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浅谈电动汽车的运行原理
来源:本站整理  作者:佚名  2017-09-06 08:43:53

    下面通过与传统汽车的比较来说明电动汽车在结构及运作原理上的不同。
    传统汽车底盘由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四部分组成,其作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,形成汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶。电动汽车的底盘及车身电器部分基本是一样的,这部分的结构、原理及检修、故障排除均可以参照以往传统汽车的技术知识、维修实践进行。这也是本书内容只以高压系统及驱动电动机、动力电池为主要讲解内容的原因所在。
    电动车的基本结构主要可分为三个子系统,即主能源系统(电动能源)、电力驱动系统、能量管理系统。其中电力驱动系统由电控系统、电动机、机械传动系统和驱动车轮等部分组成;主能源系统由主电源和电源管理系统构成;能量管理系统是实现电源利用控制、能量再生、协调控制等功能的关键部件。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,一也是区别于内燃机汽车的最大不同点。
    电动汽车的工作原理: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。
    纯电动汽车,相对燃油汽车而言,主要差别(异)在于四大部件:驱动电动机、调速控制器、动力电池、车载充电器。如图1所示为特斯拉电动汽车MODEL S车型结构。

    与内燃汽车相比,电动汽车的特点是结构灵活。内燃汽车的主要能源为汽油和柴油,而电动汽车是采用电力能源,由电动源和电动机驱动。传统内燃汽车的能量是通过刚性联轴器和转轴传递的,而电动车的能量是通过柔性的电线传输的。因此,电动汽车各部件的放置具有很大的灵活性。
    电动汽车经过近20年的快速发展,在能源动力系统方面形成了极具特色的三大类动力系统结构技术特点。
    纯电动汽车、油电混合动力汽车和燃料电池汽车是目前电动汽车领域的三大种类。油电混合动力汽车目前被国内外各大汽车企业最早列入产业化计划,并联混合动力和混联混合动力是被电动轿车广泛采用的主流动力系统结构。近几年,随着储能电池技术水平的飞速发展,以车载动力蓄电池提供电能驱动的纯电动汽车得到快速发展,多个电机驱动的动力分散结构的纯电动动力系统受到国内外研究机构的广泛关注。以氢和氧通过电极反应转换成电能驱动的燃料电池电动汽车,采用电一电混合动力结构,能量转换效果比内燃机高2~3倍,是未来清洁能源汽车的重要发展方向之一。多能源并用的整车控制系统方案如图2所示。

    变速传动系统是电动车驱动子系统的一个重要部件,它指的是驱动电机转轴和车轮之间的机械连接部分。对于传统汽车来说,变速器是必要的部件,设计时主要考虑采用什么类型的变速器。但对于电动汽车则不同,由于驱动电动机的转矩和转速完全可以由电子控制器进行全范围的控制,因此变速系统的设计就可以有多种不同的选择,既可用传统的变速齿轮箱变速,还可以用电子驱动器控制电动机直接变速。究竟采用哪种方案,主要还应考虑电动汽车的能量和经济性,一也涉及电机和控制器的设计。
    为了提高电动汽车的传动效率,人们开发了电动汽车专用的电机和变速传动一体化的两速或三速自动传动桥。先进的两速电机/多速传动桥将变速齿轮组与高速异步电动机完全结合为一体,并且直接安装在电动汽车驱动轮的驱动轴上,构成重量轻、体积小、效率高、结构紧凑和成本低廉的传动系统。
    由于电动汽车采用电力能源,因此电气化技术对汽车结构性能的创新提供了更多的可能性。底盘系统将逐步采用电动化执行部件,结构也会随之发生革新,并将推动汽车模块化、智能化的发展。
    电动汽车采用安装在车轮内的电机直接驱动,可实现动力分散控制。与传统的内燃机汽车和单一电机中央驱动的电动车辆相比,四轮驱动方式实现了各车轮的独立分散驱动,各车轮均可实现制动能量回收,还可省去变速器、离合器、传动轴等复杂的机械传动装置,使传动效率提高。

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关键词:电动汽车

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