纯电动汽车--驱动结构与电池性能1.ppt

第二章 纯电动汽车（蓄电池电动汽车）Battery Electric Vehicles(BEV) 概述 纯电动汽车驱动方案、驱动方程 动力电池：分类、电性能 2.0.1 定义 蓄电池电动汽车（纯电动汽车） EV (Electric Vehicle)是仅由动力蓄电池向电机提供电能驱动车辆行驶的道路车辆。 2.0.1 定义 结构示意图 2.0.2 特点 节能，不消耗石油；环保，无污染；噪声和振动小。 能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转轴传递，各部件的布置具有很大的灵活性。 驱动系统布置不同会使系统结构区别很大；采用不同类型的电机(如直流电机和交流电机)会影响到纯电动汽车的质量、尺寸和形状；不同类型的储能装置也会影响电动汽车的质量、尺寸及形状。 不同的补充能源装置具有不同的硬件和机构，例如蓄电池可通过感应式和接触式的充电器充电，或者采用替换蓄电池的方式，将替换下来的蓄电池再进行集中充电。 2.0.3 基本组成 1.车载电源 2.电池管理系统 3. 驱动电动机 4. 控制系统 5. 车身及底盘 6. 安全保护系统 2.0.3 基本组成 1. 车载电源 组成 以动力电池组作为车载电源，用周期性的充电来补充电能。 重要性 ◇动力电池组是EV的关键装备，储存的电能、质量和体积，对EV性能起决定性影响，也是发展EV的主要研究和开发对象。 ◇ EV发展的症结在于电池，电池技术对EV的制约仍然是EV发展的瓶颈。 ◇建立充电站系统、报废电池回收和处理工厂，是推广EV的关键问题。 2.0.3 基本组成 1. 车载电源 发展 (1)第一代EV电池：铅酸电池 ◇优点：技术成熟，成本低。 ◇缺点：比能量和比功率低不能满足EV续驶里程和动力性能的需求，但进一步发展了阀控铅酸电池、铅布电池等，使铅酸电池的比能量有所提高。 2.0.3 基本组成 1. 车载电源 发展 (2)第二代高能电池：镍—镉电池、镍—氢电池、钠—硫电池、钠—氯化镍电池、锂离子电池、锂聚合物电池、锌—空气电池和铝—空气电池等 ◇优点：比能量和比功率都比铅酸电池高，大大提高了EV的动力性能和续驶里程。 ◇缺点：有些高能电池需要复杂的电池管理系统和温度控制系统，各种电池对充电技术有不同要求。而且电化学电池中的活性物质在使用一定的期限后，会老化变质以至完全丧失充电和放电功能而报废，从而使EV的使用成本高。 2.0.3 基本组成 1. 车载电源 发展 (3)第三代电池：飞轮电池、超级电容器 飞轮电池是电能—机械能—电能转换的电池。 超级电容器是电能—电位能—电能转换的电池。 这两种储能器在理论上都具有很大的转换能力，而且充电和放电方便迅速，但尚处于研制阶段。 2.0.3 基本组成 1. 车载电源 高压电源 ◇动力电池组提供约155~380V高压直流电。 ◇动力电池组是供电机工作的唯一动力电源。 ◇空调系统的空压机，动力转向系统的油泵和制动系统的真空泵等，也需要动力电池组提供动力电能。 低压电源 动力电池组通过DC/DC转换器，供应12V或24V低压电，并储存到低压电池组中，作为仪表、照明和信号装置等工作的电源。 2.0.3 基本组成 2.电池管理系统 管理 ◇对动力电池组充电与放电时的电流、电压、放电深度、再生制动反馈电流、电池温度等进行控制。 ◇个别电池性能变化后，会影响到整个动力电池组性能，故需用电池管理系统来对整个动力电池组及其每一单体电池进行监控，保持各个单体电池间的一致性。 充电 动力电池组必须进行周期性的充电。高效率充电装置和快速充电装置，是EV使用时所必须的辅助设备。可采用地面充电器、车载充电器、接触式充电器或感应充电器等进行充电。 2.0.3 基本组成 3. 驱动电动机 驱动电动机是驱动EV行驶的唯一动力装置。 类型 直流电动机、交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机等。 再生制动 ◇再生制动是EV节能的重要措施之一。制动时电动机可实现再生制动，一般可回收10%~15%的能量，有利于延长EV行驶里程。 ◇在EV制动系统中，还保留常规制动系统和ABS制动系统，以保证车辆在紧急制动时有可靠的制动性能. 2.0.3 基本组成 4. 控制系统 EV的控制系统主要是对动力电池组的管理和对电动机的控制。 将加速踏板、制动踏板机械位移的行程量转换为电信号，输入中央控制器，通过动力控制模块控制驱动电动机运转。 计算动力电池组剩余电量和剩余续驶里程。 对整车低压系统的电子、电器装置进行控制。 采用各种各样的传感器、报警装置和自诊断装置等，对整个动力电池组—功率转换器—驱动电动机系统进行监控并及时反馈信息和报警。 2.0.3 基本组成 5. 车身及底盘 车身