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純電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)認(rèn)知,簡(jiǎn)述純電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)及檢修
純電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)認(rèn)知,純電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)及檢修,純電動(dòng)汽車(chē)是完全由可充電儲(chǔ)能式電池(如鉛酸電池、鋰離子電池等)供應(yīng)動(dòng)力源的汽車(chē)。它能夠直接利用外電源為蓄電池充電,并通過(guò)蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。相比于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē),純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力傳遞是柔性的電線連接,結(jié)構(gòu)更加靈活。具體如下:
1.傳動(dòng)系統(tǒng)柔性化。關(guān)于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。重要采用手動(dòng)變速器或自動(dòng)變速器來(lái)?yè)Q向和變速;而純電動(dòng)汽車(chē)可以有多種選擇,既可以用手動(dòng)和自動(dòng)變速器,又可以用電子驅(qū)動(dòng)器控制電動(dòng)機(jī)直接變速驅(qū)動(dòng)。另外,內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的動(dòng)力從內(nèi)燃機(jī)輸出后,送達(dá)飛輪和離合器,再進(jìn)一步傳遞到傳動(dòng)系,直至累動(dòng)車(chē)輛前進(jìn),動(dòng)力傳遞重要依靠剛性連接;純電動(dòng)汽車(chē)則使用電動(dòng)機(jī)供應(yīng)動(dòng)力,動(dòng)力傳遞可以通過(guò)控制器柔性的電線連接完成,動(dòng)力輸出到傳動(dòng)系后,其過(guò)程和傳統(tǒng)車(chē)輛相一致。因此,純電動(dòng)汽車(chē)的構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單化、傳遞柔性化。
2.動(dòng)力系統(tǒng)電能化。傳統(tǒng)汽車(chē)由內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)動(dòng)力,通過(guò)燃料燃燒出現(xiàn)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē),其燃料儲(chǔ)存在油箱中:而純電動(dòng)汽車(chē)曲可充電電池(如鉛酸電池、鋰離子電池等)供應(yīng)動(dòng)力源,通過(guò)蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē),蓄電池的電能儲(chǔ)存于儲(chǔ)能式電池中。
3.控制系統(tǒng)精確化。純電動(dòng)汽車(chē)除了CAN總線整車(chē)控制系統(tǒng)外,新增了電機(jī)控制系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)等,因此純電動(dòng)汽車(chē)的通信和控制技術(shù)比傳統(tǒng)汽車(chē)要求更高、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、控制更精確。
純電動(dòng)汽車(chē)由電能驅(qū)動(dòng),能源來(lái)源廣泛,低能耗和低噪聲,且沒(méi)有任何尾氣排放,符合環(huán)保和節(jié)能的理念,是最理想的綠色環(huán)保工具。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一、純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)
純電動(dòng)汽車(chē)重要由電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、汽車(chē)底盤(pán)、車(chē)身以及各種輔助裝置等部分組成。除了電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)外,其他部分的功能及其結(jié)構(gòu)組成基本與傳統(tǒng)汽車(chē)類(lèi)同,只是有些部件根據(jù)所選的驅(qū)動(dòng)方式不同,已被簡(jiǎn)化或省去
1-充電插頭:2-診斷接口;3電池;4一接觸器箱:5-高壓裝置;6一控制模塊:7-功率電子;8電動(dòng)機(jī):9一電動(dòng)直空泵;10-變速箱
電池組、電動(dòng)機(jī)、電機(jī)控制器、DC/DC電能變換器、高壓控制盒等組成。除了動(dòng)力鋰離子電池外,其余部件基本布置在車(chē)輛的前發(fā)動(dòng)機(jī)箱內(nèi)。眾泰5008EV前艙布置如圖2-3所示。
二、電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)按工作原理可分為車(chē)載電源模塊、電力驅(qū)動(dòng)主模塊和輔助模塊三大部分。圖2-4所示為眾泰5008EV純電動(dòng)汽車(chē)電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖。其工作原理為:點(diǎn)火鑰匙打開(kāi)后,蓄電池通過(guò)高壓控制盒內(nèi)繼電器控制板啟動(dòng)高壓控制盒內(nèi)總正、總負(fù)接觸器,高壓控制盒啟動(dòng)后高壓回路接通,給DC/DC輸送高壓,DC/DC將高壓電轉(zhuǎn)換為13V低壓電,為蓄電池充電,動(dòng)力鋰電池通過(guò)高壓控制盒內(nèi)總正、總負(fù)輸入到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制器,由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制器將兩相高壓直流電轉(zhuǎn)換為三相高壓直流電,輸送至驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作,驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)通過(guò)減速器帶動(dòng)半軸驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。同時(shí),電池管理系統(tǒng)(BMS)監(jiān)控電池組的實(shí)時(shí)信息。鑒車(chē)控制器集成于高壓控制盒內(nèi),根據(jù)BMS監(jiān)控的實(shí)時(shí)信息來(lái)控制整車(chē)系統(tǒng)。
(一)車(chē)載電源模塊
車(chē)載電源模塊重要由蓄電池電源、能源管理系統(tǒng)和充電控制器三部分組成。
1.蓄電池電源。蓄電池是純電動(dòng)汽車(chē)的唯一能源,它除了供給汽車(chē)驅(qū)動(dòng)行駛所需的電能外,也供應(yīng)汽車(chē)上各種輔助裝置的工作電源。蓄電池在車(chē)上安裝前要通過(guò)串并聯(lián)的方式組合成所要求的電壓等級(jí)。由于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所需的電壓等級(jí)往往與輔助裝置的電壓要求不一致,輔助裝置所要求的一般為12V或24V的低壓電源,而電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一般要求為高壓電源,并且所采用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型不同,其要求的電壓等級(jí)也不同。為滿(mǎn)足該要求,可以用多個(gè)12V或24V的蓄電池串聯(lián)成96~384V高壓直流電池組,再通過(guò)DC/DC電能變換器供給所需的不同電壓;也可按所要求的電壓等級(jí),直接由蓄電池組合成不同電壓等級(jí)的電池組,不過(guò)這樣會(huì)給充電和能源管理帶來(lái)相應(yīng)的麻煩。
2.能源管理系統(tǒng)。能源管理系統(tǒng)是對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換裝置的工作能量進(jìn)行協(xié)調(diào)、分配和控制的軟硬件系統(tǒng)。
能源管理系統(tǒng)與電力驅(qū)動(dòng)主模塊的中央控制單元配合一起控制發(fā)電回饋,使純電動(dòng)汽車(chē)在降速制動(dòng)和下坡滑行時(shí)進(jìn)行能量回收,從而有效地利用能源,提高純電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)程能力。
能源管理系統(tǒng)還需與充電控制器一同控制充電。為提高蓄電池性能的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)其使用壽命,常要實(shí)時(shí)監(jiān)控電源的使用情況,對(duì)蓄電池的溫度、電解液濃度、蓄電池內(nèi)阻、電池端電壓、當(dāng)前電池剩余電量、放電時(shí)間、放電電流或放電深度等蓄電池狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),并按蓄電池對(duì)環(huán)境溫度的要求進(jìn)行調(diào)溫控制,對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行顯示和報(bào)警,以便駕駛員隨時(shí)掌握操作,按要及時(shí)對(duì)蓄電池充電并進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。
3.充電控制器。充電控制器是把供電電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓的直流電,對(duì)蓄電池充電并按要求控制其充電電流。充電開(kāi)始時(shí)一般為恒流充電階段;當(dāng)電池電壓上升到一定值時(shí),進(jìn)入恒壓充電階段,充電器輸出電壓維持在相應(yīng)值;進(jìn)入恒壓充電階段后,電流逐漸減小。也有采用脈沖式電流進(jìn)行快速充電的。
(二)電力驅(qū)動(dòng)主模塊
電力驅(qū)動(dòng)主模塊重要由中央控制單元、驅(qū)動(dòng)控制器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置等組成。為適應(yīng)駕駛員的傳統(tǒng)操縱習(xí)慣,純電動(dòng)汽車(chē)仍保留了加速踏板、制動(dòng)踏板及有關(guān)操縱手柄或按鈕等。不過(guò)在純電動(dòng)汽車(chē)上是將加速踏板、制動(dòng)踏板的機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào),輸人到中央控制單元來(lái)對(duì)汽車(chē)的行駛實(shí)行控制。純電動(dòng)汽車(chē)一般只有前進(jìn)空擋倒退三個(gè)擋位,用以將開(kāi)關(guān)信號(hào)傳輸?shù)街醒肟刂茊卧?,?duì)汽車(chē)進(jìn)行前進(jìn)、停車(chē)、倒車(chē)控制。
1.中央控制單元。中央控制單元不僅是電力驅(qū)動(dòng)主模塊的控制中心,也要對(duì)整輛電動(dòng)汽車(chē)的控制起到協(xié)調(diào)用途。它根據(jù)加速踏板與制動(dòng)踏板的輸入信號(hào),向驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令,對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)控制。在電動(dòng)汽車(chē)減速和下坡滑行時(shí),中央控制器配合車(chē)載電源模塊的能源管理系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電回饋,即對(duì)蓄電池反向充電。
關(guān)于與汽車(chē)行駛狀況有關(guān)的速度、功率、電壓、電流及有關(guān)故障診斷等信息,還需傳輸?shù)捷o助模塊的駕駛室顯示操縱臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字或模擬顯示,也可采用液晶屏幕顯示來(lái)提高其信息量。
另外,假如采用輪轂電動(dòng)機(jī)分散驅(qū)動(dòng)方式,當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí),中央控制器也需與輔助模塊的動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元配合,即控制左右輪毅電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)行電子差速轉(zhuǎn)向。
為減少純電動(dòng)汽車(chē)各個(gè)控制部分間的硬件連線,提高可靠性,現(xiàn)代汽車(chē)控制系統(tǒng)已較多地采用微機(jī)的CPU總線控制方式。特別是關(guān)于采用輪載電動(dòng)機(jī)進(jìn)行前后四輪驅(qū)動(dòng)(4WD)的控制模式,更要運(yùn)用總線控制技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)化電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)部線路的布局,提高其可靠性,也便于故障診斷和維修。采用該模塊化結(jié)構(gòu),一旦技術(shù)成熟,其成本將會(huì)隨批量的新增而大幅下降。
2.驅(qū)動(dòng)控制器。驅(qū)動(dòng)控制器功能是按中央控制單元的指令和電動(dòng)機(jī)的速度、電流反饋信號(hào)對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行控制的。驅(qū)動(dòng)控制器與電動(dòng)動(dòng)機(jī)必須配套使用。目前對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速重要采用調(diào)壓、調(diào)頻等方式,這重要取決于所選用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)機(jī)是通過(guò)控制其脈沖頻率來(lái)進(jìn)行調(diào)速。當(dāng)汽車(chē)倒車(chē)行駛時(shí),需通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器是電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪反向行駛。當(dāng)純電動(dòng)汽車(chē)處于減速和下坡滑行時(shí),驅(qū)動(dòng)控制器使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài),電動(dòng)機(jī)利用其慣性發(fā)電,將電能通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器回饋給蓄電池,所以驅(qū)動(dòng)控制器與蓄電池電源的電能流向是雙向的。
3.驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)汽車(chē)中被要求承擔(dān)著電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的雙重功能,即在正常行駛時(shí)發(fā)揮其重要的電動(dòng)機(jī)功能。將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械旋轉(zhuǎn)能;而在減速和下坡滑行時(shí)又被要求進(jìn)行發(fā)電,將車(chē)輪的慣性動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。
對(duì)電動(dòng)機(jī)的選型一定要根據(jù)其負(fù)荷特性來(lái)選。由對(duì)汽車(chē)行駛時(shí)的特性分析可知,汽車(chē)在起步和上坡時(shí)要求有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和相當(dāng)?shù)亩虝r(shí)過(guò)載能力,并有較寬的調(diào)速范圍和理想的調(diào)速特性,即在啟動(dòng)低速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩輸出,在高速時(shí)為恒功率輸出。
電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)控制器所組成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是純電動(dòng)汽車(chē)中最為關(guān)鍵的部件,純電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行性能重要取決于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型和性能,它直接影響著汽車(chē)的各項(xiàng)性能指標(biāo),如汽車(chē)在各工況下的行駛速度、加速與爬坡性能以及能源轉(zhuǎn)換效率。
4.機(jī)械傳動(dòng)裝置。純電動(dòng)汽車(chē)機(jī)械傳動(dòng)裝置的用途是將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳輸給汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)軸,從而帶動(dòng)汽車(chē)車(chē)輪行駛。由于電動(dòng)機(jī)本身就具有較好的調(diào)速特性,所以機(jī)械傳動(dòng)裝置的變速機(jī)構(gòu)被大大簡(jiǎn)化,較多的是為放大電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩僅采用一種固定的減速裝置。因電動(dòng)機(jī)可帶負(fù)荷直接啟動(dòng),可省去傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的離合器。又因電動(dòng)機(jī)可以容易地實(shí)現(xiàn)正反向旋轉(zhuǎn),則無(wú)需通過(guò)變速器中的倒擋齒輪組來(lái)實(shí)現(xiàn)倒車(chē)。若對(duì)電動(dòng)機(jī)在車(chē)架上合理布局,即可省去傳動(dòng)軸、萬(wàn)向節(jié)等傳動(dòng)鏈。當(dāng)采用輪毅式電動(dòng)機(jī)分散驅(qū)動(dòng)方式時(shí),還可以省去傳統(tǒng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋、機(jī)械差速器、半軸等一切傳動(dòng)部件。所以,該驅(qū)動(dòng)方式也可被稱(chēng)為零傳動(dòng)方式。
(三)輔助模塊
輔助模塊重要包括輔助動(dòng)力源、空調(diào)器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、刮水器、收音機(jī)以及照明和除霜裝置等。
輔助動(dòng)力源重要由輔助電源和DC/DC電能變換器組成。它的功用是向動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)器及其他輔助設(shè)備供應(yīng)電能。
三.純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)模式
純電動(dòng)汽車(chē)只用儲(chǔ)能式電源的電力帶動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)行駛,其電力和動(dòng)力傳輸路線如圖2-5所示。
圖2-5純電動(dòng)汽車(chē)電力和動(dòng)力傳輸系統(tǒng)
蓄電池供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)電源,直接對(duì)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)、啟動(dòng)和加速等,即所有動(dòng)力均由電源系統(tǒng)供應(yīng)?;小⑾缕潞蛣x車(chē)時(shí),電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)回收能量,存儲(chǔ)于動(dòng)力鋰電池中。動(dòng)力鋰電池重要通過(guò)外接電源充入電能。純電動(dòng)汽車(chē)不同工況下的驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式見(jiàn)表2-1。
四、純電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)參數(shù)及考核指標(biāo)
純電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)參數(shù)重要包括結(jié)構(gòu)參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、動(dòng)力性能參數(shù)和動(dòng)力裝備技術(shù)參數(shù)。
1.結(jié)構(gòu)參數(shù)。重要指整車(chē)的外形尺寸,如車(chē)輛的長(zhǎng)度、寬度、軸距、前輪距、后輪距和離地間隙等尺寸。
2.質(zhì)量參數(shù)。重要指整車(chē)的整備質(zhì)量、成員數(shù)量、滿(mǎn)載質(zhì)量等。任何一種汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)功率都與汽車(chē)的質(zhì)量成正比,因此汽車(chē)的質(zhì)量越大,行駛時(shí)所消耗的功率(或能量)也越大。
目前純電動(dòng)汽車(chē)的比能量和比功率較低,使得整備質(zhì)量和占用的空間一般都比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)大,會(huì)對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的總布置和動(dòng)力性能有較大的影響。
3.動(dòng)力性能參數(shù)。動(dòng)力性能參數(shù)是反映電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的重要性能特點(diǎn),重要包括最高車(chē)速w…、O-Xkm/h的加速時(shí)間(s)、最大爬坡度(%)、一次充滿(mǎn)電的續(xù)駛里程、百公里的能耗等參數(shù)。目前,純電動(dòng)汽車(chē)由于受到充電時(shí)間和條件的限制,其性能還不能完全達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的水平。
4.動(dòng)力裝配技術(shù)參數(shù)。動(dòng)力裝配技術(shù)參數(shù)是指組成純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力平臺(tái)所需的關(guān)鍵裝備的技術(shù)參數(shù),包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電源和電能變換器等技術(shù)參數(shù),如驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩,動(dòng)力鋰電池的額定容量、額定電壓、功率等。動(dòng)力系統(tǒng)的功率既要滿(mǎn)足整車(chē)所有用電設(shè)備最大功率的要求,又要與傳動(dòng)系參數(shù)相匹配。純電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)功率一般在50~100kw,電源系統(tǒng)的容量通常在100-500Ah。
表2-2和表2-3分別為眾泰5008EV和奇瑞SI8EV汽車(chē)的技術(shù)參數(shù)。
五、純電動(dòng)汽車(chē)型示例
十二五期間,我國(guó)政府先后提出通過(guò)純電動(dòng)汽車(chē)及混合動(dòng)力技術(shù)的攻關(guān)和推廣應(yīng)用,解決汽車(chē)排放污染問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。國(guó)內(nèi)許多汽車(chē)生產(chǎn)廠家自主研發(fā)了多種多樣的純電動(dòng)汽車(chē),如深圳比亞迪汽車(chē)公司生產(chǎn)的比亞迪e6、眾泰控股集團(tuán)自主研發(fā)和制造的眾泰5008EV、上汽集團(tuán)自主開(kāi)發(fā)的榮威350純電動(dòng)汽車(chē),還有北汽301EV、奇瑞純電動(dòng)汽車(chē)、吉利純電動(dòng)汽車(chē)等等。
(一)小型SUV純電動(dòng)汽車(chē)
眾泰5008EV純電動(dòng)汽車(chē)屬小型SUV車(chē)型,如圖2-6所示。5008EV的最大功率為27kW,最高車(chē)速可達(dá)110km/h。大容量鋰離子電池被安置在底盤(pán)中部,標(biāo)準(zhǔn)放電為2~5C,持續(xù)高電流放電可達(dá)10C,瞬間脈沖放電(10s)可達(dá)20C的高效率輸出。電池模塊BMS,有效監(jiān)控每塊電池在行駛或充電時(shí)的使用狀態(tài),電量過(guò)放、過(guò)充及時(shí)報(bào)警,確保了行車(chē)和充電的安全。眾泰5008EV有家用充電或快速充電兩種充電模式,家用充電有專(zhuān)用充電機(jī),插入220V民用電源6~8h可充滿(mǎn)電;快充模式需將快充插頭插入380V專(zhuān)用的電源,在20min內(nèi)可充滿(mǎn)80%SOC。單次充滿(mǎn)電后續(xù)駛里程為200km以上,0~100km耗電僅為12kw.h,比同級(jí)別的汽油車(chē)至少節(jié)約了4/5的使用成本。眾泰5008EV汽車(chē)參數(shù)見(jiàn)表2-5。
(二)比亞迪e6純電動(dòng)汽車(chē)
深圳比亞迪汽車(chē)公司研發(fā)了EP3、ET、e6等純電動(dòng)汽車(chē)。如圖2-7所示,比亞迪純電動(dòng)汽車(chē)e6設(shè)計(jì)成熟,性能良好,續(xù)駛里程超過(guò):00km,是目前世上續(xù)駛里程最長(zhǎng)的純電動(dòng)汽車(chē)。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2-6。e6動(dòng)力強(qiáng)勁,百公里加速時(shí)間在10s以?xún)?nèi),最高車(chē)速可達(dá)140km/h,百公里能耗20kWh左右,只相當(dāng)于燃油車(chē)1/3~1/4的消費(fèi)價(jià)格。電能儲(chǔ)備輸出的動(dòng)力很強(qiáng)勁,0~100km/h加速時(shí)間只需9.2s。比亞迪出租版配備3C充電,快充模式380V工作電壓15min內(nèi)能充滿(mǎn)80%SOC;也可以采用家用常規(guī)電壓220V慢充方式。
(三)奇瑞S18EV純電動(dòng)汽車(chē)
奇瑞S18EV純電動(dòng)汽車(chē)是在S18整車(chē)平臺(tái)上由奇瑞公司自主開(kāi)發(fā)的一款高速純電動(dòng)汽車(chē),如圖2-8所示。整車(chē)搭載了336V、40kW大功率永磁同步電動(dòng)機(jī),配備了40Ah高性能磷酸鐵鋰離子電池。最高車(chē)速可以達(dá)到120km/h,巡航續(xù)駛里程可以達(dá)到160km。具有較好的動(dòng)力性和操控性,真正實(shí)現(xiàn)零排放、零污染。
奇瑞S18EV純電動(dòng)汽車(chē)充電快捷、方便,利用220V民用充電即可,充電時(shí)間一般在4~6h;也可以進(jìn)行快速充電,30min可充滿(mǎn)80%5OC。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2-7。
(四)德國(guó)寶馬迷你吧
德國(guó)寶馬迷你E是第一款量產(chǎn)的、零排放、100%純電動(dòng)的前驅(qū)雙座汽車(chē),先發(fā)于2008年洛杉磯車(chē)展。如圖2-9所示,寶馬迷你E搭載一臺(tái)最大功率150kW、峰值轉(zhuǎn)矩220Nm的感應(yīng)異步電動(dòng)機(jī),電力電子裝置、控制模塊、單級(jí)螺旋齒輪減速器及電動(dòng)真空泵和電動(dòng)機(jī)均置于發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi),后排及行李箱大部分空間容納鋰離子電池組。鋰離子電池組由3個(gè)單元總數(shù)達(dá)5088塊原蓄電池組成,電池單元具有大功率、高儲(chǔ)能與低能耗的特性,最大容量可達(dá)35kWh,續(xù)駛里程(理想情況)250km,普通路況下可以行駛168km。0~100km/h加速時(shí)間只需8.5s,最高車(chē)速152km/h。寶馬迷你E充電可與所有標(biāo)準(zhǔn)的電源接口連接,充電時(shí)間取決于供電網(wǎng)絡(luò)的電壓和電流強(qiáng)度。在美國(guó),客戶(hù)可以利用隨車(chē)配送的墻盒在很短的時(shí)間內(nèi)為完全耗盡的蓄電池完成充電。墻盒可以安裝在客戶(hù)的車(chē)庫(kù)里,利用240V、60A的增強(qiáng)電流可以縮短充電時(shí)間,僅需2.5h即可完全充滿(mǎn)電。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2-8。
(五)康迪小電跑。
金華康迪新能源車(chē)輛有限公司開(kāi)發(fā)的純電動(dòng)汽車(chē)一康迪小電跑如圖2-10所示,采用閥控密封式鉛酸蓄電池為動(dòng)力源、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)、后置后驅(qū)方式。整車(chē)結(jié)構(gòu)小巧,雙人座。充分考慮城市街道限速的因素,在時(shí)速設(shè)計(jì)上,把最高車(chē)速限在72km/h之內(nèi)。初始50km/h的滑行距離500mm,最大爬坡度20%??档闲‰娕芤淮纬潆娍尚旭?00~130km,百公里耗電不到10kWh,其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2-9。該車(chē)可以利用220V交流電源緩慢充電,也可以選擇更換電池的方式??档闲‰娕茏鳛槲覈?guó)新能源汽車(chē)的先行者,已率先納入國(guó)家工信部的《節(jié)能與新能源汽車(chē)示范推廣應(yīng)用工程推薦車(chē)型目錄》,在國(guó)內(nèi)可以正式掛牌上路。除此之外,小電跑還遠(yuǎn)銷(xiāo)海外,被美國(guó)人視為我國(guó)制造的優(yōu)秀代表。
(六)豐田e-Com小型純電動(dòng)汽車(chē)
豐田汽車(chē)公司研發(fā)的e-Com小型純電動(dòng)汽車(chē)如圖2-11所示。其外形尺寸為2790mm×1475mm×1605mm,質(zhì)量為770kg(可乘坐2人),最高車(chē)速達(dá)100km/h,一次充滿(mǎn)電的續(xù)駛里程為100km,裝備18.5kW的永磁電動(dòng)機(jī)和總電壓288V、28Ah的鎳氫電池組。
(七)日產(chǎn)LEAF
(七)日產(chǎn)LEAF純電動(dòng)汽車(chē)
日產(chǎn)汽車(chē)公司研發(fā)的LEAF純電動(dòng)汽車(chē)如圖2-12所示,曾是純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的標(biāo)桿。LEAF純電動(dòng)汽車(chē)采用層疊式緊湊型鋰離子電池系統(tǒng),電池組由48個(gè)電池單元組成,電池存量為24kWh,電池組最太輸出功高為90kW,電動(dòng)機(jī)的輸出功率為80kW,最大扭矩達(dá)280Nm,續(xù)駛里程為160km。其蓄電池充電蓋設(shè)計(jì)有快充和慢充兩種充電接口,快充方式只需30min即可給蓄電池充至80%的電量;慢充采用200V交流電,大約要8h可以充滿(mǎn)電。
六、純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展瓶頸
純電動(dòng)汽車(chē)由電能驅(qū)動(dòng),能源來(lái)源廣泛,能耗較低,且沒(méi)有任何尾氣的排放,是一種綠色的交通工具,但也存在諸多問(wèn)題。
1.蓄電池的質(zhì)量大,體積大,比能耗低,使得續(xù)駛里程短,整車(chē)動(dòng)力相對(duì)不足。
2.電池的充電時(shí)間較長(zhǎng),循環(huán)壽命低,造成車(chē)輛運(yùn)行效率低,使用成本新增。
3.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速控制精度不高,動(dòng)力總成比較分散、集成度不夠,可靠性和耐久性要加強(qiáng)。
4.關(guān)鍵材料(高性能硅鋼片、絕緣材料》和關(guān)鍵元器件(如CPU芯片)依靠進(jìn)口,缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),使得成本較高。
5.充電配套設(shè)施不完善。由于充電設(shè)施如大烈充電站、小型充電樁、家用停車(chē)場(chǎng)或車(chē)庫(kù)是一個(gè)系統(tǒng)工程,短時(shí)間內(nèi)不可能如同加油站相同完成配套建設(shè),使得純電動(dòng)汽車(chē)的充電不便捷。
純電動(dòng)汽車(chē)重要由電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、汽車(chē)能盤(pán)、車(chē)身以及各種輔助裝置等部分組成。與傳統(tǒng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)的重要差別在于電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),傳統(tǒng)汽車(chē)采用發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源,而純電動(dòng)汽車(chē)是以電池作為動(dòng)力源,通過(guò)電池輸出的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。再由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)車(chē)輛行駛。本任務(wù)首先介紹了純電動(dòng)汽車(chē)的基本結(jié)構(gòu)組成及工作原理,其次介紹了純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行模式,并列舉了國(guó)內(nèi)外比較典型的純電動(dòng)汽車(chē)型