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纯电动汽车简介:汽车构造(第4版)成果

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电动机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。多数电动汽车为前轮转向,工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。

纯电动汽车简介:汽车构造(第4版)成果

1.纯电动汽车的优点;

2.纯电动汽车的组成与工作原理。

1.能够向客户介绍纯电动汽车的优点及其工作过程;

2.树立环保意识;

3.具有与客户沟通交流的能力;

4.具备信息搜集和处理的能力。

从2014年以来,随着国家相继出台政策扶持新能源汽车产业发展,我国新能源汽车市场得到迅猛发展。2018年,我国新能源汽车产销量突破100万辆,产销量连续三年位居全球第一。新能源汽车代表着汽车的未来发展方向,目前在新能源汽车产品中有80%以上是纯电动汽车。你能够用自己所学的知识将纯电动汽车与传统汽车进行对比,向客户介绍纯电动汽车的优点和工作原理吗?

纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电动机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。请你就某一型号纯电动汽车绘制其能量传递过程简图,并讲解纯电动汽车工作过程,在学习小组或班级里进行交流汇报。

一、纯电动汽车的优点

纯电动汽车的优点是它本身不排放污染大气的有害气体,即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其他污染物也显著减少。

由于电力可以从多种一次能源获得,如煤、核能、水力等,解除了人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电,使发电设备日夜都能充分利用,大大提高其经济效益。有些研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高,而且有利于节约能源和减少二氧化碳的排量,正是这些优点,使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。

二、纯电动车的组成与工作原理

纯电动汽车的组成包括电力驱动控制系统及驱动力传动机械系统等,如图12-1所示。电力驱动控制系统是电动汽车的核心,也是与内燃机汽车的最大不同点。电力驱动控制系统由三相交流电动机和功率电子装置(逆变器)等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

图12-1 电动汽车组成

1—电动机/发电机;2—带差速器变速箱;3—动力电子元件;4—高压线缆;5—高压蓄电池;6—电子设备盒(带控制单元,用于蓄电池管理);7—冷却系统;8—制动系统;9—高压空调压缩机;10—高压供热器;11—蓄电池充电器;12—用于外部充电的充电触点;13—外部充电电源。

纯电动汽车的工作原理如图12-2所示。电动汽车控制器采集加速踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、挡位传感器、电流检测器等各类传感器的信息,分析驾驶员的需求与车辆的状态,通过电动机控制器调节电动机电磁转矩或转速,从而驱动车辆在不同工况下行驶。

图12-2 纯电动汽车的工作原理

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动力电池主要有锂电池、镍铬电池、燃料电池钠硫电池等。(www.xing528.com)

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,这种电动机具有“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,功率较小,效率较低,维护保养工作量大,随着电机技术和电动机控制技术的发展,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(逆变器)是电动汽车的变速和方向变换等设置的装置,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,并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,伴随着新型驱动电动机的应用,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来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,可使控制电路简化。此外,采用交流电动机及其变频调速控制技术,使电动汽车的制动能量回收控制更加方便,控制电路更加简单。

4.传动装置

电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴,当采用电动轮驱动时,传动装置的多数部件常常可以忽略。因为电动机可以带负载起动,所以电动汽车上无须传统内燃机汽车的离合器。因为驱动电动机的旋向可以通过电路控制实现变换,所以电动汽车无须内燃机汽车变速器中的倒挡。当采用电动机无级调速控制时,电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。在采用电动轮驱动时,电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。

5.行驶装置

行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力,驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的,由车轮、轮胎和悬架等组成。

6.转向装置

转向装置是为实现汽车的转弯而设置的,由转向机、转向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在转向盘上的控制力,通过转向机和转向机构使转向轮偏转一定的角度,实现汽车的转向。多数电动汽车为前轮转向,工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。电动汽车的转向装置有机械转向、液压转向和液压助力转向等类型。

7.制动装置

电动汽车的制动装置同其他汽车一样,是为汽车减速或停车而设置的,通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上,一般还有电磁制动装置,它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行,使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流,从而得到再生利用。

8.工作装置

工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的,如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜通常由电动机驱动的液压系统完成。

随堂测试

1.纯电动汽车的组成包括________驱动控制系统及驱动力传动________系统等。电力驱动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。

2.电力驱动控制系统由________和________等组成。

3.驱动电动机的作用是将电源的________转化为________,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。

4.电动汽车上广泛采用________电动机,这种电动机具有“________”的机械特性,与汽车的行驶特性非常相符。

5.电动机调速控制装置(逆变器)是为电动汽车的________和________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。

任务实施

任务工单

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