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新能源汽車技術(shù)12--純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)

電子設(shè)計(jì) ? 來源:電子設(shè)計(jì) ? 作者:電子設(shè)計(jì) ? 2020-12-26 17:47 ? 次閱讀

一、新能源汽車定義與分類

根據(jù)2009年《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》說明:新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù),形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。

二、新能源汽車主要類型

新能源汽車主要分為以下三個類型:

(1)混合動力(Hybrid-Vehicles)

混合動力電動汽車是指由兩種和兩種以上的儲能器、能源戒轉(zhuǎn)換器作驅(qū)動能源,其中至少有一種能提供電能的車輛稱為混合動力汽車。當(dāng)前比較普遍的方案是采用發(fā)動機(jī)和動力蓄電池的組合。

(2)純電驅(qū)動(Plug-in/Battery Electric Vehicles)

純電驅(qū)動汽車是指汽車的驅(qū)動力全部來自電機(jī)的汽車。目前主要包括純電動汽車和增程式電動汽車等。

(3)燃料電池(Hydrogen/Fuel cell Vehicles)

燃料電池汽車指以燃料電池系統(tǒng)作為動力源或主動力源的車輛。燃料電池是指將外部供應(yīng)的燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能、熱能和其它反應(yīng)產(chǎn)物的供電裝置。

三、新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別

新能源汽車是在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸,結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)汽車的最大區(qū)別在于動力系統(tǒng),增加了電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)等組件。

四、新能源汽車與節(jié)能汽車的區(qū)別

國家發(fā)改委對新能源汽車的定義:指采用新型動力系統(tǒng)并使用新型能源的汽車。

主要品種有:插電式混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車。

這一定義的不同之處在于將其他類型的混合動力汽車納入節(jié)能汽車的范疇。

豐田Prius Ⅱ 豐田插電式Prius

五、純電動汽車整車及關(guān)鍵零部件技術(shù)介紹

1.各類電動汽車整車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)介紹

(1)純電動汽車結(jié)構(gòu)及工作原理

純電動驅(qū)動系統(tǒng)主要由動力電池組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、驅(qū)動電機(jī)、變速箱、控制系統(tǒng)等部分組成。

電池管理系統(tǒng):對動力電池組充電、放電時的電流、電壓、放電深度、電池溫度等進(jìn)行監(jiān)控,保持單體電池間的一致性。

驅(qū)動電機(jī):是純電動汽車行駛的唯一動力裝置。

電機(jī)控制器(MCU):接收來自整車控制器的指令,將動力電池直流電流進(jìn)行逆變控制,形成三項(xiàng)交流電進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制,并檢測電機(jī)及控制器狀態(tài)進(jìn)行敀障診斷。

整車控制器(VCU):將駕駛員意圖通過加速踏板信號轉(zhuǎn)換為動力系統(tǒng)的需求信號,對整車能量進(jìn)行管理,對各系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控并及時反饋信息和報警等。

純電動汽車動力系統(tǒng)示意圖 純電動汽車底盤

(2)增程式純電驅(qū)動汽車結(jié)構(gòu)及工作原理

增程式動力系統(tǒng)主要在純電動基礎(chǔ)上增加一套增程器系統(tǒng),包括發(fā)動機(jī)及其控制器發(fā)電機(jī)及其控制器。其中,動力電池組采用能量功率兼顧型蓄電池,既要滿足一定續(xù)駛里程的要求,又滿足可以頻繁較大電流的充電能力。驅(qū)動電機(jī)仍然是電動汽車行駛的唯一動力裝置。增程器由小型高效型發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組成,接收整車控制器的指令進(jìn)行發(fā)電,可以用于直接驅(qū)動電機(jī)或者給電池充電。

(3)混合動力汽車基本結(jié)構(gòu)及工作原理

混合動力汽車按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種;按混合度(電機(jī)功率與內(nèi)燃機(jī)功率之比)可分為微混、輕混、中混和重混四種;按照外接充電能力可分為可外接充電型和不可外接充電型。

串聯(lián)方案 并聯(lián)方案 混聯(lián)方案

(4)燃料電池汽車結(jié)構(gòu)及工作原理

燃料電池電動汽車是指動力系統(tǒng)主要由燃料電池堆、儲能箱(氫瓶)、電機(jī)、動力蓄電池及控制系統(tǒng)等組成。燃料電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用變成電能,其能量轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)60%~70%。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會產(chǎn)生有害物質(zhì),因此燃料電池車輛是無污染汽車,燃料電池的能量轉(zhuǎn)換率比內(nèi)燃機(jī)要高2~3倍,因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)。

本田FCX Clarity 燃料電池電動汽車

2.純電動汽車關(guān)鍵零部件

(1)總體介紹

三大電概念:電機(jī)、電池、電控。

其它電動輔助系統(tǒng):電動空調(diào)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動制動助力系統(tǒng)、車載充電機(jī)、DC/DC、電加熱系統(tǒng)等。

另外,制動能量回收是電動汽車一項(xiàng)特殊功能技術(shù),研發(fā)具有回饋式制動系統(tǒng)是電動汽車電動化底盤的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和重要方向。

(2)電機(jī)系統(tǒng)介紹

目前在用或開發(fā)的電動汽車用電動機(jī)主要有直流電動機(jī)(DCM)、感應(yīng)電動機(jī)(IM)、永磁電動機(jī)(PM)、開關(guān)磁阻電動機(jī)(SRM)四類。體積小、重量輕,有較高的功率和轉(zhuǎn)矩密度;要求在寬速域范圍內(nèi),電動機(jī)和驅(qū)動控制器都有較高的效率;有良好的控制性能以及過載能力,以提高車輛的起動和加速性能。

審核編輯 黃昊宇

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