微型低速純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

1、微型低速純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)摘要文章全面介紹了本公司自主研發(fā)的微型低速純電 動汽車的整車輕量化、整車一體化、動力系統(tǒng)集成化、動力 電池管理及電池快換等關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞純電動汽車；整車輕量化；關(guān)鍵技術(shù)1概述近年來，歐美等發(fā)達(dá)國家對純電動汽車技術(shù)和產(chǎn)品的研 究以及產(chǎn)業(yè)化投入了大量資金，一方面促進(jìn)了純電動汽車本 身的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展；另一方面極大地推動了傳統(tǒng)汽 車技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。純電動汽車所涉及的電機及其 驅(qū)動技術(shù)、電池及其管理系統(tǒng)、整車的控制策略等，是電動 汽車、混合動力、燃料電池汽車等新型汽車發(fā)展的基石。本公司研發(fā)的微型低速純電動汽車以科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè) 化為目標(biāo)，對純電動汽車進(jìn)行了全

2、面、系統(tǒng)的規(guī)劃。同時， 以整車輕量化、整車一體化、動力集成化、動力電池管理等 技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化的有機結(jié)合。與國內(nèi)外 同類純電動汽車相比，無論是高新技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用，還是 具體性能指標(biāo)，均有創(chuàng)新和突破。2.關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)成本公司開發(fā)的微型低速純電動汽車的技術(shù)構(gòu)成分為：整車部分、電機及其控制系統(tǒng)、電池及其管理系統(tǒng)。2.1整車輕量化設(shè)計整車輕量化是汽車技術(shù)重要的研究內(nèi)容。純電動汽車由 于布置了電池組，整車重量增加較多，輕量化問題更為突出。(1) 公司通過對整車實際使用工況和使用要求的分析, 對電池的電壓、容量、驅(qū)動電機功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、整車性 能等車輛宏觀參數(shù)的總體優(yōu)化，合理選擇電池和電

3、機參數(shù)。(2) 公司自主研發(fā)的微型低速純電動汽車采用全鋁框 架平臺式結(jié)構(gòu)，以車架為平臺，將電池、一體化電機、底盤、 車身覆蓋件全部放置于車架上，最大程度減輕車身重量，且 具有較好的通用性。(3) 車身骨架采用蜂巢式設(shè)計，車身中部骨架內(nèi)部結(jié) 構(gòu)為蜂巢狀，通過動力學(xué)仿真分析和實車碰撞得出，蜂巢式 車身骨架在碰撞中可以對能量起到合理傳遞和有效耗散，在 減輕整車重量的同時又增加了整車安全性。(4) 車身結(jié)構(gòu)采用葉片型a柱、b柱融合設(shè)計，將整個 中部車架呈現(xiàn)一體式準(zhǔn)橢圓框架結(jié)構(gòu)，既減輕重量、簡化工 藝，又起到增加整車強度的作用。同時，也為駕駛室提供了 更大的空間。(5) 車身所有覆蓋件均采用abs/pc

4、塑料合金材料和 塑料注塑成型工藝制造，整車輕量化技術(shù)的應(yīng)用提升了車輛 的環(huán)保性、美觀性和安全性，使車身質(zhì)量減小15%。2. 2動力集成化設(shè)計以簡化動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高傳遞效率為目的，利用 集團(tuán)自有專用技術(shù)開發(fā)了具有2擋變速功能的包括電機、變 速器和差速器在內(nèi)的動力總成系統(tǒng)。全車動力使用集成兩檔 變速箱（含差速器）的72v 7. 5kw交流異步電機，電機峰 值功率達(dá)到20kwo該電機總成體積小，動力輸出強勁，低速 大扭矩，適合各種路面；全封閉鑄鋁外殼減輕了重量，并提 升了散熱效果；轉(zhuǎn)子無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)降低噪音；采用霍爾式速度 傳感器，適應(yīng)汽車全部環(huán)境工況；采用絕緣軸承消除軸電流 延長電機壽命；轉(zhuǎn)子動

5、平衡精度g2. 5級。2. 3動力電池管理技術(shù)能量管理系統(tǒng)是純電動汽車的智能核心。一輛設(shè)計良好 的電動汽車，除了有良好的機械性能、電驅(qū)動性能、選擇適 當(dāng)?shù)哪芰吭矗姵兀┩?，還應(yīng)該有一套協(xié)調(diào)各個功能部分工 作的能量管理系統(tǒng)。公司研發(fā)的微型低速電動汽車動力電池組采用 delaware power systems。此系統(tǒng)可以檢測單個電池或電 池組的荷電狀態(tài)，并根據(jù)各種傳感信息，包括力、加減速命 令、行駛路況、蓄電池工況、環(huán)境溫度等，合理地調(diào)配和使 用有限的車載能量；它還能夠根據(jù)電池組的使用情況和充放 電歷史選擇最佳充電方式，以盡可能延長電池的壽命。在日 常維護(hù)中，利用此系統(tǒng)可以在行車狀態(tài)下采集每塊電

6、池的電 壓、溫度和充放電電流的歷史數(shù)據(jù)，從而來建立電池使用能 量的曲線圖。2.4電池均衡及熱管理系統(tǒng)技術(shù)純電動汽車的性能表現(xiàn)依賴于作為能量貯存系統(tǒng)的動 力蓄電池組。電池組性能直接影響整車的加速特性、續(xù)駛里 程以及制動能量回收的效率等。電池的成本和循環(huán)壽命直接 影響車輛的成本和可靠性，所有影響電池性能的參數(shù)必須得 到優(yōu)化。純電動汽車的電池在使用中發(fā)熱量很大，電池溫度 影響電池的電化學(xué)系統(tǒng)的運行、循環(huán)壽命和充電可接受性、 功率和能量、安全性和可靠性。所以，為了達(dá)到最佳的性能 和壽命，需將電池包的溫度控制在一定范圍內(nèi)。減少包內(nèi)不 均勻的溫度分布以避免模塊間的不平衡，從而避免了電池性 能下降，且可以消

7、除相關(guān)的潛在危險。由于電池包的設(shè)計既 要密封、防水、絕緣等，又要考慮空氣流流場分布、均勻散 熱。電池包的散熱通風(fēng)成為純電動汽車的重點研究方向。公司在車型研發(fā)中加強電池均衡及熱管理系統(tǒng)研究的 力度，采用專用流體分析軟件fluent和通用大型有限元分 析軟件ansys對電池包內(nèi)流動情況進(jìn)行分析，同時進(jìn)行了大 量的實物驗證試驗，在考慮各種因素的情況下對電池包的尺 寸、電池布置、箱體材料等進(jìn)行優(yōu)化。2. 5電池快換技術(shù)本公司所研發(fā)的微型低速純電動汽車采用基于箱式一 體化的電池快換機構(gòu)?？鞊Q機構(gòu)由箱體、動力電池組、電子控制單元、電池組連接器插頭及相關(guān)電氣和機械輔助件組 成。針對車型的實際使用情況，設(shè)計了

8、獨有的鎖止機構(gòu)和導(dǎo) 向與定位裝置，并獲得國家專利（電動汽車電池組裝卸裝置, 201020200161.2；電動汽車電池組固定裝置，201020200153.8）,使電池組快換周期縮短到180秒。3.結(jié)語3. 1公司研發(fā)的微型低速純電動汽車在開發(fā)過程中充分 體現(xiàn)創(chuàng)新性，在整車輕量化設(shè)計、整車一體化設(shè)計、電池管 理系統(tǒng)設(shè)計、電池均衡冷卻系統(tǒng)設(shè)計等多方面取得成果。3.2電動汽車由于其環(huán)保特性和能源的廣泛性，是未來 汽車最主要、最簡潔的解決方案。從總體來看，混合動力汽 車、燃料汽車均在解決或回避目前純電動汽車面臨的瓶頸 動力電池問題。3.3純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)的欠成熟性，為形成自主知識 產(chǎn)權(quán)和自主開發(fā)能力提供了機遇。為避免出現(xiàn)目前在傳統(tǒng)汽 車研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域中受制于人的局面。3. 4