电动汽车是指以车载电源为动力,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。它使用存储在电池中的电来发动。在驱动汽车时偶然使用12或24块电池,偶然则需要更多。锂电车电机
1、电动车技术特点
●无污染,噪声低
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,对环境护卫和空气的洁净是十分有益的,险些是“零污染”。众所周知,内燃机汽车废气中的CO、HC及NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。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。噪声对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有风险的。
●能源效率高,多样化
电动汽车的研究表明,其能源效率已超过汽油机汽车。特别是在城市运转,汽车走走停停,行驶速度不高,电动汽车加倍适宜。电动汽车停止时不消耗电量,在制动过程中,电动机可自动转化为发电机,实现制动延缓时能量的再行使。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,其能量行使效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高,因此有益于节约能源和削减二氧化碳的排量。另一方面,电动汽车的应用可有效地削减对石油资源的依赖,可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此以外,若夜间向蓄电池充电,还可以避让用电高峰,有益于电网均衡负荷,削减费用。
●结构简单,使用维修方便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。当接纳交流感应电动机时,电机无需保养护卫,更重要的是电动汽车易操纵。
●动力电源使用成本高,续驶里程短目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,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,一次充电后行驶里程不理想,电动车的费用较贵。但从发展的角度看,随着科技的进步,投入相应的人力物力,电动汽车的问题会逐步得到办理。取长补短,电动汽车会渐渐普及,其费用和使用成本势必会降低。
2、电动车基本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、实现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,也是差别于内燃机汽车的大不同点。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。电动汽车的其余装置基本与内燃机汽车相像。
2.1.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,电动汽车上应用最宽泛的电源是铅酸蓄电池,但随着电动汽车技术的发展,许多新型电池也在发展中。这些电源(电池)主要有钠硫电池、镍铬电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等,新型电源的应用,为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。
2.2.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。目前电动汽车上宽泛接纳直流串激电动机,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,护卫保养工作量大,随着电机技术和电机控制技术的发展,势必渐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。
2.3.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,实现电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。
早期的电动汽车上,直流电动机的调速接纳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,现在已很少接纳。目前电动汽车上应用较宽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,它也渐渐被其余电力晶体管(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,将成为势必的趋势。
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,这使得电路复杂、可靠性降低。当接纳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。别的,接纳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收购控制加倍方便,控制电路加倍简单。
2.4.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,当接纳电动轮驱动时,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启动,所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换,所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档。当接纳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。在接纳电动轮驱动时,电动汽车也能够省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。
2.5.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大地的作用力,驱动车轮行走。它同其余汽车的构成是相像的,由车轮、轮胎和悬架等组成。
2.6.转向装置
专项装置是为实现汽车的转弯而设置的,由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力,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接纳后轮转向。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。
2.7.制动装置
电动汽车的制动装置同其余汽车同样,是为汽车延缓或停车而设置的,通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上,普通另有电磁制动装置,它可以行使驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运转,使延缓制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流,从而得到再生行使。
2.8.工作装置
工作装置是工业用电动汽车为实现功课要求而特地设置的,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实现。
3、电动汽车的技术内容包括:
●驱动电池技术:镍氢电池,镍镉电池,铅酸电池,钠硫电池,锂离子电池、燃料电池等,应具有比功率和比能量高,能满足动力性和续驶里程的要求:充电时间短、充电动循环多,以方便使用和保证寿命。
●电机技术:主要有四种电机:直流电机、永磁电机、开关磁阻电机、交流感应电机。要求重量轻、效率高、可靠性好。
●驱动系统控制与集成技术:多接纳单片机和功率器件合营作为控制系统,功率器件主要使用IGBT(绝缘栅双极晶体管)。
●电池监视与管理系统技术
●充电系统技术
●电动汽车整车布置及匹配技术
二、现状及国表里发展趋势
二十世纪九十年代以来,国外将电动汽车技术的重点放在环节的电池技术研究上,美国三大汽车公司投资26亿美元,进行同盟研究,美国电池制造商团结进行的USABC项目也把目标指向电动汽车用的电池。目前电池技术的现状与电动汽车的实用要求另有相当距离,使电动汽车在动力性能、续驶里程、制造成本和可靠性等方面无法和常规汽车相比。电动汽车的前景基本上取决于电池技术的突破。近年来镍氢、锂、燃料等类电池被比较看好,投入大量资金进行研究,铅酸、镍镉等传统电池的改进工作也在进行。
国度科委、计委在"八五"、"九五"期间组织了电动汽车的攻关课题,最近又把电动汽车项目参加"十五"规划,国内大型汽车企业、高等院校、研究单位对电动汽车的研究也持积极的态度,通过改装电动汽车,进行了多轮试制,力争在"十五"结束时到达电动汽车的家当化。
三、"十五"目标及主要研究内容
①目标:办理环节技术,实现可实用的电动汽车的开发,并实现家当化。
②主要研究内容:电动汽车的总体设计;先进的电池技术;电动机及控制驱动系统;整车监控与管理系统、使用环境与配套技术等。
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