新能源汽車(chē)的發(fā)展與方向.doc

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1、純電動(dòng)汽車(chē)簡(jiǎn)單介紹(一)(電機(jī)部分)蔡救國(guó)傳統(tǒng)汽車(chē)末日降臨，傳統(tǒng)車(chē)廠(chǎng)已被政策逼至無(wú)路可退;汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正加速向智能化、電動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變，為搶占新一輪制高點(diǎn)，把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和機(jī)遇，中國(guó)已啟動(dòng)研究新能源汽車(chē)整車(chē)項(xiàng)目的規(guī)劃，新能源汽車(chē)包括有：混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)、純電動(dòng)汽車(chē)(BEV)、燃料電池汽車(chē)(FCEV)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)以及燃?xì)馄?chē)、醇瞇汽車(chē)等等。目前在我國(guó)，新能源汽車(chē)主要是指純電動(dòng)汽車(chē)、增程式電動(dòng)汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē)。純電動(dòng)汽車(chē)主要有電機(jī)、電池、電子控制和系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)，電池有氫燃料電池和充電電池，目前我國(guó)家用轎車(chē)以充電電池為主因?yàn)檫@方面的技術(shù)還是比較成熟。不過(guò)現(xiàn)在也有

2、一些讓車(chē)友聽(tīng)的比較興奮的報(bào)道，有報(bào)道說(shuō)最近研究了石墨烯電池，充電十分鐘行駛1000公里，這能行嗎？按照我國(guó)的家用供電設(shè)施那是絕對(duì)不可能的，家用轎車(chē)充滿(mǎn)一次電連續(xù)能跑1000公里，那么電池包總?cè)萘科鸫a(3OOkwh)就算以后有500V的公共充電樁頭，要十分鐘充滿(mǎn)電，也不可能，它的電流太大。所以說(shuō)發(fā)布這種報(bào)道不太科學(xué)。下面我就簡(jiǎn)單的談一下純電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)、電池。電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)：目前在電動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用的有直流電動(dòng)機(jī)、交流感應(yīng)(異步)電動(dòng)機(jī)、永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。電機(jī)性能要求的特點(diǎn)是頻繁地啟動(dòng)、加速、減速、停車(chē)等。在低速或爬坡時(shí)需要高轉(zhuǎn)矩，在高速行駛時(shí)需要低轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)能滿(mǎn)足汽車(chē)

3、從零到最大行駛速度的要求，即要求電動(dòng)機(jī)具有高的比功率和功率密度。還要有再生制動(dòng)發(fā)電功能，也就是制動(dòng)時(shí)將汽車(chē)行駛的慣性能量通過(guò)電機(jī)以發(fā)電機(jī)方式工作，為動(dòng)力電池充電，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的再生利用。與此同時(shí)，產(chǎn)生的電機(jī)制動(dòng)力矩又對(duì)驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)，產(chǎn)生制動(dòng)力。設(shè)計(jì)應(yīng)全面綜合考慮制動(dòng)、下坡滑行、高速運(yùn)行和低速運(yùn)行等多種場(chǎng)合功能。下面是幾種電機(jī)的性能圖：幾種電機(jī)性能巨流電機(jī)交流異步電制L步電4H幵關(guān)磁阻電機(jī)功率密度差一般好一般錢(qián)加錢(qián)速件寺性_般女了好好!轉(zhuǎn)速范圍4000~60009000~150004000~15000>15000易操作性域好好好好

4、口丁靠性差好一砂好纟占構(gòu)的堅(jiān)固性F差好一戲好尺寸及質(zhì)大，重一

5、般，—般小，輕小，輕成本低簡(jiǎn)、低于戀丿玄電*兒J空"河器u戊；木低hd目前純電動(dòng)汽車(chē)大多數(shù)只是將引擎替換為電機(jī)，依然使用齒輪變速箱進(jìn)行動(dòng)力傳遞，傳動(dòng)系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，每一級(jí)傳動(dòng)都有傳動(dòng)效率的損失，總體傳動(dòng)效率的損失還是很大的。能不能像電動(dòng)自行車(chē)用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪？這樣直接省略掉齒輪箱和離合器，現(xiàn)在已出現(xiàn)汽車(chē)輪轂電機(jī)。輪轂電機(jī)技術(shù):它的最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)裝置都整合一起到輪轂內(nèi)，得以將電動(dòng)車(chē)輛的機(jī)械部分大為簡(jiǎn)化。而輪轂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，避免了傳遞路徑上效率的損失，可以提升效率，節(jié)省能量。由于四電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)四車(chē)輪，電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制，由于現(xiàn)在有先進(jìn)的電腦控制，只

6、需要一個(gè)簡(jiǎn)單的指令就可以直接控制車(chē)輪的轉(zhuǎn)速和扭矩（而且精度非常高），可以很容易的實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制。比如可以通過(guò)左右輪不同轉(zhuǎn)速甚至反向旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)差動(dòng)轉(zhuǎn)向，可以大大減小車(chē)輛的轉(zhuǎn)向半徑，甚至可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向（不過(guò)對(duì)輪胎的磨損比較大）。另外，對(duì)于裝備有四輪輪轂電機(jī)的車(chē)輛，可以更容易實(shí)現(xiàn)更高水平的制動(dòng)能量回收利用率。理論上，如果輪轂電機(jī)扭矩足夠大，可以回收90%制動(dòng)能量，供電池組的充電功率。輪轂電機(jī)的種類(lèi)和性能：輪轂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式可分為減速驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)兩大類(lèi),它們的優(yōu)缺點(diǎn)看表：項(xiàng)目減速驅(qū)動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)減速驅(qū)動(dòng)?般采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，配備固定傳動(dòng)比的減速器，能獲得較高的功率密度，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的轉(zhuǎn)速最高可達(dá)

7、到10000r/min?髙速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)配備的減速器--般采用行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，包括行星輪、太陽(yáng)輪和行星架，安裝在電機(jī)與輪轂之間。電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩通過(guò)行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的減速增矩驅(qū)動(dòng)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使汽車(chē)前進(jìn)。直接驅(qū)動(dòng)一般采用的是低速外轉(zhuǎn)子電機(jī)，電機(jī)的外轉(zhuǎn)子直接與輪轂機(jī)械連接，電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在1[00i/min左右，無(wú)減速結(jié)構(gòu)，車(chē)輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速一致。由于電機(jī)在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，故具有較髙的比功率和效率，而且體積小，質(zhì)量輕，通過(guò)減速結(jié)構(gòu)的增矩后，輸出轉(zhuǎn)矩大，爬坡性能好，能保證汽車(chē)在低速運(yùn)行時(shí)獲得較大的平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩。由于沒(méi)有減速機(jī)構(gòu),使得幕個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)更加緊湊，軸向尺寸較前一種驅(qū)動(dòng)形式小，傳遞效率更高。難

8、以實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑，會(huì)使行星齒輪減速結(jié)構(gòu)的齒輪磨損較快，使用壽命變短，不易散熱，噪聲比較大。在起步、頂風(fēng)或爬坡等需要承載大扭矩的悄況時(shí)需耍大電流，很容易損壞電池和水磁體，電機(jī)效率峰值區(qū)域小，負(fù)載電流超過(guò)一定值后效率下降很快。下面是輪轂電機(jī)圖解:固定轉(zhuǎn)子輪軸f由承定子車(chē)輛線(xiàn)圈、電控組件、逆變器傳統(tǒng)合金輪轂下面是輪轂電機(jī)圖解:固定轉(zhuǎn)子輪軸f由承定子車(chē)輛線(xiàn)圈、電控組件、逆變器傳統(tǒng)合金輪轂