電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理 第1章__電動(dòng)汽車(chē)緒論

1、電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理 主講：劉奕貫主講：劉奕貫 南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第第1章章 緒論緒論 1.1 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展背景電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展背景 1.2 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展歷史電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展歷史 1.3 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀 1.4 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展前景電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展前景 1.1 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展背景電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展背景 1.1.1 能源危機(jī)能源危機(jī) 目前世界能源目前世界能源 1. 石油石油：使用率高，如在航空、鐵路、汽運(yùn)、冶金、使用率高，如在航空、鐵路、汽運(yùn)、冶金、 國(guó)防、化工等方面。按目前石油消耗水平，全球石油國(guó)防、化工等方面。按目前石油消耗水平，全球石油

2、 儲(chǔ)備據(jù)預(yù)測(cè)可以維持儲(chǔ)備據(jù)預(yù)測(cè)可以維持60-10060-100年。年。 2. 天然氣：天然氣：可以直接作為發(fā)動(dòng)機(jī)的原料。可以直接作為發(fā)動(dòng)機(jī)的原料。 3. 煤炭煤炭：需先轉(zhuǎn)化為電能，從而加以利用或再轉(zhuǎn)化。：需先轉(zhuǎn)化為電能，從而加以利用或再轉(zhuǎn)化。 為什么要 發(fā)展電動(dòng) 汽車(chē)？ 圖1-1 國(guó)際原油價(jià)格（美元/桶） 1.1.2 環(huán)境問(wèn)題環(huán)境問(wèn)題 1. 霧霾天氣霧霾天氣：PM2.5PM2.5，主要源自汽車(chē)尾氣。，主要源自汽車(chē)尾氣。 2. 溫室效應(yīng)：溫室效應(yīng)：CO2氣體。氣體。 3. 尾氣排放尾氣排放：全球大氣污染的：全球大氣污染的42%源于交通車(chē)輛的源于交通車(chē)輛的 污染。歐污染。歐IV歐歐V歐歐VI，國(guó)，

3、國(guó)III國(guó)國(guó)IV國(guó)國(guó)V（2013 年年1月月1日起生產(chǎn)日起生產(chǎn)） 汽車(chē)尾氣：汽車(chē)尾氣：CO、HC、NOx、Pb、PM及硫化物及硫化物 圖1-2 世界主要國(guó)家CO2排放比例 圖1-3 各國(guó)汽車(chē)減排目標(biāo) 1.1.3 電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì) 1. 電動(dòng)汽車(chē)與能源電動(dòng)汽車(chē)與能源 （1）能量利用率比傳統(tǒng)燃油汽車(chē)高；）能量利用率比傳統(tǒng)燃油汽車(chē)高； （2）核能、煤炭、水力、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)幔┖四?、煤炭、水力、太?yáng)能、風(fēng)能、地?zé)犭娔?；電能?（3）比燃油汽車(chē)節(jié)能）比燃油汽車(chē)節(jié)能70%左右，能源費(fèi)用可節(jié)省左右，能源費(fèi)用可節(jié)省50%左左 右。右。 （4）夜間充電，合理使用）夜間充電，合理使用“谷電谷電”，

4、解決峰谷不平衡。，解決峰谷不平衡。 電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)汽車(chē)：至少以一種動(dòng)力源為車(chē)載電源，全部或部分至少以一種動(dòng)力源為車(chē)載電源，全部或部分 由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，符合道路交通安全法規(guī)的汽車(chē)。由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，符合道路交通安全法規(guī)的汽車(chē)。 2. 電動(dòng)汽車(chē)與環(huán)境電動(dòng)汽車(chē)與環(huán)境 （1）PM2.5和和CO2排放比燃油汽車(chē)少；排放比燃油汽車(chē)少； （2）噪聲和散熱量比燃油汽車(chē)小。）噪聲和散熱量比燃油汽車(chē)小。 1873年，英國(guó)人羅伯特、戴維森（Robert Davidsson） 制作了世界上最初的可供實(shí)用可供實(shí)用的電動(dòng)汽車(chē)。 1.2 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展歷史電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展歷史 19世紀(jì)末期到1920年是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的一個(gè)高峰一個(gè)高峰。

5、隨著美國(guó)德州石油的開(kāi)發(fā)和內(nèi)燃機(jī)技術(shù)提高，電動(dòng)汽 車(chē)在1920年之后漸漸地失去了優(yōu)勢(shì)。 1990以后，石油資源的日益減少、大氣環(huán)境的污染嚴(yán) 重，人們開(kāi)始重新關(guān)注重新關(guān)注電動(dòng)車(chē)。 21世紀(jì)初，在中國(guó)、日本、美國(guó)及歐洲，電動(dòng)汽車(chē)進(jìn) 入了第三輪更大規(guī)模第三輪更大規(guī)模的研發(fā)探索階段。重點(diǎn)是延長(zhǎng)續(xù) 駛里程、縮短充電時(shí)間，解決充電基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題。 1.3 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀 1.1. 國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展概況國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展概況 表1-1 國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展情況表 公司公司車(chē)型車(chē)型投放時(shí)間投放時(shí)間現(xiàn)運(yùn)行情況現(xiàn)運(yùn)行情況 豐田公司 混合動(dòng)力轎車(chē)Prius 1997年批量投放 2000.7出口北美

6、2000.9出口歐洲二十多個(gè)國(guó)家 至目前其全球銷(xiāo)量達(dá)到了50萬(wàn)輛 2012年 該公司要將其所有的車(chē)型全部裝 上混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī) 繼Prius混合動(dòng)力轎車(chē)之后，豐田還推出了Estima（大霸王）混合動(dòng)力汽車(chē)和 搭載軟混合動(dòng)力系統(tǒng)的Crown（皇冠）轎車(chē)，其在普及混合動(dòng)力系統(tǒng)的低燃耗、 低排放和改進(jìn)行駛性能方面走在了世界前列。 本田公司 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)Insight 混合動(dòng)力汽車(chē)Civiv2002年 混合動(dòng)力汽車(chē)Altima 2006年向美國(guó)市場(chǎng)銷(xiāo)售 2010年日本國(guó)內(nèi)普及萬(wàn)輛 2.2.國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展情況國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展情況 圖1-4 我國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的政策的支持 產(chǎn)業(yè)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)規(guī)劃 研發(fā)政策研

7、發(fā)政策 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 示范運(yùn)營(yíng)規(guī)劃示范運(yùn)營(yíng)規(guī)劃 n汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策 n汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策 n汽車(chē)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興 規(guī)劃 n國(guó)家重大科技產(chǎn) 業(yè)工程電動(dòng)汽車(chē)項(xiàng)目 n863計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)重 大專(zhuān)項(xiàng) n863計(jì)劃節(jié)能與新 能源汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng) n新能源汽車(chē)生 產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入 管理規(guī)則 n節(jié)能與新能源汽 車(chē)示范與推廣項(xiàng)目 n節(jié)能與新能源汽車(chē) 示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資 金管理暫行辦法 n對(duì) 1 3 城 公 共 領(lǐng) 域 HEV/HV/FC車(chē)型補(bǔ)貼 政府推動(dòng)政府推動(dòng) 圖1-5武漢示范運(yùn)營(yíng)的混合動(dòng)力客車(chē)（單車(chē)運(yùn)營(yíng)里程近13萬(wàn)公里） 電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi) （1）純電動(dòng)汽車(chē)）純電動(dòng)汽車(chē) （2）混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)）混合動(dòng)

8、力電動(dòng)汽車(chē) （3）燃料電池電動(dòng)汽車(chē)）燃料電池電動(dòng)汽車(chē) 1.3.2 純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀 電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與工作原理如下圖所示： 按工作原理可劃分為車(chē)載電源模塊、電力驅(qū)動(dòng) 模塊和輔助模塊三大部分。 蓄電池的類(lèi)型 1、鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池：使用最廣泛，最成熟，成本售價(jià)最低 廉的蓄電池。缺點(diǎn)是必能量低，自放電率高，循 環(huán)次數(shù)少。 2、鎳氫電池鎳氫電池：可快速充電，比能量、比功率較高，已 經(jīng)商品化，無(wú)污染。缺點(diǎn)是自放電高、成本較高、 高溫起動(dòng)。 3、鎳鋅電池鎳鋅電池：高比能量、高比功率和大電流放電。 4、鋰蓄電池鋰蓄電池：體積小、質(zhì)量比能量和質(zhì)量比功率高、電 壓高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，

9、缺點(diǎn)是不能快速充電，可靠性、 安全性差，成本高，技術(shù)不成熟。 5、飛輪電池飛輪電池：90年代才提出的新概念電池，它突破了化 學(xué)電池 的局限，用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。眾所周知，當(dāng) 飛輪以一定角速度 旋轉(zhuǎn)時(shí)，它就具有一定的動(dòng)能。飛 輪電池正是以其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電 能的。高技術(shù)型的飛輪 用于儲(chǔ)存電能，就很像標(biāo)準(zhǔn)電池。 2012年年11月月5日，中國(guó)首款量產(chǎn)純?nèi)?，中?guó)首款量產(chǎn)純 電動(dòng)汽車(chē)上汽榮威電動(dòng)汽車(chē)上汽榮威E50于上海世博于上海世博 會(huì)議中心橫空出世，這款基于全會(huì)議中心橫空出世，這款基于全 新平臺(tái)自主開(kāi)發(fā)的純電動(dòng)汽車(chē)實(shí)新平臺(tái)自主開(kāi)發(fā)的純電動(dòng)汽車(chē)實(shí) 現(xiàn)了國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的一現(xiàn)了國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的一

10、次重大突破。次重大突破。 2021-6-19 這款純電動(dòng)輕型車(chē)，4 門(mén)4座設(shè)計(jì)，采用鋰離子動(dòng) 力電池，永磁同步直流電 機(jī)，百公里耗電10度。電 池可以2000次的滿(mǎn)充滿(mǎn)放 ，使用壽命為5年，一次充 電續(xù)駛里程160Km，最高 時(shí)速130Km/h，最大功率 50kW。在快速充電情況下 ，15分鐘即可充滿(mǎn)電池容 量的80%。 2008年北京車(chē) 展，2009年上海車(chē)展 長(zhǎng)城自主電動(dòng)小型車(chē)歐拉 力帆320首款純電動(dòng)車(chē)EV亮相上海 海馬并聯(lián)純電動(dòng)轎車(chē)Mpe 吉利EK-2 豐田FT-EV 海馬Me 于2009年上海車(chē)展正式推出。酷似奔馳Smart,又與比亞迪F0 有幾分相像。采用兩門(mén)設(shè)計(jì)，電力驅(qū)動(dòng)由大功率

11、、高能量的錳 酸鋰電池組提供電能。電能費(fèi)用只有同級(jí)別汽油機(jī)汽車(chē)燃油費(fèi) 用的1/5，使用方便快捷、一次電池充電時(shí)間4-5小時(shí)；目前一 次充電續(xù)航能力在120公里以上，時(shí)速超過(guò)80公里。 純電動(dòng)微型轎車(chē) 比亞迪比亞迪E6純電動(dòng)車(chē)純電動(dòng)車(chē) 四驅(qū)轎車(chē)，外觀融合了SUV 和MPV的特點(diǎn)。尺寸為 4554*1822*1630mm，軸距達(dá) 到2830mm。內(nèi)部設(shè)五座。E6 的動(dòng)力電池和啟動(dòng)電池均采用 比亞迪自主研發(fā)生產(chǎn)的ET- POWER鐵電池，可使用220V 民用電源慢充，快充為3C充電， 15分鐘左右可充滿(mǎn)電池80%。 續(xù)駛里程超過(guò)300公里，2010年在世界上續(xù)駛里程最長(zhǎng)。百 公里加速時(shí)間在10秒以?xún)?nèi)

12、，最高車(chē)速可達(dá)160km/h以上，而百公 里能耗為18度電以?xún)?nèi)，只相當(dāng)于燃油車(chē)1/3至1/4的消費(fèi)價(jià)格。 1.3.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē) 1、串聯(lián)式串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（SHEV）的主要特征是車(chē) 輛的驅(qū)動(dòng)力只來(lái)源于電動(dòng)機(jī)。 串聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖 2、并聯(lián)式并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（PHEV）的主要特征是 車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)力可由電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)同時(shí)或單獨(dú)供給。 并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖 3、混聯(lián)式混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的主要特征是同時(shí)具有串聯(lián) 式和并聯(lián)式兩種驅(qū)動(dòng)方式，與串聯(lián)相比，主要增加了 機(jī)械動(dòng)力傳遞線(xiàn)路；與并聯(lián)相比，增加了電力驅(qū)動(dòng)傳 輸線(xiàn)路。 混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖 2010年北京車(chē)展上長(zhǎng)安

13、 在微型客車(chē)上還將首次推出 混合動(dòng)力車(chē)-長(zhǎng)安微面S460。 具備比傳統(tǒng)微車(chē)節(jié)油15%的 最優(yōu)油耗性。 此外長(zhǎng)安還將帶來(lái)志翔 和悅翔的混合動(dòng)力車(chē)型。長(zhǎng) 安表示將在2012年前全部裝 備混合動(dòng)力技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微車(chē) 低碳化。 和悅，采用雙動(dòng)力系統(tǒng)，將控制發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種混合力量相和悅，采用雙動(dòng)力系統(tǒng)，將控制發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種混合力量相 結(jié)合的先進(jìn)技術(shù)，降低了油耗及排放，極大地提高了動(dòng)力和操縱性，結(jié)合的先進(jìn)技術(shù)，降低了油耗及排放，極大地提高了動(dòng)力和操縱性， 既可充電又可加油，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的雙動(dòng)力混合系統(tǒng)。既可充電又可加油，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的雙動(dòng)力混合系統(tǒng)。 在動(dòng)力上以電為主，以油為輔，當(dāng)動(dòng)力電池電量

14、低于某一定值后，在動(dòng)力上以電為主，以油為輔，當(dāng)動(dòng)力電池電量低于某一定值后， 內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，與同類(lèi)型燃油車(chē)相比可降低燃油消耗內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，與同類(lèi)型燃油車(chē)相比可降低燃油消耗30%。 當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)可驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而滿(mǎn)足整車(chē)高速行駛時(shí)的電量當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)可驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而滿(mǎn)足整車(chē)高速行駛時(shí)的電量 平衡。平衡。 在動(dòng)力方面，和悅混合動(dòng)力車(chē)最高車(chē)速能達(dá)到每小時(shí)在動(dòng)力方面，和悅混合動(dòng)力車(chē)最高車(chē)速能達(dá)到每小時(shí)120公里，公里， 最大爬坡度大于最大爬坡度大于30度，如果純電力行駛，可駛里程超過(guò)度，如果純電力行駛，可駛里程超過(guò)50公里。公里。 大眾新途銳混合動(dòng)力版 使用了一臺(tái)使用了一臺(tái)2

15、45kw的的3.3升升 V6發(fā)動(dòng)機(jī)，配合一臺(tái)可以產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，配合一臺(tái)可以產(chǎn) 生生34kw的電動(dòng)馬達(dá)，總共產(chǎn)的電動(dòng)馬達(dá)，總共產(chǎn) 生生280kw的功率和的功率和580N.m的的 扭矩，百公里加速時(shí)間扭矩，百公里加速時(shí)間6.5秒秒 ，百公里油耗為，百公里油耗為6.8升。而大升。而大 眾宣稱(chēng)其可以在純電力驅(qū)動(dòng)眾宣稱(chēng)其可以在純電力驅(qū)動(dòng) 模式下，幫助車(chē)子加速到模式下，幫助車(chē)子加速到 48km/h 。 奔馳奔馳S400hybrid 搭載一款搭載一款275馬力的馬力的3.5升升V6汽汽 油發(fā)動(dòng)機(jī)與一款油發(fā)動(dòng)機(jī)與一款20馬力的電動(dòng)機(jī)，馬力的電動(dòng)機(jī)， 這是一款這是一款 “輕型輕型”混合動(dòng)力車(chē)的車(chē)混合動(dòng)力車(chē)的車(chē) 型。

16、該車(chē)能夠獲得型。該車(chē)能夠獲得19 mpg（英里每（英里每 加侖）市區(qū)加侖）市區(qū)/24 mpg高速路的高速路的EPA燃燃 油經(jīng)濟(jì)性。而油經(jīng)濟(jì)性。而S級(jí)車(chē)型陣容中的另一級(jí)車(chē)型陣容中的另一 款車(chē)型款車(chē)型S550的燃油經(jīng)濟(jì)性為的燃油經(jīng)濟(jì)性為14 mpg 市區(qū)市區(qū)/21 mpg高速路的燃油經(jīng)濟(jì)性。高速路的燃油經(jīng)濟(jì)性。 裝備裝備7G-Tronic 7速自動(dòng)變速箱速自動(dòng)變速箱 ，2010款奔馳款奔馳S400混合動(dòng)力車(chē)還能混合動(dòng)力車(chē)還能 夠在夠在7.2秒的時(shí)間內(nèi)完成秒的時(shí)間內(nèi)完成0-62英里英里/小小 時(shí)的提速過(guò)程。最高時(shí)速被電子限時(shí)的提速過(guò)程。最高時(shí)速被電子限 定在定在156英里英里/小時(shí)。小時(shí)。 采用串聯(lián)式插入混合動(dòng)力技術(shù)的帝豪采用串聯(lián)式插入混合動(dòng)力技術(shù)的帝豪EC7 采用并聯(lián)式插入