现代汽车技术与汽车竞赛 摘要：新技术促进了汽车竞赛的发展，给汽车竞赛注入了新的血液，使汽车竞赛不仅仅是比较车手的技术还要有技术做后盾；同时汽车竞赛又要求参与者技术的不断革新，反作用于汽车技术，使其不断进步。 关键字：F1、汽车技术、发动机、底盘、轮胎、风洞技术 正文： 汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度，跑到现在，竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。随着汽车技术的发展，汽车竞赛也就应运而生了。比如我们熟知的F1方程式，以改装房车为参赛车辆的比赛,勒芒24小时耐力赛,达喀尔拉力赛,WRC等等。其中可以说F1是汽车赛事中最盛大的赛事，也是级别最高的汽车竞赛。同时汽车技术也不断进步。 汽车技术包含： （一）汽车的动力性（1）汽车的最高车（2）汽车的加速（3）汽车的上坡能力 （二）汽车的燃料经济性 （三）汽车的制动性（1）制动效能（2）制动效能的恒定性
（3）制动时方向的稳定性 （四）汽车的操纵性和稳定性 （五）汽车的行驶平顶性 （六）汽车的通过性 （七）其他使用性能（1）操纵轻便性（2）机动性 （3）装卸方便性 （八）容量等等技术。 汽车技术的革新使汽车多种多样，能满足各种需求，使人们使用来更加和谐。 F1赛车（FIA Formula One Grand Prix Championship），中文全称为“一级方程式锦标赛”，是英文Formula Grand Prix的简称，目前这项比赛的正式全名为——“FIA Formula One World Championship”(一级方程式赛车世界锦标赛)。因为影响范围广，知名度高，与世界杯足球赛，奥林匹克运动会，并称为“世界三大运动”。“F”是FORMULA的缩写，即方程式；“1”的解释有很多，可以理解为顶尖车手，顶级赛事，奖金等等。事实上，数学上的方程式并无“精确”的意思。Formula在数学领域意为方程式，这也是翻译错误的原因。而在F1中，本意为“规格”，即统一规格的赛车，因级别最高，所以称F1。 F1赛车是世界上最昂贵、速度最快、科技含量最高的运动，是商业价值最高，魅力最大，最吸引人观看的体育赛事。包含了以空
电动汽车四轮独立驱动技术 第一章：绪论 1.1 引言 内燃机汽车自20世纪初出现至今，在其自身随人类科技的进步经历了巨大的变的过程中也给人类生活和生产带来了巨大方便，为人类社会的进步做出了巨大的贡献，但其消耗日益紧缺的石油并产生大量污染物也使人类赖以生存的环境恶化。因此近年来由于环境恶化及能源紧张等问题，迫切需要开发低能耗，无污染的汽车。因此，电动汽车成为21世纪汽车技术研究的热点。 混合动力汽车与纯电动汽车是电动汽车研究的两个分支。经过近些年的发展，电动汽车技术日趋成熟，部分产品已进入商业化应用如Toyota Prius。目前，电动汽车传动系统多数在传统内燃机汽车的传动系基础上进行一些改变，进而将电动机及电池等部件加入总布置中。这种布置难以充分发挥电动汽车的优势。为使电动汽车对传统内燃机汽车形成更大的竞争优势，设计出适合电动汽车的底盘系统势在必行。而四轮独立驱动技术则可使电动汽车底盘实现电子化，主动化，大大提高电动汽车的性能。使电动汽车与传统汽车相比具有更强的竞争力。 1.2 四轮独立驱动技术的特点 电动汽车四轮独立驱动系统是利用四个独立控制的电动机分别驱动 汽车的四个车轮，车轮之间没有机械传动环节。其电动机与车轮之间可以是轴式联接也可以将电动机嵌入车轮成为轮式电机，车轮一般带有轮边减速器。这种驱
动系统与传统汽车驱动系统相比有以下特点： （一）传动系统得到减化，整车质量大大减轻。由电动机直接驱动车轮甚至两者集成为一体。这样省掉了离合器、变速器及传动轴等传动环节，传动效率得到提高，也更便于实现机电一体化。传动系质量在汽车整车质量中占有很大比重，机械传动系的消失，使汽车很好的实现了轻量化目标。另外，由于动力传动的中间环节减少，传动系的振动及噪声得到改善。甚至在采用纯电力驱动时，可实现无声行驶。这是美国海军的"RST-V"侦察车及其新一代军用"悍马"汽车采用四轮独立驱动技术的重要原因。 （二）与传统汽车相比，四轮独立驱动系统可通过电动机来完成驱动力的控制而不需要其他附件，容易实现性能更好的、成本更低的牵引力控制系统（TCS）、防抱死制动系统（ABS）及动力学控制系统（VDC）。传统汽车的TCS 与ABS系统均须对发动机与制动系进行联合控制才能达到较好性能，由于机械系统的响应较慢，且受制动器，液压管路及电磁阀的延迟等因素影响，传统内燃机汽车的ABS系统与TCS系统的实际时间延迟达50～100ms。限制了TCS系统与ABS系统的性能提高，而且增加能耗。与内燃机相比，无论在加速还是减速，电动机转矩响应都非常快且容易获得其准确值，这对TCS、ABS、VDC系统来说是非常重要的。因此电动机作为ABS、TCS及VDC系统的执行器是非常理想的。 （三）对各车轮采用制动能量回收系统，则可大大提高汽车能量利用效率，且与采用单电动机驱动的电动汽车相比，其能量回收效率也获得显著增加。这对提高电动汽车续驶里程是很重要的。 （四）实现汽车底盘系统的电子化、主动化。现代汽车驱动系统布置
近年来，汽车保有量逐年增长，随之而来的能源问题和安全问题也成为汽车行业持续发展 的“绊脚石”。因此，越来越多的汽车厂商将目光投向了；同时，在互联网技术迅猛发展的当下，为了更好的解决汽车安全问题，各厂商致力于研发具有“预判”功能的智能汽车。越来越 多的人坚信，汽车行业将会向电动化、智能化方向发展，传统汽车产业将面临巨大的冲击与 挑战。 但是，对于与智能汽车的发展前景，谁又更胜一筹呢，本文从消费者对于交通工具的需求 方面着手进行研究。 一、追求速度 最初，人对于交通工具的需求是尽快到达目的地，相同的距离，若速度越快，则在交通工 具上耗费的时间越短，这也符合人不愿受约束的天性。而从古至今，交通工具的发展也说明 了这一点，如：从马车、轮船到火车、飞机，从长途大巴、普通列车到如今遍布全国的高铁，在速度需求的推动下，交通工具不断演变。 二、追求舒适性 消费者对于交通工具的舒适性都有一定需求，在不考虑个人经济状况等因素的情况下，消 费者会趋向于选择更舒适的交通工具，如：飞机的头等舱、高铁的一等座、舒适的商务车等。而为了满足消费者乘坐舒适性的需求，相应的技术也应运而生，如恒温空调、车用按摩座椅等。 三、追求安全性 对于交通工具而言，安全性可谓为第一要素。无论是其行驶在陆地、水上还是空中，无 论其速度快慢与否，舒适性如何，一旦发生交通事故，将直接威胁到乘员的财产、甚至生命 安全。因此，对安全性的需求，是消费者对交通工具最基本的需求。 四、追求驾驶轻便 在实际驾驶过程中，复杂的路况往往需要驾驶者的注意力高度集中，驾驶者在耗费脑力的 同时，希望能尽可能的减轻体力上的消耗。那么，一辆具备良好的灵敏度、便于操纵且轻便 省力的交通工具是其最佳选择。为了满足这一需求，市场上有各种技术方案，如：带助力功 能的转向装置、能实现无级变速的换挡装置、定速巡航功能等，从减轻脑力和体力2方面着手，让驾驶更轻便。 汽车，作为大众化的交通工具，其演变过程也符合以上消费者对于交通工具的4个需求， 也正是这些需求，推动着汽车产业不断向前发展。那与智能汽车相比，哪一个更符合消费者 对交通工具的需求呢？首先看。从速度上看，的瞬间加速性能相对于传统汽车有一定优势， 甚至有的可在3s内完成0～100km/h的加速。然而在国内，多数道路都有限速要求，所以就 实际情况来看，并不具备优势。从舒适性和驾驶轻便方面来看，与传统的燃油汽车相比，也 并无明显优势。从安全性来看，由于技术还不够成熟，不论是特斯拉，还是比亚迪，市场上 屡见自燃、起火的事故。对于消费者而言，屁股下坐着这么一堆电池，想想还真是件可怖的 事儿呢。 由此可见，没有给消费者实质性的用户体验，然而，因其对解决环境污染、缓解能源压力 等方面的显著优势，我国在国家层面上对的推广应用颁布了一系列鼓励政策。但是，几年之后，若没有了政府这只推手，还能像如今这样飞速发展吗？这是值得思考的问题。 再来看智能汽车，从驾驶轻便性和安全性2个方面来看，其占据了显著优势。智能汽车充 分利用各种传感器，通过其综合感知实时路况，经系统作出判断后，对驾驶者进行预警，甚
第22卷 第3期 2005年3月 公 路 交 通 科 技 Journal of Highway and T ransportation Research and Development V ol 122 N o 13 Mar 12005 文章编号:1002Ο0268(2005)03Ο0119Ο05 收稿日期:2004Ο03Ο16 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)重大专题项目(2003AA501100) 作者简介:付正阳(1978-),男,北京人,清华大学汽车工程系硕士研究生,主要从事电动汽车方面的研究1 电动汽车电池组热管理系统的关键技术 付正阳,林成涛,陈全世 (清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084) 摘要:电池组热管理系统的研究与开发对于电动汽车的安全可靠运行有着非常重要的意义。本文分析了温度对电池组性能和寿命的影响,概括了电池组热管理系统的功能,介绍了电池组热管理系统设计的一般流程,并对设计热管理系统提出了建议。文章重点分析了设计电池组热管理系统过程中的关键技术,包括电池最优工作温度范围的确定、电池生热机理研究、热物性参数的获取、电池组热场计算、传热介质的选择、散热结构的设计等。关键词:电动汽车;电池组;热管理系统 中图分类号:T M911141 文献标识码:A K ey Technologie s of Thermal Management System for EV Battery Packs FU Zheng Οyang ,LIN Cheng Οtao ,CHEN Quan Οshi (S tate K ey Laboratory of Autom otive Safety and Energy ,Tsinghua University ,Beijing 100084,China ) Abstract :Research and development of battery thermal management system (BT MS )is very im portant for the operation safety and relia 2bility of electric vehicle (E V )1In this paper ,by analyzing the in fluence of tem perature on the per formance and service life of batteries ,the desired function of a BT MS was outlined ,a procedure for designing BT MS was introduced 1Several key technologies during designing a BT MS were introduced and analyzed ,including optimum operating tem perature range of a battery ,heat generation mechanism ,ac 2quisition of the therm odynamic parameters ,calculation of tem perature distribution ,selection of heat trans fer medium ,design of cooling structure and s o on 1 K ey words :E lectric vehicle ;Battery pack ;Thermal management system 0 引言 能源与环境的压力使传统内燃机汽车的发展面临前所未有的挑战,各国政府、汽车公司、科研机构纷纷投入人力物力开发内燃机汽车的替代能源和动力,这大大促进了电动汽车的发展。 电池作为电动汽车中的主要储能元件,是电动汽车的关键部件[1,2],直接影响到电动汽车的性能。电池组热管理系统的研究与开发对于现代电动汽车是必需的,原因在于:(1)电动汽车电池组会长时间工作 在比较恶劣的热环境中,这将缩短电池使用寿命、降 低电池性能;(2)电池箱内温度场的长久不均匀分布将造成各电池模块、单体性能的不均衡;(3)电池组的热监控和热管理对整车运行安全意义重大。 清华大学从承担国家“八五”电动汽车攻关项目以来,在电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车关键技术的研究中,积极开展了电池组热管理系统的研究,并在样车上进行了道路试验,目前电池组热管理系统的优化设计与改进工作正在进行中。本文是对前阶段研究工作的总结和今后工作的展望。
汽车新能源应用技术 学院： 姓名： 学号：
电动汽车锂动力电池组热管理系统设计流程 摘要:纯电动汽车的动力来源于电池组，因此整车性能依赖于锂动力电池组的性能。而锂动力电池性能受环境温度的影响很大，锂动力电池组热管理的目的是控制电池组的温度和实现电池组温度均匀分布，电池组热管理系统的研究与开发对于电动汽车的安全可靠运行有着非常重要的意义。本文首先分析了温度对电池组性能和寿命的影响，概括了电池组热管理系统的功能，介绍了电池组热管理系统设计的一般流程和采用的方法。主要包括电池的选型、最优工作温度范围的确定、电池组的确定、电池生热机理研究、热物性参数的获取、电池组热场计算、传热介质的选择、散热结构的设计、保温加热结构的设计、温度控制策略的设计、软硬件的设计等。 关键词：电动汽车；电池组；热管理系统；设计流程 Abstract: The power of pure electric vehicle is from the battery pack,so the vehicle performance depends on the performance of lithium-ion power battery,the lithium power battery performance is much affected by the environment temperature.The purpose of lithium power battery thermal management is to control the temperature of the battery and battery temperature uniform distribution.Battery thermal management system research and development for safe and reliable operation of the electric vehicles has very important significance.This paper first analyzes the influence of temperature on the battery performance and life,summarizes the function of the battery thermal management system,introduces the general process and methods of the design of battery thermal management system.Mainly includes the selection of the battery,the determination of the optimal operating temperature range, battery heating mechanism research, thermal physical property parameters,battery thermal field calculation, the selection of the heat transfer medium,heat insulation structure design, structure design of heating,the design of the temperature control strategy, software and hardware design, etc. Keywords: EV;battery pack;thermal management system;design flow
电动汽车介绍 电动车的发展是汽车发展的必然趋势。国家“863”计划选定纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车作为电动汽车发展的三条主线。下表是三种车的对比。 驱动系统能源系统能源来源特点 完全零排放，不依赖石油，但一次充电行驶里纯电动电机蓄电池电网程短，充电时间长，需要充电设施。日前已小汽车批量生产销售。 汽油行驶里程长，可以不要公共充电设施，行驶过混合动力电机蓄电池柴油程仍有废气排放，但很低。依赖石油，成本适汽车发动机发动机电网中。已批量生产销售。 氢气 燃料电池甲醇行驶里程长，能量效率高，不依赖石油，无废电机燃料电池汽车汽油气排放或超低排放，但成本高。仍处于开发中。 乙醇 长远来看，纯电动车和燃料电池车是最具希望的产品，在未来将占据主导地位。由于技术和成本的原因，这两种产品目前还不具备实用化的条件。混合动力汽车介于传统汽车和未来汽车之间，是一种承前启后的、在经济和技术方面都趋于成熟的产品。在未来性汽车尚难突破瓶颈的时候，各国争先恐后地推出各种形式的混合动力车证明了其存在的现实价值。 权威人士预测，在以后的10-20年时间里，内燃发动机汽车的市场分额将逐步减少，纯电动汽车和混合动力汽车将与之三分天下。其发展趋势如下图所示。
初步的市场调查表明，在欧洲大多数用户在燃油汽车、混合动力汽车和纯电动汽车中，更愿意选择混合动力汽车，这与专家估计完全一致。 1、纯电动汽车 蓄电池控制器电机驱动轴 电能 机械能
图1 纯电动车原理图 纯电动汽车主要由蓄电池、电动/发电机等部件组成。蓄电池向电动机提供电能来驱动汽车。在制动或减速时，电机做为发电机来回收能量。 2、混合动力汽车 2.1、串联式混合动力电动汽车 整流/发电机发动机逆变器 蓄电池控制器电动机驱动轴 电能 机械能 图2 串联式混合动力电动汽车原理图 串联式混合动力电动汽车主要由发动机、发电机、驱动电机和蓄电池组等部件组成。发动机仅仅用于发电，发电机所发出的电能供给电动机，电动机驱动汽车行驶。发电机发出的部分电能向电池充电，来延长混合动力电动汽车的行驶里程。另外电池还可以单独向电动机提供电能来驱动电动汽车，使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。
纯电动汽车新技术-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
研究生课程考核论文 （适用于课程论文、提交报告） 科目：发动机现代技术概论教师：周恩序 姓名：尤敏学号： 20140713221 专业：车辆工程领域类别：（专业硕士） 上课时间： 2014 年 9 月至2014 年 11 月 考生成绩： 卷面成绩平时成绩课程综合成绩阅卷评语： 阅卷教师 (签名) 重庆大学研究生院制
电动汽车轮毂电机技术 【摘要】随着社会的快速发展，汽车领域所面临的能源紧缺和环境污染两大问题受到了高度重视，电动汽车的开发和应用已经成为研究热点。由于布局更为灵活，不需要复杂的机械传动系统，轮毂电机越来越受到人们的关注。再生制动系统在电动汽车的能量利用和续航里程等方面有着重要的作用，是电动汽车领域的一项关键的节能技术，再生制动系统的研究对电动汽车的应用有着重要的意义。超级电容可以进行短时大电流充放电，而且充放电循环次数可达上万次，故能很好的解决电动汽车制动能量回收的问题。 【关键词】电动汽车；轮毂电机；再生制动；超级电容 1.研究背景 随着石油等不可再生资源的日渐减少，大气环境越来越差，电动汽车以其低污染、低能耗等优势为各个国家及各大汽车厂商所青睐。然而电动汽车现在主要面临的问题有：续驶里程短、充电时间长等。所以动力电池技术、驱动电机技术和电子控制系统技术为电动汽车目前面临的主要技术问题。轮毂电机驱动电动汽车以其结构简单、能量利用率高等优点成为汽车发展的新宠儿。汽车在制动过程中车辆的动能一直没有被很好的利用，大都被转换为热量耗散掉了。特别是在市区等复杂的城市工况下，红绿灯较多，车速较低，制动频繁，制动能量回收的意义显得尤为明显。目前车辆的制动能量回收技术主要有飞轮储能制动能量回收、液压储能制动能量回收和电化学能储能制动能量回收等。而电化学储能制动能量回收因为其能量主要以电能的形式流动，构造简单，控制方便，具有很好的发展前途。电动汽车中的蓄电池与驱动电机结构为电化学储能制动能量回收提供了方便。超级电容作为一种全新的储能元件的出现，具有十分重要的意义。超级电容有着蓄电池所不具备的优点。超级电容的充放电速率要比电池快的多，功率密度要比蓄电池大得多。利用超级电容可以迅速的回收制动过程中产生的能量。 2.轮毂电机技术 轮毂电机驱动电动汽车因为独特的特点，越来越受到人们的关注，许多汽车企业已经将其列为公司发展规划当中。由此可见，轮毂电机技术正逐步被人们所重
现代电动汽车技术复 习资料
第一章绪论 1.电动汽车的定义：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，它主要以动力电池为车载能源，是涉及机械、电子、电力、微机控制等多学科集成的高科技产品。 2.电动汽车的优点：尾气排放少、能源广泛化、能量效率高、运行费用低、系统可控性好。 3．发展电动汽车目前存在的主要问题：初始成本高；续驶里程短,载质量小；基础设施投入大；蓄电池的比能量和能量密度比燃油低得多。 4.电动汽车分为纯电动汽车、混合动力电动切换、插电式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 5.一般发展电动汽车的技术路径是：近期—混合电动汽车；中期—纯电动汽车；远期—燃料电池电动汽车。 第二章纯电动汽车 1.纯电动汽车的定义：是指利用动力电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从而推动汽车前进的一种新能源汽车。 2.纯电动汽车的优点： （1）零排放、零污染、噪声小； （2）结构简单、维修方便； （3）行驶平稳、乘坐舒适、安全性好及驾驶简单轻便； （4）可使用多种能源、机械结构多样化等。 3.纯电动汽车的缺点： （1）低的电池能量密度。 （2）过重的电池组。 （3）有限的续驶里程与汽车动力性能。 （4）电池组昂贵的价格及有限的循环寿命。 （5）汽车附件的使用受到限制。 4. 从电气构成角度，纯电动汽车可分纯电动汽车系统可分为三个子系统：电动机驱动子系统、能源子系统和辅助子系统。 1）电动机驱动子系统包括：由车辆控制器、功率转换器（电力电子变换器）、电机、机械传动装置和驱动车轮组成。 2）能源子系统 由能源、能量管理单元和能量的燃料供给单元构成。 3）辅助子系统 由功率控制单元、车内气候控制单元和辅助电源组成。 5.整车控制器：整车控制器是整个纯电动汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，驱动汽车正常行驶。作为汽车的指挥管理中心，动力总成控制器主要功能包括：驱动力矩控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等，它起着控制车辆运行的作用。
摘要 80C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计，该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。本系统以设计题目的要求为目的，采用80C51单片机为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。 采用的技术主要有： （1）通过编程来控制小车的速度； （2）传感器的有效应用； （3）新型显示芯片的采用. 关键词80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车
Design and create an intelligence electricity motive small car Abstract 80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze. The adoption of technique as: (1)Reduce the speed by program the engine； (2)Efficient application of the sensor; (3)The adoption of the new display chip. Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car
如图1所示，纯电动汽车EV (Electric Vehicle)是仅由动力蓄电池向电动机提供电能驱动车辆行驶的道路车辆，也称为蓄电池电动汽车。纯电动汽车具有以下特点：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，采用不同类型的电动机（如直流电动机和交流电动机）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会影响纯电动汽车的质量、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，对替换下来的蓄电池进行集中充电。 1 纯电动汽车的类型 纯电动汽车按照用途进行分类，可以分为纯电动轿车、纯电动货车和纯电动客车3种类型；按照驱动型式进行分类，可以分为直流电动机驱动的纯电动汽车、交流电动机驱动的纯电动汽车、双电动机驱动的纯电动汽车、双绕组电动机驱动的纯电动汽车和电动轮纯电动汽车等5种类型。 2纯宅动汽车的基本构成 如图2所示，纯电动汽车主要由电力驱动系统、电源系统、辅助系统、控制系统、安全保护系统等组成。汽车行驶时，由蓄电池输出电能（电流）通过控制驱动电动机运转，
电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退。图3所示为奥运纯电动客车的基本构成。 21电力驱动系统 纯电动汽车的电力驱动系统的构成简图如图4所示，主要由电子控制器、驱动电动机、电动机逆变器、各种传感器、机械传动装置和车轮等组成，其中最关键的是电动机逆变器，电动机不同，控制器也有所不同，控制器将蓄电池直流电逆变成交流电后驱动交流驱动电动机，电动机输出的转矩经传动系统驱动车轮，使电动汽车行驶。该系统的功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。 驱动电动机是驱动EV行驶的唯一动力装置。目前EV上使用的驱动电动机主要类型有直流电动机、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的行驶里程。在EV制动系统中，还保留有常规制动系统和ABS，以保证车辆在紧急制动时有可靠的制动性能。关于电动机，本讲座后文将详细讲解。22电源系统 纯电动汽车的电源系统包括车载电源、能量管理系统和充电机等。它的功用是向电动机提供驱动电能、监测电源使用情况及控制充电机向蓄电池充电。
纯电动汽车 工作原理 蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶 主要结构 电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。 1. 电源 电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前，电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较慢，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。 2. 驱动电动机 驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电机具有"软"的机械特性，与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、效率较低，维护保养工作量大，随着电机技术和电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BCDM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代。 3. 电动机调速控制装置 电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。 早期的电动汽车上，直流电动机的调速采用串接电阻或改变电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的，且会产生附加的能量消耗或使用电动机的结构复杂，现在已很少采用。目前电动汽车上应用较广泛的是晶闸管斩波调速，通过均匀地改变电动机的端电压，控制电动机的电流，来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的不断发展中，它也逐渐被其他电力晶体管（入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等）斩波调速装置所取代。从技术的发展来看，伴随着新型驱动电机的应用，电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用，将成为必然的趋势。 在驱动电动机的旋向变换控制中，直流电动机依靠接触器改变电枢或磁场的电流方向，实现电动机的旋向变换，这使得孔子哈电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时，电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可，可使控制电
1 引言 随着我国经济不断地发展，电子科学技术有了显著的提高，出现了大量的新型电子元器件，电子产品的种类和功能也更加多样化已拥有较大的市场。由于我国对人口数量的不断控制，独生子女的数量越来越多，很多家长更加重视孩子的成长和教育，玩具产品成为新世纪孩子童年不可缺少的伙伴，使玩具产品发展迅速已占据国内较大的消费市场。 目前，国内的电子技术有了迅猛的发展，单片机、传感器和大规模集成电路的出现已可以解决了玩具成本过高的问题。但是由于目前的玩具车还存在可靠性比较差，功能比较单一和成本比较高等问题，还难以在全国范围内进行普及，只能满足少数家庭孩子的需求。因此，有必要开发一种面向更多家庭孩子的多功能低价位的玩具小汽车，以满足更多孩子们的需求。 玩具智能化成为玩具行业的发展新趋势。高科技智能化玩具不仅满足了儿童的好奇心，加强了孩子和玩具的互动，同时也激发了孩子的求知欲。玩具企业将计算机、电子、通讯等领域内的先进技术“嫁接”到玩具产品中，突破了传统玩具的局限性，赋予玩具“听”、“说”功能，与人进行互动。智能化玩具的形式多样、内容丰富、寓知于乐，可以与孩子们进行“情感”交流，进而培养孩子良好的习惯，并在愉悦中学习、体会生活，真正达到寓教于乐的目的。而且玩具已经不在仅是儿童的专利。 2 传感器的历史发展及应用 2.1 传感器的发展历史 传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，美国早在80年代就声称世界已进入传感器时代，日本则把传感器技术列为十大技术之创立。美、日、英、法、德和独联体等国都把传感器技术列为国家重点开发关键技术之一。美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中有６项与传感器信息处理技术直接相关。传感器技术是一项当今世界令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。 80 年代是机器人触觉传感技术研究、发展的快速增长期. 此期间对传感器设计、原理和方法作了大量研究, 主要有电阻、电容、压电、热电、磁、磁电、力、光、超声和电阻应变等原理和方法。开始了对检测接触点和区域、接触截面形状、
《纯电动汽车结构与控制技术》课程标准一、课程计划 课程名称 纯电动汽车结构与控制技术课程性质 汽车运用技术新能源 专业方向的核心课程 教学时间安排 第4学期72课时 课程描述 本课程主要内容是纯电动汽车结构与控制技术，具体内容包括：电动汽车的主体结构认识，主要介绍传动系统、能源系统、驱动电机；电动汽车循环冷却技术认识，主要介绍电池组冷却、电机冷却、控制器冷却；电动汽车能量补充系统认识，主要介绍充电系统、制动能量回收等等；电动汽车辅助系统认识，主要介绍电动转向系统、电控制动系统、电动空调系统、电动冷却系统、辅助dc/dc 转换器等等；典型的纯电动汽车结构认识，主要介绍整体开发的纯电动汽车（如荣威E50）；改装式的纯电动汽车(如福特福克斯)；未来的纯电动汽车技术。课程以理论讲授和实物操作相互结合，集中讲授与学生分组学习交替进行。通过本课程的学习，学生能够掌握纯电动汽车结构与控制技术的主要内容，并且学会使用通用工具、专用工具、设备和相关资料等进行规范作业。同时，培养学生生产安全、环保、效率、5S要求、团队协作等意识和素养。 学习目标 在教师指导下，学生以独立或小组合作的形式进行学习。 能描述传动系统、能源系统、驱动电机等电动汽车的主体结构； 能描述电池组冷却、电机冷却、控制器冷却等电动汽车循环冷却技术； 能描述充电系统、制动能量回收等等电动汽车能量补充系统；
能描述电动转向系统、电控制动系统、电动空调系统、电动冷却系统、辅助DC/DC转换器等等电动汽车辅助系统； 知道整体开发的纯电动汽车（如荣威E50）、改装式的纯电动汽车(如福特福克斯)、未来的纯电动汽车技术等典型纯电动动力汽车的结构。在实践过程中，重视劳动安全和环境保护规定。 学习与工作内容 学习对象 ●应对新能源汽车车主的咨询并正确指导合理使用； ●对纯电动汽车的主体结构认识与应用； ●对电动汽车循环冷却技术的认识与应用； ●对电动汽车能量补充系统的认识与应用； ●对电动汽车辅助系统的认识工具 用户使用手册、驾驶员手册、维 护手册等资料； 汽车使用维护通用工具、汽车举 升器、维护检测专用工具及测量 仪器设备。 工作方法 与顾客进行新能源车辆使用、保 养、故障情况等方面的沟通； 与维修接待员或车间主任就新能 源车辆维护工单内容的沟通与记 录； 制订完成工单作业项目的工作计 划，确定必要的专用工具和仪器 设备； 工作要求 ●组内成员之间、员工与完 成任务涉及的其他部门相 关人员之间进行良好沟通 合作； ●注意车上作业的安全、环 保、经济性； ●对已完成的工作进行记 录存档，评价和反馈； ●自觉保持规范、安全作业 及“5S”的工作要求。
电动汽车的整车技术及其发展研究 【摘要】着眼于可持续发展，节约资源、减少环境污染成为世界汽车工业界亟待解决的两大问题。节能、环保、安全是当今世界汽车工业关注的主要话题。电动汽车是当前及未来汽车的发展方向。电动汽车是高科技综合性产品,除电池、电动机外,车体本身也包含很多高新技术。而对整车技术的研究有利于减小汽车质量和对能量的消耗。 【关键词】电动汽车整车技术新材料应用发展 前言 汽车产业的发展,日益增大的石油能源的消耗,将加快从能源短缺到能源枯竭的步伐。汽车排放造成的大气污染和地球的温室效应,成为世界全人类的公害。人类社会和汽车产业的可持续发展,受到极大的威胁,发展汽车新能源、开发汽车新动力,成为世界汽车产业面临十分紧迫的任务。当代融合多种高新技术而兴起的纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车,尤其是立足于氢能基础上的燃料电池汽车正在引发世界汽车工业的一场革命,展现了汽车工业新能源、新动力发展的光明前景。本文将在下面着重介绍电动汽车的整车技术，以及一些新材料在电动汽车上的应用。 1整车技术 这是很重要也是常被忽略的（国内的开发常是改装车，忽视对电动车整体技术的研究）。主要包括： ·轻质车身的材料和制造技术，高强度轻质车架，如复合材料、铝合金、金属蜂窝材料及其 加工技术，新型电动车辆造型与结构的整体设计，CAD技术等。 ·基于微电子的电动车智能化综合监控管理系统，对动力链的各环节进行管理，如电池管理、
剩余电量显示、充放电控制、电控系统的监控等，涉及到延长蓄电池的使用寿命，提高电能的利用效率和电动车的续驶里程等重要技术性能指标。 整车技术的深入研究将对电动汽车产生深远影响，比如：采用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料,优化结构,可使汽车自身质量减轻30%～50%;实现制动、下坡和怠速时的能量回收;采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎,可使汽车的滚动阻力减少50%;汽车车身特别是汽 车底部流线型化,可使汽车的空气阻力减少50%。 2 新材料的介绍与应用 2.1 镁合金 2.1.1 镁合金的特点 镁合金是一种轻合金，熔点为650℃。金属镁及其合金是工程应用中最轻的金属结构材料，纯镁的密度仅为1.738g·cm-3，而常规镁合金如AZ91密度也只是1.81g·cm-3，约为铝的2/3，钢的1/4，接近工程塑料的密度[2]，因此将镁合金应用在汽车领域中可极大地减轻结构件的质量。 2.1.2 镁合金与其它金属相比镁合金具有很多性能优势： （1）密度小，常用金属中最轻的金属例如AZ91镁合金的密度是1.81g·cm-3，约为铝的2/3，锌的1/4，不到钢或铸铁的1/4，接近工程塑料的密度。对于含30%玻璃纤维的聚碳酸酯复合材料来说，镁的比重也不超过它的10%。因此镁合金的使用可有效减轻汽车的质量。表一为几种金属的密度对比
智能电动小车的设计 摘要：本设计采用mc9s12xs128单片机最小系统板作为智能小车的控制核心，使用红外线光电传感器作为车道信息的检测，用超声波来测量两车之间的车距，由bts7960芯片分别驱动双侧直流电机。单片机从红外传感器读取跑道标志线信息及边界信息，并用超声传感器计算车距，经过综合分析和优化的算法，以实现两车在对应的车道内正常行驶，并实现超车和避碰。 关键词：智能小车单片机红外线光电传感器超声波 智能电动小汽车能在规定黑边线跑道内隔圈相互超车行驶,由于跑 道较窄，因此采用自行改装的小车架进行电动汽车制作，经最后调试与测试，均能稳定地按要求进行超车行驶。 1、系统设计方案 系统主要由主控电路板、光电传感器、超声波传感器、直流电机、电机驱动模块、液晶显示器等部分组成，主控电路板由mc9s12xs128单片机最小系统板、电压转换电路、按键和电源等部分组成。 1.1 硬件配置方案 硬件系统由微处理器、超声测距模块、车道信息检测模块、电机驱动等组成。为了前车与后车交换信息，可使用无线通讯模块，但由于会占用较多的时间，增加程序复杂度，因此设计中采用了向前进行超声测车距来判断前后车位置的确认，并根据车距来控制后车的车速，以防止两车相碰。 1.2 行车策略
行车有外道行车和内道行车两种方案，在外车道行走可以比较平稳的转弯但路程较多，在内车道行走虽然行程较短，但弯道标志线复杂，行车设计不确定因素较多，经过权衡，以牺牲速度保证不碰撞为原则，采用在正常行车道中外道行车，而在超车时，超越车在超车道左侧行驶，有利于避让。 1.3 电机驱动模块 电机驱动采用bts7960集成驱动块。具有逻辑电平输入、电流诊断、斜率调节、死区时间产生和过温、过压、欠压、过流及短路保护的功能，驱动电流大。 1.4 信号检测系统 要实现两车能正常行驶并实现超车，必须有以下的检测和控制：两车之间的间距、道路边界的检测，起跑线、转弯标志线、超车区以及行车圈数的检测。信号检测系统包括道路检测和运行状态检测，其中道路检测包含用红外线光电传感器进行道路边界线检测和标志检测；运行状态检测包含用红外线光电传感器来计算行驶圈数及用超声波 来测车距等。 1.5 控制系统 控制系统在单片机程序控制下，根据道路检测情况控制电动小汔车在规定的道路内行驶。在直道上前后车需保持一定的距离，当检测到转弯标志线时，利用左右电机差速的方式转过一定的角度，在进入超车区时，前车减速并靠右侧车道缓慢行驶，后车则从左侧车道快速绕行并超车。
项目名称：高性能分布式驱动电动汽车关键基础问 题研究 首席科学家：余卓平同济大学 起止年限：2010.9至2015.9 依托部门：上海市科委
二、预期目标 3.1 总体目标 本项目以分布式驱动电动汽车的节能与主动安全性能为突破点，建立基于分布式驱动电机特性的轮胎动态模型、车辆多体耦合动力学模型和动力电源—电驱动系统多场耦合动力学模型，构建分布式驱动电动汽车多体多场复杂耦合动力学系统；研究电源与电驱动系统能耗规律、车辆空气/热动力学特性及其能耗规律，提出分布式电源与能量管理系统的分析与设计理论、车身空气动力造型设计及整车结构设计方法与整车热管理方法；探索无非驱动轮工况下车辆关键动力学参数自适应辨识方法；研究复杂耦合系统能耗优化与动力学协调控制理论，创立高性能分布式驱动电动汽车设计与控制的新理论、新方法。 通过该重大基础研究项目的支持，可以培养一支以高性能分布式驱动电动汽车核心技术为研究背景的科研团队，产生一批具有国际影响力的中青年学术专家和具有自我创新能力的高水平骨干人才，提高我国汽车工业的自主研发水平，为我国电动汽车开发提供基础理论支持，推动我国汽车工业的跨越式发展。 3.2 五年预期目标 （1）理论研究成果： 揭示分布式驱动电机转矩与转速快速变化时的轮胎－路面的瞬态作用机理；揭示分布式驱动型式对电动汽车整车动力学的影响规律及多物理场 的耦合作用对分布式驱动电动汽车动力学的影响规律。 揭示电源系统在全生命周期和全工作范围内的能量效率变化规律；建立适用于分布式驱动系统的电池状态估计理论模型，提出电池状态估计方 法；揭示多样工况条件下不同拓扑结构电源与轮边电驱/制动系统能耗 内在规律，提出电源及分布式电驱/制动系统拓扑结构理论及能量管理 方法。 揭示分布式驱动电动汽车的流场规律、空气阻力形成机理，探索适应于分布式驱动结构的最佳空气动力学汽车外形特征；揭示分布式驱动电动 汽车在轮边驱动单元区域的特殊流动及传热规律，探索适应于该区域的 特有的气动外型特征和热管理途径。 初步建立起高性能分布式驱动电动汽车多源信息融合的车辆状态估计与参数辨识方法及技术体系，并在路面特征参数辨识方法以及车辆行驶状 态参数估计的自适应方法方面取得突破。 建立适用于分布式电驱动模式的汽车驱动/制动控制的理论，阐明分布式驱动电动汽车能量管理与汽车动力学控制间的作用关系，形成分布式驱 动电动汽车复杂耦合系统能量管理与动力学协调控制理论。 （2）技术创新与应用成果： 建立轮胎高频动态模型及多物理场耦合作用下分布式驱动电动汽车复杂多体系统动力学模型，提出分布式驱动电动汽车复杂耦合动力学建模 方法。