汽車電器與電子控制技術(shù) 課件 第10、11章 電動汽車動力蓄電池系統(tǒng)、電動汽車驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)

電動汽車動力蓄電池系統(tǒng)第10章本章內(nèi)容架構(gòu)教學(xué)目標(biāo)要求、重點與難點1.動力蓄電池及其分類

10.1動力蓄電池結(jié)構(gòu)與原理2.BEV常見電池的結(jié)構(gòu)（視頻）與工作原理（1）鉛酸電池（2）鋰離子電池

鋰離子電池-結(jié)構(gòu)

鋰離子電池-工作原理

鋰電池-特點

1）高儲存能量密度，已達(dá)到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍；重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/6-1/5；2）使用壽命長，可達(dá)到6年以上，有可以使用10000次的記錄；3）額定電壓高（單體工作電壓為3.7V或3.2V）；4）高功率，可以達(dá)到15-30C充放電的能力，便于高強度的啟動加速；5）自放電率很低，1%/月以下，不到鎳氫電池的1/20；6）高低溫適應(yīng)性強，可以在-45℃--60℃環(huán)境下使用；7）綠色環(huán)保，無鉛、汞、鎘等有毒有害物質(zhì)。8）價格昂貴，安全性較差，高低溫使用危險大。需保護(hù)線路，防止電池被過充過放電。（3）鎳鎘電池(Ni-Cd)鎳鎘電池循環(huán)壽命比鉛酸電池長得多，經(jīng)濟耐用，內(nèi)阻小，可快速充電，可為負(fù)載提供大電流，而且放電時電壓變化很小，不會出現(xiàn)電解液泄漏現(xiàn)象，無須補充電解液。但鎳鎘電池會造成鎘污染，還有記憶效應(yīng)，目前已較少使用。（4）鎳氫電池(Ni-MH)鎳氫電池工作原理燃料電池10.2電動汽車充電系統(tǒng)比亞迪e6電動汽車電池組比亞迪e6電池組技術(shù)參數(shù)10.1.3BEV充電裝置

1.車載充電機車載充電機采用高頻開關(guān)電源技術(shù),其具備提供直流電源、保護(hù)以及通信的功能。提供直流電源是指將外部提供的220V交流電,通過整流、升壓轉(zhuǎn)換成動力蓄電池充電所需的穩(wěn)定的高壓直流電,為動力蓄電池充電,保證車輛正常行駛。2.DC/DC變換器DC/DC變換器(圖10-9)能夠?qū)崿F(xiàn)直流到直流的電量變換,有升壓、降壓、雙向降-升圖10-9

DC/DC變換器三種形式,是實現(xiàn)電氣系統(tǒng)電能變換、傳輸和電氣拖動的重要電氣設(shè)備。其主要由主電路、控制電路、驅(qū)動及保護(hù)電路組成。電動汽車充電系統(tǒng)工作原理10.3動力蓄電池系統(tǒng)常見故障本章小結(jié)1.動力蓄電池是為電動汽車提供能量的蓄電池,其基本結(jié)構(gòu)原理與普通蓄電池類似,但其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通蓄電池,特別是其比能量和使用壽命都大大高于普通蓄電池。電動汽車的動力蓄電池主要有鋰離子電池、鎳氫電池和燃料電池等。2.鋰離子電池是利用鋰離子作為導(dǎo)電離子,在陽極和陰極之間移動,通過化學(xué)能和電能互相轉(zhuǎn)化實現(xiàn)充放電的電池。由正極、負(fù)極和電解質(zhì)組成,正極材料由碳材料構(gòu)成,商業(yè)上使用得最多的是石墨;負(fù)極一般是層狀氧化物(如鈷酸鋰)、聚陰離子(如磷酸鐵鋰)、尖晶石(如錳酸鋰)和三元鋰材料(鈷鎳錳酸鋰或鈷鎳鋁酸鋰正極材料)。3.燃料電池是一種可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。以質(zhì)子交換膜燃料電池為例,單體燃料電池主要由電解質(zhì)膜、燃料電極、空氣電極和隔板等組成。燃料電池的發(fā)電過程只產(chǎn)生水,沒有任何污染物。因此,氫燃料電池被認(rèn)為是電動汽車最理想的動力電源。但是由于技術(shù)難度大,價格昂貴,目前正處于深入研發(fā)過程。4.動力蓄電池充電系統(tǒng)的基本組成包括交流充電口、直流充電口、車載充電機、電池管理系統(tǒng)、充電槍、充電插座、動力蓄電池包等。5.直流充電系統(tǒng)為快充模式。其通過直流充電機,經(jīng)過高壓配電盒配送給電動汽車動力蓄電池充電。這種模式的優(yōu)點是充電的速度快,但充電電流比較大,因此對電動汽車的電池壽命影響也比較大。6.交流充電系統(tǒng)為慢充模式。交流充電與直流充電相比,單相交流電通過車輛接口先進(jìn)入車載充電機,車載充電機把交流電轉(zhuǎn)換為直流電,然后進(jìn)行升壓處理后給電池充電。交流充電電流相對較小,充電速度比較慢,對電池的壽命相對來說較好。電動汽車驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)第11章本章內(nèi)容架構(gòu)教學(xué)目標(biāo)要求、重點與難點11.1電動汽車驅(qū)動電機的構(gòu)造與工作原理驅(qū)動電機基本構(gòu)造BEV驅(qū)動電機的作用與類型

BEV電動機的主要性能參數(shù)

驅(qū)動電機基本工作原理11.2驅(qū)動電機控制器驅(qū)動電機控制系統(tǒng)基本組成與工作原理驅(qū)動電機控制原理驅(qū)動電機控制系統(tǒng)工作過程中,電機控制器的主要功能包括:(1)驅(qū)動與制動控制通過改變逆變器輸出三相交流電的頻率,控制驅(qū)動電機處于電動機狀態(tài)或是發(fā)電機狀態(tài),從而控制汽車的驅(qū)動和制動。驅(qū)動時,逆變器將動力蓄電池提供的直流電逆變?yōu)殡妷侯l率可調(diào)的三相交流電,供電動機使用,驅(qū)動汽車運行;制動時,電動機做發(fā)電機運行,將動能變?yōu)殡娔墚a(chǎn)生三相交流電,經(jīng)逆變器變?yōu)橹绷麟姺答伝貏恿π铍姵?進(jìn)行再生制動。(2)運行速度控制通過脈寬調(diào)制控制改變逆變器輸出的三相交流電的電壓和頻率可以改變電機的轉(zhuǎn)速,從而對汽車進(jìn)行調(diào)速。(3)運行方向控制改變逆變器中控制模塊的導(dǎo)通順序就可以改變輸出三相交流電的相序,從而改變汽車的運行方向。驅(qū)動電機控制器系統(tǒng)主要部件11.3驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)常見故障本章小結(jié)1.電動汽車采用的永磁同步電機主要由轉(zhuǎn)子、定子、旋轉(zhuǎn)變壓器、冷卻液溫度傳感器、冷卻液道等組成。2.旋轉(zhuǎn)變壓器簡稱為旋變,主要由旋轉(zhuǎn)變壓器定子繞組和旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子組成,用于檢測驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子的位置和速度。3