半岛.综合体育入口新能源汽车概论全套教学课件pptx

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　　新能源汽车概论全套PPT课件目录认识新能源汽车1CONTENTS混合动力汽车新能源汽车基础燃料电池电动汽车的认知纯电动汽车电动汽车日常维护安全常识认识新能源汽车01 认识新能源汽车认识新能源汽车1.1新能源汽车的定义与类型学习目标1. 掌握新能源汽车的定义。2. 了解新能源汽车的分类。3. 会辨认新能源汽车的类型。认识新能源汽车一、新能源汽车的定义 新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源（不包括铅酸蓄电池）驱动的汽车，主要包括插电式混合动力（含增程式）汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车。二、新能源汽车的类型1.?纯电动汽车 纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电机运转，从而推动汽车行驶。认识新能源汽车认识新能源汽车2. 插电式混合动力汽车 插电式混合动力汽车是一种配有地面充电和车载供电功能的纯电驱动的电动汽车，其运行模式可以根据需要处于纯电动模式、增程模式或混合动力模式，是介于纯电动汽车和混合动力汽车之间的一种过渡车型，具有纯电动汽车和混合动力汽车的特征，有人把它划分为纯电动汽车范畴，也有人把它划分为混合动力汽车范畴，认为它是一种插电式串联混合动力汽车。认识新能源汽车3. 混合动力汽车 混合动力汽车是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或多个驱动系统共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略不同，混合动力汽车有多种形式。认识新能源汽车4. 燃料电池电动汽车 燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下，在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种，主要区别在于动力蓄电池的工作原理不同。一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气。最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。认识新能源汽车5. 氢发动机汽车 氢发动机汽车是以氢发动机为动力源的汽车。一般发动机使用的燃料是柴油或汽油，氢发动机使用的燃料是气体氢。氢发动机汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染、零排放、储量丰富等优势。6. 其他新能源汽车 其他新能源汽车包括使用超级电容器、飞轮等高效储能器的汽车。 目前在我国，新能源汽车主要是指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车，常规混合动力汽车被划分为节能汽车。目前新能源汽车都没有规模化量产，有的有销售但未规模化，如纯电动汽车和插电式混合动力汽车；有的还处于研发阶段，如燃料电池电动汽车。认识新能源汽车1.2新能源汽车发展现状与趋势学习目标1. 了解新能源汽车对于环境保护的意义。2. 了解新能源汽车的发展情况。3. 了解新能源汽车的关键技术以及优劣分析。4. 了解新能源汽车的政策与法规。5. 能够利用互联网等资源查询新能源汽车的相关信息。认识新能源汽车一、发展新能源汽车的必要性 石油短缺、环境污染、气候变暖是全球汽车产业面对的共同挑战，各国政府及产业界纷纷提出各自的发展战略，积极应对，以保持其汽车产业的可持续发展，并提高未来的国际竞争力。新能源汽车已成为 21 世纪汽车工业发展的热点。1. 石油短缺 我国是一个能源短缺的国家，但却是一个能源消费大国，仅次于美国。由于全球石油消费增加，对石油过度开采，全球石油总量减少，到不久的将来，一定会出现石油危机。认识新能源汽车认识新能源汽车2. 降低环境污染 燃油汽车在行驶过程中会产生大量的有害气体，不但污染环境，还大大地影响了人类健康。汽车尾气排放的主要污染物为一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、铅（Pb）、细微颗粒物及硫化物等。这些一次污染物还会通过大气化学反应生成光化学烟雾、酸沉降等二次污染物。据统计，全球大气污染中 42% 源于交通车辆产生的污染。随着城市机动车数量的快速增长，机动车排气污染已成为城市大气污染的主要贡献者。一些城市机动车排放的污染物对多项大气污染指标的贡献率已达到 70% 以上。机动车排放污染已对城市大气污染构成了严重威胁。认识新能源汽车认识新能源汽车3. 节约能源 据测算，传统燃油从开采到汽车利用的平均能量利用率仅 14% 左右。采用混合动力技术后，能量利用率可以提高 30% 以上。另外，插电类混合动力汽车和纯电动汽车可以利用电网夜间波谷充电，提高电网的综合效率。认识新能源汽车二、新能源汽车发展现状1.?国外新能源汽车发展现状 从国际上看，随着技术的不断创新与突破，面对金融危机、油价攀升和日益严峻的节能减排压力，2008 年以来，以美国、日本、欧盟为代表的国家和地区相继发布实施了新的电动汽车发展战略，进一步明确了产业发展方向，明显加大了研发投入与政策扶持力度。日本以产业竞争力为第一目标，全面发展混合动力、纯电动、燃料电池三种电动汽车，研发和产业化均走在世界前列；美国以能源安全为首要任务，强调插电式电动汽车发展；欧盟以 CO2 排放法规为主驱动力，重视发展纯电驱动汽车。认识新能源汽车2. 国内新能源汽车发展现状 我国高度重视电动汽车技术的发展。“十五”期间，启动了“863”计划，其中即包括电动汽车重大科技专项，确立了“三纵三横”（三纵：混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车；三横：电池、电机、电控）的研发布局，取得了一大批电动汽车技术创新成果。“十一五”以来，我国提出了“节能和新能源汽车”战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。 2006 年 6 月，“十一五”“863”计划中节能与新能源汽车重大项目通过论证。其重点任务是推进燃料电池电动汽车研发和示范运行，实现混合动力汽车规模产业化，拓展纯电动汽车的应用范围，进一步扩大代用燃料汽车的推广应用；促进节能与新能源汽车产业政策、法规和相关标准的研究与制定，完善相关检测评价能力，形成知识产权保护和投、融资服务体系，构建节能与新能源汽车公共服务平台，建立中国节能与新能源汽车产业联盟；把握交通能源动力系统转型的重大机遇，建立以企业为主体的产学研结合的自主研发创新体系。认识新能源汽车1）纯电动汽车的发展状况纯电动汽车技术当前的发展状况表现为：纯电动汽车技术成熟，在特定区域推广应用。2）混合动力汽车的发展状况混合动力汽车技术渐趋完善，进入商业化推广阶段。混合动力汽车因兼顾了纯电动汽车和燃油汽车的优越性以及可保证（以较低的代价）从燃油汽车产业向新能源汽车产业的平稳过渡而受到各国、各大公司的高度重视，并随着技术的日趋成熟，已经进入商业化推广应用阶段，全球销售的混合动力汽车数量日益增多。认识新能源汽车3）燃料电池电动汽车的发展状况燃料电池电动汽车技术正处于突破前期，正在成为新的研发重点。在燃料电池汽车方面，国外企业界纷纷组成强大的跨国联盟，以期达到优势互补的目的，如日本丰田与美国通用公司，日本东芝公司与美国国际燃料电池公司，雷诺汽车公司与意大利 De Nora 公司分别组成联盟开发燃料电池电动汽车。目前几乎所有的国外大型企业集团全部介入，投入的总额将近100 亿美元，示范运行车辆总数已超过 100 辆。认识新能源汽车三、新能源汽车未来发展技术路线. 技术路线 电动汽车按动力系统电气化水平分为两类：一类是全部或大部分工况下主要由电动机提供驱动功率的电动汽车（称为“纯电驱动”电动汽车，如纯电动汽车、插电式混合动力汽车、增程式电动汽车和燃料电池电动汽车）；另一类是动力蓄电池容量较小，大部分工况下主要由内燃机提供驱动功率的电动汽车（称为常规混合动力汽车）。从培育战略性新兴产业角度看，发展电气化程度比较高的纯电驱动电动汽车是我国新能源汽车技术的发展方向和重中之重。要在坚持节能与新能源汽车“过渡与转型”并行互动、共同发展的总体原则指导下，规划电动汽车技术发展战略。认识新能源汽车认识新能源汽车2. 核心技术1）动力蓄电池以动力蓄电池模块为核心，实现我国以能量型锂离子动力蓄电池为重点的车用动力蓄电池大规模产业化突破。以车用能量型动力蓄电池为主要发展方向，兼顾功率型动力蓄电池和超级电容器的发展，全面提高动力蓄电池输入输出特性、安全性、一致性、耐久性和性价比等综合性能。认识新能源汽车2）驱动电机面向混合动力大规模产业化需求，开发混合动力发动机 / 电动机总成（发动机＋ ISG/BSG）和机电耦合传动总成（电动机＋变速器），形成系列化产品和市场竞争力，为混合动力汽车大规模产业化提供技术支撑。面向纯电驱动大规模商业化示范需求，开发纯电动汽车驱动电机及其传动系统系列，同步开发配套的发动机 / 发电机组（APU）系列，为实现纯电动汽车大规模商业示范提供技术支撑。认识新能源汽车3）电控技术重点开发混合动力专用发动机先进控制算法（满足国Ⅳ以上排放法规）、混合动力系统先进实时控制网络协议、多部件间的转矩耦合和动态协调控制算法，研制高性能的混合动力系统（整车），满足混合动力汽车大规模产业化技术需求。重点开发先进的纯电驱动汽车分布式、高容错和强实时控制系统，高效、智能和低噪声的电动化总成控制系统（电动空调、电动转向、制动能量回馈控制系统），电动汽车的车载信息、智能充电及其远程监控技术，满足纯电动汽车大规模示范需要。认识新能源汽车认识新能源汽车四、新能源汽车的政策与法规1. 新能源汽车的政策 具体的退坡办法是：2017—2020 年，除燃料电池电动汽车外，其他新能源车型补贴标准都实行退坡，其中，2017—2018 年补贴标准在 2016 年基础上下降 20%，2019—2020 年补贴标准在 2016 年基础上下降 40%。表1-2-1见书P13认识新能源汽车认识新能源汽车2. 新能源汽车使用管理办法1）新能源汽车的驾驶资格根据《中华人民共和国安全法》（简称《安全法》）第九十九条规定，未取得机动车驾驶证、机动车驾驶证被吊销或者机动车驾驶证被暂扣期间驾驶机动车的，处以 200 元以上 2 000 元以下罚款，可以并处 15 日以下拘留。如果无证驾驶机动车发生交通事故，按照交通事故的严重性可能会承担刑事责任。认识新能源汽车认识新能源汽车2）新能源汽车的牌照按照国家规定，新能源汽车上牌必须符合工信部发布的《全国机动车辆生产企业及产品公告》相关规定，以及拥有车辆合格证、购车、完税证明、交强险等，而未列入《道路机动车辆生产企业及产品公告》（简称《公告》）的汽车，按照规定不能上牌。认识新能源汽车3. 新能源汽车的主要标准1）纯电动汽车标准）（见书P17表1-2-3）2）混合动力汽车标准 混合动力汽车是国际上最先得到规模化商业应用的产品。根据国外开发和应用的进展情况，“十五”期间，科技部将发展混合动力技术明确为新能源汽车研究和产业化的重点。在科技部的要求和支持下，混合动力汽车标准的前期研究工作自 2002 年年初启动。随后，电动车辆标准化分技术委员会针对标准制定的重点领域和技术路线在国内相关企业和高等学校、研究机构进行了较为广泛和深入的调研，_x0008_同时对国内外标准资料进行收集分析。截至目前，_x0008_我国已出台的混合动力汽车标准主要包括 6_x0008_个整车标准、2 个研究报告，还有 3 个处于公告中。认识新能源汽车认识新能源汽车3）燃料电池电动汽车标准“十一五”期间，我国基本建立了燃料电池电动汽车的研发体系，在整车集成技术、动力平台的成熟性、整车的可靠性方面有了新的提高，且部分样车进行了示范运行。在这些基础上，我国启动了燃料电池电动汽车标准制定工作，目前已制定完成了术语、安全、燃料电池发动机、加氢车等标准，并开展了加注装置、车载氢系统等标准的研究。然而由于燃料电池汽车受技术水平和经济性的影响，短时期内仍无法实现商业化，故燃料电池电动汽车标准的制定工作较其他两类电动汽车缓慢。认识新能源汽车认识新能源汽车4）基础设施技术标准2009 年，政府出台的《汽车产业调整和振兴规划》中提出我国要实施新能源汽车战略，推动纯电动汽车、插电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化。由于电动汽车基础设施建设是电动汽车实现产业化的前提，因此全国汽车标准化技术委员会积极开展电动车基础设施技术标准的研究工作。2010 年4 月 28 日，《电动汽车传导式充电接口》《电动汽车充电站通用要求》《电动汽车电池管理系统与非车载充电机之间的通信协议》三项国家标准通过了全国汽车标准化技术委员会电动车辆标准化分技术委员会审查。近期，《氢燃料电池汽车示范运行规范》及《燃料电池汽车示范运行配套设施规范》已完成征求意见稿，该规范是根据氢燃料电池汽车及配套设施的特点，为确保示范运行安全、规范而提供的技术管理文件。电动汽车基础设施技术标准的制定，为我国推进电动汽车产业发展奠定了基础。认识新能源汽车认识新能源汽车5）动力蓄电池质量标准标准规定电动乘用车动力蓄电池（包括蓄电池箱及箱内部件）总质量占整车整备质量的比值不宜大于 30%。这是为了保证车辆的使用性能和可承载质量，防止因动力蓄电池过重而产生性能降低。这一比值的提出也有助于引导我国企业在产品研发过程中应用能量密度高和功率密度高的动力蓄电池。该指标的目的是限制车辆为了提高续驶里程等性能，无限量增加动力蓄电池的数量。6）轴荷分配标准规定对前置前驱动（FF）的车辆，满载时前轴负荷不宜小于 55%；对于前置后驱动（FR）的车辆，满载时后轴负荷不宜大于 52%；对于后置后驱动（RR）的车辆，满载时后轴负荷不宜大于60%。由于目前很多纯电动乘用车都不是全新设计，而是在现有车型上改装的，故有可能因蓄电安装空间问题，使整车轴荷分配不合理。认识新能源汽车7）行李厢容积标准规定对四座及以上车辆，行李厢容积不宜小于 0.3m3，以防止我国电动汽车动力蓄电池的布置都会占用行李厢的空间。8）提示性的声响标准规定“车辆在设计时应考虑车辆起动、车速低于 20km/h 时能给车外人员发出适当的提示性声响”。由于电动汽车在行驶过程中没有发动机声音，会给行人等带来安全隐患，因此提出了应有适当提示性声响，至于提示性声响类型，由企业自行决定。由于国际上尚处于研讨阶段，因此目前不硬性规定必须有该功能。9）爬坡性能标准规定车辆最大爬坡度应不低于 20%，这是因为城市道路使用的车辆在行驶过程中，经常遇到立交桥、车库进出等较陡路面情况。认识新能源汽车10）续驶里程标准规定采用工况法测试的续驶里程应大于 80 km。续驶里程是电动汽车最重要的指标之一。纯电动汽车推向市场的一大阻碍是其较短的续驶里程，但为了增加续驶里程而多装蓄电池，又会导致制动性能、轴荷分配、行李厢容积等发生变化。该条款中删除了原有 GB/T 18386—2005《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》中规定采用工况法和等速法（60 km/h 或 40 km/h）中的等速法。因为在城市中行驶的电动汽车，由于遇红绿灯停车、堵车等不可能是等速行驶，因此采用等速法测试续驶里程是不合理的。现在标准中取消等速法而采用工况法测试续驶里程是合理的。02新能源汽车基础新能源汽车基础2.1认识新能源汽车驱动电机学习目标1. 掌握驱动电机的定义。2. 了解驱动电机的类型。3. 了解不同类型驱动电机应用场合。4. 会辨认驱动电机技术参数。新能源汽车基础一、驱动电机的定义 电动机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，在电路中用字母 M 表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源；而发电机在电路中用字母 G 表示，它的主要作用是将电能转化为机械能。新能源汽车基础新能源汽车基础二、电动机的分类 电动机按工作电源类型划分，可分为直流电动机和交流电动机。直流电动机按结构及工作原理可划分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可划分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机划分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机划分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。交流电动机可分为同步电动机和异步电动机。同步电动机可划分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电动机可划分为交流换向器电动机和感应电动机。交流换向器电动机可划分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。感应电动机可划分为单相异步电动机、三相异步电动机和罩极异步电动机。新能源汽车基础新能源汽车基础新能源汽车基础三、分类电动机的结构特点及应用场合1. 直流电动机 直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表和玩具等。新能源汽车基础1）无刷直流电动机无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于录像机、电子仪器及自动化办公设备中。新能源汽车基础位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机，其磁敏传感器件（如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏三极管、磁敏电阻器或专用集成电路等）装在定子组件上，用来检测永磁体及转子旋转时产生的磁场变化。新能源汽车基础新能源汽车基础2）永磁直流电动机永磁直流电动机也由定子磁极、转子、电刷和外壳等组成，定子磁极采用永磁体（永久磁钢），包括铁氧体、铝镍钴和钕铁硼等材料。其结构形式不同可分为圆筒型和瓦块型等几种。录放机中使用的电动机多数为圆筒型磁体，而电动工具及汽车用电器中使用的电动机多数采用瓦块型磁体。新能源汽车基础新能源汽车基础3）电磁直流电动机电磁直流电动机由定子磁极、转子（电枢）、换向器、电刷、机壳和轴承等构成。新能源汽车基础新能源汽车基础新能源汽车基础新能源汽车基础他励直流电动机的励磁绕组接到独立的励磁电源供电，其励磁电流也较恒定，起动转矩与电枢电流成正比。转速变化率也为 5%~15%，可以通过削弱磁场恒功率来提高转速或通过降低转子绕组的压来使转速降低。新能源汽车基础复励直流电动机的定子磁极上除有并励绕组外，还装有与转子绕组串联的串励绕组（其匝数较少）。串励绕组产生磁通的方向与主绕组的磁通方向相同，起动转矩约为额定转矩的 4 倍，短时间过载转矩为额定转矩的 3.5 倍左右；转速变化率为 25%~30%（与串联绕组有关），转速可通过削弱磁场强度来调整。新能源汽车基础2. 交流电动机1）交流同步电动机交流同步电动机是一种恒速驱动电机，其转子转速与电源频率保持恒定的比例关系，被广泛应用于电子仪器仪表、现公设备和纺织机械等。（1）永磁同步电动机。永磁同步电动机属于异步起动永磁同步电动机，其磁场系统由一个或多个永磁体组成，通常是在用铸铝或铜条焊接而成的笼型转子的内部，按所需的极数装镶有永磁体的磁极。定子结构与异步电动机类似。新能源汽车基础新能源汽车基础新能源汽车基础（2）磁阻同步电动机。磁阻同步电动机也称反应式同步电动机，是利用转子交轴和直轴磁阻不等而产生磁阻转矩的同步电动机，其定子与异步电动机的定子结构类似，只是转子结构不同。新能源汽车基础新能源汽车基础（3）磁滞同步电动机。磁滞同步电动机是利用磁滞材料产生磁滞转矩而工作的同步电动机。它分为内转子式磁滞同步电动机、外转子式磁滞同步电动机和单相罩极式磁滞同步电动机。新能源汽车基础2）交流异步电动机交流异步电动机是领先交流电压运行的电动机，广泛应用于电风扇、电冰箱、洗衣机、空调器、电吹风、吸尘器、油烟机、洗碗机、电动缝纫机和食品加工机等家用电器及各种电动工具、小型机电设备中。新能源汽车基础新能源汽车基础（1）单相异步电动机。单相异步电动机由定子、转子、轴承、机壳和端盖等构成。定子由机座和带绕组的铁芯组成。铁芯由硅钢片冲槽叠压而成，槽内嵌装两套空间互隔 90°电角度的主绕组（也称运行绕组）和副绕组（也称起动绕组）。主绕组接交流电源，副绕组串接离心开关 S 或起动电容、运行电容等之后，再接入电源。新能源汽车基础新能源汽车基础（2）三相异步电动机。三相异步电动机的结构与单相异步电动机的相似，其定子铁芯槽中嵌装三相绕组（有单层链式、单层同心式和单层交叉式三种结构）。定子绕组接入三相交流电源后，绕组电流产生旋转磁场，在转子导体中产生感应电流，转子在感应电流和气隙旋转磁场的相互作用下又产生电磁转矩（即异步转矩），使电动机旋转。（3）罩极式电动机。罩极式电动机是单向交流电动机中最简单的一种，通常采用笼型斜槽铸铝转子。它根据定子外形结构的不同，又分为凸极式罩极电动机和隐极式罩极电动机。凸极式罩极电动机的定子铁芯外形为方形、矩形或圆形的磁场框架，磁极凸出，每个磁极上均有 1 个或多个起辅助作用的短路铜环，即罩极绕组。凸极磁极上的集中绕组作为主绕组。新能源汽车基础新能源汽车基础四、驱动电机的性能参数（1）高比功率：高比功率可减小对有效空载空间的占用，减少系统的质量。体积和质量小，即减小有限的车载空间，特别是总质量的减小。（2）高效率：在复杂路况、行驶方式频繁改变以及低负荷运行时都要有较高的效率，以节约电能。（3）低转速大扭矩特性及宽范围恒功率特性：以获得所需的起动、加速、行驶、减速、制动等所需要的转矩和功率。（4）高压：在允许的范围内尽可能采用高压，以减小驱动电机的尺寸和降低逆变器的成本。（5）高电气系统安全：各种电池组和驱动电机的工作电压可达到 300_x0008_V 以上，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机控制的安全性能和规定。（6）低价格：便于普及。新能源汽车基础新能源汽车基础五、常见驱动电机配置1. 特斯拉驱动电机 特斯拉驱动电机为自主研发的三相感应电动机，拥有最优的缠绕线性，能极大减少阻力和能量损耗。同时，相对整车，其体积非常小。新能源汽车基础2. 比亚迪驱动电机 比亚迪电动汽车现在使用的驱动电机为交流无刷永磁同步电动机，通过采集电动机的旋变信号进行工作。当车辆要行驶时，通过旋转变压器检测到驱动电机的位置，位置信号通过的处理发送相关信号控制 IGBT，逻辑信号控制 IGBT 开断，输出近似正弦波交流电。新能源汽车基础3. 荣威 e50 驱动电机荣威 e50 使用的电动机是交流同步电动机，电动机总成采用 DEXRONHP 油冷的方式进行冷却。定子是由三相绕组构成的回路，三相绕组分别为 U\V\W，以 Y 型方式连接。Y 型连接方式的特点是每个回路都连接在同一个端点，车的高压电缆分别连到电动机的每个绕组上。新能源汽车基础4. 北汽 EV150 驱动电机北汽 EV150 采用的是永磁同步电动机，具有效率高、体积和质量小及可靠性高等优点。永磁同步电动机是电机系统的重要执行机构，是电能向机械能转化的部件，并可将自身的运行状态的信息发送给电机。新能源汽车基础2.2认识新能源汽车电机驱动器学习目标1. 了解电机驱动器的功能。2. 掌握电机驱动器内部的基本结构。3. 掌握电机驱动器主要接口的定义。4. 了解电机驱动器外围附件的功能。新能源汽车基础一、电机驱动器的功能 电机驱动器又称驱动电机管理系统（MCU）。电机驱动器是电机系统的控制中心。电机驱动器的作用是对所有的输入信号进行处理，控制电机的运行状态，并将电机控制系统运行状态的信号发送给整车。电机驱动器内含功能诊断电路，当诊断出异常时，它将会激活一个错误代码，发送给整车。新能源汽车基础新能源汽车基础二、电机驱动系统1. 电机驱动系统主要组成 电机驱动系统主要由电动机组件、电力电子箱组件、减速器组件和电机驱动冷却系统组件组成。新能源汽车基础2. 电机驱动系统电气连接新能源汽车基础3. 电机驱动系统控制原理 通过传感器采集各部件的信息，将数据传送给整车，经过处理后，形成新的指令信号传送到相应的功能模块，以实现驱动控制、制动能量回收控制、电能补给和冷却控制等。新能源汽车基础4. 电机控制方式1）电压控制电压控制是通过改变电机端电压而实现转速控制的控制方式。2）电流控制电流控制是通过改变电机绕组电流而实现转速控制的控制方式。3）频率控制频率控制是通过改变电机的电源频率而实现转速控制的控制方式。4）弱磁控制弱磁控制是通过减磁气隙磁场控制电机转速的控制方式。新能源汽车基础5）矢量控制矢量控制是通过将交流电机的定子电流作为矢量，经坐标变换分解成与直流电机的励磁电流和电枢电流相对应的独立控制电流分量，以实现电机转速 / 转矩控制的方式。6）直接转矩控制?直接转矩控制是用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算并控制交流电机的转矩，采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节产生 PWM 信号，直接对逆变器的开关状态进行控制，以获得转矩的高动态性能的控制方式。新能源汽车基础三、驱动电机控制策略 驱动电机控制策略是通过传感器检测电机的工作状态。传感器有电流传感器、电压传感器、温度传感器。电流传感器：用以检测电机工作的实际电流（包括母线电流、三相交流电流）；电压传感器：用以检测供给电机工作的实际电压（包括高压电池电压、蓄电池电压）；温度传感器：用以检测电机控制系统的工作温度（包括电机温度、电机温度）。新能源汽车基础新能源汽车基础1. 电流传感器1）电流传感器定义电流传感器也称磁传感器，是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将感受到的信息按一定规律变换成符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。新能源汽车基础2）电流传感器分类电流传感器依据测量原理不同，主要可分为电子式电流传感器、电磁式电流传感器和分流器等。3）霍尔电流传感器工作原理霍尔电流传感器基于霍尔磁平衡原理（闭环）和霍尔直测式（开环）两种基本原理。开环电流传感器的原理：原边电流 IP 产生的磁通被高品质磁芯聚集在磁路中，霍尔元件固定在很小的气隙中，对磁通进行线性检测，霍尔器件输出的霍尔电压经过特殊电路处理后，副边输出与原边波形一致的跟随输出电压，此电压能够精确反映原边电流的变化。霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流，从直流电到几十千赫兹的交流电，其所依据的工作原理主要是霍尔效应。新能源汽车基础新能源汽车基础2. 电压传感器1）电压传感器定义电压传感器是一种检测装置，能检测到被测电压的信息，并能将检测到的信息按一定规律变换成符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。新能源汽车基础2）电压传感器分类电压传感器分为直流电压传感器和交流电压传感器。交流电压传感器是一种能将被测交流电流（交流电压）转换成按线性比例输出直流电压或直流电流的仪器，广泛应用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道、市政等部门的电气装置、自动控制以及调度系统。交流电压传感器具有单路、三路组合结构形式。直流电压传感器是一种能将被测直流电压转换成按线性比例输出直流电压或直流电流的仪器，广泛应用在电力、远程监控、仪器仪表、医疗设备、工业自控等各个需要电量隔离测控的行业。新能源汽车基础3）电压传感器工作原理霍尔原理：霍尔电压传感器是一种利用霍尔效应，将原边电压通过外置或内置电阻，将电流限制在 10mA，此电流经过多匝绕组之后，经过聚磁材料使原边电流产生的磁场被气隙中的霍尔元件检测到，并感应出相应电动势，该电动势经过电路调整后反馈给补偿线圈进而补偿，该补偿线圈产生的磁通与原边电流（被测电压通过限流电阻产生）产生的磁通大小相等、方向相反，从而在磁芯中保持磁通为零。实际上霍尔电压传感器利用的是和磁平衡闭环霍尔电流传感器一样的技术，即零磁通霍尔电流传感器。新能源汽车基础3. 温度传感器温度传感器的定义及分类：温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式划分，温度传感器可分为接触式和非接触式两类；按照传感器材料及电子元件特性划分，温度传感器分为热电阻和热电偶两类。接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。新能源汽车基础四、电机驱动器功率元件 IGBT1. IGBT 功用 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）为绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有 MOSFET 的高输入阻抗和 GTR 的低导通压降两方面的优点。新能源汽车基础2. IGBT 结构N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构，N+ 区称为源区，附于其上的电极称为源极（即发射极 E）。N 基极称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极（即门极 G）。沟道在紧靠栅区边界形成。在 C、E 两极之间的 P 型区（包括 P+ 和 P- 区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区。而在漏区另一侧的 P+ 区称为漏注入区，它是 IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成 PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极（即集电极 C）。新能源汽车基础新能源汽车基础3.?IGBT 工作原理1）导通IGBT 硅片的结构与功率 MOSFET_x0008_的结构十分相似，主要差异是 IGBT 增加了 P+ 基片和一个 N+缓冲层。基片的主要作用是在管体的 P+ 和N+区之间创建了一个 J1 结。2）关断当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入 N- 区内。在任何情况下，如果 MOSFET 电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开始后，在N 层内还存在少数的载流子（少子）。新能源汽车基础4.?IGBT 检测方法1）判断极性首先将万用表拨在“R×1_x0008_kΩ”挡，用万用表测量时，若某一极与其他两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其他两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极（G）。其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，则调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中，判断出红表笔接的为集电极（C）、黑表笔接的为发射极（E）。新能源汽车基础2）判断好坏将万用表拨在“R×10 kΩ”挡，用黑表笔接 IGBT 的集电极（C），红表笔接 IGBT 的发射极（E），此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极（G）和集电极（C），这时 IGBT 被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极（G）和发射极（E），这时 IGBT 被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断 IGBT 是好的。3）检测注意事项任何指针式万用表皆可用于检测 IGBT。注意判断 IGBT 好坏时，一定要将万用表拨在“R×10 kΩ”挡，因“R×10 kΩ”挡以下各挡万用表内部电池的电压太低，检测好坏时不能使 IGBT 导通，而无法判断 IGBT 的好坏。此方法同样可用于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）的好坏。新能源汽车基础五、电机驱动器电机转角信号采集（旋转变压器）1. 旋转变压器的功用和组成 旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，励磁频率通常采用 400 Hz、3 000 Hz 及 5 000 Hz 等；转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。新能源汽车基础新能源汽车基础2. 旋转变压器分类按输出电压与转子转角间的函数关系划分，旋转变压器主要分三大类：（1）正余弦旋转变压器，其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。（2）线性旋转变压器，其输出电压与转子转角成线_线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种。（3）比例式旋转变压器，其输出电压与转角成比例关系。新能源汽车基础新能源汽车基础3. 旋转变压器的工作原理 旋转变压器的工作原理和普通变压器的基本相似，区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号；在解算装置中可作为函数的解算之用，故也称为解算器。新能源汽车基础新能源汽车基础4. 旋转变压器结构 旋转变压器的结构和两相绕组式异步电动机的结构相似，可分为定子和转子两大部分。定子和转子的铁芯由铁镍软磁合金或硅钢薄板冲成的槽状芯片叠成。它们的绕组分别嵌入各自的槽状铁芯内。定子绕组通过固定在壳体上的接线柱直接引出。转子绕组有两种不同的引出方式，根据转子绕组引出方式的不同，旋转变压器分为有刷式和无刷式两种结构形式。新能源汽车基础六、电机驱动系统温度保护功能1. 电机温度保护 当监测到驱动电机温度传感器显示“120 ℃≤温度＜ 140 ℃”时，降功率运行；显示“温度≥ 140 ℃”时，功率降至 0 ，即停机。2. 温度保护 当监测到散热基板温度为“温度≥ 85 ℃”时，超温保护，即停机；当监测到散热、基板温度为“75 ℃≤温度≤ 85 ℃”时，降功运行。新能源汽车基础3. 冷却系统的控制策略? 当监测到驱动电机温度传感器显示“45℃≤温度＜ 50℃”时，冷却风扇低速起动；显示“温度≥50℃”时，冷却风扇高速起动；温度降至 40℃时，冷却风扇停止工作。 当监测到散热基板温度为“温度≥ 75℃”时，冷却风扇低速起动；温度≤ 80℃时，冷却风扇高速起动；温度降至 75℃时，冷却风扇停止工作。新能源汽车基础七、常见车型电机驱动器1.?EV200 电机驱动器 V200 电机驱动器是电驱系统的控制中心，主要由 DC-AC 逆变模块、AC-DC 整流模块、温度保护模块和电子组成。电机控制系统使用的传感器有电流传感器、电压传感器和温度传感器等。新能源汽车基础新能源汽车基础新能源汽车基础2. 比亚迪秦电机驱动系统新能源汽车基础03 混合动力汽车混合动力汽车3.1认识混合动力汽车的结构学习目标1. 掌握混合动力汽车动力系统的结构与组成。2. 了解混合动力汽车电力动力系统。3. 了解混合动力汽车燃油动力系统。混合动力汽车一、混合动力汽车的定义混合动力汽车是指同时装备两种动力源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。广义上说，混合动力汽车是指拥有至少两种动力源，使用其中一种或多种动力源提供部分或者全部动力的车辆。但是，在目前实际生活中，混合动力汽车多采用传统的内燃机和电动机作为动力源，通过混合使用热能和电力两套系统开动汽车。由于使用的内燃机既有柴油机又有汽油机，因此可以使用传统汽油或者柴油，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。混合动力汽车混合动力汽车二、混合动力汽车的主要动力部件 混合动力汽车的主要动力部件由发动机、驱动电机、动力蓄电池、发电机和充电系统等组成。混合动力汽车1. 发动机 混合动力汽车可以广泛地采用四冲程内燃机（包括汽油机和柴油机）、二冲程内燃机（包括汽油机和柴油机）、转子发动机、燃气轮机和斯特林发动机等，利用它们各自的优势，可以构成不同特点的混合动力系统。混合动力汽车2. 驱动电机混合动力汽车的电动机可以选择直流电动机、交流异步电动机、永磁同步电动机和开关磁阻电动机等。随着混合动力汽车的发展，直流电动机已经很少采用，多采用交流异步电动机和永磁同步电动机，开关磁阻电动机的应用也得到重视。除此之外，还可以采用特种电动机作为混合动力汽车的驱动电机半岛.综合体育入口，如轮毂电动机。混合动力汽车混合动力汽车3. 动力蓄电池 混合动力汽车常用的动力蓄电池包括飞轮蓄电池、超级电容器、电化学蓄电池、燃料蓄电池、储能器和锌空气蓄电池等。动力蓄电池一般作为混合动力汽车的辅助能源，只有在起动发动机或电动机辅助驱动时才使用。混合动力汽车混合动力汽车4. 动力分配装置在并联和混联系统中，机械的动力分配装置是耦合发动机和电动机功率的关键部件，不仅具有很大的机械复杂性，而且直接影响整车控制策略，因而成为混合动力系统开发的重点和难点。目前采用的动力复合方式有转矩复合、速度复合和双桥动力复合。混合动力汽车三、混合动力汽车的智能控制系统发动机和混合动力系统都分别有各自的 ECU 和控制软件，将它们集成在混合动力车辆中后，利用 CAN 总线将它们连接起来，实现信息共享和统一指挥。当混合动力系统工作时，发动机按混合动力系统的指令工作。当混合动力系统关闭或有故障时，发动机按加速踏板指令工作。混合动力汽车混合动力汽车四、混合动力汽车的发动机1. 阿特金森循环发动机的定义 阿特金森循环发动机是于 1882 年由 James Atkinson 发明的一种内燃机。阿特金森循环发动机提高了效率，现阶段应用在某些混合动力车辆上。混合动力汽车混合动力汽车混合动力汽车2. 阿特金森循环发动机的工作原理 阿特金森循环发动机其实并不需要在普通发动机上做太大修改，只需改变气门开闭的时机。混合动力汽车五、典型混合动力汽车1. 丰田普锐斯混合动力汽车1）第一代丰田普锐斯1997 年 12 月，丰田首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车——普锐斯（PRIUS）。混合动力汽车混合动力汽车2）第二代丰田普锐斯2003 年 9 月，丰田在日本首先上市了全新第二代普锐斯，除了外表的改进外，最重要的是引入了第二代丰田混合动力系统 THS-Ⅱ。THS-Ⅱ是在 HSD（混合动力协同驱动）的概念下开发出来的，即电动机、内燃机在车辆各种状态中采用不同的方式协同工作，来适应各种驾驶模式。混合动力汽车混合动力汽车3）第三代丰田普锐斯2009 年，丰田推出了全新第三代普锐斯，并于 2010 年全面上市。新一代的普锐斯对混合动力系统进行了改进，主要包括两个方面：一个是使用全新的 1.8 L 内燃机代替原有的 1.5 L 内燃机：另外一个是对 HSD 混合动力协同驱动系统进行重新设计。混合动力汽车混合动力汽车4）第三代插电式丰田普锐斯锂离子蓄电池组可通过家用电源来进行充电，因此，不受蓄电池剩余量和充电设施完善情况的限制。比起传统的混合动力车，将更加能够降低油耗，抑制不可再生资源消耗，减排 CO2 以及防止大气污染。普锐斯插电式混合动力汽车每升汽油可以行驶 55km，在充满电的情况下，纯电动模式续驶里程为 20km。充电时间方面，100V 电源需要 180min，200V 电源需要 100min。混合动力汽车混合动力汽车2. 比亚迪秦混合动力汽车 秦是比亚迪股份有限公司自主研发的第二代双模混合动力的高性能汽车，属于重度混合，是支持外部电源充电的混合动力汽车混合动力汽车混合动力汽车3.2混合动力汽车的分类和工作原理学习目标1. 了解混合动力汽车动力系统布置形式。2. 掌握不同动力系统布置形式的工作原理。?3. 熟悉不同类型混合动力汽车在不同工况下的能量流通过程。混合动力汽车一、按照混合动力汽车动力系统布置形式分类1. 串联式混合动力汽车串联式混合动力汽车以电动机作为驱动装置，发动机作为辅助动力装置，以提高续驶里程。发动机只作为动力源驱动发电机发电，电能通过输送到蓄电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车，驱动系统只是电动机。小负荷时由蓄电池驱动电机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电机。在这种联结方式下，蓄电池就像一个水库，只是调节的对象不是水量，而是电能。混合动力汽车混合动力汽车混合动力汽车（1）在市区行驶时，如果蓄电池完全充满，则选用纯蓄电池驱动方式。（2）当蓄电池电量较低时，发动机被起动，并将其设置在最大功率工作点上，发动机输出的功率与汽车所需功率的差值将通过发电机为蓄电池充电。混合动力汽车（3）当汽车发动机提供的最大功率低于汽车所需的功率时，蓄电池将提供这部分差额功率.（4）在制动或减速时，电动机起到发电机的作用，使部分动能转化为电能存储在蓄电池里.混合动力汽车2. 并联式混合动力汽车并联式混合动力汽车采用发动机和电动机两套驱动系统，可采用发动机单独驱动、电动机单独驱动或发动机和电动机联合驱动 3 种工作模式。与串联式相比，并联式混合动力汽车的优点是并联仅用到电动机和发动机，并且发动机和电动机的最大功率较小；缺点是由于发动机与推进系统是共轴连接的，因此并联需要离合器，这使得并联结构复杂，控制难度大。混合动力汽车混合动力汽车混合动力汽车混合动力汽车混合动力汽车混合动力汽车（2）当车辆制动、减速、停车时，驱动桥传来的惯性转矩，经变速器带动电动机运转，电动机转换为发电机工作状态，起到发动机的作用，所发出的交流电经逆变器转换为直流电，对蓄电池组进行充电.混合动力汽车混合动力汽车混合动力汽车3. 混联式混合动力汽车 混联式混合动力汽车在结构上综合了串联式混合动力汽车和并联式混合动力汽车的特点，主要偏向于并联结构，但又包含一些串联结构的特点。与串联式混合动力汽车相比，它增加了机械动力输路线；与并联式混合动力汽车相比，它增加了电能的传输路线。混合动力汽车混合动力汽车混合动力汽车（2）在市区行驶时，如果蓄电池完全充满，则选用纯蓄电池驱动方式。混合动力汽车（4）在起步或加速阶段，发动机只为耦合器提供总功率的一部分，剩下的功率要由电动机来提供，实现“功率辅助”的目的。混合动力汽车（5）当电池电量较低时，发动机被起动，并将其设置在最大功率工作点上，发动机输出的功率与汽车所需功率的差值将通过发电机为蓄电池充电。混合动力汽车二、按照混合动力汽车的混合程度分类对现有混合动力汽车进行分类还可以使用混合程度这个概念，这是目前市场销售中常用的习惯分类方式。但是到目前为止，并没有一个准确的混合程度标准。当前，普遍为人们接受的是混合动力汽车中驱动电机的有效功率占车辆驱动系统总功率的百分比这个概念，按照这个混合程度概念可以将市场上的混合动力汽车分为轻度混合动力、中度混合动力和重度混合动力三个等级。混合动力汽车1. 轻度混合动力轻度混合动力简称轻混，轻度混合动力的车辆混合程度低，没有内燃机的帮助，设计在车辆中的电动机是不能够单独驱动车辆行驶的。轻度混合动力一般采用 36V、42V 电池组，并搭载一个低功率的起动机 / 发电机通过曲轴皮带来辅助内燃机。从严格意义上来说，轻混并不能算是混合动力系统，因为车辆只靠单一的内燃机动力行驶，其电池输出能量只起辅助作用，一般只包括自动起停、内燃机起动平滑辅助和制动能量回收。该系统设计的优点是成本小，但同时节省的燃油也更少，一般只能省油 8%~15%。混合动力汽车混合动力汽车2. 中度混合动力 中度混合动力的车辆一般采用 100V 以上的动力蓄电池，混合度在 30% 左右。与轻度混合动力系统的不同之处在于，中度混合动力系统采用的是高压动力蓄电池和电动机。在车辆加速或者大荷工况时，电动机能够辅助内燃机驱动车辆，补充内燃机本身动力输出的不足，提高整车性能。这种系统的混合程度较高，在城市循环工况下节省燃油可以达到 20%~30%。混合动力汽车3. 重度混合动力重度混合动力简称强混，系统通常采用 272~650 V 的高压系统，混合度可以达到 50% 以上，在城市循环工况下节油率可以达到 30%~50%。其特点是动力系统以内燃机为基础动力，动力蓄电池为辅助动力，采用的电动机功率更为强大，完全可以满足车辆在起步和低速时的动力要求。重度混合车型可以在低速时就像一款纯电动汽车一样，支持纯电动行驶；在急加速和爬坡运行工况下车辆需要较大的驱动力时，驱动电机和内燃机同时对车辆提供动力。混合动力汽车混合动力汽车三、按照混合动力汽车是否可外接充电分类1. 插电式混合动力汽车 插电式混合动力汽车可以通过外部连接的电源进行充电，同时在电池满电的状态下具有一定的纯电动行驶能力，是重度混合动力车型的一种特殊形态。混合动力汽车2. 不可外接充电混合动力汽车 不可外接充电混合动力汽车在正常使用情况下从车载燃料中获取全部能量。例如丰田卡罗拉双擎混合动力汽车就为不可外接充电的混合动力汽车。混合动力汽车四、按照车辆用途划分（1）混合动力电动乘用车（Hybrid Electric Passenger Car）。（2）混合动力电动客车（Hybrid Electric Bus）。（3）混合动力电动货车（Hybrid Electric Goods Vehicle）。五、按照与发动机混合的可再充电能量储存系统不同划分（1）动力蓄电池式混合动力电动汽车。（2）超级电容器式混合动力电动汽车。（3）机电飞轮式混合动力电动汽车。（4）动力蓄电池与超级电容器组合式混合动力电动汽车。04 纯电动汽车纯电动汽车4.1纯电动汽车基本结构与原理学习目标1. 了解纯电动汽车基本驱动原理。2. 掌握纯电动汽车的技术特性。3. 掌握纯电动汽车的运行模式。纯电动汽车一、纯电动汽车的分类1. 按用途分类（1）纯电动轿车（2）纯电动货车纯电动汽车（3）纯电动客车纯电动汽车2. 按驱动形式分类按动力驱动控制系统结构形式不同，纯电动汽车可以分为以下几类：（1）直流电动机驱动的电动汽车。（2）交流电动机驱动的电动汽车。（3）双电动机驱动的电动汽车。（4）双绕组电动机驱动的电动汽车。（5）轮毂电动机驱动的电动汽车。纯电动汽车3. 按使用的电池类型分类按使用的电池类型不同，纯电动汽车可以分为以下几类：（1）铅酸电池电动汽车。（2）镍氢电池电动汽车。（3）锂离子电池电动汽车。（4）燃料电池电动汽车。此外，目前研究应用的还有使用镍镉电池、钠硫电池、飞轮电池、太阳能电池和超级电容器等的电动汽车。纯电动汽车二、纯电动汽车的组成与原理1. 纯电动汽车的基本结构 纯电动汽车的定义：纯电动汽车是指以车载电源（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）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。电动汽车主要由电力驱动系统、电源系统和辅助系统 3 部分组成。纯电动汽车纯电动汽车2. 电力驱动系统 电力驱动系统主要包括电子、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮等。它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。纯电动汽车3. 电源系统 电源系统主要包括电源、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、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。纯电动汽车4. 辅助系统辅助系统主要包括辅助动力源、空调器、动力转向系统、导航系统、刮水器、收音机以及照明和除霜装置等。辅助系统除辅助动力源外，其余的依据车型不同而不同。1）高压特性纯电动汽车的主要特点是具有高压。由于纯电动汽车的能源供给是动力蓄电池，因此车辆上很多系统的设计也是围绕动力蓄电池和高压来实施的。纯电动汽车纯电动汽车纯电动汽车2）冷却特性纯电动汽车很多部件需要保持稳定的工作温度。大多数纯电动汽车设计有以下 2 个热交换系统。（1）动力蓄电池的加热与冷却。纯电动汽车纯电动汽车（2）逆变器与电动机的冷却。逆变器和电动机的冷却，用于降低逆变器和电动机工作时产生的高温，防止部件过热产生功能失效。例如，目前所采用的大多数永磁三相电动机，当电动机的温度超过一定值后，其永磁转子的磁性会急剧下降，从而导致电动机的输出功率降低。纯电动汽车纯电动汽车（3）其他部件的冷却。纯电动汽车中其他部件，如 DC/DC 转换器、车载充电器等部件，由于这些部件在工作时产生的热量较少，因此通常采用风冷的结构形式。纯电动汽车三、纯电动汽车驱动系统布置形式 驱动系统是纯电动汽车的核心部分，其性能决定着纯电动汽车运行性能的好坏。纯电动汽车的驱动系统布置取决于电动机驱动系统的方式，可以有多种形式。纯电动汽车纯电动汽车纯电动汽车四、纯电动汽车的动力性能1. 纯电动汽车的驱动力 纯电动汽车的电动机输出转矩 M，使驱动轮与地面间产生相互作用，从而地面对车轮产生一个反向的作用力 Ft，Ft 与汽车前进方向一致，因而 Ft 即驱动力。2. 纯电动汽车的电动机转矩特性 汽车在各种工况下行驶时，所需要的转矩和功率是行驶速度的函数，取决于不同车速行驶时所遇到的行驶阻力。电动机的转矩与速度特性必须满足汽车的这种需要。纯电动汽车五、纯电动汽车的特点1. 无污染，噪声低 纯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，有“零污染”的美称；纯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. 能源效率高，多样化 纯电动汽车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车，特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，纯电动汽车更加适宜。纯电动汽车停车时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。纯电动汽车3. 结构简单，使用维修方便 纯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；当采用交流感应电动机时，电动机无须保养维护；更重要的是纯电动汽车易操纵。4. 动力电源使用成本高，续驶里程短 目前纯电动汽车尚不如内燃机汽车那样技术完善，尤其是动力电源（电池）的寿命短，使用成本高；电池的储能量小，一次充电后续驶里程不理想；纯电动汽车的价格较贵。但从发展的角度看，随着科技的进步，投入相应的人力、物力，纯电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短，纯电动汽车会逐渐普及，其价格和使用成本必然会降低。纯电动汽车六、纯电动汽车的几个重要指标1. 比功率 比功率（kW/kg）是衡量汽车动力性能的一个综合指标，具体是指汽车发动机最大功率与汽车总质量之比。一般来讲，对同类型汽车而言，比功率越大，汽车的动力性越好。2. 比能量 比能量指的是单位质量或单位体积的能量。比能量用 W·h/kg 或 W·h/L 来表示。纯电动汽车七、纯电动汽车的关键技术1. 电动机及控制技术 纯电动汽车的驱动电机属于特种电动机，是纯电动汽车的关键部件。要使纯电动汽车具有良好的使用性能，驱动电机应具有较宽的调速范围及较高的转速，足够大的起动转矩，体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈的性能。电动汽车所用的电动机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。2. 电池及管理技术 电池是纯电动汽车的动力源泉，也是一直制约纯电动汽车发展的关键因素。纯电动汽车用电池要求比能量高、比功率大、使用寿命长，但目前的电池能量密度低，电池组过重，续驶里程短，价格高，循环寿命有限。纯电动汽车3. 整车控制技术 新型纯电动轿车整车控制系统是两条总线的网络结构，即驱动系统的高速 CAN 总线和车身系统的低速总线。高速 CAN 总线每个节点为各子系统的 ECU。低速总线按物理位置设置节点，基本原则是基于空间位置的区域自治。4. 整车轻量化技术 整车轻量化始终是汽车技术重要的研究内容。纯电动汽车由于布置了电池组，整车质量增加较多，因此轻量化问题更加突出。纯电动汽车八、纯电动汽车的运行模式1. 纯电动汽车的动力模式纯电动汽车的主控模式是整车 VCU。纯电动汽车运行时，由整车采集加速踏板和挡位状态信息来判断驾驶员的驾驶意图，并结合动力系统部件状态，协调动力驱动系统输出动力。另外，整车还会同时协调动力蓄电池、热交换系统运行和仪表显示等辅助功能。1）加速前进整车读取换挡 PRND 信息及制动开关信号，根据加速踏板的位置信号，发送给逆变器，控制电动机功率、方向的输出。纯电动汽车2）减速与制动滑行或者减速时，整车能够进行制动能量的回收。制动能量通过驱动电机转换为电能储存到动力蓄电池中。3）运行中的动力模式管理整车不间断利用各个传感器采集车辆状态，计算并输出期望的扭矩。动力蓄电池 BMS 随时检测电池的运行状态，并及时传送给整车，结合这些状态信息及当前的功率输出需求来平衡高压电能功率的使用，并通过仪表显示给驾驶员。纯电动汽车纯电动汽车2. 纯电动汽车续驶里程的运行策略 针对城市出行设计的纯电动车辆，大多数的续驶里程都可以达到 120 km 以上。但是，在车辆的实际运行中，整车还会持续计算剩余的电池能量和当前的驾驶模式，根据车辆剩余的可用电能，车辆通常也会采取相应的提示和限制措施。纯电动汽车纯电动汽车九、纯电动汽车的优势及存在的问题1. 纯电动汽车的优势 纯电动汽车较少的部件意味着维修成本。现今，电动机的效率在 80%~95%，而内燃机效率只有5%~25%，纯电动汽车提供了更高的效率。众所周知，纯电动汽车的能源费用也非常小，因而总体费用减少了。2. 纯电动汽车的不足 纯电动汽车最大的不足是续驶里程短，充电时间长达数小时。目前的纯电动汽车续驶里程在150km左右，虽然这对于 90%的上班族已足够，但传统内燃机汽车续驶里程一般在 300~400km。此外，由于电动机及电池技术的限制，目前纯电动汽车的价格昂贵，因而它还不能完全取代内燃机汽车。纯电动汽车4.2典型纯电动汽车实例学习目标1. 了解纯电动汽车的典型车型。2. 了解典型纯电动汽车技术参数。3. 掌握典型纯电动汽车基本操作。纯电动汽车一、典型纯电动汽车介绍1. 瑞麒 M1 EV 纯电动汽车 瑞麒 M1 EV 纯电动汽车搭载了 336 V 功率的电驱动系统，并配备了 60 A·h 的高性能锂电池。此外，瑞麒 M1 EV 还可利用 220 V 的民用电源进行充电，充电时间一般在 6~8 h。纯电动汽车2. 奇瑞的 S18D 增程电动汽车 作为专为都市精英量身打造的“城市酷尚 SUV”，S18D 配备了自动开启的增程器，其特点是以纯电动驱动为主，配备了 8 kW 的增程器，可以解决在极端情况下的电动汽车续驶里程问题，达到300 km 的长续驶里程。增程器将自动起动并为其继续提供电能或直接驱动电机，以实现高达数百千米的续驶能力。纯电动汽车3. 高尔夫 blue?motion? 高尔夫 blue motion（见图 4-2-3）是基于全球最畅销的紧凑车型之一的高尔夫所打造的，是大众汽车新能源汽车技术的重要成果。高尔夫电动车的动力来源于其先进的电池系统，该系统是由以 180个锂离子电池单元组成的 30 个电池模块所构成，容量为 26.5kW·h。此外，驾驶员通过自动变速器的排挡或转向盘上的换挡拨片，分 4 级（D~D3）来调节制动能量回收系统的强度。纯电动汽车4. 英菲尼迪 LE 概念车 英菲尼迪 LE 概念车基于日产聆风打造，是一款三厢造型紧凑级车型，车头造型来源于 G37 车型，是一辆纯电动汽车，其前进气格栅采用全封闭设计，英菲尼迪的前车标后面则是它的充电插口。动力系统是该车最大的亮点，搭载了一台由 24kW 锂电池供电的电动机，最大功率达 100kW，扭矩最大达到 325N·m。纯电动汽车5. 福特 TRANSIT CONNECT 电动汽车 福特 TRANSIT CONNECT 电动汽车是福特推出的首款电动车，已于 2010 年年末开始向北美市场交车，不过这并不是常见的轿车，而是一款商用载货车型，最高车速可达 120 km/h，续驶里程为 130 km，拥有 3.8 m3 的载货空间和 500 kg 的载重能力。纯电动汽车6. 特斯拉 Model S 电动汽车 特斯拉 Model S是特斯拉真正意义上的第一款完全自主研发的车型，其市场表现较好。在外观设计上，Model S 采用了一种很讨巧的方式，它坚持自己的独特路线，拥有非主流的四门轿跑造型，并且在诸如隐形门把手等细节设计上凸显了它的科技感。纯电动汽车纯电动汽车纯电动汽车7. 上汽荣威 e50 纯电动汽车 （1）上汽荣威 e50 纯电动汽车定位：都市代步，年轻、时尚上班族。纯电动汽车（2）上汽荣威 e50 的蓄电池包总计容量为 18_x0008_kW，60km/h 匀速工况下续驶里程为 180_x0008_km，还采用了轻量化设计，总质量还不到 230kg，占整车质量的1/5，寿命则长达 2000 次以上完全充放电，厂家为其提供 5 年或 10 万公里免费质保，其在电池质保期内损耗率超过 20％均可免费更换新电池。纯电动汽车8.?众泰知豆 E20 纯电动汽车 众泰知豆 E20 纯电动汽车定位：都市代步，有效解决城市通勤。它配备的动力蓄电池为 10.5kW·h，采用 220V 交流电充电，充满一次可以续航 120km。纯电动汽车纯电动汽车9. 江淮 iEV5 纯电动汽车 江淮 iEV5 纯电动汽车定位：都市上下班代步。纯电动汽车纯电动汽车10.?比亚迪 e6 纯电动汽车 比亚迪 e6 纯电动汽车定位：高续驶、都市旅行必备。纯电动汽车纯电动汽车11. 北汽 EC180 纯电动汽车 EC180由北汽新能源全新平台开发，尺寸为3671mm×1627mm×1494mm，轴距达 2360mm。动力方面，新车将搭载最大功率为 30kW 的电动机，配以高性能三元锂电池，并配备北汽新能源超级电驱技术 e~Motion_x0008_Drive半岛.综合体育入口，普通模式下综合续驶里程可达 180km，在同级别中居于领先地位。纯电动汽车纯电动汽车二、典型纯电动汽车仪表指示灯纯电动汽车的仪表设计外观、安装位置与传统汽车相同，但是在仪表指示灯及显示功能上与燃油汽车有区别，主要表现在：（1）取消了发动机转速表，增加了功率输出表。（2）取消了原有的燃油位置表，增加了电池电量表。（3）取消了原来与发动机有关的一些故障警告灯，如机油压力、水温警告灯，新增动力蓄电池温度、电动机温度等警告灯等。纯电动汽车1. 电动机冷却液温度过高警告灯（1）在炎热的天气进行长途爬坡。（2）频繁急制动、急加速的状态。（3）拖曳挂车时。2. 动力系统故障指示灯?（1）当起动按钮处于“ON”挡位置时，此灯不亮或持续发亮。（2）驾驶中此灯点亮。3. 电动机及过热警告灯?（1）在炎热的天气进行长途爬坡。（2）在停停走走的交通状态，频繁急制动、急加速的状况，或长时间车辆运转得不到休息的状况。（3）拖曳挂车时。纯电动汽车4. 电动助力转向故障指示灯?（1）当电源挡位打到“ON”挡位置时，此灯不亮或持续发亮。（2）驾驶中此灯点亮。5. 动力蓄电池故障警告灯?（1）当起动按钮处于“ON”挡位置时，此灯不亮或持续发亮。（2）驾驶中此灯点亮。6. 动力蓄电池过热警告灯（1）在炎热的天气进行长途爬坡。（2）在停停走走的交通状态，频繁急制动、急加速的状况，或长时间车辆运转得不到休息的状况。（3）拖曳挂车时。7. 动力蓄电池充电状态指示灯 当动力蓄电池的电量接近用完时此灯点亮，需尽快将动力蓄电池充电。纯电动汽车8. 动力蓄电池充电连接指示灯 当连接充电器后此灯点亮，如要车辆行驶，请断开充电器后上电。9. OK 指示灯 此灯表示车辆各动力系统工作正常，处于可行驶状态。10. 动力蓄电池电量表 起动开关打开时，该表指示出动力蓄电池的电量。此指示为左右对称布置，左右指示同时变化。11. 功率表 功率表默认用 kW 来指示整车的功率，可通过菜单中的单位设置选择功率。 在车辆下坡或靠惯性行驶时，功率指示值可能为负值，表示此时车辆正在进行能量回收。05 燃料电池电动汽车的认知验燃料电池电动汽车的认知5.1燃料电池电动汽车概述学习目标1. 了解燃料电池电动汽车的产业发展状况。2. 掌握纯电动汽车的技术特性。3. 掌握纯电动汽车的运行模式。燃料电池电动汽车的认知一、燃料电池的发展历史燃料电池在大规模产业化之前，已经有很长的发展历史。1839 年，格罗夫（Willian Grove）发明了第一块燃料电池，即把封有铂电极的玻璃管浸在稀硫酸中，先由电解产生氢和氧，接着连接外部负载，这样氢和氧就发生电池反应，产生电流。格罗夫当时就预见到，如果氢气可以被煤、木材和其他易燃材料所替代，燃料电池就可以作为一种商业化的电源。1896 年，W.W.Jacques 描绘了直接用当时的主要燃料——煤作燃料的燃料电池（DCFD）。他的想法引起了公众的极大关注，但由于无法解决炭对电解质的污染，DCFD 没有取得满意的效果，最终被放弃。1902 年 J.H.Reid 和 1904 年 P.G.L.Noel 首先开始研究碱质型燃料电池（AFC），采用碱性 KOH 溶液作为电解质。但直到 20 世纪 30 年代末，F.T.Bacon（培根）的 AFC 研究工作才为燃料电池打出了名气，并在 20 世纪 60 年代早期第一个应用于太空计划，其改进后被作为阿波罗登月计划的宇宙飞用电池。Bacon 电池使燃料电池由试验走向实用，具有里程碑意义。燃料电池电动汽车的认知二、燃料电池电动汽车的国外发展现状国外的燃料电池技术发展比较早，20 世纪 60-70 年代，美国首先将燃料电池应用于航空航天领域，此后燃料电池逐渐向民用领域发展。目前，世界各国政府及各大汽车厂商都纷纷进行燃料电池电动汽车的研发，其中有两个影响最大的开发项目：一个是由美国能源部组织的国家燃料电池电动汽车研究计划；另一个是以巴拉德动力系统公司的技术为依托，由戴姆勒－克莱斯勒公司、福特汽车公司等跨国公司投资合作的燃料电池电动汽车项目。燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知三、我国研发的燃料电池电动汽车随着“863 计划”电动汽车重大科技专项的正式启动，全国各地掀起了一股研制和开发燃料电池电动汽车的热潮。2002 年 5 月，上海燃料电池电动汽车动力系统公司与同济大学新能源汽车工程中心试制成功“春晖 1 号”燃料电池电动汽车。2004 年，武汉理工大学与东风公司合作研制成功25 kW 燃料电池电动汽车——“楚天一号”。2004 年 6 月，上汽集团、同济大合开发了我国第二代燃料电池电动汽车——“超越 2号”，随后又开发了“超越 3号”和“超越 4号”燃料电池电动汽车。燃料电池电动汽车的认知四、燃料电池的介绍1. 氢能源与燃料电池 氢在地球上属于最丰富的元素之一，但是它不能以其自然形式存在，例如在大气中，氢是和氧共同作用形成水存在的。在很多化合物中也能找到氢，如天然气、甲醇和原油等。燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知1）燃料电池的优点燃料电池产生电能，并且由于氢和氧提供电能给燃料电池，因此燃料电池本身不会产生任何碳排放，排放的只有水和热量。燃料电池的能量也比一般内燃机更高，由内燃机提供动力的车辆效率只有 15%~20%，而燃料电池车的效率能达到 40% 以上。此外，利用燃料电池作为汽车能源，其运动部件非常少，稳定性更强。2）燃料电池应用于汽车存在的问题虽然目前很多汽车制造商开始设计和研发燃料电池电动汽车，并致力于提高燃料电池系统的设计，但是没有一款由燃料电池提供动力的汽车能够大规模生产。原因包括成本高，缺少加燃料的基础设施，安全保障、汽车续驶里程不足，以及不能够经久耐用和冷起动问题，这些都影响和制约了燃料电池电动汽车的发展。燃料电池电动汽车的认知3）燃料电池的类型燃料电池的类型很多，主要区别在于所用的电解质种类不同。有些电解质常温下运行效果很好，而有些需要在温度高达 900 ℃的情况下才能正常工作。燃料电池电动汽车的认知2. 质子交换膜燃料电池 质子交换膜燃料电池发电过程不涉及氢氧燃烧，能量转换率高，发电时不产生污染，发电单元模块化，可靠性高，组装和维修都很方便，工作时也没有噪声。所以，质子交换膜燃料电池是一种清洁、高效的绿色环保电源。在燃料电池内部，质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，使得质子经过膜从阳极到达阴极，与外电路的电子转移构成回路，向外界提供电流。因此，质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要的作用，其性能的好坏直接影响电池的使用寿命。燃料电池电动汽车的认知1）工作原理在原理上，PEM 相当于电解水的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和含催化剂涂层的质子交换膜构成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。燃料电池电动汽车的认知2）燃料电池堆单个燃料电池本身没有多少用途，因为它产生的电动势小于 1V。运用在汽车上的燃料电池通常是把数百个燃料电池组合在一起做成一个燃料电池堆。在这种布置中，燃料电池串联在一起，这样的电池堆的总电压是每个单电池电压的总和。电池堆中的燃料电池首尾连接，汽车中的燃料电池堆含有400 多个电池。燃料电池电动汽车的认知3）甲醇燃料电池由于采用氢作为燃料电池燃料时，存储氢需要使用高压气缸的成本和安全性均不是很理想，因此一种改进的 PEM 的方法是用液态甲醇替代氢气。燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知五、燃料电池电动汽车的类型 燃料电池电动汽车定义：燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下，在燃料电池中经电化学反应产生电能，并作为主要动力源驱动的汽车。1. 燃料电池单独驱动燃料电池电动汽车 该结构只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担燃料电池电动汽车的认知2. 燃料电池与辅助蓄电池联合驱动燃料电池电动汽车燃料电池与辅助蓄电池联合驱动的燃料电池电动汽车为一典型的串联式混合动力结构。在该动力系统结构中，燃料电池和辅助蓄电池一起为驱动电机提供能量，驱动电机将电能转化成机械能传给传动系统，从而驱动汽车前进；在汽车制动时，驱动电机变成发电机，辅助蓄电池将储存回馈的能量。燃料电池电动汽车的认知3. 燃料电池与超级电容器联合驱动燃料电池电动汽车 这种结构形式与燃料电池和辅助蓄电池联合驱动燃料电池电动汽车的结构相似，只是把蓄电池换成超级电容器。超级电容器充放电效率高，能量损失小，功率密度大，在回收制动能量方面比蓄电池有优势，循环寿命长，但是超级电容器的能量密度较小。燃料电池电动汽车的认知4. 燃料电池与辅助蓄电池和超级电容器联合驱动的燃料电池电动汽车这种结构的优点相比于燃料电池和辅助蓄电池联合驱动燃料电池电动汽车的结构形式的优点更加明显，尤其是在部件效率、动态特性、制动能量回馈等方面。而其缺点也一样更加明显：（1）增加了超级电容器，系统质量将可能增加。（2）系统更加复杂化，系统控制和整体布置的难度也随之增大。燃料电池电动汽车的认知六、燃料电池电动汽车的关键技术1. 燃料电池技术 燃料电池技术是燃料电池电动汽车发展的最关键技术之一。燃料电池技术发展趋势可用耐久性、低温起动温度、净输出比功率以及制造成本四个要素来评判。2. 储氢技术 储氢技术是氢能利用走向规模化应用的关键。3. 车载蓄电系统 车载蓄电系统包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等蓄电池及电化学超级电容器。燃料电池电动汽车的认知4. 电机及其控制技术驱动电机是燃料电池电动汽车的心脏，它正向着大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。5. 整车布置（1）燃料电池发动机及电动机的相关布置问题。（2）动力蓄电池包的车身布置、氢气瓶的安全布置问题。（3）高压电安全系统的车身布置问题。6. 能源动力系统的能量管理策略能量管理策略对燃料经济性影响很大，且受到动力系统参数和行驶工况的双重影响。按照是否考虑这些变量的历史状态，可以把功率分配策略分为瞬时与非瞬时策略两大类。燃料电池电动汽车的认知七、燃料电池电动汽车的优势及其问题1. 燃料电池电动汽车的独特优势（1）清洁无污染。（2）燃料补充方便、快捷，续驶里程远超普通纯电动汽车。（3）效能高。（4）动力性能优异。2. 燃料电池电动汽车存在的问题一是性能与成本的问题；二是燃料供应与基础设施问题。我国燃料电池电动汽车产业相对于其他新能源汽车，与发达国家的差距相对较小，但是技术、市场、组织等维度都存在一定的滞后性，目前仍停留在“实验室”技术，因此，要赶超先进，必须加大政策扶持力度，制定燃料电池汽车产业政策体系。燃料电池电动汽车的认知5.2燃料电池电动汽车的结构原理学习目标1. 了解燃料电池电动汽车及其工作原理。2. 掌握燃料电池电动汽车的类型及结构。燃料电池电动汽车的认知一、燃料电池电动汽车基本结构 燃料电池电动汽车是指以氢气或甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。燃料电池电动汽车是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高 2~3 倍，从能源的利用和环境保护方面而论，燃料电池电动汽车是一种理想的车辆。燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知1. 增湿器增湿器位于燃料电池系统盒内，在通往电池堆阴极的空气管道里面。PEM 的水管理系统非常重要，水太多会妨碍氧气与正极接触，水太少会让电解质变干，降低其电导性。燃料电池内水的多少及其位置对确定燃料电池的起动温度也很重要，因为水在燃料电池内会结冰阻碍电池的起动。增湿器的作用是平衡，通过让正在阴极蒸发的水分循环给燃料电池提供充足的水分。2. 燃料电池冷却系统正常工作过程中燃料电池会产生热量，余热会导致聚合物电解质膜损坏，所以必须用液体冷却系统把余热从燃料电池堆中带走。燃料电池产生的热属于低品位热能，在冷却液与周围空气之间的温度差别很小，这种情况下热转移会很慢，必须用表面积非常大的散热器。燃料电池电动汽车的认知3. 空气泵在所有行驶条件下，必须以适当压力和流速给燃料电池堆送风使电池堆正常工作。车载空气泵把大气压缩后输送给燃料电池的正极就能达到此功效。4. 二次电池混合动力汽车设计能提高带传统传动机构汽车的效率，因为制动及其他正常运行过程中损失的能量存储起来以后可以供高压电池或超级电容器使用。在燃料电池汽车中设计二次电池，可以提高汽车的驾驶性能。因为电存储设备能够立即提供能量给驱动电机，并且克服了燃料电池部分的加速滞后情况。燃料电池电动汽车的认知1）高压电池大多数燃料汽车设计中用镍氢电池作为二次电池，通常安装在汽车后部。二次电池的构造与燃料电池堆相似，由很多单个电池串、并联构成一个高压电池包。燃料电池电动汽车的认知2）超级电容器电池中存储电能的另一种形式是超级电容器。电容器是一种能阻止直流电、允许交流电通过的电气设备。然而，电容器也能利用正负电荷之间的静电吸引存储电能。燃料电池电动汽车的认知5. 燃料电池驱动电机 用于燃料电池汽车的驱动电机与目前混合动力汽车内的驱动电机非常相似，普通驱动电机以交流同步设计为基础，有时也用直流无刷电机。交流电机不使用换向器或者电刷，取而代之的是三相定子和永磁转子。用逆变器产生电机需要的三相高压交流电。燃料电池电动汽车的认知6. 驱动桥 除氢燃料外，燃料电池汽车的高效纯节能还体现在电传动技术上。燃料电池电动汽车使用的驱动电机，只要简单地减小它们的最终传动，然后用一个差速器把动力输送到主动轮，无须换挡，完全取消了如液力变矩器、离合器等机构；也不用倒车挡，只需要反向供电给驱动电机即可实现。燃料电池电动汽车的认知7. 电源控制单元燃料电池电动汽车的传动机构由电源控制单元控制，它控制燃料电池的输出功率，并让电在各种不同部件之间流动。充当逆变器就是电源控制单元的作用之一，它把燃料电池堆输出的直流电转变成三相交流电，供汽车的驱动电机使用。再生制动过程中，驱动电机充当发电机，将汽车的动能转变成高压电池包充电的电能。电源控制单元必须将电机的三相交流电压转变成直流电压输送给电池，燃料电池输出的直流电也通过电源控制单元的控制给高压电池包充电。燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知二、燃料电池电动汽车基本工作原理1. 电混合燃料电池电动汽车动力总成方案现阶段，车载燃料电池发动机的冷车起动、动态响应慢和回馈制动能储存三方面问题，决定了燃料电池电动汽车动力总成配置中必须有一个车载辅助储能部件。现有燃料电池概念车中通常采用超级电容器或动力蓄电池组完成上述辅助储能功能。根据不同的技术特征，储能元件有高能量型和高功率型之分。一般来说，动力蓄电池有高功率型和高能量型的区别，而超级电容器基本均作为高功率型储能部件使用。燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知2. 燃料电池电动汽车能量管理与动力控制策略动力总成控制的基本原理就是根据驾驶员的指令输入，协调动力总成各主要部件共同工作，调节各环节能量转换的速率大小与方向，在兼顾经济性指标的前提下，实现驾驶员期望的动力性能。该控制功能的可靠实现主要依赖以下几方面具体控制策略的实施：1）燃料电池发动机的负载均衡策略电混合的燃料电池电动汽车具有多种电能供应装置半岛.综合体育入口，汽车的瞬时负载如何合理地分配到不同的能源装置。