文章编号:1000-582X(2002)09-0059-04
混合电动车及其电气驱动系统Ξ
杜雪飞,孙 跃
(重庆大学自动化学院,重庆400044)
摘 要:混合电动车是电动车和传统汽车相结合的产物,具有减少废气排放、降低油耗等优点,是21世纪汽车工业发展的新方向。介绍了混合电动车的相关情况,讨论了混合电动车动力系统的基本框架、电气驱动的基本类型以及它们的特点和国内外发展现状,分析了决定混合电动车驱动性能和控制性能的部分关键技术。
关键词:电动车;混合动力;电气驱动
中图分类号:U469172文献标识码:A
1 电动车与混合电动车
电动车(E V),是指从能量存储系统(如蓄电池)中获取电能,用电动机驱动的汽车。早在1881年,法国巴黎就出现了第一台电动车。经过一兴一衰,电动车现在成为汽车工业的新增长点。它具有零排放、低噪声、高效率、维护简单和节约能源等优点,是解决当今汽车工业全球性两大突出难题———能源危机和环境污染的重要途径。但电动车价格贵、续驶里程短、充电站配置滞后和充电时间过长,特别是电池开发的滞后性等原因,使得电动车的普及在短期内无法实现。
混合电动车(HE V),是指在一辆汽车中同时采用了电动机和燃油(汽)发动机作为其动力装置的汽车。为提高电动车续驶里程和降低汽车排放,产生了混合电动车。混合电动车结合了电动车和传统汽车的优点:废气排放减少70%,油耗降低25%～50%;行驶距离和传统汽车一样;价格低于电动车。
自从1997年日本推出Prius起,混合电动车在发达国家就开始进入实用阶段。
本田从2001年底在日本推出油电混合型“思域(Civic)”。Civic是在微型轿车“思域Ferrio”的车体中配备油电混合系统“新I M A(综合电动机辅助)系统”而成的。据介绍,思域的燃效为29.5kmΠL,超过了Prius 的29kmΠL。通过减少蓄电池组的厚度,C ivic与Insight 相比体积减小了42%,重量由86.3kg降低到了55.0kg。
福特的爱仕(Escape)HE V概念车在2001年北美国际车展上亮相。爱仕HE V的动力系统采用65kW永磁电动机配28kW发电机加Z etec四缸发动机的艾金森循环发动机,性能却与配备V6发动机的Escape车不相上下,用一箱汽油能够行驶800km以上,且能够满足加利福尼亚排放标准中对超低排放车辆(S U LE V)的要求和欧洲2005年生效的第四级排放要求。
“九五”结束后,我国电动车的电池、电机和电控系统三大关键技术,开始进入以产业化为目标的电动车整车开发阶段。清华大学与厦门金龙联合汽车公司合作研制的串联式混合电动客车参加了1999年北京第16届国际电动车会议暨展览会,表明我国HE V研究进入实质性阶段[1]。在2001年第三届北京国际电动车、清洁汽车及环保技术交流展览会上,一汽集团展示了红旗牌混合电动车。据介绍,国家对“十五”电动车重大专项总投资将达到9亿元人民币,这将对混合电动车的发展起到巨大的推动作用,可望在2006年实现其产业化。
2 HE V的动力系统
混合电动车将两种或更多的能量转换技术(如发动机、发电机、电动机)和一种或多种能量存储技术(如燃料、电池、飞轮)集合于一体。它采取两种动力装置混合驱动,一种是传统的内燃机,另一种是电动机。通过二者之间的优化耦合,充分发挥内燃机车和电动车的优点,实现低排放和提高燃油经济,并可以达到与燃油汽车相同的行驶里程、乘座舒适和具有便利的燃料
2002年9月重庆大学学报Sep.2002 第25卷第9期Journal of Chongqing University V ol.25 N o.9
Ξ收稿日期:2002-05-20
作者简介:杜雪飞(1977-),男,重庆人,重庆大学硕士研究生。主要从事电动车电气驱动的研究。
补充方式。根据驱动系统的配置和组合方式,可将其
分为以下3类。
2.1
串联式混合动力系统
图1 串联式混合动力系统
串联式HE V 采用的是电动机直接驱动车轮的驱动方式,电动机的电能来自于蓄电池组和发电机。发动机作为发电机的动力来源,直接驱动发电机产生电能,为电动机供电和对蓄电池充电。小负荷时,由电池单独为电动机供能;大负荷时,则由发动机带动发电机为电动机供电。当汽车处于启动、加速、爬坡等工况时,发动机-
发电机和电池组共同向电动机提供电能;当电动车处于低速、滑行、怠速等工况时,则由电池组驱动电动机,由发动机
-发电机组向电池组充电。发电机和电动机之间采用柔性连接
[2]
(即为电气连接,而
非机械连接),使发动机不受汽车行驶工况的影响,工作在最高效率和较低排放状态,故可选用功率较小的发动机。串联式HE V 结构简单,对控制技术要求不高,适合于市内低速运行。不足之处在于:能量传递为机械能—电能—机械能,效率较低。2.2 并联式混合动力系统
图2 并联式混合动力系统
并联式HE V 的发动机和电动机以机械能叠加的方式实现驱动,发动机与电动机分属两套系统,既可共同驱动又可单独驱动。发动机发出的机械能可直接传到驱动桥驱动汽车,电动机也可产生驱动力矩来驱动汽车。这里的电动机既可以作电动机又可以作发电机使用,称为电动-发电机组。即汽车处于制动状态时,电动机作为发电机使用;而在其余状态下,其仍作为电动机使用。发动机与后续驱动系统直接连接,能源利用率较高。并联式HE V 适合于高速公路上稳定行驶的工况。相比串联式HE V ,结构相对复杂,不需要发电机,实现形式较多,控制技术、结构设计与制造要求高。
2.3 混联式混合动力系统
图3 混联式混合动力系统
混联式是串联式和并联式动力系统的综合。通过
计算机实时控制工作过程,实现发动机和电动机的优化耦合,在结构上保证系统可工作于更复杂的工况下,克服了串联式的能量损失和并联式的热机工作点优化问题。但系统更为复杂,对动力复合装置要求更高。混联式混合动力系统的控制策略是:汽车低速行驶时,驱动系统以串联工作方式为主;汽车高速稳定行驶时,
驱动系统以并联工作方式为主[1]
。
3 HE V 的电气驱动方案
HE V 中的电机驱动系统应具有较高的转矩Π惯量
比,尽可能宽广的高效率区以及良好的转矩转速特性,
正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展[3]
。目前和未来可选取的电气驱动方案有以下几种:
交流感应电机驱动系统是90年代发展起来的,有结构简单、制造容易、价格低和坚固耐用等特点,适用于混合电动车。其控制可采用磁场定向矢量控制和直接转矩控制。磁场定向矢量控制具有类似直流电机的优良特性;但控制技术复杂,控制器成本较高,电机参数变化影响较大。直接转矩控制直接在电动机定子坐标上计算磁链的模和转矩的大小,直接控制电机电压以达到电机系统的高性能。其系统结构简单,动、静性能优良。有一些改进方法,如矢量控制离线式效率最佳化的方案等。
开关磁阻电机调速范围广、转矩惯量比较高,但由于转矩脉动及噪声过大和严重的非线性等特点,在混合电动车中极少应用。通过采用一些现代控制技术,如香港大学提出了模糊滑模控制(FS MC )来实现对开关磁阻电机的控制,沈阳建筑工程学院提出基于神经网络的新型期望转矩控制法等,来改善开关磁阻电机的控制及运行性能,作为电动车的电气驱动还是一个可选方案。
永磁无刷电动机在电动车中获得了最广泛应用[4]
,可分为二类:一类是方波驱动的无刷直流电动机系统(BDC M ),另一类是永磁同步电动机系统(PMS M ),也称正弦波驱动的无刷直流电动机系统。永磁无刷电动机系统具有体积小、重量轻、效率高和控制灵活;但
06重庆大学学报 2002年
磁钢价格高,过载能力受控制器限制,可靠性和使用寿命等比感应交流电机驱动系统差。
针对电动车和混合电动车的电气驱动最优控制问题,世界各国进行了大量的研究,出现了一些现代控制技术,如自适应控制(MRAC)、自调整控制(STC)、变结构控制(S VC),模糊控制(Fuzzy),神经网络控制(Neural Netw orks)和专家系统控制系统(Expert System)已被成功运用在电动车的电气驱动控制中。
4 HE V的关键技术分析
4.1 混合动力单元技术
混合电动车的动力来自热机(又称混合动力单元, HPU)和电动机。可选择的HPU技术包括:直喷压燃(CI DI)发动机、斯特灵发动机和燃气涡轮发动机等。其中,CI DI发动机通过压缩点火,是最有希望的HPU。在CI DI发动机中,采用“共轨系统”,能根据需要准确、灵活地调节喷油时间、喷油量和喷射压力,可解决噪音问题和降低碳烟排放[5]。为降低排放,HPU可采取:优化燃烧系统、改进尾气处理技术和研究代用燃料(天然气、液化气、甲醇和酒精等)。此外,为提高燃料经济性,须对混合动力单元作进一步改进:要求HPU能够快速起动和关闭,并降低起动时的排放等[6]。
4.2 再生制动
HE V与传统汽车最重要区别之一就是HE V能够实现再生制动,即能够回收制动时消耗的一部分能量。当汽车制动时,电机变成了发电机,将汽车运行的动能转换成电能,并将其存储在蓄电池中以备后用,燃油经济可大幅提高(如T oy oto的THS车辆,燃油经济提高的20%来自再生制动)。电动机能以同样的方式控制驱动和控制再生,所以用来发电的功率几乎等于驱动功率[7]。故在正常情况下,混合电动车的蓄电池只需较短的外部充电时间甚至不需通过外部电源充电。但因存在电池的过充电和急速充电问题,使电动机和蓄电池的工作条件变得复杂,对控制系统的要求很高。采用电子控制的再生制动系统(电)和摩擦制动系统(油压)同时作用,可取得很好的效果。除发动机制动外,还需安置一种脚制动踏板时的连动装置,以进一步提高再生效率。
4.3 能量存储技术和电池管理系统
电动车电池开发的重点在于提高充电一次的行驶里程、电池充电速度、质量电荷量、生命周期、安全性和成本等。目前常用的电池有镍氢电池(NiΠMH)、锂离子电池(LI B)和燃料电池等。
镍氢电池是一种绿色镍金属电池,比能量超过80W?hΠkg,比功率达160～500WΠkg,循环使用寿命超过600次。其主要缺陷是成本高,效率低,同时还需要控制氢的损失。锂电池的比能量为100W?hΠkg,比功率为200WΠkg,循环使用寿命为1200次,充电时间2～4h。对于HE V,锂离子电池有效利用率则可达90%,远高于镍氢电池的50%。燃料电池不通过热机过程,故不受卡诺循环的限制,能源转换率是普通内燃机的2～3倍,而且燃料电池不需要更换或充电。制造成本高是燃料电池商业化所面临的主要问题,且其比功率仅为常规内燃机的1Π3。
节能高效的电池能量管理系统(BMS),可以监测控制每一个电池的性能,最大限度地协调电池组的工作,有效延长电池的使用寿命,提高电能的利用效率、电动车的性能和续驶里程等重要技术性能指标。BMS 需要监测电池状态和充放电参数,它们对于汽车的可靠运行具有重要的意义。电池状态包括电池端电压、电流、温度、剩余电量、电池充电量、电池放电量等,对驾驶员的操作和汽车控制系统的优化提供有效依据。BMS的功能如下:对电池电压、电流、温度进行监测报警;充放电控制,决定何时需要充电,并对电池过放电和过充电等非正常情况进行报警;判断电池是否损坏或老化需更换;热管理;冷却系统;剩余电量管理;车辆剩余里程预测。
去年,北京星恒电源有限公司研制成功500W的锂离子电池,而清华大学和雷天公司等也共同开发推出一种环保型高性能电池管理系统(已通过国家有关专家检测)。该电池组管理模块针对锂离子蓄电池在组合串、并联中使用,可防止过充、过放电;可在高寒和高温地区使用,有效解决了电动车电池在长期使用中,反复充放电而造成单体电池的失效问题。按目前的发展形势,估计至2020年全球会有3亿辆车需装高功率动力电池,电池及其管理系统的市场需求规模有几千亿美金。
4.4 汽车集成电力电子模块(AIPM)的研究与开发
HE V的电气驱动装置及系统需要电力电子装置、功率变换器、低损耗的开关等相关装置,其选择对整车特性有非常重要的影响。将电力电子装置及相关控制线路集成在单一封装内,即集成电力电子模块(AIPM)。AIPM能给汽车提供的功率为10～100kW,其功能有:控制电机的输入和输出功率、发动机的输出功率以及能量储存系统的离合;控制再生制动能量的回收与释放;有适应各种驱动系统的保护装置等。在AIPM的开发中还存在一些的问题:发动机舱的温度范围为-40～225℃,需要研究散热技术和散热材料;减
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第25卷第9期 杜雪飞等: 混合电动车及其电气驱动系统
小封装体积和重量;降低制造成本,提高系统可靠
性[6]
。微机和DSP 的运用,将有效地促进AIPM 的独立性和普遍适用性。4.5 开发方式
目前HE V 主要的开发方式为计算机仿真、试验台测试和实车开发平台3
种。
计算机仿真模型为每个候选子系统提供了详细规格和设计参数,从而便于灵活地调整设计方案和优化参数。计算机仿真有应变性强、科研费用低、周期短等优点,但受动力系统复杂的数学模型的制约,难以得到准确结果,仿真结果的可信性和可用性必须通过其它途径
来检验[8]
。国外用于混合汽车的仿真软件很多,有ADVIS OR 、M ARVE L 、SI MP LE V 、E LPH 、和V -E1ph 等。
台架试验台能有效地对汽车各部件进行性能测试,显示测量数据,并对动态控制策略的优劣进行分析和评价。台架试验应采取模块化设计,以满足通用性并便于扩展。在HE V 开发中,它具有计算机仿真和实车平台所不可替代的作用。
实车平台可为汽车提供真实的运行环境,但价格高、可移植性差,只能有限使用。
5 结束语
混合电动车不只是电动车的过渡产品,而是汽车工
业即将面临的一场新的革命。随着混合电动车的结构由简单(串联)走向复杂(并联、混联),混合动力单元由
柴油机变为CI DI 发动机,电机驱动系统由直流电机更
替为交流感应电机、开关磁阻电机和永磁无刷电机驱动系统,电力电子器件由分散的部件集中封装为单一的模块,蓄电池也由铅酸电池升级为锂电池和燃料电池,以及电池管理系统和开发方式等相关技术的发展,都将有助于促进混合电动车的技术进步和早日普及。参考文献:
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H ybrid E lectric V ehicle and Its E lectrical Drive System
DU Xue 2fei ,SUN Y ue
(C ollege of Automation ,Chongqing University ,Chongqing 400044,China )
Abstract :Hybrid electric vehicle (HE V )is a mixture of electric vehicle and conventional vehicle ,which has the merits of reducing exhaust gas and the consum ption of gas oline 1HE V is the new development way of autom obile industry.This paper introduces HE V ,and discusses the essential framew ork of HE V drive system ,the basic types of the electrical drive and their features and the present state of the development at home and abroad.S ome key technologies are als o proposed which determine the drive and control performance of HE V.
K ey w ords :electric vehicle ;hybrid power ;electrical drive
(责任编辑 张 苹)
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电动汽车驱动电机匹配设计 目录 1 概述 (1) 2 世界电动汽车发展史 (2) 3 电驱动系统的基本要求 (5) 3.1电驱动系统结构 (5) 3.2电机的基本性能要求 (6) 4 电动汽车基本参数参数确定 (7) 4.1电动汽车基本参数要求 (7) 4.2 动力性指标 (7) 5 电机参数设计 (7) 5.1 以最高车速确定电机额定功率 (7) 5.2 根据要求车速的爬坡度计算 (8) 5.3 根据最大爬坡度确定电机的额定功率 (9) 5.4 根据额定功率来确定电机的最大功率 (9) 5.5 电机额定转速和转速的选择 (9) 6 传动系最大传动比的设计 (10) 7 电机的种类与性能分析 (11) 7.1 直流电动机 (11) 7.2交流三相感应电动机 (11)
7.3 永磁无刷直流电动机 (11) 7.4 开关磁阻电动机 (12) 8 电机的选择 (13) 9 电机其他选择与设计 (15) 9.1 电机形状位置设计 (15) 9.2 电机冷却设计 (15) 10 总结与展望 (17) 10.1 总结 (17) 10.2 问题与展望 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 1.概述 汽车工业在促进世界经济飞速发展和给人们生活提供便利的同时，又展现出了其双刃剑的另一面，它将能源与环境问题推到了日益尴尬的处境。“能源、环境和安全”成为了21世纪世界汽车工业发展的3大主题。其中，能源与环境问题作为全球面临的重大挑战和制约汽车工业可持续发展的症结所在，更成为重中之重。电动汽车使用电能作为动力能源，而电能具有来源广、清洁无污染等特点。电动汽车被公认为21世纪重要的交通工具。 电动汽车是指汽车行驶的动力全部或部分来自电机驱动系统的汽车，它主要以动力电池组为车载能量源，是涉及机械、电子、电力、微机控制等多学科的高科技技术产品。按照汽车行驶动力来源的不同，一般将电动汽车划分为纯电动汽车（Pure Electric Vehicle，PEV）、混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）、插电式混合动力电动汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV）和燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV）4种基本类型。 自1881年法国电气工程师Gustave Trouve制造出首辆电动汽车开始，电动汽车经历了曲折起伏的几个发展阶段，其中的决定因素就是动力电池技术和人们
目录 1、概述 (1) 1.1 电动自行车驱动控制系统设计的意义 (1) 1.2 研究现状综述 (1) 1.3 研究方法 (2) 1.3.1直流电机调速原理 (2) 1.3.2直流调速系统实现方式 (3) 2、系统总体方案论证 (4) 2.1 系统方案比较与选择 (4) 2.2 系统方案描述 (4) 3、硬件电路的模块设计 (5) 3.1控制电路设计 (5) 3.2信号处理电路设计 (6) 3.3驱动电路方案及参数描述 (7) 3.3.1 IR2110驱动电路中IGBT抗干扰设计 (8) 3.3.2 IR2110功率驱动介绍 (9) 3.3.3 H桥驱动电路原理 (10) 3.4 稳压电源设计 (10) 3.5 光电测速电路 (11) 4、系统软件设计 (12) 4.1电动机驱动和速度控制程序设计 (13) 4.2PWM调速与测速程序设计 (15) 4.2.1 PCA捕获模式 (15) 4.2.2 PCA脉宽调节模式 (16) 4.2.3 PWM调制信号接收模块 (17) 5.系统调试 (19) 6、结束语 (20) 参考文献 (21) 致 (22) 附录1 原理图 (23) 附录2 PCB图 (24) 附录3 程序清单 (25) 1、定时器程序 (25) 2、延时程序 (26) 3、LCD显示程序 (26) 4、PWM程序 (30) 5、电动机调速程序 (32) 6、主程序 (35)
电动自行车驱动控制系统设计 1、概 述 1.1 研究现状综述 20世纪70年代以来，直流电机传动经历了重大的技术、装备变革。整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进[1]。同时，高集成化、小型化、高可靠性及低成本成为控制的电路的发展方向。使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代[1]。 早期直流传动的控制系统采用模拟分离器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，如存在温漂、零漂电压，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低[2]。随着计算机控制技术的发展，微处理器已经广泛使用于直流传动系统，实现了全数字化控制。由于微处理器以数字信号工作，控制手段灵活方便，抗干扰能力强。所以，全数字直流调速控制精度、可靠性和稳定性比模拟直流调速系统大大提高。直流传动控制采用微处理器实现全数字化，使直流调速系统进入一个崭新的阶段。采用微处理器控制，使整个调速系统的数字化程度，智能化程度有很大改观；采用微处理器控制，使调速系统在结构上简单化，可靠性提高，操作维护变得简捷，电机稳态运行时转速精度等方面达到较高水平。 现阶段，我国还没有自主的全数字化直流调速控制装置生产商，而国外先进的控制器价格昂贵，且技术转让受限，为此研究及更好的使用国外先进的控制器，吸收国外先进的数字化直流电机调速装置的优点，具有重要的实际意义和重大的经济价值。 1.2 研究方法 1.2.1直流电机调速原理 直流电动机根据励磁方式不同，直流电动机分为自励和他励两种类型。不同励磁方式的直流电动机机械特性曲线有所不同。但是对于直流电动机的转速有以下公式： T C C R C U n c r c φ φ内-= 其中：U —电压；R —励磁绕组本身的电阻；f —每极磁通(Wb)；Cc —电势常数；Cr —转矩常量[3]。由上式可知，直流电机的速度控制既可采用电枢控制法，也可采用磁场控制法。磁场控制法控制磁通，其控制功率虽然较小，但低速时受到磁极饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制[4]，而且由
电动汽车驱动控制系统设计 摘要 驱动系统是电动汽车的心脏，也是电动汽车研制的关键技术之一，它直接决定电动汽车的性能，本文根据异步电动机矢量控制理论，结合电动汽车的实际要求，研究设计基于无速度传感器矢量控制的电动汽车驱动系统。矢量控制通过坐标变换将定子电流矢量分解为转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制，从而实现异步电动机磁通和转矩的解耦控制，已达到直流电动机的控制效果。最后，在Matlab环境中建立了仿真系统，验证了无速度传感器矢量控制系统原理应用于电动汽车驱动系统的可行性。 关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机；无速度传感器矢量控制
ABSTRACT Driving system is the heart of EV and one of the key parts of the vehicle that determines the performance of the EV directly. According to the control technique、the method of induction motor drive system and based on the factual requirement of EV, the speed sensorless vector control was designed in this article. By transforming coordinate, the stator current is decomposing two DC parts which orientated as the rotator magnetic field and controlled respectively, So magnetic flux and torque are decoupled. It controls the asynchronous motor as a synchronous way. Finally, intimation system is established in the environment of Matlab to validate these control arithmetic. The system proved its enormous practical value of application. Key words: EV; Drive system; Induction motor; speed sensorless vector control
电动汽车用驱动电机系统的现状及发展趋势 中国汽车技术研究中心窦汝振李磊宋建锋 摘要：介绍了我国电动汽车用驱动电机系统的研发现状,以及车用系统与普通工业用系统间的差异,指出了发展趋势。 1 引言 我国汽车工业的发展面临着来自能源安全、环境保护和气候变化等可持续发展要求的多重挑战。随着近几年汽车保有量的快速增加，汽车能源消耗增长呈现加速趋势，进一步加剧了我国石油供需矛盾。在当前石油资源日益紧张，价格不断攀升的国际形势下，发展电动汽车特别是混合动力汽车是缓解我国石油资源短缺现状的有效途径，也是增强我国汽车工业核心竞争力的重大战略举措。 经过“八五”、“九五”规划的实施，特别是“十五”国家863电动汽车重大专项,我国已实现了官、产、学、研的资源整合,具有了电动汽车用驱动电机系统自主研发能力。在国家“三纵三横”总体布局中(如附图所示),驱动电机及其控制系统被列为“三横”中的共性技术之一。 附图国家“十五”电动汽车重大专项布局示意 2 电动汽车用驱动电机系统的特点及分类 电动汽车对驱动电机系统的要求至少包括： （1）基速以下输出大转矩，以适应车辆的启动、加速、负荷爬坡、频繁起停等复杂工况； （2）基速以上为恒功率运行，以适应最高车速、超车等要求； （3）全转速运行范围内的效率最优化，以提高车辆的续驶里程； （4）结构坚固、体积小、重量轻、良好的环境适应性和高可靠性； （5）低成本及大批量生产能力。 电动汽车最早采用了直流电机系统,特点是成本低、控制简单,但重量大,需要定期维护。随电力电子技术、自动控制技术、计算机控制技术的发展,包括异步电机及永磁电机在内的交流电机系统体现出比直流电机系统更加优越的性能,目前已逐步取代了直流电机控制系统。特别是借助于设计方法、开发工具及永磁材料的不断进步,用于驱动的永磁同步电动机得到了飞速发展。 电动汽车中常用的交流电机主要有异步、永磁、开关磁阻三大类型，其特点如表1所示。
纯电动汽车高压电气系统安全设计摘要：在电动汽车研发安全设计中，纯电动汽车安全设计除与传统燃油车一样考虑乘员的主动安全与被动安全外，还需重点考虑动力电池系统和高压系统安全。为解决纯电动汽车高压电系统的安全问题，文章对高压部件和高压线束防护与标识、预充电回路保护、高压设备过载/短路保护、绝缘电阻检测、动力电池电流电压检测、高压接触器触点状态检测、高压互锁电路检测、充电互锁检测、高压系统余电放电保护以及碰撞安全等高压系统潜在的安全问题提出了相应的解决方案，形成一整套完整的电动汽车高压电气系统的安全设计方案。该方案能确保电动汽车高压系统安全可靠地运行。关键词：纯电动汽车；高压电气系统；高压触点；绝缘电阻；高压互锁；碰撞安全。 现代电动汽车一般分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、外接式可充电混合动力汽车及增程式电动汽车。纯电动汽车是指完全由蓄电池提供电力驱动的电动汽车，工作电压高达几百伏，远远高于安全电压。且高压系统工作时放电电流有可能达到数十安，甚至高达上百安[1]。当高压电路发生绝缘、短路及漏电等情况时，会直接对驾乘人员的人身生命财产安全造成危害。 因此，在设计高压系统和对高压系统关键部件进行选型时，不仅要满足整车驱动的要求，还必须确保驾乘人员和汽车运行环境安全。因此，纯电动汽车整车的电气系统安全性已成为评价纯电动汽车安全性的一项重要指标。文章简述了某公司纯电动轿车高压电气系统的安全设计与控制策略。 1纯电动汽车电气系统安全分析 纯电动轿车电气系统主要包括低压电气系统、高压电气系统及CAN通讯信息网络系统。低压电气系统采用12V供电系统，除了为灯光照明系统、娱乐系统及雨刷器等常规低压用电器供电外，还为整车控制器、电池管理系统、电机控制器、DC/DC转换器及电动空调等高压附件设备控制回路供电； 高压电气系统主要包括动力电池组、电驱动系统、DC/DC电压转换器、电动空调、电暖风、车载充电系统、非车载充电系统及高压电安全管理系统等； CAN总线网络系统用来实现整车控制器和电机控制器、以及电池管理系统、高压电安全管理系统、电动空调、车载充电机和非车载充电设备等控制单元之间的相互通信。 纯电动汽车电压和电流等级都比较高，动力电压一般都在300～400V（直流），电流瞬间能够达到几百安。人体能承受的安全电压值的大小取决于人体允许通过的电流和人体的电
新能源电动汽车电驱动 系统 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
现代电动汽车电驱动系统主要由四大部分组成：驱动电机、变速器、功率变换器和控制器。驱动电机是电气驱动系统的核心，其性能和效率直接影响电动汽车的性能。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到汽车的整体效率。功率变换器和控制器则对电动汽车的安全可靠运行有很大关系。 电驱动系统的由以下几个部分组成： 1．电动汽车驱动电机 选用小型轻量的高效电机，对目前电池容量较小、续驶里程较短的电动汽车现状显得尤为重要。早期电动汽车驱动电机大部分采用他励直流电机(DCM)。直流电机驱动系统改变输入电压或电流就可以实现对其转矩的独立控制，进行平滑调速，具有良好的动态特性，并且有成本低、技术成熟等优点。但是，直流电机的绝对效率低，体积、质量大，碳刷和换向器维护量大，散热困难等缺陷，使其在现代电动汽车中应用越来越少。随着电力电子技术、大规模集成电路和计算机技术的发展以及新材料的出现和现代控制理论的应用，机电一体化的交流驱动系统显示了它的优越性，如效率高、能量密度大、驱动力大、有效的再生制动、工作可靠和几乎无需维护等，使得交流驱动系统开始越来越多地应用于电动汽车中。目前在电动汽车中，主要采用永磁同步电机(PMSM)驱动系统、开关磁阻电机(SRM)驱动系统和异步感应电机(肼)驱动系统。 永磁同步电机(PMSM)是一种高性能的电机，具有体积小、重量轻、结构简单、效率高、控制灵活的优点，在电动汽车上得到了广泛的应用，是当前电动汽车用电动机的研发热点，是异步感应电机的最有力的竞争对手。目前，由日本研制的电动汽车主要采用这种电机，如Honda公司的EV Plus、Nissan公司的Altra和Toyota公司的RAV4及Prius车型等。但是，永磁电机的磁钢价格较高，磁性能受温度振动等因素的影响，有高温退磁等问题。 开关磁阻电机(SRM)是由磁阻电机和开关电路控制器组成的机电一体化新型调速电机。开关磁阻电机工作时，依次使定子线圈中的电流导通或截止，电流变化形成的磁场吸引转子的凸出磁极从而产生转矩。开关磁阻电机结构简单，成本较低，可靠性高，起动性能和调速性能好，控制装置也比较简单。然而在实际应用中，开关磁阻电动机存在着转矩波动大、噪声大、需要位置检测器等缺点，所以目前应用开关磁阻电机的驱动系统仍然很少，主要以Chloride公司的“Lucas”电动汽车为代表。 异步感应电机(M)具有结构简单、坚固、成本低、可靠性高、转矩脉动小、噪声小、转速极限高、无需位置传感器及免维护等特点，因而在电动汽车驱动电机领域里，是应用很广泛的一种无换向器电机。近年来，由IM驱动的电动汽车几乎都采用矢量控制和直接转矩控制。美国以及欧洲研制的电动汽车多采用这种电动机。 异步电机的矢量控制调速技术也比较成熟，其电驱动系统具有良好的性能，因此被较早地应用于电动汽车，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品。迄今为止，美国“Impact’’系列、“ETX．2”型，日本“Cedric"、“OTwn"、“FEV"型，德国 “T4”、“190’’型等电动汽车均采用异步感应电机。异步电机的最大缺点是驱动电路复杂，效率比永磁电机和开关磁阻电机低，特别是在轻载运行时效率更低。因此，如何进一步提高异步电机的运行效率，己经成为人们关注的重要课题。 2．变速器
详解电动汽车传动系统原理、传动方式及拓扑构架设计 随着现代汽车电子技术的发展，新能源汽车、电动汽车的出现无疑给整个行业注入了一股新鲜而且充满挑战性的血液。凭借可以减少很多废弃物、有害气体的排放，对整个社会的生活环境都有很大的改善效果，得到社会及国家的高度的重视，具有很好的发展前景。下面我们就来从电动车的结构引入到电动汽车传动系统，并分析它的工作原理、传动方式、优势等，并简单的列举一些成功的应用案例。电动汽车和普通的汽车不同，它是用车载电源提供行驶的动力，用电机来驱动车轮的运动，而不是用点火装置来提供向前运动的力。我们知道，电动汽车主要是由电力驱动及控制系统、驱动力传动系统、工作装置等各个部分组成。它的工作原理是蓄电池中提供恒定的电流输出，这些恒定的电路通过电力调节器进行一次转换成可以驱动电动机的合适的电流和电压，从而可以驱动整个动力传动系统的正常运行，经过他们之间相互的作用最终给汽车提供可以运行的动力汽车可以正常的行驶。由此可见，电动汽车传动系统的有效性和安全性直接影响着整个系统的运行。电动汽车传动系统原理是直接将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴。汽车传动轴在采用电动轮驱动时，由于它是靠车载电源提供动力源驱动电动机因而可以实现带负载启动，无需离合器;也正是因为是车载电源可以提供恒定的电流，中间会有电路控制的环境来实现驱动电机的方向和转速的控制，所以不需要倒档和差速器。若采用无级调速，就可以实现自动控制，无需变速器。电动汽车传动系统的传动方式主要有三种：(1)电机+传动轴+后桥(2)电机+变速箱+后桥(3)电机+磁力变矩器+后桥以目前的变速箱技术成熟度而言，除了传统车的变速箱外还没有一款真正成熟的适用于电动汽车的产品，最可靠和适用的传动方式还是电机+传动轴+后桥的直驱方案。当然在具体的设计时，我们需要更具实际情况来设计，包括电机的位置、电源的位置、驱动负载的能力、行驶速度要求、稳定性等这些都需要综合的来考虑。了解车辆效率损失分配即从发动机输出的功率消耗在不同汽车部件上的量及比例。这对改善车辆总体的传动效能非常有用，以达到适当配置资源，改善性能的目的。各种损失，使用安装在车辆适当位置的传感器进行测定。电动汽车传动系统拓扑构架设计汽车动力传动系统采用传统的内燃机和电动机作为动力能源，通过混合使用热能和电能两套系统开动汽车。在低速小功率运行时可以关闭发动机，采用电动机驱动;而高速行驶时用内燃机驱动;通过发动机和电动机的协同工作模式，将车辆在制动时产生的能量转化为电能，并积蓄起来成为新的驱动力量.从而在不同工况下都能达到高效率。一般上有串联式、并联式、混联式和复合式4种布置形式。(1)串联式—下图中采用的电力电子装置只有电机控制器,电池和辅助动力装置都直接并接在电机控制器的入口，属于串联式，车辆的驱动力只来源于电动机。 (2)并联式—下图中是典型的并联式动力系统结构，通常在电池和电机控制器之间安装了一个DC/DC变换器,电池的端电压通过DC/DC变换器的升压或降压来与系统直流母线的电压等级进行匹配。车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给。(3)混联式----采用四轮驱动、前后轮分别与不同的驱动系相连，后轮驱动有发动机、后置电机、发电机、变速器等组成，前轮驱动由前置电机、发电机组成。由于它使用不同的驱动方式，所以整个电动汽车传动系统既分离又相关联，可以更好的控制。下图就是一个简单的混联式的拓扑构架。同时具有串联式、并联式驱动方式。(4)复合式---改结构主要集中于双轴混合动力系统中，前轴和后轴独立驱动，前轮和后轮之间没有任何驱动抽或转电力主动型的设计，这种独立的驱动，让传动系统各个部件在运行过程中相互独立控制，因此可以有更好的传输能力。要让整个系统可以更好的运行，除了结构设计方面需要注意之外，还有一个就是电动汽车传动系统的参数设计也需要合理的匹配，这些参数对传动结构的性能影响也是很大的。这一方面的知识，小编在这边文章就不具体介绍了。总结能源问题和环境污染问题是现在社会日益突出的问题，深受国家的重视。因此寻找新能源汽车可以减少废气排放，让能源可以更好的利用在汽车电子设计行业是当务之急。电动汽车正是因为具有上面
电动汽车驱动控制系统设计
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电动汽车驱动控制系统设计 摘要 驱动系统是电动汽车的心脏，也是电动汽车研制的关键技术之一，它直接决定电动汽车的性能，本文根据异步电动机矢量控制理论，结合电动汽车的实际要求，研究设计基于无速度传感器矢量控制的电动汽车驱动系统。矢量控制通过坐标变换将定子电流矢量分解为转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制，从而实现异步电动机磁通和转矩的解耦控制，已达到直流电动机的控制效果。最后，在Matlab环境中建立了仿真系统，验证了无速度传感器矢量控制系统原理应用于电动汽车驱动系统的可行性。 关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机；无速度传感器矢量控制
ABSTRACT Driving system is the heart of EV and one of the key parts of the vehicle that determines the performance of the EV directly. According to the control technique、the method of induction motor drive system and based on the factual requirement of EV, the speed sensorless vector control was designed in this article. By transforming coordinate, the stator current is decomposing two DC parts which orientated as the rotator magnetic field and controlled respectively, So magnetic flux and torque are decoupled. It controls the asynchronous motor as a synchronous way. Finally, intimation system is established in the environment of Matlab to validate these control arithmetic. The system proved its enormous practical value of application. Key words: EV; Drive system; Induction motor; speed sensorless vector control
几种常用电动汽车的驱动系统的比较及永磁同步电动机的相对优势 2012年1月30日 电动汽车用永磁同步电机的发展分析 彭海涛，何志伟，余海阔 (华南理工夫学电力学院，广州510640) 摘要：简要的比较了几种常用电动汽车的驱动系统，并指出了永磁同步电动机的优势。在各类驱动电机中，永磁同步电机能量密度高，效率高、体积小、惯性低、响应快，有很好的应用前景，介绍了电动车驱动用永磁同步电机的目前研究状况以及目前的研究热点和发展趋势。关键词：电动汽车；永磁同步电机；弱磁控制；控制策略；应用 中圈分类号：TM351, TM341 文献标志码：A 文章编号：1001—6848[2010)06-0078-04 O引言 电动汽车具有低噪声、零排放、高效、节能及能源多样他和综合利用等显著优点，成为各国开发的主流。电动汽车的发展有赖于技术的进步，尤其是需要进一步提高其驱动系统的性能。电动汽车对其驱动系统的要求是转矩控制能力良好，转矩密度高，运行可靠性及在整个调速范围内的效率尽可能高，从而保证车辆具有良好的动力性能和操控性，同时在车载动力电池未能取得突破的情况下，延长车辆的续驶里程。研究并开发出高水平的电机驱动控制系统，对提高我国电动汽车驱动系统水平及电动汽车的产业化具有重要意义[2]。 随着永磁材料性能的提高和成本的降低，永磁同步电动机以其高效率、高功率因数和高功率密度等优点，正逐渐成为电动汽车驱动系统的主流电机之一。 1电动汽车用电动机及驱动系统比较 电气驱动系统作为现代电动汽车的核心，主要包括：电动机、功率电子元器件及控制部分。评价电动车的电气驱动系统实质上主要就是对不同电动机及其控制方式进行比较和分析。目前正在应用或开发的电动车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁电动机(PM)、开关磁阻电动机(SRM)网类。下面分别对几种电气驱动系统进行简要分析和说明，其总体比较见表l。 1.1直流电动机驱动系统 在电动汽车领域最早使用的就是直流电动机。直流电动机结构简单，易于控制，具有良好的电磁转矩控制特性，但是由于采用机械换向结构，维护困难，并产生火花，容易对无线电产
纯电动汽车驱动系统设计及仿真毕业设计
纯电动汽车驱动系统设计及仿真 学院 专业 年级班别 学号 学生姓名 指导教师 2015年 6 月
摘要 随着环境污染的加剧和资源的日益短缺，纯电动汽车（EV）凭借能源利用率高、环境污染小的特点得到广泛关注和快速发展，成为当前研制取代内燃机汽车的首选车型，其发展前景广阔。作为纯电动汽车核心部件之一，驱动系统直接决定了纯电动汽车整车性能优劣,目前我国的纯电动汽车存在的主要问题是续航里程少和动力能源电池成本高，基于此种情况，对驱动系统进行合理设计，是提高电动汽车的动力性能和增加续航里程的有效手段，所以文章对纯电动汽车驱动系统进行设计研究。 本文首先分析了纯电动汽车的特点，包括无污染、噪声低、结构简单、能源效率高且多样化等。然后分析了纯电动汽车驱动系统的整体结构和工作原理，并以某普通普及车型为基础，对驱动系统进行设计改善。先确定相应动力参数目标，然后根据整车参数进行理论计算，参考相应手册和市场上的部件，选择合适的驱动系统结构装置，如电机、蓄电池的类型和相关参数。最后利用车辆系统仿真软件ADVISOR（Advanced Vehicle Simulator）对纯电动汽车进行动力性能仿真实验。首先建立了仿真模型，包括选择传动系统类型、设置参数、设计控制策略，然后选择仿真工况进行加速性能和爬坡性能的仿真，最后得到仿真性能结果图表,包括仿真参数图、参数仿真报告、能源消耗图、虚拟回放。基于符合初始设计技术要求的参数，利用ADVISOR里的AUTOSIZE软件模块进行参数优化，然后对得到的优化参数值进行仿真，进一步分析纯电动汽车驱动系统仿真动力性能，确定最优参数。 关键词：纯电动汽车、驱动系统、结构参数、动力学、仿真
YF-ED-J9136 可按资料类型定义编号 纯电动车电气安全技术实 用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
纯电动车电气安全技术实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 高压电气系统: 包括-动力电池组、电机与控制器、动力转向油泵电机、空气压缩机电机、空调压缩机电机、车厢电暖气、暖风除霜器、电源变换器等。 动力电池组分别采用锂电池和铅酸电池。额定电压:388V, 锂电池容量:360Ah，单只电池3.6V/90Ah，3只并联为一组，104组串联。铅酸电池容量:255Ah,由32只12V/85Ah铅酸电池串联为一组;3组并联。全车电器的输入电源均为动力电池组
l 安全措施与安全装置： 一．安全措施： 1.坚持以人为本，安全第一的原则。 电动车与其他乘用车一样，同是运送乘客的交通工具。但是，电动车的安全问题更为重要。他关系到电动车的命运。其它很多车辆同样存在安全问题，例如：内燃机车辆的油箱和气罐、天然气瓶；无轨电车、地铁、轻轨的供电系统和控制器，都存在人命关天的安全问题。关键是如何防范。如何将危险程度降至最低。那些已经形成产品的车辆，他们是在生产和使用过程中，不断完善安全措施；而且仍在不断改进。电动车若想与其它车辆并驾齐驱，安全问题必须从源头做起，提高设计质量、完善工艺流程，处处体现安全第一的原则。
新能源汽车 6 结语 纯电动乘用车的总布置设计工作是个系统工 程,需要协调车身、动力系统、电池、内外饰、造型等相关部门。如何在确保整车性能的基础上,提高空间利用率,避免各部件的干涉,加快项目进行,需要进行科学的论证,同时,总布置工程师也需要对整车性能、驱动电机、动力电池、高压安全等相关知识相当熟悉,才能合理进行布置,推动项目进展。 参考文献 1 Mehrdad Ehsani,Yi m in Gao,A li Emadi .Modern electric \hy 2bird electric and fuel cell vehicles .CRC Press,2009. 2 王刚,周荣.电动汽车充电技术研究[J ].农业装备与车辆 工程,2008,(6). 3 徐性怡.电动汽车用电机控制器的设计方法与实践[J ],2009,(6). 4 姬芬竹,高峰.电动汽车传动系参数设计及动力性仿真[J ].北京航空航天大学学报,2006. 5 赵云.电动汽车结构布置及设计[J ].汽车电器,2006. 收稿日期:2010-05-05 纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配 张 珍 陈丁跃 刘 栋 (长安大学,西安 710064) 【摘要】 文章系统地介绍了纯电动汽车驱动系统主要部件的选型及根据电动汽车性能要求进行主要参 数的设计及匹配,并通过对具体车型的计算,进一步探讨了主要参数的确定。 【Ab s trac t 】 Choice of the main components of the power train syste m of electric vehicle and de 2 sign and matching of the main para meters according t o require ment of main perfor mance are intr o 2duced .Confir mati on of the main para meters is further discussed thr ough the calculati on t o the s pecific vehicle . 【主题词】 纯电动汽车 驱动系统 参数设计 0 引言 纯电动汽车(EV )是当前研制取代内燃机汽车的首选车型,前景广阔。目前,我国的EV 大都建立在改装车基础上,其设计是一项机电一体化 的综合工程[1] 。改装后的EV 高性能的获得并不是简单地将内燃机汽车的发动机和燃油箱换成电动机和蓄电池便可以实现的,它必须对储能装置、动力装置及变速器、减速器等参数进行合理的匹 配。鉴于目前国内对EV 研究的现状,本文研究是 建立于传统汽车驱动系统基础上。 1 电动汽车的驱动系统的基本结构 1.1 电力驱动的结构形式 采用不同的电力驱动系统可构成不同结构形式E V 。本文研究的E V 的电力驱动结构形式如图 1[2] 所示。1.2 储能装置的结构形式 ? 7? 上海汽车 2010108
任务书 学生姓名系部专业、班级 指导教师姓名职称从事 专业 是否外聘□是■否 题目名称电动车轮边驱动系统设计 一、设计（论文）目的、意义 设计一种微型电动车用的轮边减速器，是为电动汽车的轮边驱动系统使用，工作力矩较小，但因没有主减速器而需要更大的减速比。大型车辆的轮边减速器的结构型式可以为电动汽车的轮边减速器提供参考，缩小结构尺寸，而增大减速比，满足轮边驱动系统的使用要求。 二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法） （一）主要设计内容 行星齿轮减速器齿轮几何尺寸计算、减速器各级齿轮的校核、轴承选取及寿命计算、轴的设计、箱体设计。 （二）主要技术指标、要求 1)整车满载质量：1000kg；2)最高车速：60km／h；3)最大爬坡度：20％；4)0-30km／h加速时间：不大于8秒；5）车轮半径：275mm；6）减速比：5
开题报告 学生姓名系部专业、班级 指导教师姓名职称从事 专业 是否外聘□是√否 题目名称电动车轮边驱动系统设计 一、课题研究现状、选题目的和意义 随着电动汽车技术得到了不断的发展，作为电动汽车关键技术之一的电力驱动系统(包括电气系统、变速装置和车轮)出现了许多新的技术方案，其中，轮毂式电力驱动是一种极有发展前景的驱动形式。它直接将电动机安装在车轮轮毂中，省略了传统的离合器、变速器、主减速器及差速器等部件，大大简化了整车结构、提高了传动效率。通过控制技术实现对电动轮的电子差速控制，可以改善车辆驱动性能和行驶性能，且有利于整车的布置等优点。将这样的结构称为电动轮(In-wheel Motor)。本文研究的问题就是以电动轮驱动技术作为背景的。 在电动轮研究与应用方面，目前国外电动轮的研究、应用主要以日本、美国为主，如日本庆应大学环境信息学部清水浩教授领导的电动汽车研究小组在过去的十几年中，一直以轮毂电机驱动的电动汽车作为理想的研发目标，至今已试制了五种不同形式的样车。其中，1991年与东京电力公司共同开发的四座电动汽车IZA，采用Ni-Cd电池为动力源，以四个额定功率为6.8kw，峰值功率达到25kw的外转子永磁轮毂电机驱动，最高时速可达176km/h；2001年，该小组又最新推出了以锂电池为动力源，采用8个大功率交流同步轮毂电机独立驱动的电动大轿车KAZ，该车充分利用电动轮驱动系统布置灵活的特点，打破传统在KAZ轿车上安装了8个车轮，大大增加了动力，从而使该车的最高时速可以达到惊人的311km／h。KAZ的电动轮系统中采用了高转速、高性能的内转子电动机，其峰值功率可达55kw，大大提高了KAZ的极限加速能力，使其0一100km加速时间达到8秒，如图 0.1所示。另外，庆应大学电动汽车研究团队与38家同本民营企业联合开发了时速达到400 km／h的电动汽车Eliica，该车以充电锂电池为能源，并对8个车轮配有8个独立的驱动电机，如图 0.2所示。日本丰田汽车公司开发的Fine-x电动车，四轮独立驱动控制搭配内置于四轮内的电动马达，四轮轮边驱动技术使该车具有报高的机动性及动力[1]。美国通用公司2001年试制的全新线控四轮驱动燃料电池概念车Autonomy也是采用电动轮驱动形式的(见图 0.3)。加拿大TM4公司所设计的电动轮结构形式清晰，采用外转予永磁电
电动汽车模型后驱动桥的设计和制作 摘要 汽车后桥是汽车的主要部件之一，其基本的功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能:同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载车身之间的铅垂力、纵向力，横向力及其力矩。其质量，性能的好坏直接影响整车的安全性，经济性、舒适性、可靠性。 本文阐述了汽车驱动桥的基本原理并进行了系统分析，确定了电动汽车模型驱动桥的结构形式、布置方法、主减速器总成、差速器总成、桥壳等结构型式；并对主要零部件进行了强度校核，完善了驱动桥的整体设计。 关键词：电动汽车模型驱动桥主减速器差速器
Drive axle of the electric vehicle models in the design and production Abstract Drive axle is one of the most important parts of automobile. The function is to increase the torque from drive shaft or from transmission directly, and then distribute it to left and right wheels which have the differential ability automobile needed when driving. And the drive axle has to support the vertical force, longitudinal force, horizontal force and their moments between road and frame or body. Its quality and performance will affect the security, economic, comfortability and reliability. This paper describes the basic principles of automotive drive axle and carries out a systematic analysis.We have identified a model of electric vehicle drive axle of the structure, layout method, the main gear assembly, differential assembly and other structural types,and conducted a strength check of major components, and improve the overall design of the drive axle. Keywords:Electric vehicle model, Drive axle, Final drive, Differential
电动汽车电驱动系统概论及组成 电动车电驱动系统概论及组成龚小茂西安交通大学机硕1005班3111003040 摘要分析了电动汽车在我国的市场前景，简述了电动汽车的组成，详细介绍了电动汽车最重要子系统电驱动系统性能要求、结构形式、组成部件及研究现状。关键词：电动汽车电驱动系统市场分析组成成分Generality and Components of Electric Driven System in Electric vehicle Gong Xiaomao Xi’an Jiaotong University,Class 1005,3111003040 Abstract This paper analyses market prospect of electric vehicle in our the same time,it briefly introduces composing components of electric the end,the performance requirements,structure type ,composition parts and research status of the most
important child-system,electric drive system,of electric vehicle are introduced in detail. Keywords:electric vehicle,electric drive system,market analysis,composing compoent 1前言汽车是现代社会的重要交通工具，为人们提供了便捷、舒适的出行服务，然而传统燃油车辆在使用过程中产生了大量的有害废气，并加剧了对不可再生石油资源的依赖。在能源方面，目前世界汽车保有量约8亿辆，并以每年3000万辆的速度递增，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆，主要增幅来自发展中国家。美、中、日近年来汽车需求量变化如图1所示。可以发达国家的需求量再减少，发展中国家需求量增长比较明显。我国汽车产销保持快速增长，2009年汽车产销1300万辆。过去10年我国汽车保有量也迅速增长，年均增长14%，其具体情况图2所示。17471,7141,6971,7301,7441,7051,646134 9汽车保有量(万辆) .0 .1 .9 .0 .9I75
纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配 张珍 （长安大学） 摘要：本文系统的介绍了纯电动汽车驱动系统主要部件的选型及根据电动汽车主要性能的要求进行主要参数的设计及匹配，并通过对具体的车型的计算，进一步探讨了主要参数的确定。 关键词：纯电动汽车(EV) 驱动系统参数设计 1、前言 纯电动汽车(EV)即蓄电池电动汽车是“零污染”的绿色环保交通工具，它没有噪声和振动、操作性能好等远远优于内燃机汽车。EV是当前开发和研制取代内燃机汽车的首选车型，其前景广阔。 目前，我国的EV大都建立在改装车的基础上，其设计是一项机电一体化的综合工程。改装后的EV高性能的获得并不是简单地将内燃机汽车的发动机和然油箱换成电动机和蓄电池便可以实现的，它必须对储能装置、动力装置及变速器、减速器等参数进行合理的匹配。鉴于目前国内对EV研究的现状，故本论文的研究建立在传统汽车驱动系统的基础上。 2、电动汽车的驱动系统的基本结构 本文研究的EV的电力驱动结构形式如图1所示 图1 电驱动的形式 C——离合器；D——差速器；GB——变速器；M——电动机
3、主要部件的选型及主要参数的确定 EV 驱动系统的关键部件为：电动机、蓄电池、变速器等，这些部件类型的选择及参数设置直接决定着EV 的动力性和续驶里程等主要性能。 3.1电动机的选型及其参数的设计 3.1.1电动机的选型 电动机的选择要满足EV 对电动机性能的要求：①高电压、高转速、质量轻；②电动机具有较大的起动转矩和较宽的调速性能；③高效率、低能耗、实现制动能量的收回；④安全性必须符合相关部门的标准和规定。另外，电动机还要求可靠性好、寿命长；结构简单，适合大批生产，使用维修方便，价格低等。 3.1.2电动机额定功率的选择 本课题采用某电动汽车的部分技术参数如表1 表1 电动汽车的部分技术参数 电动机额定功率可根据EV 的最高行驶车速、爬坡和加速性能来确定[1]。建立电动机额定功率的数学模型： t D a m V A C V f g m P η÷??? ???????+???≥7614036003max max 1 (1) t a D a a a a m V A C V g m V f g m P ηαα÷??????? ???+???+????≥761403600sin 3600cos 32 (2) t a a D a m V dt du m V A C V f g m P ηδ÷?????????+??+???≥360076140360033 (3) 式中： max V =100km/h ；a m =1600(kg)；D C =0.2；a V =30km/h ；ηt =0.9；