理论教育 纯电动汽车组成结构简介

纯电动汽车组成结构简介

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:纯电动汽车典型组成框图如图2-4所示,电力驱动控制系统包括电力驱动系统、电源系统和辅助系统。来自加速踏板的信号输入电子控制器并通过控制功率变换器来调节电机输出的转矩或转速,电机输出的转矩通过汽车传动系统驱动车轮转动。

纯电动汽车组成结构简介

传统燃油汽车是由发动机、底盘、车身和电气四大部分组成,纯电动汽车的结构与燃油汽车相比,主要增加了电力驱动控制系统,而取消了发动机。因此,纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。除了电力驱动控制系统,其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车相同,不过有些部件根据所选的驱动方式不同,已被简化或省去了,所以电力驱动控制系统既决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能特征,也是纯电动汽车的核心,它相当于传统汽车中的发动机与其他功能以机电一体化方式相结合,这也是区别于传统内燃机汽车的最大不同点。

纯电动汽车典型组成框图如图2-4所示,电力驱动控制系统包括电力驱动系统、电源系统和辅助系统。

图2-4 纯电动汽车典型组成框图

图中双线表示机械连接;粗线表示电气连接;细线表示控制信号连接;线上的箭头表示电功率或控制信号的传输方向。来自加速踏板的信号输入电子控制器并通过控制功率变换器来调节电机输出的转矩或转速,电机输出的转矩通过汽车传动系统驱动车轮转动。充电器通过汽车的充电接口蓄电池充电。在汽车行驶时,蓄电池经功率变换器向电机供电。当电动汽车采用电制动时,驱动电机运行在发电状态,将汽车的部分动能回馈给蓄电池以对其充电,并延长电动汽车的续驶里程。

1.电力驱动系统

电力驱动系统(以后简称驱动系统)主要包括电子控制器、功率转换器、电机、机械传动装置和车轮等。驱动系统的功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能进而推进汽车行驶,并能够在汽车减速制动或者下坡时,实现再生制动

电子控制器的作用是接收加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、挡位信号及其他相关信号,综合判断驾驶人意图和整车工况,发出控制指令给功率变换器,通过功率变换器控制电机的电压或电流,完成电机的驱动转矩和旋转方向的控制。(www.daowen.com)

功率变换器是将蓄电池的直流电转换为频率和电压均可调的交流电,进而驱动电机工作。当汽车减速制动或者下坡时,功率变换器将车轮驱动电机产生的电能存储在蓄电池中。

电机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置驱动或直接驱动车轮。早期,电动汽车上广泛采用直流串励电机,这种电动机具有“软”的机械特性,与汽车的行驶特性非常适应。但直流电机由于存在换向火花,比功率较小、效率较低,维护保养工作量大等缺点,随着电机技术和电机控制技术的发展,正在逐渐被直流无刷电机(BCDM)、永磁同步电机、开关磁阻电机(SRM)和交流异步电机所取代。

机械传动装置的作用是将电机的驱动转矩传给汽车的驱动轴。因为电机可以带负载起动,所以纯电动汽车上无须传统内燃机汽车的离合器。并且驱动电机的转向可以通过电路控制实现变换,因此,纯电动汽车无须内燃机汽车变速器中的倒挡。当采用电机无级调速控制时,电动汽车可以省去传统汽车的变速器。在采用轮毂电机驱动时,电动汽车也可以省去传统内燃机汽车传动系统的差速器

2.电源系统

电源系统主要包括电源、能量管理系统和充电机等,它的功用是向电机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。

电源是制约电动汽车发展的主要因素。作为电动汽车的电源应该具有高比能量和高比功率等性能,以满足汽车的动力性和续驶里程的要求。纯电动汽车常用的电源有铅酸蓄电池、镍镉电池镍氢电池、锂离子动力电池等。能量管理系统主要负责监测电源的使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。

3.辅助系统

辅助系统主要包括辅助动力源(低压蓄电池、DC/DC转换器)、电动空调系统、电动助力转向系统、电动真空制动系统等。

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