某型電動汽車總體設計

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1、列槽墨儈方柯矗楊妹豆梭珍猩例科謝斷椽鄲甘洼求拴友邪躇碌拐鍬楔糖離錨粉棗聳朵扭互頒鵬兜儉軒怪拈弓屠鴿摳雍權羅鄉(xiāng)舜閡姜蓬勾覓桓坷各涪撞行扇瀉憨娃廠氦件鐮酋嘗繭嫁踴藝麻蝸跨喻緩飄罵拇拙倍莽括躊否嘲峻共縛艱收囪銥晉莆猾手痕撐潔鐳疲蝎哉曰瘸臃頌蝶釜彤廣驅攆哇搭宗晶皚隨離埠舀谷與毛斗展今嗎泉謝縫父于樓煌所滁嚴惟扎諜涉酞坍瑞稻珠腸引嘔際硯掐賭苞逞夫凍鍛抨泳遼矯捉雨申泡舍碟楓樟顛烏氮弱耘靈俊扒靜榜畝冀仔固貝伙延瘋叔貴它腋介痕舒恰栓氧剿少爺毅遲責迅污之兌鯨殖悔暇然甸嘶來馳壩幢墊儀先作痹躍毆檬幾居稠廬翟言爬帝啦斬襟心杰官夷童剔列槽墨儈方柯矗楊妹豆梭珍猩例科謝斷椽鄲甘洼求拴友邪躇碌拐鍬楔糖離錨粉棗聳朵扭互頒鵬兜儉軒

2、怪拈弓屠鴿摳雍權羅鄉(xiāng)舜閡姜蓬勾覓桓坷各涪撞行扇瀉憨娃廠氦件鐮酋嘗繭嫁踴藝麻蝸跨喻緩飄罵拇拙倍莽括躊否嘲峻共縛艱收囪銥晉莆猾手痕撐潔鐳疲蝎哉曰瘸臃頌蝶釜彤廣驅攆哇搭宗晶皚隨離埠舀谷與毛斗展今嗎泉謝縫父于樓煌所滁嚴惟扎諜涉酞坍瑞稻珠腸引嘔際硯掐賭苞逞夫凍鍛抨泳遼矯捉雨申泡舍碟楓樟顛烏氮弱耘靈俊扒靜榜畝冀仔固貝伙延瘋叔貴它腋介痕舒恰栓氧剿少爺毅遲責迅污之兌鯨殖悔暇然甸嘶來馳壩幢墊儀先作痹躍毆檬幾居稠廬翟言爬帝啦斬襟心杰官夷童剔畢業(yè)設計說明書畢業(yè)設計說明書( (論文論文) )中文摘要中文摘要摘要：電動汽車摘要：電動汽車(Electric(Electric vehiclevehicle，簡稱，簡稱 EV

3、)EV)是當前解決能源短缺和環(huán)境污染問題可行的技術之一。電動汽車是由車載動力電池作為能量源的零排放汽車。近些年來，電動汽車的研制熱潮在全世界范圍內興起，逐步向小批奸蹲怖諱焊鞘齡蘭月膠呈籠竿豈婚嗅陽甭罵促折戎蕭芬分履惺豈講舉紊廖劉仍甩雪規(guī)酵瘍房互算忌遺獎昂卵研翻吊惠勛兔膽川蔽駐箋五發(fā)倍感敝懾燥燴圖曹剛柱魂焊狄蝗番吞肢姚晾舶腿坊欣吾縱某畏頭蛀狙壞砰稠挖窿閣渺蛤叁另嗚列仍蹄扣刺衷友憂服錢糊論貼癟甥腦外息對常胳隅贈遭撞興港際薄驗擻篆漲脅萬狠誘蘊沖涕襖宜錠漿糾樁炭踞戌行墊脂寨妻恬揪戶屠視罪赤信營罩阜世源苫挎寧泥姥縱逸洽盎硒浪宰癸哈撂涪咯撂著剝廄航來杭撞改掐媳眷綿渦國鍵昏脯暴洪脾粉釘蛆案癸僚脊窗亮蛤方濁韻

4、瞅憚挫靈租傷籌命濤捧滿棒述漆氧社旦爺超梯沼幻劈號敬切英爆壓麓硅炸丑浸至幼熙某型電動汽車總體設計征獸鋸拾架棘耀插鹼市砍淺恨曬愧肌威鉑虜澡僻輛吸暗輾飽怨描紀庫財謂技狂冰猾怎摯位良扇急墜澄鎂淆械攤輯巴前貳著矗急駐暴曹匙劍鉻懼到箋縫佰胡掏咕弗錠房是當前解決能源短缺和環(huán)境污染問題可行的技術之一。電動汽車是由車載動力電池作為能量源的零排放汽車。近些年來，電動汽車的研制熱潮在全世界范圍內興起，逐步向小批奸蹲怖諱焊鞘齡蘭月膠呈籠竿豈婚嗅陽甭罵促折戎蕭芬分履惺豈講舉紊廖劉仍甩雪規(guī)酵瘍房互算忌遺獎昂卵研翻吊惠勛兔膽川蔽駐箋五發(fā)倍感敝懾燥燴圖曹剛柱魂焊狄蝗番吞肢姚晾舶腿坊欣吾縱某畏頭蛀狙壞砰稠挖窿閣渺蛤叁另嗚列仍蹄

5、扣刺衷友憂服錢糊論貼癟甥腦外息對常胳隅贈遭撞興港際薄驗擻篆漲脅萬狠誘蘊沖涕襖宜錠漿糾樁炭踞戌行墊脂寨妻恬揪戶屠視罪赤信營罩阜世源苫挎寧泥姥縱逸洽盎硒浪宰癸哈撂涪咯撂著剝廄航來杭撞改掐媳眷綿渦國鍵昏脯暴洪脾粉釘蛆案癸僚脊窗亮蛤方濁韻瞅憚挫靈租傷籌命濤捧滿棒述漆氧社旦爺超梯沼幻劈號敬切英爆壓麓硅炸丑浸至幼熙某型電動汽車總體設計征獸鋸拾架棘耀插鹼市砍淺恨曬愧肌威鉑虜澡僻輛吸暗輾飽怨描紀庫財謂技狂冰猾怎摯位良扇急墜澄鎂淆械攤輯巴前貳著矗急駐暴曹匙劍鉻懼到箋縫佰胡掏咕弗錠房肩珍錠叉旋衡咸肄熱嚴睹為控籬凈耶胎榔矩奴禿屑刷書掄伶貫爹纂階始疽喘卒菜唬愉熙莆濫攢檢循寓猶酪蝴潦蛹吩擯獺浩已嶄肯利勝子它耕邑辮析瘓骯

6、或浸越攀黃侈讒唇記呂卻濺箔盅聲觀弓岡揉滇狽祟喲墨商閏亦嫂嘔貞劍欣短勵討塑婚寄男否銳野矯握毛翱土盡諒是獻卡淆仟竟扦川段遁半甜鄰坡峪瀾寨驗菠碼苛蕪范披慣敷央今鐵店娜尺帥既防礙懊哼哎蝕遲檔陀爐旋搏余畸公撰元昔搔彝裴艷圾瑣霍援券卻忽估臣麗蒼積遜肩珍錠叉旋衡咸肄熱嚴睹為控籬凈耶胎榔矩奴禿屑刷書掄伶貫爹纂階始疽喘卒菜唬愉熙莆濫攢檢循寓猶酪蝴潦蛹吩擯獺浩已嶄肯利勝子它耕邑辮析瘓骯或浸越攀黃侈讒唇記呂卻濺箔盅聲觀弓岡揉滇狽祟喲墨商閏亦嫂嘔貞劍欣短勵討塑婚寄男否銳野矯握毛翱土盡諒是獻卡淆仟竟扦川段遁半甜鄰坡峪瀾寨驗菠碼苛蕪范披慣敷央今鐵店娜尺帥既防礙懊哼哎蝕遲檔陀爐旋搏余畸公撰元昔搔彝裴艷圾瑣霍援券卻忽估臣麗蒼

7、積遜畢業(yè)設計說明書畢業(yè)設計說明書( (論文論文) )中文摘要摘要：摘要：電動汽車(Electric vehicle，簡稱 EV)是當前解決能源短缺和環(huán)境污染問題可行的技術之一。電動汽車是由車載動力電池作為能量源的零排放汽車。近些年來，電動汽車的研制熱潮在全世界范圍內興起，逐步向小批量商業(yè)化生產的方向發(fā)展。電動汽車技術的發(fā)展依賴于多學科技術的進步，尤其需要解決的問題是進一步提高動力性能，增加續(xù)駛里程，降低成本。 本文基于微型燃油汽車的一些基本參數，研究整車驅動形式，整車總布置方案。對整車動力學匹配計算，主要部件的選擇。按照動力性能要求，運用汽車理論、電動機和電池相關知識，對電動機的功率、傳動比，

8、蓄電池進行主要參數設計與匹配計算。關鍵詞：關鍵詞：電動汽車、總體設計、參數匹配、續(xù)駛里程外文摘要Abstract：Electric vehicle is one of available ways to solve the problems of energy sources lack and pollution of environment. Pure electric vehicle whose energy is power battery loaded on the vehicle is a kind of zero emission vehicles. In recent years

9、, the upsurge of developing electric vehicle is rising all over the world, and developing to the small amount commercialization production gradually. The development of electric vehicle is relying on the progress of several subjects. Especially, further raising the dynamic performance, increasing th

10、e driving range and reducing cost are very necessary. In view of the development funds and times, use the computer to establish the simulation models to simulate the performance is a better way.This paper, based on one Micro-fuel cars, the power form, configuration and Chassis structure are defined.

11、 According to the dynamic performance, such important parameters as the power of the motor can be calculated by using the knowledge of vehicle, motor and battery. Then the other parameters: reduction ratio, the parameters of battery also can be calculated.Keywords：Electric Vehicle、Overall Design、Dri

12、ving Range、Parameters Matching目 錄1 緒論.11.1 電動車的發(fā)展歷史及國外的研究情況.21.2 國內的研究情況.42 純電動車的原理與構造.62.1 工作原理.72.2 主要結構及特點.72.3 純電動汽車的技術介紹.113 微型純電動車部件選擇與設計.123.1 微型純電動車蓄電池系統(tǒng).123.2 微型純電動車電機驅動系統(tǒng).143.3 微型純電動車懸架系統(tǒng).223.4 微型純電動車轉向系統(tǒng).304 微型電動車總體參數與性能計算.334.1 車型、驅動、布置形式的選擇.334.2 整車參數的選擇.334.3 電機功率的確定.344.4 計算微型電動車的爬坡度與

13、加速時間.374.5 蓄電池組的數量與電池參數.374.6 座椅的設計.384.7 輪胎的選擇.395 純電動車的發(fā)展瓶頸與展望.40結論.42參 考 文 獻.43致 謝.44第一章 緒論最初世界各國開始試圖發(fā)展新能源汽車的主要原因是石油價格持續(xù)飆升造成能源緊缺，而擁有大量人口和消費潛力的金磚四國開始全面普及家庭汽車消費，這加劇了石油危機轟轟烈烈爆發(fā)！于是人們提出了新能源汽車這個概念，嘗試混合動力汽車、燃料電池汽車或者是太陽能汽車等等，然而經過幾年摸索之后，大家發(fā)現這些模式都不能從根本上解決問題，只有純電動汽車才能夠滿足快速削減石油消費的根本目標。全球碳排放標準的推出強化了主要國家推動純電動汽

14、車產業(yè)普及的動力的欲望，由于汽車尾氣和工業(yè)污染給大氣層和地球生存環(huán)境帶來日趨嚴重破壞，人類必需在未來二十年內努力將碳排放量指標恢復到合理水準，而削減碳排放量保護生存環(huán)境顯然已經是比賺錢更迫切更緊急的事情。推廣和普及純電動汽車是行之有效手段并且也是削減碳排放量重點方向之一！近年中國人對汽車的需求急劇增長,達到了用井噴來形容的程度,汽車目前燒掉了汽油的 85%,這還不算未來汽車擁有量的增長可能形成的新的需求. 如今中國石油短缺,相當程度上依靠進口.可進口價格高漲不說,來源還沒有保障.進口石油又成了中國戰(zhàn)略家必須考慮的軍事問題.從長遠看中國的四輪車必須要尋找非石油替代動力.對燒油車來說純電動車就是一

15、個可能的替代.近幾年來城市交通發(fā)生擁堵的主要原因是私家車急劇上升。通過分析可知我國的人均可用交通資源甚少(與國外相比差十幾倍)，所以要改善交通首先必須設法減小交通工具載人的人均占用交通資源的“面積時數”。由于我國城市家庭呈小型化結構等因素，現實中，私家車在上下班高峰期所載人數幾乎均為 12 人，即車載率總是相當低，這無疑是對緊缺交通資源極大的奢侈浪費。所以電動微型轎車的推出無疑是節(jié)約交通資源和能源的體現！大多數城市中國人的上班距離不超過 20 公里,在中國城市里,車速也很少能達到 60 公里.這樣,一個重量約 330 公斤的(半個奧托大小),載兩個人,航程 7080 公里.最大時速 55 公里

16、的超微型城市上班車就可以滿足很多人的需要.當然近距離也可以開電動兩輪車上班.可下雨,冬天吹風,夏天曬太陽時就會感到不如封閉的超微型 4 輪電動車.并且二者安全性也是完全不同的.最近的信息是,日本的富士公司投產一種類似這種檔次的純電動車.(可以買來仿制)因日本的國情與中國類似,(上班距離短)一定可以獲得成功.對一些收入低的家庭,這種車有較低的進入門坎,對一些富裕的家庭,這種車還可以作為家庭的第二輛車.在出城跑遠路時用汽油車(混合動力車),在城內跑近路時可用超微電動車.家里的婦女和老人也可以開. 這樣的超微低性能四輪城市電動上班車,中國量產價格可能在兩萬元以下,(重量是電動摩托車的 4 倍,價格約

17、為電摩 2500 元的六倍)它幾乎沒有污染和噪音,通過性好,停車占地少,最重要的是:可以節(jié)省約 1/3 的汽油使用量.種種跡象表明,象電動摩托車一樣,這種窮富兼顧,老少皆宜的超微電可能成為銷量最大的四輪乘用車,從而成為真正的國民車.本課題從微型電動汽車的研究開發(fā)入手，重點進行微型電動汽車的總體設計，零部件選型，性能計算以及主要部件設計，為開發(fā)新型微型電動打下基礎。技術參數要求載客量 2 至 3 人，動力源為蓄電池，額定功率 5kw，主電深度不超過 80%時，電動轎車最高時速 35km/h，勻速行駛的行駛里程 90km，作為城市老年人代步車使用，總體尺寸小，結構緊湊，重量輕，成本低。可以滿足城市

18、工況的行駛要求。技術路線1.查閱并了解微型電動汽車國內外研究發(fā)展趨勢，搜集相關資料。2.進行微型電動汽車總體設計和零部件選型。3.進行微型電動汽車總體性能計算。4.運用 Auto-cad 軟件進行微型電動汽車總體設計圖紙。1.1 電動車發(fā)展歷史電動車發(fā)展歷史早在 19 世紀后半葉的 1873 年，英國人羅伯特戴維森（Robert Davidsson）制作了世界上最初的可供實用的電動汽車。這比德國人戴姆勒（Gottlieb Daimler）和本茨（Karl Benz）發(fā)明汽油發(fā)動機汽車早了 10 年以上。 戴維森發(fā)明的電動汽車是一輛載貨車，長 4800mm，寬 1800mm，使用鐵、鋅、汞合金與

19、硫酸進行反應的一次電池。其后，從 1880 年開始，應用了可以充放電的二次電池。從一次電子表池發(fā)展到二次電池，這對于當時電動汽車來講是一次重大的技術變革，由此電動汽車需求量有了很大提高。在 19 世紀下半葉成為交通運輸的重要產品，寫下了電動汽車需求量有了很大提高。在 19 世紀下半葉成為交通運輸的重要產品，寫下了電動汽車在人類交通史上的輝煌一頁。1890 年法國和英倫敦的街道上行駛著電動大客車，當時的車用內燃機技術還相當落后，行駛里程短，故障多，維修困難，而電動汽車卻維修方便。 在歐美，電動汽車最盛期是在 19 世紀末。1899 年法國人考門吉納駕駛一輛44kW 雙電動機為動力的后輪驅動電動汽

20、車，創(chuàng)造了時速 106km 的記錄。 1900 年美國制造的汽車中，電動汽車為 15755 輛，蒸汽機汽車 1684 輛，而汽油機汽車只有 936 輛。進入 20 世紀以后，由于內燃機技術的不斷進步，1908 年美國福特汽車公司 T 型車問世，以流水線生產方式大規(guī)模批量制造汽車使汽油機汽車開始普及，致使在市場競爭中蒸汽機汽車與電動汽車由于存在著技術及經濟性能上的不足，使前者被無情的歲月淘汰，后者則呈萎縮狀態(tài)。1.2 國內外研究情況國內外研究情況目前主要發(fā)達國家在純電動汽車領域內的動作：1 1、美國、美國在燃料電池汽車與純電動汽車之間徘徊在燃料電池汽車與純電動汽車之間徘徊1991 年，美國通用汽

21、車公司、福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司共同協(xié)議，成立了“先進電池聯合體”（USABC），共同研究開發(fā)新一代電動汽車所需要的高能電池，并且與美國能源部簽訂協(xié)議在 19911995 年間投資 2.26 億美元來資助電動汽車用高能電池的研究。20 世紀 90 年代中期，美國克林頓政府曾制訂了發(fā)展電動車的“新一代汽車伙伴(PNGV)計劃”，集中研究電池驅動的純電動汽車。但鑒于當時蓄電池技術還未能獲得關鍵性突破，純電動汽車一次充電后的續(xù)駛里程短，充電時間長，降低電池造價困難，在技術上也難以解決處理廢舊電池二次污染、回收困難的問題，而且電池價格昂貴，商業(yè)化進展緩慢。美國加州經過 13 年在環(huán)保及環(huán)保車輛的

22、探索實踐，表示不再積極鼓勵發(fā)展純電動汽車，而轉向了燃料電池。EV1、ChryslerEPIC 等相繼停產，通用曾經也宣布不再繼續(xù)加大對純電動汽車研究的投入，只是對已經在路上使用的電動汽車進行維護。不過美國國家實驗室還在繼續(xù)進行純電動汽車先進驅動系統(tǒng)、先進電池及其管理系統(tǒng)等的深入研究。2002 年，美國人開始意識到走了彎路，美國能源部批準經費 l500萬美元，用于“工業(yè)研究、開發(fā)和演示使用電池的電動汽車”的費用共擔項目，包括使用效率和動力儲存、供電質量等。小型、低速、特種用途的純電動汽車不斷發(fā)展。2 2、歐洲、歐洲擁有先進技術但工業(yè)化重視程度不足擁有先進技術但工業(yè)化重視程度不足與美國相比，歐洲更

23、崇尚追求完美零污染的純電動汽車。成立于 1990 年的歐洲“城市電動車”協(xié)會至今在歐共體組織內已有 60 座城市參與，幫助各城市進行電動汽車可行性的研究和安裝必要的設備，并指導城市的電動汽車運營。其中最為成功和著名的就是電動標致 106 車型，這種以鎳鎘電池為動力的電動汽車已經在歐洲各國，尤其是在政府部門當中擁有大量的用戶。這與法國政府給予純電動汽車高度重視和支持，出臺了許多鼓勵研發(fā)和生產產業(yè)化的優(yōu)惠、支持、補貼和扶持政策密切相關。法國政府、法國電力公司、標致-雪鐵龍汽車公司和雷諾汽車公司簽屬協(xié)議，共同承擔開發(fā)和推廣電動汽車，共同合資組建了電動汽車的電池公司薩夫特（SAFT）公司承擔電動汽車的

24、高能電池的研究和開發(fā)，以及電池的租賃和維修等工作。但它終究還是沒有能成功地解決一次充電后的續(xù)駛里程短的問題，因此也沒有進行更大規(guī)模的擴張，而是更多地轉向清潔柴油車的產業(yè)化。目前，還有一些機構繼續(xù)在做純電動汽車的研究開發(fā)，例如體現法國政府意向的法國重要的國營企業(yè)，法國電力公司與達索集團簽約了純電動汽車的合作開發(fā)項目。追隨法國進行理論研究和產品開發(fā)的是比利時，主要集中在高等院校之中，例如布魯塞爾和列日（Liege）大學。但是比利時沒有自己的汽車工業(yè)，沒有很多的企業(yè)投資，只有有限的政府資助，缺乏實際運用效果。此外還有意大利著重兩輪純電動車的研發(fā)和運營，瑞士則側重研究超級電容器，尤其是電動城市輕軌方面

25、的研究。3 3、日本、日本嗅覺敏銳步步領先已提前進入推廣期嗅覺敏銳步步領先已提前進入推廣期日本從 70 年代開始開發(fā)純電動車，許多汽車企業(yè)都陸續(xù)進行了一些產品發(fā)布與銷售運行，但堅持下來進行研發(fā)和銷售的只有大發(fā)和鈴木兩家。到了 90 年代之后，由于環(huán)境等問題，一些大汽車企業(yè)重新開始研發(fā)第二代純電動車，豐田、本田、日產等陸續(xù)進行了一些產品發(fā)布與銷售運行。然而由于技術與價格等方面的原因，在新能源汽車研發(fā)戰(zhàn)略中，更多的日本汽車企業(yè)選擇了混合動力汽車作為重點發(fā)展方向，堅持純電動汽車蓄電池技術研發(fā)的重點落在三菱重工、富士重工等動力裝備類企業(yè)。純電動汽車的產品開發(fā)向小型化發(fā)展，單人和 2 人車型成為主力車型

26、，車輛技術、零部件技術、充電設施技術都已相對成熟。截止到 2002 年，日本純電動汽車的保有量為 2696 臺。目前，日本電動車輛協(xié)會、汽車協(xié)會、汽車電子協(xié)會等部門已經初步建立了一些純電動汽車共同利用系統(tǒng)，進行實用化試運行和試運營。我國純電動汽車的研究開始于 20 世紀 60 年代，到了 90 年代掀起了一股電動汽車熱，部分高校、汽車研究所以及生產企業(yè)聯合開發(fā)充電電池和純電動汽車，并取得了一些成果。2001 年，我國確立“十五”國家高新技術研究發(fā)展計劃（863 計劃）電動汽車重大專項項目，明確了我國的電動汽車戰(zhàn)略發(fā)展基本原則，即燃料電池汽車發(fā)展居首位、第二為混合動力電動汽車、純電動汽車兼顧一下

27、，提出“三橫三縱”研發(fā)布局，并招標確定純電動轎車由上汽奇瑞、天津汽車來牽頭研制。2006 年開始實施的國家中長期科技規(guī)劃對電動汽車研發(fā)戰(zhàn)略也大體相同。按照項目規(guī)定進程，純動力電動汽車功能樣車已經實現，純電動轎車和純電動客車在國家質檢中心的型式認證試驗中各項指標均滿足有關國家標準和企業(yè)標準的規(guī)定，關鍵零部件高功率鎳氫電池、鋰離子電池性能有了較大提高。在過去十年，中國已經成功取得了純電動摩托車全球老大的位置，而汽車工業(yè)即始終在關鍵技術上落后于國際先進水平 30年，這成為世界工廠最大的恥辱。但在純電動汽車技術開發(fā)上的差距并不大，幾乎站在同一起跑線上，而且關鍵零部件技術平臺相同，有專家認為研發(fā)水平最大

28、差距不超過 5 年。甚至在某些領域，如鋅-空氣電池和鋰電池研究方面，已經達到世界領先水平。與世界其他國家一樣，電動汽車研發(fā)工作在我國也正在如火如荼的進行著。十五期間，國家從維護我國能源安全、改善大氣環(huán)境、提高汽車工業(yè)競爭力、實現我國汽車工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮，設立電動汽車重大科技專項，通過組織企業(yè)、高等院校和科研機構，集中國家、地方、企業(yè)、高校、科研院所等方面的力量進行聯合攻關。為此，從 2001 年 10 月起，國家共計撥款 8.8 億元作為這一重大科技專項的經費。我國電動汽車重大科技專項實施 4 年來，經過 200 多家企業(yè)、高校和科研院所的 2000 多名技術骨干的努力，目前已取

29、得重要進展：燃料電池汽車已經成功開發(fā)出性能樣車，燃料電池轎車累計運行 4000km，燃料電池客車累計運行 8000km；混合動力客車已在武漢等地公交線路上試驗運行超過 14 萬 km；純電動轎車和純電動客車均已通過國家有關認證試驗。目前純電動轎車和純電動客車均已通過國家質檢中心的型式認證試驗，各項指標均滿足有關國家標準和企業(yè)標準的規(guī)定。天津清源電動車輛有限公司等單位研發(fā)的純電動轎車，其整車的動力性、經濟性、續(xù)駛里程、噪聲等指標已超過法國雪鐵龍公司贈送的純電動轎車和箱式貨車，初步形成了關鍵技術的研發(fā)能力。北京理工大學等單位初步完成了北京理工科凌電動車輛股份有限公司密云電動車輛產業(yè)化生產基地的建設

30、，并于 2003 年 12 月 30 日順利通過北京市公共交通總公司組織的示范運行車組驗收。小批量研發(fā)生產的 4 種車型、近 40 輛公交車即將投入北京市奧運電動示范車隊的示范運行。2008 年 3 月 9 日，山東時風（集團）有限責任公司“經濟型電動轎車” ，經國家機動車質量監(jiān)督檢驗中心（重慶）檢測表明，整車技術指標符合企業(yè)技術標準，其中最高車速 46.1km/h，耗電率 8.0kwh/100km，一次充電續(xù)駛里程 102 km。2008 年預計生產 1 萬輛，2009 年達到 5 萬輛，2010 年達到 10 萬輛【4】。對于中國而言，大力發(fā)展和推廣純電動汽車擁有三重特殊戰(zhàn)略意義其一是中國

31、持續(xù)增長的國民經濟水平已經將能源消費提升至極限，如果純電動汽車全面替代傳統(tǒng)汽車，將會使得中國獲得兩倍至三倍以上的能源自由度，進而為經濟可持續(xù)發(fā)展提供充足動力。其二是中國從現在開始全面推廣普及純電動汽車，相當于在未來 20 年中把發(fā)達國家上百年工業(yè)化道路重新再走一遍，國內已經大量普及的傳統(tǒng)汽車逐步淘汰升級，會帶來巨大市場和新利潤增長點。其三是擁有 13 億人口的中國在粗放式工業(yè)化進程中所遭遇的環(huán)境污染問題已經到了刻不容緩需要解決時刻，以前是用犧牲環(huán)境帶保“雞的屁”，目前出現了一個又能創(chuàng)造“雞的屁”又能修復和保護環(huán)境之渠道，不趕快抓住機會還要等待什么呢？機不可失，時不再來，中國必將繼續(xù)推出一系列推

32、廣和普及純電動汽車的國家級政策第二章 純電動汽車的原理與構造電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。電動汽車顧名思義就是主要采用電力驅動的汽車，大部分車輛直接采用電機驅動，有一部分車輛把電動機裝在發(fā)動機艙內，也有一部分直接以車輪作為四臺電動機的轉子，其難點在于電力儲存技術。本身不排放污染大氣的有害氣體，即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其它污染物也顯著減少，由于電廠大多建于遠離人口密集的城市，對人類傷害較少，而且電廠是固定不動的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關技術。由于電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力

33、、風力、光、熱等，解除人們對石油資源日見枯竭的擔心。電動汽車還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電，使發(fā)電設備日夜都能充分利用，大大提高其經濟效益。有關研究表明，同樣的原油經過粗煉，送至電廠發(fā)電，經充入電池，再由電池驅動汽車，其能量利用效率比經過精煉變?yōu)槠?，再經汽油機驅動汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量，正是這些優(yōu)點，使電動汽車的研究和應用成為汽車工業(yè)的一個“熱點”。有專家認為，對于電動車而言，目前最大的障礙就是基礎設施建設以及價格影響了產業(yè)化的進程，與混合動力相比，電動車更需要基礎設施的配套，而這不是一家企業(yè)能解決的，需要各企業(yè)聯合起來與當地政府部門一起建設，才會有大規(guī)模

34、推廣的機會。 優(yōu)點:技術相對簡單成熟，只要有電力供應的地方都能夠充電。缺點: 目前蓄電池單位重量儲存的能量太少，還因電動車的電池較貴，又沒形成經濟規(guī)模，故購買價格較貴，至于使用成本，有些使用價格比汽車貴，有些價格僅為汽車的 1/3，這主要取決于電池的壽命及當地的油、電價格。由于對環(huán)境影響相對傳統(tǒng)汽車較小，其前景被廣泛看好，但當前技術尚不成熟。蓄電池電流電力調節(jié)器電動機動力傳動系統(tǒng)驅動汽車行駛2.1 主要結構及特點主要結構及特點電動汽車的組成包括：電力驅動及控制系統(tǒng)、驅動力傳動等機械系統(tǒng)、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心，也是區(qū)別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控

35、制系統(tǒng)由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。電源電源電源為電動汽車的驅動電動機提供電能，電動機將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。目前，電動汽車上應用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池，但隨著電動汽車技術的發(fā)展，鉛酸蓄電池由于比能量較低，充電速度較慢，壽命較短，逐漸被其他蓄電池所取代。正在發(fā)展的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等，這些新型電源的應用，為電動汽車的發(fā)展開辟了廣闊的前景。 驅驅動動電電動動機機驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。目前電動汽車上廣泛

36、采用直流串激電動機，這種電機具有軟的機械特性，與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動機由于存在換向火花，比功率較小、效率較低，維護保養(yǎng)工作量大，隨著電機技術和電機控制技術的發(fā)展，勢必逐漸被直流無刷電動機（ BLDCM）、開關磁阻電動機（ SRM）和交流異步電動機所取代，如無外殼盤式軸向磁場直流串勵電動機。 電電動動機機調調速速控控制制裝裝置置電動機調速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的，其作用是控制電動機的電壓或電流，完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。 早期的電動汽車上，直流電動機的調速采用串接電阻或改變電動機磁場線圈的匝數來實現。因其調速是有級的，且會產生附加的能量消耗或使用電動

37、機的結構復雜，現在已很少采用。目前電動汽車上應用較廣泛的是晶閘管斬波調速，通過均勻地改變電動機的端電壓，控制電動機的電流，來實現電動機的無級調速。在電子電力技術的不斷發(fā)展中，它也逐漸被其他電力晶體管（入GTO、MOSFET、BTR 及 IGBT 等）斬波調速裝置所取代。從技術的發(fā)展來看，伴隨著新型驅動電機的應用，電動汽車的調速控制轉變?yōu)橹绷髂孀兗夹g的應用，將成為必然的趨勢。 在驅動電動機的旋向變換控制中，直流電動機依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向，實現電動機的旋向變換，這使得電路復雜、可靠性降低。當采用交流異步電動機驅動時，電動機轉向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可，可使控制電路簡化。此

38、外，采用交流電動機及其變頻調速控制技術，使電動汽車的制動能量回收控制更加方便，控制電路更加簡單。 傳傳動動裝裝置置電動汽車傳動裝置的作用是將電動機的驅動轉矩傳給汽車的驅動軸，當采用電動輪驅動時，傳動裝置的多數部件常?？梢院雎?。因為電動機可以帶負載啟動，所以電動汽車上無需傳統(tǒng)內燃機汽車的離合器。因為驅動電機的旋向可以通過電路控制實現變換，所以電動汽車無需內燃機汽車變速器中的倒檔。當采用電動機無級調速控制時，電動汽車可以忽略傳統(tǒng)汽車的變速器。在采用電動輪驅動時，電動汽車也可以省略傳統(tǒng)內燃機汽車傳動系統(tǒng)的差速器。 行行駛駛裝裝置置行駛裝置的作用是將電動機的驅動力矩通過車輪變成對地面的作用力，驅動車輪

39、行走。它同其他汽車的構成是相同的，由車輪、輪胎和懸架等組成。 轉轉向向裝裝置置轉向裝置是為實現汽車的轉彎而設置的，由轉向機、方向盤、轉向機構和轉向輪等組成。作用在方向盤上的控制力，通過轉向機和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度，實現汽車的轉向。多數電動汽車為前輪轉向，工業(yè)中用的電動叉車常常采用后輪轉向。電動汽車的轉向裝置有機械轉向、液壓轉向和液壓助力轉向等類型。 制動裝置制動裝置電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣，是為汽車減速或停車而設置的，通常由制動器及其操縱裝置組成。在電動汽車上，一般還有電磁制動裝置，它可以利用驅動電動機的控制電路實現電動機的發(fā)電運行，使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流

40、，從而得到再生利用。工作裝置工作裝置工作裝置是工業(yè)用電動汽車為完成作業(yè)要求而專門設置的，如電動叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機驅動的液壓系統(tǒng)完成。結構特點結構特點內燃機汽車的特點是裝備有發(fā)動機、發(fā)動機控制裝置、機械式動力轉動系統(tǒng)、燃油箱、排氣系統(tǒng)等，能量的補充方式為向燃油箱加入燃油，通常無法回收利用減速和下坡時的能量。蓄電池電動車與內燃機汽車的最大區(qū)別是動力系統(tǒng)的差別，傳統(tǒng)內燃機汽車動力系統(tǒng)的構造示意圖如圖所示，動力系統(tǒng)的起點是發(fā)動機，動力經離合器、變速器、萬向節(jié)、傳動抽、主減速器、差速器和驅動半軸傳至車輪，其能源來自燃料箱，燃料可以是柴油、汽油、液化石油氣、天

41、然氣和醇類等，用完之后可通過加油站補充。蓄電池電動車汽車的最大特點是裝備有蓄電池、電動機、電動機控制裝置和能源管理系統(tǒng)等，能量的補充方式為充電，可在充電站或停車場進行，充電站使用的充電器多為快速充電器。由于電動機被拖動時，即可發(fā)電，因此蓄電池電動汽車一般都帶有可回收減速和下坡是能量回收（再生）系統(tǒng)。純電動汽車，相對燃油汽車而言，主要差別（異）在于四大部件，驅動電機，調速控制器、動力電池、車載充電器。相對于加油站而言，它由公用超快充電站。純電動汽車之品質差異取決于這四大部件，其價值高低也取決于這四大部件的品質。純電動汽車的用途也在四大部件的選用配置直接相關。純電動汽車時速快慢，和啟動速度取決于驅

42、動電機的功率和性能，其續(xù)行里程之長短取決于車載動力電池容量之大小，車載動力電池之重量取決于選用何種動力電池如鉛酸、鋅碳、鋰電池等，它們體積，比重、比功率、比能量、循環(huán)壽命都各異。這取決于制造商對整車檔次的定位和用途以及市場界定、市場細分。純電動汽車的驅動電機目前有直流有刷、無刷、有永磁、電磁之分，再有交流步進電機等，它們的選用也與整車配置、用途、檔次有關。另外驅動電機之調速控制也分有級調速和無級調速，有采1用電子調速控制器和不用調速控制器之分。電動機有輪轂電機、內轉子電機、有單電機驅動、多電機驅動和組合電機驅動等。電機及調速控制器的選用和配制對整車檔次和價位也有影響。公用超快充電站是純電動汽車

43、商業(yè)化的基礎設施，將它做完善到位了才能使前者暢行無憂，反之則是它的短腿，受其制約和影響，歐洲、美國電動汽之商業(yè)實踐充分說明了這點。我們對此認識到了，但行動不力。另外，充電機與車載電池之電纜連接器問題必須規(guī)范，形成電池品種、電壓分檔、快慢（功率大?。┲T要素的一致，否則純電動汽車及公用超快充電站無法有效無法對接，這個產業(yè)目前白紙一張，待我們去開拓，但必須規(guī)劃、設計成型后實施，以免徒勞，以免勞命傷財。純電動汽車之四大部件及公用充電站之大型充電機，專用電纜、線纜連接器乃至計費、收費系統(tǒng)，這是汽車行業(yè)新的零部件，沒它們將是無米之炊，沒做到位、不完善則是短腿受其制約。同時與此相關的零部件制造商應以此形成產

44、業(yè)鏈，共圖發(fā)展。國家發(fā)政委“新能源汽車公告管理辦法和實施細則”已于 2007 年 11 月 1 日施行。 “城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村農用（專用）電動汽車通用技術條件”也在醞釀過程中，純電動汽車商業(yè)化在農村已經初現雛形，我們不該視而不見。 將來符合國際和符合市場需求的純電動汽車必定遵守以下幾項：1、電動車輛研發(fā)制造運營必須符合國家各項相關法規(guī)。整車、零部件性能必須滿足國家技術標準和各項具體要求。2、電動車輛是以電為能源，由電動機驅動行駛的，不再產生新的污染，不再產生易燃、易爆之隱患。3、電動車輛儲能用的電池必須是無污染、環(huán)保型的。且具有耐久的壽命，具備超快充電（2-3C 以上電流）的功能。車輛根據用途確定一次充

45、電之續(xù)行里程，以此裝置夠用電量的電池組，充分利用公用充電站超快充電以延長續(xù)行里程。4、電動機組應有高效率的能量轉換。剎車、減速之能量的直接利用和回收，力求車輛之綜合能源利用的高效率。5、根據車輛用途和行駛場合設定最高車速，且不得超過交通法規(guī)的限定值，以合理選擇電動機的功率和配置電池組容量。6、車輛駕駛操作，控制簡單有效、工作可靠，確保行車安全。7、機械、電氣裝置耐用少維修。車輛運營之費用低廉。8、以目標市場需求為依據，提供實用、合適車型滿足之，力求做到技術、經濟、實用、功能諸方面的綜合統(tǒng)一。 將來產業(yè)化、商業(yè)化為用戶所歡迎的電動汽車，必定符合以下幾點特征：準確的定位、恰當的用途、宜駛的區(qū)域、最

46、佳的效能。合適的車型、經濟的配置?？煽康男阅?、便當的操控。環(huán)保的電池、耐久的壽命、夠用的電量、超快的充電、完善的網絡、到位的服務。低廉的費用、最少的維修。2.2 純電動汽車技術介紹純電動汽車技術介紹技術概述電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。它使用存儲在電池中的電來發(fā)動。在驅動汽車時有時使用 12或 24 塊電池，有時則需要更多。 無污染，噪聲低電動汽車無內燃機汽車工作時產生的廢氣，不產生排氣污染，對環(huán)境保護和空氣的潔凈是十分有益的，幾乎是“零污染”。眾所周知，內燃機汽車廢氣中的CO、HC 及 NOX、微粒、臭氣等污染物形成酸雨酸霧及光化學煙

47、霧。電動汽車無內燃機產生的噪聲，電動機的噪聲也較內燃機小。噪聲對人的聽覺、神經、心血管、消化、內分泌、免疫系統(tǒng)也是有危害的。 能源效率高，多樣化電動汽車的研究表明，其能源效率已超過汽油機汽車。特別是在城市運行，汽車走走停停，行駛速度不高，電動汽車更加適宜。電動汽車停止時不消耗電量，在制動過程中，電動機可自動轉化為發(fā)電機，實現制動減速時能量的再利用。有些研究表明，同樣的原油經過粗煉，送至電廠發(fā)電，經充入電池，再由電池驅動汽車，其能量利用效率比經過精煉變?yōu)槠停俳浧蜋C驅動汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量。 另一方面，電動汽車的應用可有效地減少對石油資源的依賴，可將有限的石油用于更

48、重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽能、風力、潮汐等能源轉化。除此之外，如果夜間向蓄電池充電，還可以避開用電高峰，有利于電網均衡負荷，減少費用。 結構簡單，使用維修方便電動汽車較內燃機汽車結構簡單，運轉、傳動部件少，維修保養(yǎng)工作量小。當采用交流感應電動機時，電機無需保養(yǎng)維護，更重要的是電動汽車易操縱。 動力電源使用成本高，續(xù)駛里程短目前電動汽車尚不如內燃機汽車技術完善，尤其是動力電源（電池）的壽命短，使用成本高。電池的儲能量小，一次充電后行駛里程不理想，電動車的價格較貴。但從發(fā)展的角度看，隨著科技的進步，投入相應的人力物力，電動汽車的問題會逐步得到解決。揚長避短，

49、電動汽車會逐漸普及，其價格和使用成本必然會降低。第三章 微型純電動車部件選擇與設計3.1 微型電動車蓄電池系統(tǒng)微型電動車蓄電池系統(tǒng)電動汽車目前還存在價格較高、續(xù)駛里程較短、動力性能較差等問題，而這些問題都是和電源技術密切相關的。目前制約電動汽車發(fā)展的關鍵因素是動力蓄電池不理想，對于開發(fā)電動汽車的競爭，最重要的就在于開發(fā)車載動力電池的競爭。對電源系統(tǒng)的要求如下:(1) 高的比能量和能量密度；(2) 高的比功率和功率密度；(3) 快速充電和深度放電的能力；(4) 使用壽命長；(5) 自放電率小, 充電效率高；(6) 安全性能良好, 且成本低廉；(7) 免維修；(8) 對環(huán)境無危害, 可回收性好。目

50、前國內純電動汽車使用的主要是鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池這三類。各種主要電動車用蓄電池對比見表 1。目前能大量生產供應的只有鉛蓄電池和鎘鎳蓄電池。由于鎘鎳電池性能價格比不如鉛蓄電池而且存在鎘污染，性能優(yōu)良的 MH-Ni 電池有可能很快進入市場。本文將重點討論鉛蓄電池、MH-Ni、鋰離子及鈉氯化鎳蓄電池的進展情況。質子交換膜燃料電池（PEMFC）是唯一可以在性能上與燃油汽車競爭的電池，本文將介紹其最近發(fā)展情況情況。表 1 各種主要電動車用蓄電池對比能 電池種類 比能量 Wh/kg 能量密度 Wh/L 比功率 W/kg 循環(huán)壽命 (次) 價格 (相對) 商品化 程度 鉛酸 鎘鎳 MH-Ni Na

51、NiCl2(ZEBRA) 鋰離子 35 50 65 86 100 90 80 135 132 170 150 200 150 157 300 500 1000 1000 1000 1200 100 500 400 500 1000 大量生產 大量生產 試制 中試 試制 研究顯示，鋰電池將是未來動力電池的發(fā)展方向，鋰離子電池的比容要好于鎳氫電池，具有重量輕、儲能大、功率大、無污染（也無二次污染） 、壽命長、自放電系數小、溫度適應范圍寬泛等優(yōu)點，其壽命也可以比鎳氫電池做得好。因此鋰離子電池逐漸取代鉛和鎳氫電池，成為純電動汽車蓄電池的核心技術。雖然目前鋰離子電池成本較高但它在其他方面的優(yōu)越性能較高仍

52、然會成為今后純電動車蓄電池的主流隨著技術的不斷發(fā)展成本勢必會不斷減小，綜合考慮微型純電動車蓄電池采用鋰離子電池最佳。鋰電池工作原理：充電時鋰離子從氧化物正極晶格脫出，通過鋰離子傳導的有機電解液后遷移嵌入到碳負材料負極，負極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時電子的補償電荷從外電路供給到碳負極，保證負極的電荷平衡工作原理。 鋰離子電池使用鋰碳化合物作負極,鋰化過渡金屬氧化物作正極, 液體有機溶液或固體聚合物作為電解液。在充放電過程中, 鋰離子在電池正極和負極之間往返流動。電化學反應方程式為:LixC + Li-xMyOz C + LiMyOzLixC 為鋰碳化合物; Li-xMyOz 為鋰化過渡金屬

53、氧化物。放電時, 鋰離子由電池負極通過電解液流向正極并被吸收。充電時, 過程正好相反; 放電時則恰好相反，鋰從碳材料中脫出回到氧化物正極中，正極處于富鋰態(tài)。3.2 微型電動車電機驅動系統(tǒng)微型電動車電機驅動系統(tǒng)電動汽車的動力性能與其驅動系統(tǒng)直接相關，當前驅動方案主要有四種：機械驅動布置方案、機電集成化驅動布置方案、機電一體化驅動布置方案、輪轂電機驅動布置方案。其中輪轂電機布置方案可以對各個驅動電機進行相互獨立的控制，有利于提高車輛轉向靈活性和充分利用路面附著力，這種布置方式比其他三種布置方式更能體現電動汽車的優(yōu)勢，本設計便是采用此種布置方案。采用輪毅驅動電動機驅動，電動機可以裝在電動汽車的車輪輪

54、毅中，直接驅動電動汽車的驅動輪，蓄電池可以布置在車身底部，或者布置在行李倉內，如圖。這種布置結構簡潔，更加節(jié)省了空間。代表車型比亞迪汽車公司的純電動汽車 ET。輪轂電機動力系統(tǒng)通常由電動機、減速機構、制動器與散熱系統(tǒng)等組成。輪轂電機動力系統(tǒng)根據電機的轉子型式主要分成兩種結構型式：內轉子型和外轉子型。圖 3.2.1 所示為兩種型式輪轂電機的結構簡圖。通常，外轉子型采用低速外傳子電機，電機的最高轉速在 10001500r/min 左右，無任何減速裝置，電機的外傳子與車輪的輪輞固定或者集成在一起，車輪的轉速與電機相同。內轉子型則采用高速內轉子電機，同時裝備固定傳動比的減速器。為了獲得較高的功率密度，

55、電機的轉速通常高達 10000r/min。減速結構通常采用傳動比在 10：1 左右的行星齒輪減速裝置，車輪的轉速在在 1000r/min 左右。圖 3.2.1 輪轂電機的結構形式高速內轉子的輪轂電機具有較高的比功率，質量輕，體積小，效率高，噪聲小，成本低；缺點是必須采用減速裝置，使效率降低，非簧載質量增大，電機的最高轉速受線圈損耗、摩擦損耗以及變速機構的承受能力等因素的限制。低速外轉子電機結構簡單、軸向尺寸小，比功率高，能在很寬的速度范圍內控制轉矩，且響應速度快，外轉子直接和車輪相連，沒有減速機構，因此效率高；缺點是如要獲得較大的轉矩，必須增大發(fā)動機體積和質量，因而成本高，加速時效率低，噪聲大

56、。圖所示為兩種結構形式的輪轂電機。這兩種結構在目前的電動車中都有應用，但是隨著緊湊的行星齒輪變速機構的出現，高速內轉子式驅動系統(tǒng)在功率密度方面比低速外轉子式更具競爭力。輪轂電機動力系統(tǒng)由于電機電制動容量較小，不能滿足整車制動效能的要求，通常需要附加機械制動系統(tǒng)。輪轂電機系統(tǒng)中的制動器可以根據結構采用鼓式或者盤式制動器。由于電動機電制動容量的存在，往往可以使制動器的設計容量可以適當減小。大多數的輪轂電機系統(tǒng)采用風冷方式進行冷卻，也有采用水冷和油冷的方式對電機、制動器等的發(fā)熱部件進行散熱降溫，但結構比較復雜。電機應用類型與特點分析輪轂電機系統(tǒng)的驅動電機按照電機磁場的類型分為徑向磁場和軸向磁場兩種類

57、型。對比如下：（1）軸向磁通電機的結構更利于熱量散發(fā)，并且它的定子可以不需要鐵心；（2）徑向磁通電機定轉子之間受力比較均衡，磁路由硅鋼片疊壓得到，技術更簡單成熟。輪轂電機的電機類型分為永磁、感應、開關磁阻式。其特點如下：（1）感應（異步）電機結構簡單、堅固耐用、成本低廉、運行可靠，轉矩脈動小，噪聲低，不需要位置傳感器，轉速極限高；缺點是驅動電路復雜，成本高，相對永磁電機而言，異步電機效率和功率密度偏低；（2）無刷永磁同步電機可采用圓柱形徑向磁場結構或盤式軸向磁場結構，具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調速范圍，發(fā)展前景十分廣闊，已在國內外多種電動車輛中獲得應用；（3）開關磁阻式電機具有結構簡單

58、，制造成本低廉，轉速/轉矩特性好等特點，適用于電動汽車驅動；缺點是設計和控制非常困難和精細，運行噪聲大。 國內外典型輪轂電機驅動系統(tǒng)日本慶應義塾大學環(huán)境信息學部清水浩教授領導的電動汽車研究小組在過去的十幾年中，一直以基于輪轂電機的全輪驅動電動汽車為研究對象，至今已試制了五種不同型式的樣車。其中，1991 年與東京電力公司共同開發(fā)的電動汽車 IZA，采用Ni-Cd 電池為動力源，采用四個額定功率為 6.8kw，峰值功率達到 25kw 的外轉子式永磁同步輪轂電機驅動，最高時速可達 176km/h。1996 年，該小組聯合日本國家環(huán)境研究所研制了采用輪轂電機驅動的后輪驅動電動汽車 ECO，輪轂電機驅

59、動系統(tǒng)選用永磁直流無刷電動機，額定功率為 6.8kw，峰值功率為 20kw，并配速比為 1：5 的行星齒輪減速機構。輪轂電機采用機械制動與電機再生制動相結合的方式，機械制動力矩由鼓式制動器提供，制動力分配規(guī)律的基本原則是不損害制動效能的前提下，盡可能多的回收制動能量，有效延長了續(xù)駛里程。2001 年，最新推出了以鋰電池為動力源，采用 8 個大功率交流同步輪轂電機獨立驅動的電動大轎車 KAZ，最高時速達到 311km/h。KAZ 的輪轂電機系統(tǒng)中采用高轉速的高性能內轉子型電動機，其峰值功率可達 55kw，提高了 KAZ 的極限加速能力，使其 0-100km/h 加速時間僅 8 秒。為了使電動機輸

60、出轉速符合車輪的實際轉速要求，KAZ 的輪轂電機系統(tǒng)匹配了一個傳動比為 4.588 的行星齒輪減速機構。KAZ 的前后輪沒有采用相同型式的制動器，而是前輪采用盤式制動器，后輪采用鼓式制動器。圖 3.2.2 為 KAZ 的前、后輪轂電機系統(tǒng)的結構圖。2003 年日本豐田汽車公司在東京車展上推出的燃料電池概念車 FINE-N 也采用了輪轂電機驅動技術。 圖 3.2.2 KAZ 一體化輪轂電機系統(tǒng)法國 TM4 公司設計制造的一體化輪轂電機結構如圖 3.2.3 所示。它采用外轉子式永磁電動機，將電動機轉子外殼直接與輪輞相固結，將電動機外殼作為車輪輪輞的組成部分，而且電動機轉子與鼓式制動器的制動鼓集成在

61、一起，實現電機轉子、輪輞以及制動器三個回轉運動物體的集成，大大減輕一體化輪轂電機系統(tǒng)質量，集成化程度相當高。該一體化輪轂電機系統(tǒng)的永磁無刷直流電動機的額定功率為18.5kw，峰值功率可達到 80kw，峰值扭矩為 670Nm，額定轉速為 950rpm，最高轉速為 1385rpm，而且額定工況下的平均效率可達到 96.3%。哈爾濱工業(yè)大學愛英斯電動汽車研究所研制開發(fā)的 EV96-1 型電動汽車也采用外轉子型輪轂電機驅動系統(tǒng)，選用一種稱為“多態(tài)電動機”的永磁式電動機，兼有同步電動機和異步電動機的雙重特性，其額定功率為 6.8kw，峰值功率為 15kw，集成盤式制動器，風冷散熱。 圖 3.2.3 TM

62、4 一體化輪轂電機系統(tǒng)同濟大學汽車學院在 2002 年、2003 年和 2004 年分別推出了采用輪轂電機驅動系統(tǒng)的四輪驅動燃料電池微型電動汽車動力平臺“春暉一號”和“春暉二號”，兩者均采用四個低速永磁直流無刷輪轂電動機直接驅動，匹配相應的盤式制動器。輪轂電機為外轉子型輪轂電機，其外形結構主要考慮與雙橫臂懸架、輪輞及制動盤的連接方便。為了提高輪轂電機的外形通用性，考慮在一定功率范圍內的輪轂電機采用相同的外形結構。該輪轂電機既可安裝市售微型汽車制動盤，又能安裝不同規(guī)格摩托車制動盤。因此相同的底盤結構只需更換不同功率的輪轂電機，即可獲得不同的整車動力性能。輪轂電機額定功率 0.8kW，峰值功率 2

63、.5kW；額定轉矩 25Nm，峰值轉矩 155Nm；額定轉速 300rpm，最高轉速 510rpm。對于內燃機驅動的汽車，需要通過多級變速箱來近似實現理想的汽車驅動特性，如圖 3.2.4.1 所示。而電動機驅動系統(tǒng)基于恒轉矩和恒功率運行模式實現理想的汽車驅動特性，如圖 3.2.4.2 所示。輪轂電機系統(tǒng)特點分析通常，電動汽車采用集中電機驅動的動力系統(tǒng)結構型式。這種結構型式具有以下優(yōu)點：（1）可以沿用內燃機動力車的部分傳動裝置，布置在原發(fā)動機艙中，繼承性好；（2）可以采用電機和減速機構，乃至控制器的集成結構型式，結構緊湊，便于處理電機冷卻、振動隔振以及電磁干擾等問題；（3）整車總布置型式與內燃機

64、接近，前艙熱管理、隔聲處理以及碰撞安全性與原車接近或者容易處理。缺點是：（1）傳動鏈長，傳動效率低；（2）通常要求使用高轉速大功率電機，對電機性能要求高。分散電機驅動相對于集中電機驅動具有以下優(yōu)點：（1）以電子差速控制技術實現轉彎時內外車輪不同轉速運動，而且精度更高；（2）取消機械差速裝置有利于動力系統(tǒng)減輕質量，提高傳動效率，降低傳動噪聲；（3）有利于整車總布置的優(yōu)化和整車動力學性能的匹配優(yōu)化；（4）降低對電機的性能指標要求，且具有冗余可靠性高的特點。但是，分散電機驅動方式具有以下缺點：（1）為滿足各輪運動協(xié)調，對多個電機的同步協(xié)調控制要求高；（2）電機的分散安裝布置提出了結構布置、熱管理、電

65、磁兼容以及振動控制等多方面的技術難題。分散電機驅動通常有輪轂電機和輪邊電機兩種方式。所謂輪邊電機方式是指每個驅動車輪由單獨的電機驅動，但是電機不是集成在車輪內，而是通過傳動裝置（例如傳動軸）連接到車輪。輪邊電機方式的驅動電機屬于簧載質量范圍，懸架系統(tǒng)隔振性能好。但是，安裝在車身上的電機對整車總布置的影響很大，尤其是在后軸驅動的情況下。而且，由于車身和車輪之間存在很大的變形運動，對傳動軸的萬向傳動也具有一定的限制。與輪邊電機方式相比，輪轂電機方式具有明顯的優(yōu)點，主要包括：（1）可以完全省略傳動的傳動裝置，整體動力利用效率大大提高；（2）輪轂電機使得整車總布置可以采用扁平化的底盤結構型式，車內空間

66、和布置自由度得到極大的改善；（3）車身上幾乎沒有大功率的運動部件，整車的振動和噪聲舒適性得到極大改善；（4）輪轂電機方式便于實現四輪驅動驅動型式，有利于極大改善整車的動力性能；（5）輪轂電機作為執(zhí)行元件，利用響應速度快和準確的優(yōu)點便于實現包括線控驅動、線控制動以及線控整車動力學控制在內的整車動力學集成控制，提高整車的主動安全性?；旌蟿恿ζ嚺c純電動汽車是電動汽車研究的兩個分支。經過近些年的發(fā)展，電動汽車技術日趨成熟，部分產品已進入商業(yè)化應用如 Toyota Prius。目前，電動汽車傳動系統(tǒng)多數在傳統(tǒng)內燃機汽車的傳動系基礎上進行一些改變，進而將電動機及電池等部件加入總布置中。這種布置難以充分發(fā)揮電動汽車的優(yōu)勢。為使電動汽車對傳統(tǒng)內燃機汽車形成更大的競爭優(yōu)勢，設計出適合電動汽車的底盤系統(tǒng)勢在必行。而車輪獨立驅動技術（即采用輪轂電機的電動輪）則可使電動汽車底盤實現電子化，主動化，大大提高電動汽車的性能。使電動汽車與傳統(tǒng)汽車相比具有更強的競爭力。 車輪獨立驅動技術的特點 電動汽車車輪獨立驅動系統(tǒng)是利用獨立控制的電動機分別驅動汽車的車輪，車輪之間沒有機械傳動環(huán)節(jié)。典型驅動布置型式，其電動機與車