純電動車動力系統(tǒng)分解學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1純電動車動力系統(tǒng)分解純電動車動力系統(tǒng)分解(fnji)第一頁，共21頁。1.鋰電池組2.電池管理系統(tǒng)3. 驅(qū)動(q dn)電動機(jī)4. 控制系統(tǒng)第1頁/共20頁第二頁，共21頁。1. 鋰電池組組成 以動力電池組作為臺架電源，用周期性的充電來補(bǔ)充電能。重要性 動力電池組是EV的關(guān)鍵裝備，儲存的電能、質(zhì)量和體積，對EV性能起決定性影響，也是發(fā)展EV的主要研究(ynji)和開發(fā)對象。 第2頁/共20頁第三頁，共21頁。2.電池管理系統(tǒng)管理 對動力電池組充電與放電時的電流、電壓、放電深度、再生制動反饋電流、電池溫度等進(jìn)行控制。 個別電池性能變化后，會影響到整個動力電池組性能，故需用電池管理系統(tǒng)來對

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

3、hr)整車控制器，通過CAN通訊控制電機(jī)驅(qū)動模塊控制驅(qū)動電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。計算動力電池組剩余電量和剩余續(xù)駛里程。對整車低壓系統(tǒng)的電子、電器裝置進(jìn)行控制。采用各種各樣的傳感器、報警裝置和自診斷裝置等，對整個動力電池組功率轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電動機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控并及時反饋信息和報警。第5頁/共20頁第六頁，共21頁。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，使操作簡單化和規(guī)范化?？刂疲涸贓V控制系統(tǒng)中，采用全自動或半自動的機(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)動電動機(jī)，提高電動機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng)的效率。第6頁/共20頁第七頁，共21頁。n驅(qū)動系統(tǒng)的動力(dngl)輸出特性與車輛的動力(dngl)性能直接相關(guān)。驅(qū)動系統(tǒng)的動力(dngl)輸出應(yīng)該滿足車輛的動力(dngl)性要求。在設(shè)計電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)時，為了使電動汽車達(dá)到要求的動力(dngl)性能指標(biāo)，首先必須建立電動汽車的力學(xué)模型，對電動汽車行駛過程中力與功率的平衡進(jìn)行分析，以得到電動汽車的需求特性場。第7頁/共20頁第八頁，共21頁。n電動機(jī)的基本要求(yoqi)n電機(jī)的驅(qū)動曲線圖分析n常用電機(jī)n常用控制結(jié)構(gòu)和控制方法第8頁/共20頁第九頁，共21頁。n采用大功率的電動機(jī)來驅(qū)

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

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、再生制動時的能量回收率高。n 6電動機(jī)的外形尺寸要求盡可能小，質(zhì)量盡可能輕;n 7電動機(jī)的可靠性好，耐溫和耐潮性能強(qiáng)，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，運(yùn)行時噪音低，維修方便。n 8 價格低 第10頁/共20頁第十一頁，共21頁。n 純電動汽車是利用電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來實現(xiàn)驅(qū)動的。n電機(jī)的種類多、用途廣、功率覆蓋面非常大。n車輛行駛的路面工況較復(fù)雜，所以作為電動汽車用的電動機(jī)的功率必須要適應(yīng)這種復(fù)雜工況的要求。n對于不同的電機(jī)，采用的

7、控制理論(lln)不同，其控制方法也各異。第11頁/共20頁第十二頁，共21頁。第12頁/共20頁第十三頁，共21頁。n直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)成熟，具有交流電動機(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，仍是國內(nèi)外電動汽車用電機(jī)的主要研發(fā)對象。n但是，直流電動機(jī)價格高、體積和質(zhì)量，因此在電動汽車上的應(yīng)用受到了限制。第13頁/共20頁第十四頁，共21頁。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/共20頁第十五頁，共21頁。n永磁無刷電動機(jī)可以分為由方波驅(qū)動的無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)(xtng)(BLDCM)和由

8、正弦波驅(qū)動的無刷直流電動機(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，由日本研制的電動汽車主要采用這種電機(jī)。如豐田的Prius混聯(lián)汽車。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，因此在電動汽車上得到了廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)前電動汽車專用電動機(jī)的研發(fā)熱點(diǎn)。nBLDCM系統(tǒng)(xtng)不需要絕對位置傳感器，一般采用霍爾元件或增量式碼盤。PMSM系統(tǒng)(xtng)需要絕對式碼盤或旋轉(zhuǎn)變壓器等轉(zhuǎn)子位置傳感器，這類電機(jī)具有較高的能量密度和效率，其體積小、慣性小、響應(yīng)快，非常適用于電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)(xtng)，有極好的應(yīng)用前景。第15頁/共20頁第十六頁，共21頁。第16頁/共20頁第十七頁，共21頁。第17頁/共20頁第十八頁，共21頁。n驅(qū)動電機(jī)的基本(jbn)性能比較項目直流電機(jī)感應(yīng)電機(jī)永磁電機(jī)開關(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)的堅固性差好一般優(yōu)良