純電動車動力系統(tǒng)

1、動力系統(tǒng)匹配關(guān)鍵部件選型要求電機及其控制器1.鋰電池組2.電池管理系統(tǒng)3. 驅(qū)動電動機4. 控制系統(tǒng)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的主要研究和開發(fā)對象。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)來對整個動力電池組及其每一單體電池進行監(jiān)控，保持各個單體電池間的一致性。3. 驅(qū)動電動機驅(qū)動電動機是驅(qū)動EV行駛的唯一動力裝置。類型

2、永磁同步電動機。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.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的控制。將加速踏板、制動踏板機械位移的行程量轉(zhuǎn)換為電信號，輸入整車控制器，通過CAN通訊控制電機驅(qū)動模塊控制驅(qū)動電動機運轉(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)動電動機系統(tǒng)進行監(jiān)控并及

3、時反饋信息和報警。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電一體化控制系統(tǒng)，達到安全、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)電池的高能化。電機：采用高效率的電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和高效率的驅(qū)動電動機，提高電動機和驅(qū)動系統(tǒng)的效率。驅(qū)動系統(tǒng)的動力輸出特性與車輛的動力性能直接相關(guān)。驅(qū)動系統(tǒng)的動力輸出應(yīng)該滿足車輛的動力性要求。在設(shè)計電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)時，為了使電動汽車達到要求的動力性能指標，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行

4、分析，以得到電動汽車的需求特性場。電動機的基本要求電機的驅(qū)動曲線圖分析常用電機常用控制結(jié)構(gòu)和控制方法采用大功率的電動機來驅(qū)動電動汽車與采用小功率的電動機相比，具有電阻小、效率高、比能耗低、動力性能好等優(yōu)點。在確定電動汽車所采用的電動機時，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: 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,通常電機的過載系數(shù)應(yīng)達34。 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，電動機的過載系數(shù)應(yīng)達到2-3倍; 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)駕駛員對

5、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; 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。 5、再生制動時的能量回收率高。 6電動機的外形尺寸要求盡可能小，質(zhì)量盡可能輕; 7電動機的可靠性好，耐溫和耐潮性能強，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，運行時噪音低，維修方便。 8 價格低 純電動汽車是利用電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能來實現(xiàn)驅(qū)動的。電機的種類多、用途廣、功率覆蓋面非常大。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的功率必須要適應(yīng)這種復(fù)雜工況的要求。對于不同的電機，采用

6、的控制理論不同，其控制方法也各異。直流電機結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)成熟，具有交流電動機所不可比擬的優(yōu)良電磁轉(zhuǎn)矩控制特性，直到20世紀80年代中期，仍是國內(nèi)外電動汽車用電機的主要研發(fā)對象。但是，直流電動機價格高、體積和質(zhì)量，因此在電動汽車上的應(yīng)用受到了限制。優(yōu)點 高質(zhì)量比功率，高效率等。缺點 控制系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，功率范圍較小等。永磁無刷電動機可以分為由方波驅(qū)動的無刷直流電動機系統(tǒng)(BLDCM)和由正弦波驅(qū)動的無刷直流電動機系統(tǒng)(PMSM)，其中以永磁同步電機應(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。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)電機基本相同，因此在電動汽車上得到了廣泛的應(yīng)用，是當前電動汽車專用電動機的研發(fā)熱點。BLDCM系統(tǒng)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)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)，有極好的應(yīng)用前景。驅(qū)動電機的基本性能比較項目直流電機感應(yīng)電機永磁電機開關(guān)磁阻電機比功率低中高較高峰值效率(%)85899495959790負荷效率(%)8087909285977886功率因數(shù)(%)-828590936065恒功率區(qū)-1:51:2.251:3轉(zhuǎn)速范圍(r/min)400060