电动汽车基本知识.ppt

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1、电动汽车概述,纯电动主要部件,电动汽车分类,纯电动汽车驱动形式,纯电动车基本构成,主要内容,电动汽车定义,一,纯电动汽车工作原理,电动汽车安全知识,二,三,四,五,六,七,车辆基本参数说明,八,一、电动汽车定义,电动汽车(EV)是指由可充电式车载电源或可消耗的燃料为能量来源，用电机独立驱动或与发动机组合驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。,什么是电动汽车？,二、电动汽车种类,电动汽车,纯电动汽车,混合动力汽车,燃料电池电动汽车,电动汽车种类混合动力汽车,混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）是指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组

2、成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或共同提供。,1、采用复合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。 2、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。 3、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。 4、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本,混合动力汽车特点,电动汽车种类燃料电池电动汽车,燃料电池汽车是电动汽车的一种，其核心部件燃料电池的电能是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能。 燃料电池汽车使燃料氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧

3、发生化学反应，产生出电能发动电动机，由电动机带动汽车中的机械传动结构，进而带动汽车的前后万象轴、后桥等行走机械结构，转动车轮驱动汽车。,燃料电池电动汽车特点,1、零排放或近似零排放。 2、减少了机油泄漏带来的水污染。 3、降低了温室气体的排放。 4、提高了燃油经济性。 5、提高了发动机燃烧效率。 6、运行平稳、无噪声。,电动汽车的种类纯电动汽车,纯电动汽车(Blade Electric Vehicles ,简称BEV)，是完全由可充电电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力源的汽车。以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于不实用汽油，所

4、以行驶时不排放二氧化碳。,纯电动汽车特点,1、无污染、噪声小 电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。并且电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小。 2、单一的电能源 使用单一的电能源，电控系统相比混合电动车大为简化，降低了成本。,3、结构简单，维修方便 电动汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小。 4、能量转换效率高 同时可回收制动、下坡时的能量，提高能量的利用效率。 5、平抑电网的峰谷差 可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的峰谷差的作用。,纯电动汽车特点,三、纯电动汽车的

5、驱动形式,采用不同的电力驱动系统可构成不同结构形式的电动汽车。根据电力驱动系统的不同，电动汽车 分为6种。,纯电动汽车驱动结构,纯电动汽车的驱动形式传统驱动系,由发动机前置后轮驱动的燃油车发展而来，它由电动机、离合器、变速器和差速器组成。离合器用来切断或接通电动机到车轮之间传递动力的机械装置，变速器是一套具有不同速比的齿轮机构，驾驶员可选择不同的变速比，把力矩传给车轮。,传统驱动系,纯电动汽车的驱动形式单档驱动,由电动机、固定速比的减速器和差速器组成电力驱动系统。这种结构的电动汽车由于没有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的转矩0转速特性，因而不适合于使用发动机的燃油汽车。,单档驱动,纯电动

6、汽车的驱动形式集成桥驱动,与发动机横向前置、前轮驱动的燃油汽车的布置方式类似，它把电动机、 固定速比减速器和差速器集成为一个整体，两根半 轴连接驱动车轮。,集成桥驱动,纯电动汽车的驱动形式双侧独立驱动,双电动机结构就是采用2个电动机通过固定速比的减速器分别驱动(个车轮，每个电动机的转速可以独立地调节控制，便于实现电子差速,双侧独立驱动,纯电动汽车的驱动形式直接驱动,电动机装在车轮里面，称为轮毂电动机， 可进一步缩短从电动机到驱动车轮的传递路径。采用固定减速比的行星齿轮变速器，它能提供大的减速比，而且输入和输出轴布置在同一条轴线上。,直接驱动,纯电动汽车的驱动结构直接驱动,采用低速外转子电动机，

7、彻底去掉了机械减速变速器，电动机的外转子直接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速控制完全取决于电动汽车的转速控制。,轮式驱动,四、纯电动汽车的基本构成,汽车底盘+车身+电气系统,底盘的组成,传动系统 行驶系统 转向系统 制动系统,车身,驾驶室 货厢,电气系统,传统低压电气系统 新能源电气系统,底盘传动系统, 万向节,主减速器及差速器,传动轴,半轴,桥壳,纯电动汽车的基本构成,雅骏汽车,底盘行驶系统,1、车架,3、前后轮,2、前后悬架,行驶系统的组成,4、前后桥,纯电动汽车的基本构成,底盘转向系统,纯电动汽车的基本构成,底盘制动系统,纯电动汽车的基本构成,纯电动汽车的基本构成,电动汽车电

8、气系统可以分为四个子系统：电驱动子系统、能源子系统、辅助控制子系统和传统低压电器系统。,汽车电气系统,纯电动汽车的基本构成,电驱动子系统由整车控制器、电机控制器、电机、机械传动装置以及驱动轮组成。,能源子系统主要由动力电池、能量管理系统和充电系统构成。,辅助控制系统具有动力转向、温度控制和辅助蓄电池供给等功能。,传统低压电器系统主要由车灯、喇叭、雨刮、仪表和收音机等电器件组成。,五、纯电动汽车的主要部件,纯电动车新能源部件主要包括了六大件，分别是：电动机、电机控制器、整车控制器、辅助电源、动力电池、以及充电设备。,纯电动汽车的主要部件电机,驱动电机是电动汽车的核心部件，其性能的好坏直接影响电动

9、汽车驱动系统的性能。,电动汽车要求驱动电机具有低速大转矩、工况适用性强等性能特点，复合电动汽车应用要求的驱动电机如图所示。,电动汽车车用电机的分类,纯电动汽车的主要部件电机,电动汽车车用驱动电机的要求相较普通电机高，主要表现为以下几个方面： 高比功率：高比功率可减小对车在空间的占用，减少系统质量； 高效率：路况、行驶方式频繁改变时要有较高的效率，以节约电能； 高电压：在允许的范围内尽量采用高电压，以减小电机的尺寸和降低逆变器成本。 高电气系数安全性：电气系统的安全性和控制系统的安全性都必须符合相关车辆电气控制的安全性标准和规定。,纯电动汽车的主要部件动力电池,动力电池是电动车的动力来源，能源载

10、体，用于驱动电机，电动车电池电压决定整车的工作电压，电动车电池容量与整车的续行历程成正比。 自从电动汽车诞生以来，提高动力电池的功率密度、能量密度、使用寿命以及降低成本一直是电动汽车动力电池技术研发的核心。,纯电动汽车的主要部件动力电池,电动车常用的铅酸电动车电池的结构主要由电动车电池壳，正极板，负极板，隔板，电解液，端子，密封胶，安全阀等部件构成,纯电动汽车的主要部件动力电池,根据可用于电动汽车的动力电池正负极材料特性、电化学成分的不同，常常对动力电池进行分类。,纯电动汽车的主要部件动力电池,1、锂离子动力电池,相对于其他类型电池，锂离子电池具有以下显著优点： 工作电压高 比能量高 循环寿命

11、长 自放电小 无记忆效应 环保性高,纯电动汽车的主要部件动力电池,2、铅酸电池,尽管铅酸电池有能量密度低、寿命短等诸多不足，但是由于技术成熟、可大电流放电、适用温度范围宽以及无记忆效应等性能上的有点，并且原材料易于获取，使得成本远低于锂离子电池。,纯电动汽车的主要部件动力电池,3、镍氢电池,镍氢电池是在镍镉电池的基础上发展起来的一种新型绿色电池。主要特点有： 不含重金属元素，对环境无污染； 高能量、高功率、长寿命； 有足够宽的工作温度范围要求； 但是价格较高，并且自放大电耗打。,纯电动汽车的主要部件动力电池,4、燃料电池,燃料电池是通过化学反应将化学能转化成电能。燃料电池具有以下特点： 效率高

12、、无污染； 过载能力强、噪音小； 可靠性还有待提高,纯电动汽车的主要部件动力电池,超级电容器是一种介于定节制电解质电容器和电化学蓄电池之间的储能装置。他的比功率是电池的10倍以上，储存电荷的能力比普通电容高，具有充放电速度快、循环寿命长、使用温度范围宽、无污染等。,5、超级电容,纯电动汽车的主要部件充电设备,充电设备是电动汽车能源供给的基础，是电动汽车进入商业化运营的保障。充电机是与交流电网连接、为动力电池灯可充电的储能系统提供电能的设备。,根据充电器的不同分类标准，可分为多种类型。,纯电动汽车的主要部件充电设备,车载充电器,非车载充电机,感应充电,纯电动汽车的主要部件充电设备,充电站,充电机

13、桩,六、纯电动汽车工作原理,纯电动电气系统拓扑图,储能系统,纯电动动力系统工作原理,牵引模式：整车处于加速状态时，储能系统电能经集成控制器逆变化输入驱动电机，转变成动能，驱动整车前进或后退。,雅骏汽车,充电系统,储能系统,纯电动动力系统工作原理,制动模式：整车处于制动时，驱动电机转变成发电机，将整车动能转变成电能回收至储能系统,雅骏汽车,充电系统,储能系统,纯电动动力系统工作原理,充电系统,充电模式：整车停车状态，驱动电机转变成发电机，将整车动能转变成电能回收至储能系统,储能系统,充电系统,七、电动汽车安全知识,七、电动汽车安全知识,GB 7258 机动车运行安全技术条件,GB/T18384

14、电动汽车安全要求,机动车安全,电动汽车特殊安全,GB/T 18384 电动汽车安全要求。 2011年第一次发布，2015年发布第二版。 由全国汽车标准化技术委员会归口。 适用范围：最大工作电压为B级电压的电动汽车， 电动摩托车可参照执行 GB/T 18384 电动汽车安全要求。 车载可充电储能系统安全。 操作安全和故障防护。 人员触电防护,电动汽车安全知识标准说明,七、电动汽车安全知识,电动汽车最大工作电压 30 V1000V AC 60 V 1500V DC,电动汽车最大工作电压 V 30V AC V 60V DC,电动汽车工作电压,A级电压,B级电压,最大工作电压：正常工作状态下，电力系统

15、所能达到的最大交流电压的有效值或直流电压的最大值,车载可充电储能系统,主要内容 标记 绝缘要求 电气间隙和爬电距离 发热 过流保护,电动汽车安全知识,49,标记 符号的底色为黄色，边框和箭头为黑色 当人员接近蓄电池时，应能看见该警告标记,车载可充电储能系统,电动汽车安全知识,绝缘要求（包含箱体内的辅助组件）,在整个寿命期内,高压部分对车体平台不小于100/V 如果包括交流电路且没有附加的交流防护不小于500/V 如果集成在了一个完整的电路里，则需要一个更高的阻值,车载可充电储能系统,电动汽车安全知识,电气间隙和爬电距离,1可导电表面； 2连接端子（蓄电池模块、蓄电池包或动力蓄电池）； 3爬电距

16、离,车载可充电储能系统,电动汽车安全知识,电气间隙：在两个导体零部件之间或导体零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离,爬电距离：沿绝缘表面测得的两个导体零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径,电气间隙和爬电距离,两个蓄电池连接端子间的爬电距离 d0.25U+5 d爬电距离，mm; d两个连接端子间的最大工作电压，V。,带电部件与电平台之间的爬电距离 d0.25U+5 d爬电距离，mm; d两个连接端子间的最大工作电压，V。,导电部件之间表面最小距离应为2.5mm,1可导电表面； 2连接端子（蓄电池模块、蓄电池包或动力蓄电池）； 3爬电距离,车载可充电储能系统,电动汽车安全知识,

17、53,发热,应采取适宜的措施防止任何失效情况产生的热量可能危害到人员安全。,过流保护,如果储能系统自身没有防短路功能，则应有一个过电流断开装置能在车辆制造厂商规定的条件下断开储能系统电路，以防止对人员、车辆和环境造成危害。,车载可充电储能系统,电动汽车安全知识,54,主要内容 驱动系统电源接通和断开程序 车辆和外部电源的连接保护 倒车操作要求,操作安全与故障防护,电动汽车安全知识,55,驱动系统电源接通和断开程序 车辆驱动系统电源接通程序要至少经过两次有意识的不同的动作，才能完成从“电源切断”状态到“可行驶”状态； 从“可行驶”状态到“电源切断”状态只需要一个动作； 应该连续的或间歇的向驾驶员

18、指示，电动车的驱动系统已经处于可行驶状态 驱动系统自动或手动关掉后，只能通过上述的电源接通程序重新启动。,操作安全和故障防护,电动汽车安全知识,56,车辆和外部电源的连接保护 车辆被物理连接到外部电源（例如：电网、外部充电器）时，车辆不能通过其自身的驱动系统移动。,操作安全和故障防护,电动汽车安全知识,57,倒车操作要求,驾驶员的一个操作动作来完成，且使用一个安全设备使模式转换只有在车辆静止或低速时才能够完成。,通过改变电机旋转方向来实现倒车行驶,不是通过改变电机的旋转方向来实现,前进和倒车两个行驶方向的转换，通过驾驶员两个不同的操作动作来完成。,或,操作安全和故障防护,电动汽车安全知识,主要

19、内容 标识 基本防护 IP防护等级 电位均衡 耐压要求,人员触电防护,电动汽车安全知识,遮挡/外壳，防止接近带电部分,带电部分的基本绝缘。,或,基本防护 应防止人员与B级电压电路的带电部分直接接触。 应通过以下两种方式或其中一种来实现防护：,遮挡和外壳可以是导体也可以是绝缘体。,人员触电防护,电动汽车安全知识,A 手背 B 手指 C 工具 D 金属线,IP防护等级要求,遮挡/外壳：IPXXB 乘员和装载空间的遮挡/外壳：IPXXD。 如果连接部分可以不用工具断开，且在不接驳的情况下带B级电压，则在未连接的情况下应满足：IPXXB,I P X X X,附加字母： 防止接近危险部件,人员触电防护,

20、电动汽车安全知识,IP防护等级（ INGRESS PROTECTION ）,第一个数字：表明设备抗微尘的范围 第二个数字：表明设备防水的程度,I P X X,人员触电防护,电动汽车安全知识,人员触电防护,电动汽车安全知识,人员触电防护,电动汽车安全知识,电位均衡 通常情况，B级电压电气设备的外露可导电部分，包括外露可导电的遮挡和外壳，应当连接到电平台（车体）以保持电位均衡。 所有组成电位平衡电流通路的组件（导体、连接部分）应能承受故障情况下的最大电流。 电位均衡通路中任何两个可以被人同时触碰到的外露导电部分之间的电阻不应超过0.1。,人员触电防护,电动汽车安全知识,耐压要求 非电连接到电网的B

21、级电压电路 直流或交流的试验电压应大于组件中实际可能出现的最大电压，由生产厂家确定。 电连接到电网的B级电压电路 基本绝缘：交流（2U+1000）V （rms）； 双重绝缘和加强绝缘，交流（2U+3250）V（rms）。 U为组件所连接的电路的最大工作电压。 等效直流试验电压是交流电压值的1.41倍。,人员触电防护,电动汽车安全知识,八、车辆基本参数说明,动力性能参数 最高车速 加速时间 最大爬坡度 最大驻车度 续驶里程,质量参数 整备质量 最大总质量 额定载质量 载质量利用系数,尺寸参数 整车外形尺寸 货厢尺寸 接近角、离去角、通过角 最小转弯半径,1.最高车速uamax,重型货车（总质量1

22、4t） 90km/h,中型货车（总质量614t） 100km/h,微型和轻型货车（总质量6t） 80 130km/h,客车 125km/h,商用车的速度相对较低，其主要技术参数是载质量或载客量。,车辆基本参数说明动力性能参数,1km最高车速,车辆能够往返各持续行驶1km以上平均距离的最高车速的平均值,30分钟最高车速,车辆能够持续行驶30min以上平均距离的最高平均车速,2.加速时间,车辆基本参数说明动力性能参数,050km/h加速时间,平直路面上车辆从静止状态下加速到50km/h所需要的时间,50100km最高车速,平直路面上车辆从50km/h加速到100km/h所需要的时间,思考：车辆加速

23、能力与哪些因素有关,坡度的概念,货车满载 imax=30 越野车 imax=60,一些SUV车型的最大爬坡度,3.最大爬坡度imax,车辆基本参数说明动力性能参数,4.电动汽车续驶里程,车辆基本参数说明动力性能参数,定义：电动汽车在动力电池完全充满电的情况下，以一定的行驶工况，能连续行驶的最大里程,试验工况 工况法：适用于M1、N1类汽车 等速法1：60km/h匀速行驶，适用于M1、N1类电动汽车 等速法2：40km/h匀速行驶，适用于M1、N1类汽车 以外的电动汽车,1.整车外形尺寸,车辆基本参数说明尺寸参数,定义：整车的最大外长尺寸（长*宽*高）,2.货厢尺寸,车辆基本参数说明尺寸参数,定

24、义：货厢外尺寸，货厢外不能拆卸件之间的最大尺寸（长*宽*高）,定义：货厢内尺寸， 货厢内部，不包括门 框的内部最小尺寸 （长*宽*高）,3.接近角、离去角、通过角,车辆基本参数说明尺寸参数,接近角：汽车满载静止时，汽车前端突出点向前轮所引切线与地面的夹角,离去角：车辆在满载时，水平面与后轮轮外边缘之间最大的夹角。,通过角：在汽车侧视图上分别通过前、后车轮外缘做切线交于车体下部较低部位所形成的最小锐角,4.最小转弯半径,车辆基本参数说明尺寸参数,接近角：转向盘转到极限位置，汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心在支承平面上滚过的轨迹圆半径,1.最大总质量、整备质量、额定载质量,车辆基本参数说明质量参数,最大总质量：装备齐全，并按规定装满客（包括驾驶员）、货时的重量,整备质量：汽车按出厂技术条件装备完整（如备胎、工具等安装齐备）,额定载质量：车辆的最大允许装载质量,载质量利用系统：载质量利用系数=载质量/整备质量,车辆基本参数说明质量参数,谢谢大家！,知识回顾Knowledge Review,