位变速杆,为遵循驾驶员的传统习惯,一般仍需保留,有前进、空挡、倒退三个挡位,并且以开关信号传输到中央控制单元来对汽车进行前进、停车、倒车控制。
(1)中央控制单元。
中央控制单元不仅是电力驱动主模块的控制中心,也要对整辆纯电动汽车的控制起到协调作用。
它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,对电动机进行起动、加速、降速、制动控制。
在纯电动汽车降速和下坡滑行时,中央控制器配合车载电源模块的能源管理系统进行发电回馈,使蓄电池反向充电。
对于与汽车行驶状况有关的速度、功率、电压、电流及有关故障诊断等信息还需传输到辅助模块的驾驶室显示操纵台进行相应的数字或模拟显示,也可采用液晶屏幕显示来提高其信息量。
另外,如驱动采用轮毂电动机分散驱动方式,当汽车转弯时,中央控制器也需与辅助模块的动力的硬件连线,提高可靠性,现代汽车控制系统已较多地采用了计算机多CPU总线控制方式,特别是对于采用轮毂电动机进行4WD前后四轮驱动控制的模式,更需要运用总线控制技术来简化纯电动汽车内部线路的布局,提高其可靠性,也便于故障诊断和维修,并且采用该模块化结构,一旦技术成熟其成本也将随批量的增加而大幅下降。
(2)驱动控制器。
驱动控制器功能是按中央控制单元的指令、电动机的速度和电流反馈信号,对电动机的速度、驱动转矩和旋转方向进行控制。
驱动控制器与电动机必须配套使用,目前对电动机的调速主要采用调压、调频等方式,这主要取决于所选用的驱动电动机类型。
由于蓄电池以直流电方式供电,所以对直流电动机主要是通过DC/DC转换器进行调压调速控制的;而对于交流电动机需通过DC/AC转换器进行调频调压矢量控制;对于磁阻电动机是通过控制其脉冲频率来进行调速的。
当汽车进行倒车行驶时,需通过驱动控制器使电动机反转来驱动车轮反向行驶。
当纯电动汽车处于降速和下坡滑行时,驱动控制器使电动机运行于发电状态,电动机利用其惯性发电,将电能通过驱动控制器回馈给蓄电池,所以图5.1中驱动控制器与蓄电池电源的电能流向是双向的。
(3)电动机。
电动机在纯电动汽车中被要求承担着电动和发电的双重功能,即在正常行驶时发挥其主要的电动机功能,将电能转化为机械旋转能;而在降速和下坡滑行时又被要求进行发电,将车轮的惯性动能转换为电能。
对电动机的选型一定要根据其负载特性来选,通过对汽车行驶时的特性分析,可知汽车在起步和上坡时要求有较大的起动转矩和相当的短时过载能力,并有较宽的调速范围和理想的调速特性,即在起动低速时为恒转矩输出,在高速时为恒功率输出。
电动机与驱动控制器所组成的驱动系统是纯电动汽车中最为关键的部件,纯电动汽车的运行性能主要取决于驱动系统的类型和性能,它直接影响着车辆的各项性能指标,如车辆在各工况下的行驶速度、加速与爬坡性能以及能源转换效率。
(4)机械传动装置。
纯电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传输给汽车的驱动轴,从而带动汽车车轮行驶。
由于电动机本身就具有较好的调速特性,其变速机构可被大大简化,较多的是为放大电动机的输出转矩仅采用一种固定的减速装置。
又因为电动机可带负载直接起动,即省去了传统内燃机汽车的离合器。