純電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)分解學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1純電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)分解純電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)分解(fnji)第一頁(yè)，共21頁(yè)。1.鋰電池組2.電池管理系統(tǒng)3. 驅(qū)動(dòng)(q dn)電動(dòng)機(jī)4. 控制系統(tǒng)第1頁(yè)/共20頁(yè)第二頁(yè)，共21頁(yè)。1. 鋰電池組組成 以動(dòng)力電池組作為臺(tái)架電源，用周期性的充電來(lái)補(bǔ)充電能。重要性 動(dòng)力電池組是EV的關(guān)鍵裝備，儲(chǔ)存的電能、質(zhì)量和體積，對(duì)EV性能起決定性影響，也是發(fā)展EV的主要研究(ynji)和開(kāi)發(fā)對(duì)象。 第2頁(yè)/共20頁(yè)第三頁(yè)，共21頁(yè)。2.電池管理系統(tǒng)管理 對(duì)動(dòng)力電池組充電與放電時(shí)的電流、電壓、放電深度、再生制動(dòng)反饋電流、電池溫度等進(jìn)行控制。 個(gè)別電池性能變化后，會(huì)影響到整個(gè)動(dòng)力電池組性能，故需用電池管理系統(tǒng)來(lái)對(duì)

2、整個(gè)動(dòng)力電池組及其每一單體(dn t)電池進(jìn)行監(jiān)控，保持各個(gè)單體(dn t)電池間的一致性。第3頁(yè)/共20頁(yè)第四頁(yè)，共21頁(yè)。3. 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是驅(qū)動(dòng)EV行駛的唯一動(dòng)力裝置。類(lèi)型 永磁同步(tngb)電動(dòng)機(jī)。再生制動(dòng) 再生制動(dòng)是EV節(jié)能的重要措施之一。制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，一般可回收10%15%的能量，有利于延長(zhǎng)EV行駛里程。 在EV制動(dòng)系統(tǒng)中，還保留常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)和ABS制動(dòng)系統(tǒng)，以保證車(chē)輛在緊急制動(dòng)時(shí)有可靠的制動(dòng)性能.第4頁(yè)/共20頁(yè)第五頁(yè)，共21頁(yè)。4. 控制系統(tǒng)EV的控制系統(tǒng)主要是對(duì)動(dòng)力電池組的管理和對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制。將加速踏板、制動(dòng)踏板機(jī)械位移的行程量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入(s

3、hr)整車(chē)控制器，通過(guò)CAN通訊控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。計(jì)算動(dòng)力電池組剩余電量和剩余續(xù)駛里程。對(duì)整車(chē)低壓系統(tǒng)的電子、電器裝置進(jìn)行控制。采用各種各樣的傳感器、報(bào)警裝置和自診斷裝置等，對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池組功率轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控并及時(shí)反饋信息和報(bào)警。第5頁(yè)/共20頁(yè)第六頁(yè)，共21頁(yè)。小結(jié)操縱：在操縱裝置和操縱方法上繼承或沿用內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)主要的操縱裝置和操縱方法，適應(yīng)駕駛員的操作習(xí)慣，使操作簡(jiǎn)單化和規(guī)范化?？刂疲涸贓V控制系統(tǒng)中，采用全自動(dòng)或半自動(dòng)的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)，達(dá)到安全、可靠、節(jié)能、環(huán)保和靈活的目的。電池：提高電池的比能量和比功率，實(shí)現(xiàn)電池的高能(gonng)化。電機(jī)：采用高效

4、率的電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和高效率的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，提高電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率。第6頁(yè)/共20頁(yè)第七頁(yè)，共21頁(yè)。n驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力(dngl)輸出特性與車(chē)輛的動(dòng)力(dngl)性能直接相關(guān)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力(dngl)輸出應(yīng)該滿足車(chē)輛的動(dòng)力(dngl)性要求。在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，為了使電動(dòng)汽車(chē)達(dá)到要求的動(dòng)力(dngl)性能指標(biāo)，首先必須建立電動(dòng)汽車(chē)的力學(xué)模型，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)程中力與功率的平衡進(jìn)行分析，以得到電動(dòng)汽車(chē)的需求特性場(chǎng)。第7頁(yè)/共20頁(yè)第八頁(yè)，共21頁(yè)。n電動(dòng)機(jī)的基本要求(yoqi)n電機(jī)的驅(qū)動(dòng)曲線圖分析n常用電機(jī)n常用控制結(jié)構(gòu)和控制方法第8頁(yè)/共20頁(yè)第九頁(yè)，共21頁(yè)。n采用大功率的電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)

5、動(dòng)(q dn)電動(dòng)汽車(chē)與采用小功率的電動(dòng)機(jī)相比，具有電阻小、效率高、比能耗低、動(dòng)力性能好等優(yōu)點(diǎn)。在確定電動(dòng)汽車(chē)所采用的電動(dòng)機(jī)時(shí)，其性能必須充分滿足電動(dòng)汽車(chē)不同行駛工況的要求。因此其性能要求有:n 1、要有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)保證電動(dòng)汽車(chē)的良好的起動(dòng)和加速性能; 爬坡、頻繁啟/停的要求,通常電機(jī)的過(guò)載系數(shù)應(yīng)達(dá)34。n 2、要有較寬的恒功率范圍，保證電動(dòng)汽車(chē)具有高速行駛的能力，電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)應(yīng)達(dá)到2-3倍;第9頁(yè)/共20頁(yè)第十頁(yè)，共21頁(yè)。n 3、要有較大范圍的調(diào)速功能，在低速時(shí)具有較大的轉(zhuǎn)矩，在高速時(shí)具有高功率，能夠根據(jù)(gnj)駕駛員對(duì)加速踏板的控制，隨即地調(diào)整電動(dòng)汽車(chē)的行駛速度和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力;

6、n 4、具有良好的效率特性,在較寬的轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi),獲得最優(yōu)的效率,提高一次充電后的持續(xù)行駛里程,一般要求在典型的駕駛循環(huán)區(qū),獲得85%93%的效率。n 5、再生制動(dòng)時(shí)的能量回收率高。n 6電動(dòng)機(jī)的外形尺寸要求盡可能小，質(zhì)量盡可能輕;n 7電動(dòng)機(jī)的可靠性好，耐溫和耐潮性能強(qiáng)，能夠在較惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作，運(yùn)行時(shí)噪音低，維修方便。n 8 價(jià)格低 第10頁(yè)/共20頁(yè)第十一頁(yè)，共21頁(yè)。n 純電動(dòng)汽車(chē)是利用電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的。n電機(jī)的種類(lèi)多、用途廣、功率覆蓋面非常大。n車(chē)輛行駛的路面工況較復(fù)雜，所以作為電動(dòng)汽車(chē)用的電動(dòng)機(jī)的功率必須要適應(yīng)這種復(fù)雜工況的要求。n對(duì)于不同的電機(jī)，采用的

7、控制理論(lln)不同，其控制方法也各異。第11頁(yè)/共20頁(yè)第十二頁(yè)，共21頁(yè)。第12頁(yè)/共20頁(yè)第十三頁(yè)，共21頁(yè)。n直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，具有交流電動(dòng)機(jī)所不可比擬的優(yōu)良(yuling)電磁轉(zhuǎn)矩控制特性，直到20世紀(jì)80年代中期，仍是國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)用電機(jī)的主要研發(fā)對(duì)象。n但是，直流電動(dòng)機(jī)價(jià)格高、體積和質(zhì)量，因此在電動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用受到了限制。第13頁(yè)/共20頁(yè)第十四頁(yè)，共21頁(yè)。n優(yōu)點(diǎn)n 高質(zhì)量比功率，高效率等。n缺點(diǎn)n 控制系統(tǒng)復(fù)雜(fz)，成本高，功率范圍較小等。第14頁(yè)/共20頁(yè)第十五頁(yè)，共21頁(yè)。n永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)可以分為由方波驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(xtng)(BLDCM)和由

8、正弦波驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(xtng)(PMSM)，其中以永磁同步電機(jī)應(yīng)用最為廣泛目前，由日本研制的電動(dòng)汽車(chē)主要采用這種電機(jī)。如豐田的Prius混聯(lián)汽車(chē)。它們都具有較高的功率密度，其控制方式與感應(yīng)電機(jī)基本相同，因此在電動(dòng)汽車(chē)上得到了廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)的研發(fā)熱點(diǎn)。nBLDCM系統(tǒng)(xtng)不需要絕對(duì)位置傳感器，一般采用霍爾元件或增量式碼盤(pán)。PMSM系統(tǒng)(xtng)需要絕對(duì)式碼盤(pán)或旋轉(zhuǎn)變壓器等轉(zhuǎn)子位置傳感器，這類(lèi)電機(jī)具有較高的能量密度和效率，其體積小、慣性小、響應(yīng)快，非常適用于電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(xtng)，有極好的應(yīng)用前景。第15頁(yè)/共20頁(yè)第十六頁(yè)，共21頁(yè)。第16頁(yè)/共20頁(yè)第十七頁(yè)，共21頁(yè)。第17頁(yè)/共20頁(yè)第十八頁(yè)，共21頁(yè)。n驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基本(jbn)性能比較項(xiàng)目直流電機(jī)感應(yīng)電機(jī)永磁電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)比功率低中高較高峰值效率(%)85899495959790負(fù)荷效率(%)8087909285977886功率因數(shù)(%)-828590936065恒功率區(qū)-1:51:2.251:3轉(zhuǎn)速范圍(r/min)400060001200015000400010000可15000可靠性 一般好優(yōu)良好結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性差好一般優(yōu)良