電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理畢業(yè)論文
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1、 目錄 摘要 1 第一章 電動(dòng)汽車(chē)定義分類(lèi)及電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)缺點(diǎn) 4 1.1電動(dòng)汽車(chē)的定義和分類(lèi) 4 1.2各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)的工作原理和關(guān)鍵技術(shù) 4 1.3電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)缺點(diǎn) 8 第二章 電動(dòng)汽車(chē)的電池 9 2.1電動(dòng)汽車(chē)電池的分類(lèi) 9 2.2電池的性能參數(shù) 10 2.3 電池組 11 2.4電池保養(yǎng) 12 第三章 電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī) 13 3.1電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)及要求 13 3.2電動(dòng)機(jī)的工作原理 14 3.3電機(jī)結(jié)構(gòu) 15 3.4電機(jī)性能要求 17 第四章 電動(dòng)汽車(chē)的速度控制器 20 4.1速度控制器的功能 20 4.2速度控制器的分類(lèi) 21 4.3速度控制器的
2、系統(tǒng) 22 4.4速度控制器的維修方法 23 第五章 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展及建議 25 5.1行業(yè)發(fā)展 25 5.2發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的必要性 25 5.3問(wèn)題及建議 26 結(jié)束語(yǔ) 28 參考文獻(xiàn) 28 28 摘要 各種汽車(chē)已經(jīng)成為人類(lèi)生產(chǎn)和生活文化娛樂(lè)活動(dòng)的重要工具和設(shè)施,隨著世界汽車(chē)保有量的日益增加,汽車(chē)帶來(lái)的環(huán)境污染、能源短缺、資源枯竭和安全等問(wèn)題已給人類(lèi)造成很大的危機(jī)。為了保持國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,保持人類(lèi)居住環(huán)境和保證能源供給,在尋求解決辦法時(shí),各國(guó)政府和汽車(chē)行業(yè)認(rèn)識(shí)到電動(dòng)汽車(chē)具有良好的環(huán)保性能和燃料的多樣性能,電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)已經(jīng)成為汽車(chē)行業(yè)的熱點(diǎn)。電動(dòng)汽車(chē)具有良好的
3、環(huán)保效果、噪音低、熱效率高、排放的廢熱高、可回收利用的能量高等優(yōu)點(diǎn),并且可以改善能源結(jié)構(gòu),解決汽車(chē)替代能源問(wèn)題。所以對(duì)于從事汽車(chē)行業(yè)的人,對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理是十分必要的。電動(dòng)汽工作原理:蓄電池——電流——電力調(diào)節(jié)器——電動(dòng)機(jī)——?jiǎng)恿鲃?dòng)系統(tǒng)——驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛(Roab)。電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu):除了內(nèi)燃機(jī)和與之有關(guān)的進(jìn)氣系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)外,汽車(chē)造型、車(chē)身、底盤(pán)、系統(tǒng),甚至駕駛員操作習(xí)慣都被保留下來(lái)。一般來(lái)說(shuō)電動(dòng)汽車(chē)有電源供給系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和能源管理等四個(gè)子系統(tǒng)。車(chē)的種類(lèi):純電動(dòng)汽車(chē)(BEV)、混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)、燃料電池汽車(chē)(FCEV)。 本文
4、從電動(dòng)汽車(chē)的定義和分類(lèi)開(kāi)始介紹電動(dòng)汽車(chē),接著介紹了電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)一步介紹了各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)的工作原理和關(guān)鍵技術(shù)。二到四章介紹了電動(dòng)汽車(chē)的電池、電機(jī)和速度控制器。最后說(shuō)了電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展存在的問(wèn)題,并且給出了一些建議。希望我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)能走上健康的快速發(fā)展之路。 在整理寫(xiě)作過(guò)程查閱了大量的書(shū)籍。在此,謹(jǐn)向這些書(shū)籍的作者表示衷心的感謝。 關(guān)鍵詞:電動(dòng)汽車(chē) 電動(dòng)機(jī) 燃料電池 結(jié)構(gòu)及原理 Abstract Has become an important tool for a variety of automotive and human production facili
5、ties and living cultural and recreational activities, with the worlds growing car ownership, car bring environmental pollution, energy shortages, resource depletion and other safety issues have caused great to humans crisis. In order to maintain the sustainable development of the national economy, t
6、o keep the human living environment and ensure energy supply, in seeking solutions to the automotive industry and governments recognize the diversity of electric vehicles can be good environmental performance and fuel, electric vehicle research and development has become automotive industry hotspot.
7、 Electric car with good environmental effect, low noise, high thermal efficiency, waste heat emission high energy advantages recyclable, and can improve the energy structure, to solve the problem of alternative energy cars. So for people in the automotive industry, for electric vehicle structure and
8、 principles is essential. EV works: battery - current - power regulator - motor - drivetrain - drive cars . Structure of electric vehicles: In addition to the internal combustion engine and related thereto outside the intake system, fuel supply system, exhaust system, transmission system, booting th
9、e system cooling system, car styling, body, chassis systems, and even the driver operating habits are retained down. Generally a power supply system for electric vehicles, drive systems, control systems and four subsystems energy management. Types of vehicles: pure electric vehicles (BEV), hybrid el
10、ectric vehicle (HEV), fuel cell vehicles (FCEV). From the beginning of this article describes the definition and classification of electric cars electric vehicles, then introduces the advantages and disadvantages of electric vehicles, and further describes the working principle and key technol
11、ogies of various types of electric vehicles. Two to four chapters introduce the electric car batteries, motors and speed controllers. Finally, said the problems in the development of electric vehicles, and gives some suggestions. I hope our country can embark on the rapid development of electric veh
12、icles, the road to health. Inspection in the finishing process of writing a lot of books. Here, the authors of these books would like to express my heartfelt thanks. Keywords:Electric Vehicle, Electromotor, Fuel Cell, Structure and Princiole.
13、 第一章 電動(dòng)汽車(chē)定義分類(lèi)及電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)缺點(diǎn) 1.1電動(dòng)汽車(chē)的定義和分類(lèi) 1、 電動(dòng)汽車(chē)的定義 電動(dòng)汽車(chē)(EV)是指以車(chē)載電源為動(dòng)力,用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛,符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車(chē)輛。 二.電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi) 電動(dòng)汽車(chē)汽車(chē)主要分分為三類(lèi):1.純電動(dòng)汽車(chē)(BEV) 2.混合動(dòng)力汽車(chē)3.燃料電池汽車(chē)。 1.2各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)的工作原理和關(guān)鍵技術(shù) 1.純電動(dòng)汽車(chē) 純電動(dòng)汽車(chē)是一種由電動(dòng)馬達(dá)而不是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的汽車(chē)。 純電動(dòng)汽車(chē)的工作原理:蓄電池通過(guò)整流和逆變器后通過(guò)變壓器變壓,變壓器副邊根據(jù)需要選擇幾個(gè)繞組,電壓器輸來(lái)的高頻交流電整流為直流,分別給照明系統(tǒng),測(cè)量系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系
14、統(tǒng)供電。測(cè)量電壓裝置中需要測(cè)量電路中的電壓和電流(輸入輸出,用互感器)進(jìn)行觀測(cè),還有汽車(chē)速度,電池溫度等等(用傳感器)。 純電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù):快速充電技術(shù)、電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)和控制器技術(shù)等。 這也是制約電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展的技術(shù)性問(wèn)題。 圖1-1 奧迪A1 e_tron結(jié)構(gòu) 2.混合動(dòng)力汽車(chē) 指能夠至少?gòu)膬深?lèi)車(chē)載儲(chǔ)存的能量中獲得動(dòng)力的汽車(chē)。 它的原理是:采用傳統(tǒng)燃料的,同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,混合動(dòng)力車(chē)輛的主流都是汽油混合動(dòng)力。所謂混合動(dòng)力,靠的是傳統(tǒng)的汽油引擎加上電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力作配合,利用引擎在工作時(shí)對(duì)蓄電池的充電,將電動(dòng)機(jī)
15、和引擎產(chǎn)生的動(dòng)力不斷切換和轉(zhuǎn)化,達(dá)到雙動(dòng)能推動(dòng)。這樣的配合以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主,引擎驅(qū)動(dòng)為輔,達(dá)到預(yù)期為減少耗油和廢氣排放的環(huán)保效益。 關(guān)鍵技術(shù): 1.內(nèi)燃機(jī)與電機(jī)耦合功率分配比的最優(yōu)控制。 2.能量存儲(chǔ)裝置 ( 電池) 要具有較高的比功率。3.需要開(kāi)發(fā)高性能的電子控制元件。 4.加快電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究。 用于混合動(dòng)力汽車(chē)的電機(jī)必須要具有良好的可控性和容錯(cuò)能力。5.需要建立更先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 (包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的)。 圖1-2 雪佛蘭Mi-Ray 3.燃料電池汽車(chē) 以燃料電池作為動(dòng)力電源的汽車(chē)。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物,因此燃料電池車(chē)輛是無(wú)污染汽車(chē),燃料電池的
16、能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2~3倍,因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面,燃料電池汽車(chē)是一種理想的車(chē)輛。 燃料電池汽車(chē)的工作原理是,使作為燃料的氫在汽車(chē)搭載的燃料電池中,與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生出電能發(fā)動(dòng)電動(dòng)機(jī),由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車(chē)中的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu),進(jìn)而帶動(dòng)汽車(chē)的前后萬(wàn)向軸、后橋等機(jī)械結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。 核心部件燃料電池采用的能源間接來(lái)源是甲醇、天然氣、汽油等烴類(lèi)化學(xué)物質(zhì),通過(guò)相關(guān)的燃料重整器發(fā)生化學(xué)反應(yīng)間接地提取氫元素;直接來(lái)源就是石化裂解反應(yīng)提取的純液化氫。 電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù):電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、控制器技術(shù)。電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)和控制器技術(shù)是電動(dòng)汽車(chē)所特有的技術(shù),這3項(xiàng)技術(shù)也是一直制
17、約電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)的關(guān)鍵因素。 圖1-3本田 fcx clarity 1.3電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)缺點(diǎn) 表1-4 電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)缺點(diǎn) 純電動(dòng)汽車(chē) 優(yōu)點(diǎn) 技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟,只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。 缺點(diǎn) 蓄電池單位重量?jī)?chǔ)存的能量太少,還因電動(dòng)汽車(chē)的電池較貴,又沒(méi)形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模,故購(gòu)買(mǎi)價(jià)格較貴,至于使用成本,有些使用價(jià)格比汽車(chē)貴,有些價(jià)格僅為汽車(chē)的1/3,這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠汀㈦妰r(jià)格。 混合動(dòng)力汽車(chē) 優(yōu)點(diǎn) 1.采用混合動(dòng)力后可按平均需用的功率來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率,此時(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機(jī)功率不足時(shí),由電池來(lái)補(bǔ)
18、充;負(fù)荷少時(shí),富余的功率可發(fā)電給電池充電,由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作,電池又可以不斷得到充電,故其行程和普通汽車(chē)一樣。2.因?yàn)橛辛穗姵?,可以十分方便地回收制?dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。3.在繁華市區(qū),可關(guān)停內(nèi)燃機(jī),由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)“零”排放。4.有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)汽車(chē)遇到的難題。5.可以利用現(xiàn)有的加油站加油,不必再投資。6.可讓電池保持在良好的工作狀態(tài),不發(fā)生過(guò)充、過(guò)放,延長(zhǎng)其使用壽命,降低成本。 缺點(diǎn) 長(zhǎng)距離高速行駛基本不能省油。 燃料電車(chē)汽車(chē) 優(yōu)點(diǎn) 1.零排放或近似零排放。2.減少了機(jī)油泄露帶來(lái)的水污染。3.降低了溫室氣體的排放。4.提高了
19、燃油經(jīng)濟(jì)性。5.提高了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率。6.運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)噪聲。 缺點(diǎn) 技術(shù)限制比較多 第2章 電動(dòng)汽車(chē)的電池 2.1電動(dòng)汽車(chē)電池的分類(lèi) 盡管由于化學(xué)電源品種繁多,用途廣泛,外形差別大,使分類(lèi)方法難以統(tǒng)一,但習(xí)慣上按其工作性質(zhì)及存貯方式不同,一般分為四類(lèi) 表2-1 電動(dòng)汽車(chē)電池分類(lèi) 概念 類(lèi)型 一次電池 一次電池,又稱(chēng)“原電池”,即放電后不能用充電的方法使它復(fù)原的電池。換言之,這種電池只能使用一次,放電后電池只能被遺棄了。這類(lèi)電池不能再充電的原因,或是電池反應(yīng)本身不可逆,或是條件限制使可逆反應(yīng)很難進(jìn)行。 銀鋅電池 Zn│KOH│Ag2O 鋅錳干電池 Zn│NH
20、4ClZnCl2│MnO2(C) 鋅汞電池 Zn│KOH│HgO 銀鋅電池 Zn│KOH│Ag2O 二次電池 二次電池,又稱(chēng)“蓄電池”, 即放電后又可用充電的方法使活性物質(zhì)復(fù)原而能再次放電,且可反復(fù)多次循環(huán)使用的一類(lèi)電池。這類(lèi)電池實(shí)際上是一個(gè)化學(xué)能量貯存裝置,用直流電將電池充足,這時(shí)電能以化學(xué)能的形式貯存在電池中,放電時(shí),化學(xué)能再轉(zhuǎn)換為電能 鉛酸電池 Pb│H2SO4│PbO2 鎳鎘電池 Cd│KOH│NiOOH 鎳氫電池 H2│KOH│NiOOH 鋰離子電池 LiCoO2│有機(jī)溶劑│6C 鋅空氣電池 Zn│KOH│O2(空氣) 儲(chǔ)備電池 儲(chǔ)備電池,又稱(chēng)“激活電池
21、”,是正、負(fù)極活性物質(zhì)和電解液不直接接觸,使用前臨時(shí)注入電解液或用其他方法使電池激活的一類(lèi)電池。這類(lèi)電池的正、負(fù)極活性物質(zhì)的化學(xué)變質(zhì)或自放電,因與電解液的隔離而基本上被排除,從而使電池能長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存。 鎂銀電池 Mg│MgCl2│AgCl 鈣熱電池 Ca│LiCl-KCl│CaCrO4(Ni) 鉛高氯酸電池 Pb│HclO4│PbO2 燃料電池 燃料電池,又稱(chēng)“連續(xù)電池”,即只要活性物質(zhì)連續(xù)地注入電池,就能長(zhǎng)期不斷地進(jìn)行放電的一類(lèi)電池。它的特點(diǎn)是電池自身只是一個(gè)載體,可以把燃料電池看成一種需要電能時(shí)將反應(yīng)物從外部送入電池的一種電池。 氫燃料電池 H2│KOH│O2 肼空燃料電池
22、 N2H4│KOH│O2(空氣) 2.2電池的性能參數(shù) 化學(xué)電池品種繁多,性能各異。常用以表征其性能的指標(biāo)有:電性能、機(jī)械性能、貯存性能等,有時(shí)還包括使用性能和經(jīng)濟(jì)成本。我們主要介紹其電性能和貯存性能。電性能包括:電動(dòng)勢(shì)、額定電壓、開(kāi)路電壓、工作電壓、終止電壓、充電電壓、內(nèi)阻、容量、比能量和比功率、貯存性能和自放電、壽命等。貯存性能主要取決于電池的自放電大小。 1.電動(dòng)勢(shì) a.電池的電動(dòng)勢(shì),又稱(chēng)電池標(biāo)準(zhǔn)電壓或理論電壓,為電池?cái)嗦窌r(shí)正負(fù)兩極間的電位差。 b.額定電壓:指該電化學(xué)體系的電池工作時(shí)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)電壓。 c.開(kāi)路電壓:電池的開(kāi)路電壓是無(wú)負(fù)荷情況下的電池電壓。 d.工作電壓
23、:系指電池在某負(fù)載下實(shí)際的放電電壓,通常是指一個(gè)電壓范圍。 e.終止電壓:系指放電終止時(shí)的電壓值,視負(fù)載和使用要求不同而異。 f.充電電壓:系指外電路直流電壓對(duì)電池充電的電壓。一般的充電電壓要大于電池的開(kāi)路電壓,通常在一定的范圍內(nèi)。 2.內(nèi)阻 a.蓄電池的內(nèi)阻包括:正負(fù)極板的電阻,電解液的電阻,隔板的電阻和連接體的電阻等。 b.正負(fù)極板電阻 目前普遍使用的鉛酸蓄電池正、負(fù)極板為涂膏式,由鉛銻合金或鉛鈣合金板柵架和活性物質(zhì)兩部分構(gòu)成。因此,極板電阻也由板柵電阻和活性物質(zhì)電阻組成。板柵在活性物質(zhì)內(nèi)層,充放電時(shí),不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化,所以它的電阻是板柵的固有電阻。活性物質(zhì)的電阻是隨著電池充放
24、電狀態(tài)的不同而變化的。 當(dāng)電池放電時(shí),極板的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U(PbSO4),硫酸鉛含量越大,其電阻越大。而電池充電時(shí)將硫酸鉛還原為鉛(Pb),硫酸鉛含量越小,其電阻越小。 3.容量 電池的容量單位為庫(kù)侖(C)或安時(shí)(Ah)。表征電池容量特性的專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)有三個(gè): a. 理論容量 b. 額定容量 c. 實(shí)際容量 電池的實(shí)際容量通常比額定容量大10%~20%。 2.3 電池組 電動(dòng)汽車(chē)電池組由多個(gè)電池串聯(lián)疊置組成。一個(gè)典型的電池組大約有96個(gè)電池,充電到4.2V的鋰離子電池而言,這樣的電池組可產(chǎn)生超過(guò)400V的總電壓。盡管汽車(chē)電源系統(tǒng)將電池組看作單個(gè)高壓電池,每次都對(duì)整個(gè)電池
25、組進(jìn)行充電和放電,但電池控制系統(tǒng)必須獨(dú)立考慮每個(gè)電池的情況。如果電池組中的一個(gè)電池容量稍微低于其他電池,那么經(jīng)過(guò)多個(gè)充電/放電周期后,其充電狀態(tài)將逐漸偏離其它電池。如果這個(gè)電池的充電狀態(tài)沒(méi)有周期性地與其它電池平衡,那么它最終將進(jìn)入深度放電狀態(tài),從而導(dǎo)致?lián)p壞,并最終形成電池組故障。為防止這種情況發(fā)生,每個(gè)電池的電壓都必須監(jiān)視,以確定充電狀態(tài)。此外,必須有一個(gè)裝置讓電池單獨(dú)充電或放電,以平衡這些電池的充電狀態(tài)。 電池組監(jiān)視系統(tǒng)的一個(gè)重要考慮因素是通信接口。就PC板內(nèi)的通信而言,常用的選項(xiàng)包括串行外設(shè)接口(SPI)總線(xiàn)、I2C總線(xiàn),每種總線(xiàn)的通信開(kāi)銷(xiāo)都很低,適用于低干擾環(huán)境。另一個(gè)選項(xiàng)是控制器局域
26、網(wǎng)(CAN)總線(xiàn),這種總線(xiàn)在汽車(chē)應(yīng)用中被廣泛使用。CAN總線(xiàn)性能非常好,具有誤差檢測(cè)和故障容限特性,但是它的通信開(kāi)銷(xiāo)很大,材料成本也很高。 2.4電池保養(yǎng) 一、嚴(yán)禁存放時(shí)虧電 蓄電池在存放時(shí)嚴(yán)禁處于虧電狀態(tài)。虧電壯態(tài)是指電池使用后沒(méi)有及時(shí)充電。在虧電狀態(tài)存放電池,很容易出現(xiàn)硫酸鹽化,硫酸鉛結(jié)晶物附著在極板上,堵塞了電離子通道,造成充電不足,電池容量下降。虧電狀態(tài)閑置時(shí)間越長(zhǎng),電池?fù)p壞越嚴(yán)重。因此電池閑置不用時(shí),應(yīng)每月補(bǔ)充電一次,這樣能較好地保持電動(dòng)汽車(chē)電池保養(yǎng)健康狀態(tài)。 二、定期檢驗(yàn) 在使用過(guò)程中,如果電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)行里程在短時(shí)間內(nèi)突然下降很厲害,則很有可能是電池組中最少有一塊電池出現(xiàn)
27、斷格、極板軟化、極板活性物質(zhì)脫落等短路現(xiàn)象。因此,應(yīng)及時(shí)到專(zhuān)業(yè)電池修復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查、修復(fù)或配組。這樣能相對(duì)延長(zhǎng)電池組的壽命,最大程度地節(jié)省開(kāi)支。 三、避免大電流放電 電動(dòng)汽車(chē)在使用過(guò)程中,盡量避免瞬間大電流放電。大電流放電容易導(dǎo)致產(chǎn)生硫酸鉛結(jié)晶,從而損害電池極板的物理性能 4、 掌握充電時(shí)間 在使用過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況準(zhǔn)確把握充電時(shí)間,參考平時(shí)使用頻率及行駛里程情況,也要注意電池廠家提供的容量大小說(shuō)明,以及配套充電器的性能、充電電流的大小等參數(shù)把握充電頻次。 五、防止曝曬 電動(dòng)汽車(chē)嚴(yán)禁在陽(yáng)光下曝曬。溫度過(guò)高的環(huán)境會(huì)使蓄電池內(nèi)部壓力增加而使電池限壓閥被迫自動(dòng)開(kāi)啟,直接后果就是增加電
28、池的失水量,而電池過(guò)度失水必然引發(fā)電池活性下降,加速極板軟化,充電時(shí)殼體發(fā)熱,殼體起鼓、變形等致命損傷。 六、避免充電時(shí)插頭發(fā)熱 充電器輸出插頭松動(dòng)、接觸面氧化等現(xiàn)象都會(huì)寺導(dǎo)致充電插頭發(fā)熱,發(fā)熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致充電插頭短路,直接損害充電器,帶來(lái)不必要的損失。所以發(fā)現(xiàn)上述情況時(shí),應(yīng)及時(shí)清除氧化物或更換接插件。 第3章 電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī) 3.1電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)及要求 一.電機(jī)分類(lèi) 除了發(fā)電功能外,電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)主要還是起電動(dòng)機(jī)的,所以我們以電動(dòng)機(jī)來(lái)分類(lèi):(只作簡(jiǎn)單分類(lèi)) 表3-1 電動(dòng)機(jī)的分類(lèi) 按工作原理可劃分 1.直流電機(jī) 2.交流電機(jī) 按結(jié)構(gòu)可劃分 1.無(wú)刷直流電機(jī)
29、2.有刷直流電機(jī)。 永磁直流電機(jī)按材料 1.稀土永磁直流電機(jī) 2.鐵氧體永磁直流電機(jī) 3.鋁鎳鈷永磁直流電機(jī) 按用途分 1.有驅(qū)動(dòng)電機(jī) 2.控制用電機(jī)。 按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分 1高速電機(jī) 2.低速電機(jī) 3.恒速電機(jī)和調(diào)速電機(jī) 二.電機(jī)要求 他們?cè)谪?fù)載要求、技術(shù)性能和工作環(huán)境等方面有著特殊的要求: 1、電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要有4-5倍的過(guò)載以滿(mǎn)足短時(shí)加速或爬坡的要求,而工業(yè)電機(jī)只要求有2倍的過(guò)載就可以了。 2、電動(dòng)汽車(chē)的最高轉(zhuǎn)速要求達(dá)到在公路上巡航時(shí)基本速度的4-5倍,而工業(yè)電機(jī)只需要達(dá)到恒功率是基本速度的2倍即可。 3、電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要根據(jù)車(chē)型和駕駛員的駕駛習(xí)慣設(shè)計(jì),
30、而工業(yè)電機(jī)只需根據(jù)典型的工作模式設(shè)計(jì)。 4、電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求有高度功率密度(一般要求達(dá)到1kw/kg以?xún)?nèi))和好的效率圖(在較寬的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)都有較高的效率),從而能夠降低車(chē)重,延長(zhǎng)續(xù)駛里程;而工業(yè)電機(jī)通常對(duì)功率密度、效率和成本進(jìn)行綜合考慮,在額定工作點(diǎn)附近對(duì)效率進(jìn)行優(yōu)化。 5、電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求工作可控性高、穩(wěn)態(tài)精度高、動(dòng)態(tài)性能好;而工業(yè)電機(jī)只有某一種特定的性能要求。 6、電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)被裝在機(jī)動(dòng)車(chē)上,空間小,工作在高溫、壞天氣、及頻繁振動(dòng)等等惡劣環(huán)境下。而工業(yè)電機(jī)通常在某一個(gè)固定位置工作。 3.2電動(dòng)機(jī)的工作原理 1.交流電機(jī) 圖3-2 交流電機(jī) 單相異步電
31、機(jī)通過(guò)電容移相作用,將單相交流電分離出另一相相位差90度的交流電。將這兩相交流電分別送入兩組或四組電機(jī)線(xiàn)圈繞組,就在電機(jī)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相反,被旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)推拉進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài),由于轉(zhuǎn)子必須切割磁力線(xiàn)才能產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須低于旋轉(zhuǎn)磁轉(zhuǎn)速,故稱(chēng)異步電機(jī)。 三相異步電機(jī)不必通過(guò)電容移相,本身就有相差120度的三相交流電,故產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)更均勻,效率更高。 永磁同步交流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)由永久磁鐵產(chǎn)生,轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈通過(guò)電刷供電,轉(zhuǎn)速與交流電頻率為整倍數(shù)(分?jǐn)?shù))關(guān)系(視轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈繞組數(shù)而定),故稱(chēng)同步電機(jī)。 轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈通過(guò)電刷供電,定子通
32、過(guò)線(xiàn)圈繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的電機(jī),按轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈與定子線(xiàn)圈的串、并聯(lián)關(guān)系分別稱(chēng)串勵(lì)、并勵(lì)電機(jī)。 1. 直流電機(jī) 圖3-3 直流電機(jī) 直流電機(jī)有定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成,定子上有磁極(繞組式或永磁式),轉(zhuǎn)子有繞組,通電后,轉(zhuǎn)子上形成磁場(chǎng)(磁極),定子和轉(zhuǎn)子的磁極之間有一個(gè)夾角,在定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)(N極和S極之間)的相互吸引下,使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。改變電刷的位置,就可以改變定轉(zhuǎn)子磁極夾角(假設(shè)以定子的磁極為夾角起始邊,轉(zhuǎn)子的磁極為另一邊,由轉(zhuǎn)子的磁極指向定子的磁極的方向就是電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向)的方向,從而改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。 3.3電機(jī)結(jié)構(gòu) 1.永磁式直流電機(jī): 由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成。定子磁極采
33、用永磁體(永久磁鋼),有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結(jié)構(gòu)形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。轉(zhuǎn)子一般采用硅鋼片疊壓而成,漆包線(xiàn)繞在轉(zhuǎn)子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個(gè)繞組),其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。電刷是連接電源與轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)電部件,具備導(dǎo)電與耐磨兩種性能。永磁電機(jī)的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。 1-軸 2-軸承 3-后端蓋 4-風(fēng)扇 5電樞鐵心 6-主極繞組 7-主極鐵心 8-機(jī)座 9-換向極鐵心 10-換向極繞組 11-電樞繞組 12-換向器 13-電刷 14-刷架 15-前端蓋 16-出線(xiàn)盒 17-軸承蓋 圖3-2
34、 永磁式直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 2.無(wú)刷直流電機(jī): 由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。 無(wú)刷直流電機(jī)的特點(diǎn)是無(wú)刷,采用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件(如霍爾元件)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子換向的,即用電子開(kāi)關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無(wú)換向火花、機(jī)械噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。 位置傳感器按轉(zhuǎn)子位置的變化,沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進(jìn)行換流(即檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極相對(duì)定子繞組的位置,并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號(hào),經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開(kāi)關(guān)電路,按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行繞組電流切換)。 位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類(lèi)型。 采用磁敏式位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、
35、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)S眉呻娐返龋┭b在定子組件上,用來(lái)檢測(cè)永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化。電動(dòng)汽車(chē)多用的是霍爾元件。 采用光電式位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件,轉(zhuǎn)子上裝有遮光板,光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件將會(huì)按一定頻率間歇間生脈沖信號(hào)。 采用電磁式位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件(例如耦合變壓器、接近開(kāi)關(guān)、LC諧振電路等),當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時(shí),電磁效應(yīng)將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號(hào)(其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化)。 定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控
36、制的電子開(kāi)關(guān)電路提供。 圖3-3無(wú)刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 3.4電機(jī)性能要求 汽車(chē)行駛的特點(diǎn)是頻繁地啟動(dòng)、加速、減速、停車(chē)等。在低速或爬坡時(shí)需要高轉(zhuǎn)矩,在高速行駛時(shí)需要低轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)能滿(mǎn)足汽車(chē)從零到最大行駛速度的要求,即要求電動(dòng)機(jī)具有高的比功率和功率密度。電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足的主要要求可歸納為如下10個(gè)方面: 圖3-4 電動(dòng)汽車(chē)電機(jī) 1.高電壓。在允許的范圍內(nèi),盡可能采用高電壓,可以減小電動(dòng)機(jī)的尺寸和導(dǎo)線(xiàn)等裝備的尺寸,特別是可以降低逆變器的成本。工作電壓由THS的274 V提高到THS B的500 V;在尺寸不變的條件下,最高功率由33 kW提高到50 kW,最大轉(zhuǎn)矩由
37、350 N*m提高到400ON*m??梢?jiàn),應(yīng)用高電壓系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性能的提高極為有利。 2.轉(zhuǎn)速高。電動(dòng)汽車(chē)所采用的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到8 000-12 000 r/min,高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的體積較小,質(zhì)量較輕,有利于降低裝車(chē)的裝備質(zhì)量。 3.質(zhì)量輕,體積小。電動(dòng)機(jī)可通過(guò)采用鋁合金外殼等途徑降低電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量,各種控制裝置和冷卻系統(tǒng)的材料等也應(yīng)盡可能選用輕質(zhì)材料。電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)要求有高的比功率(電動(dòng)機(jī)單位質(zhì)量的輸出功率)和在較寬的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)都有較高的效率,以實(shí)現(xiàn)降低車(chē)重,延長(zhǎng)續(xù)駛里程;而工業(yè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通常對(duì)比功率、效率及成本進(jìn)行綜合考慮,在額定工作點(diǎn)附近對(duì)效率進(jìn)行優(yōu)化。 4.電動(dòng)
38、機(jī)應(yīng)具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較大范圍的調(diào)速性能,以滿(mǎn)足啟動(dòng)、加速、行駛、減速、制動(dòng)等所需的功率與轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有自動(dòng)調(diào)速功能,以減輕駕駛員的操縱強(qiáng)度,提高駕駛的舒適性,并且能夠達(dá)到與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)加速踏板同樣的控制響應(yīng)。 5.電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)需要有4-5倍的過(guò)載,以滿(mǎn)足短時(shí)加速行駛與最大爬坡度的要求,而工業(yè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)只要求有2倍的過(guò)載就可以了。 6.電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有高的可控性、穩(wěn)態(tài)精度、動(dòng)態(tài)性能,以滿(mǎn)足多部電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行,而工業(yè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)只要求滿(mǎn)足某一種特定的性能。 7.電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有高效率、低損耗,并在車(chē)輛減速時(shí),可進(jìn)行制動(dòng)能量回收。 8.電氣系統(tǒng)安全性和控制系統(tǒng)的安全性應(yīng)達(dá)到有關(guān)
39、的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。電動(dòng)汽車(chē)的各種動(dòng)力電池組和電動(dòng)機(jī)的工作電壓可以達(dá)到300 V以上,因此必須裝備高壓保護(hù)設(shè)備以保證安全。 9.能夠在惡劣條件下可靠工作。電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有高的可靠性、耐溫和耐潮性,并在運(yùn)行時(shí)噪聲低,能夠在較惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作。 10.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適合大批量牛產(chǎn),使用維修方便.價(jià)格便宜等。 第4章 電動(dòng)汽車(chē)的速度控制器 4.1速度控制器的功能 1.超靜音設(shè)計(jì)技術(shù):獨(dú)特的電流控制算法,能適用于任何一款。無(wú)刷電動(dòng)汽車(chē)電機(jī),并且具有相當(dāng)?shù)目刂菩Ч?,提高了電?dòng)汽車(chē)控制器的普遍適應(yīng)性,使電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)和控制器不再需要匹配。 2.恒流控制技術(shù):電動(dòng)汽車(chē)控制器堵轉(zhuǎn)電流和動(dòng)態(tài)運(yùn)行電流完全一
40、致,保證了電池的壽命,并且提高了電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 3.自動(dòng)識(shí)別電機(jī)模式系統(tǒng):自動(dòng)識(shí)別電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)的換相角度、霍爾相位和電機(jī)輸出相位,只要控制器的電源線(xiàn)、轉(zhuǎn)把線(xiàn)和剎車(chē)線(xiàn)不接錯(cuò),就能自動(dòng)識(shí)別電機(jī)的輸入及輸出模式,可以省去無(wú)刷電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)接線(xiàn)的麻煩,大大降低了電動(dòng)汽車(chē)控制器的使用要求。 4.隨動(dòng)abs系統(tǒng):具有反充電/汽車(chē)EABS剎車(chē)功能,引入了汽車(chē)級(jí)的EABS防抱死技術(shù),達(dá)到了EABS剎車(chē)靜音、柔和的效果。電機(jī)鎖系統(tǒng):在警戒狀態(tài)下,報(bào)警時(shí)控制器將電機(jī)自動(dòng)鎖死,控制器幾乎沒(méi)有電力消耗,對(duì)電機(jī)沒(méi)有特殊要求,在電池欠壓或其他異常情況下對(duì)電動(dòng)汽車(chē)正常推行無(wú)任何影響。 5.自檢功能:分動(dòng)態(tài)自檢
41、和靜態(tài)自檢,控制器只要在上電狀態(tài),就會(huì)自動(dòng)檢測(cè)與之相關(guān)的接口狀態(tài),如轉(zhuǎn)把,剎把或其它外部開(kāi)關(guān)等等,一旦出現(xiàn)故障,控制器自動(dòng)實(shí)施保護(hù),充分保證行駛的安全,當(dāng)故障排除后控制器的保護(hù)狀態(tài)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。 6.反充電功能:剎車(chē)、減速或下坡滑行時(shí)將EABS產(chǎn)生的能量反饋給電池,起到反充電的效果,從而對(duì)電池進(jìn)行維護(hù),延長(zhǎng)電池壽命,增加續(xù)行里程。堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能,自動(dòng)判斷電機(jī)在過(guò)流時(shí)是處于完全堵轉(zhuǎn)狀態(tài)還是在運(yùn)行狀態(tài)或電機(jī)短路狀態(tài),如果過(guò)流時(shí)是處于運(yùn)行狀態(tài),控制器將限流值設(shè)定在固定值,以保持整車(chē)的驅(qū)動(dòng)能力。動(dòng)靜態(tài)缺相保護(hù),指在電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí),電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)任意一相發(fā)生斷相故障時(shí),控制器實(shí)行保護(hù),避免造成電機(jī)燒毀,同時(shí)
42、保護(hù)電動(dòng)汽車(chē)電池、延長(zhǎng)電池壽命。 7.功率管動(dòng)態(tài)保護(hù)功能:控制器在動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功率管的工作情況,一旦出現(xiàn)功率管損壞的情況,控制器馬上實(shí)施保護(hù),以防止由于連鎖反應(yīng)損壞其他的功率管后,出現(xiàn)推車(chē)比較費(fèi)力的現(xiàn)象。 8.防飛車(chē)功能:解決了無(wú)刷電動(dòng)汽車(chē)控制器由于轉(zhuǎn)把或線(xiàn)路故障引起的飛車(chē)現(xiàn)象,提高了系統(tǒng)的安全性。 9.1+1助力功能:用戶(hù)可自行調(diào)整采用自向助力或反向助力,實(shí)現(xiàn)了在行駛中輔以動(dòng)力,讓行駛者感覺(jué)更輕松。 10.巡航功能:自動(dòng)/手動(dòng)巡航功能一體化,用戶(hù)可根據(jù)需要自行選擇,8秒進(jìn)入巡航,穩(wěn)定行駛速度,無(wú)須手柄控制。 11.模式切換功能:用戶(hù)可切換電動(dòng)模式或助力模式。 12.防盜報(bào)
43、警功能:超靜音設(shè)計(jì),引入汽車(chē)級(jí)的遙控防盜理念,防盜的穩(wěn)定性更高,在報(bào)警狀態(tài)下可鎖死電機(jī),報(bào)警喇叭音效高達(dá)125dB以上,具有極強(qiáng)的威懾力。并具有自學(xué)習(xí)功能,遙控距離長(zhǎng)達(dá)150米不會(huì)有誤碼產(chǎn)生。 13.倒車(chē)功能:控制器增加了倒車(chē)功能,當(dāng)用戶(hù)在正常行駛時(shí),倒車(chē)功能失效;當(dāng)用戶(hù)停車(chē)時(shí),按下倒車(chē)功能鍵,可進(jìn)行輔助倒車(chē),并且倒車(chē)速度最高不超過(guò)10km/h。 14.遙控功能:采用先進(jìn)的遙控技術(shù),長(zhǎng)達(dá)256的加密算法,靈敏度多級(jí)可調(diào),加密性能更好,并且絕無(wú)重碼現(xiàn)象發(fā)生,極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并具有自學(xué)習(xí)功能,遙控距離長(zhǎng)達(dá)150米不會(huì)有誤碼產(chǎn)生。 15.高速控制:采用最新的為馬達(dá)控制設(shè)計(jì)專(zhuān)用的單片機(jī)
44、,加入全新的BLDC控制算法,適用于低于6000rpm高速、中速或低速電機(jī)控制。 16.電機(jī)相位:60度120度電機(jī)自動(dòng)兼容,不管是60度電機(jī)還是120度電機(jī),都可以兼容,不需要修改任何設(shè)置。 4.2速度控制器的分類(lèi) 電動(dòng)汽車(chē)控制器從結(jié)構(gòu)上分兩種,我們把它稱(chēng)為分離式和整體式。 1、分離式:所謂分離,是指控制器主體和顯示部分分離。后者安裝在車(chē)把上,控制器主體則隱藏在車(chē)體包廂或電動(dòng)箱內(nèi),不露在外面。這種方式使控制器與電源、電機(jī)間連線(xiàn)距離縮短,車(chē)體外觀顯得簡(jiǎn)潔。 2、一體式:控制部分與顯示部分合為一體,裝在一個(gè)精致的專(zhuān)用塑料盒子里。盒子安裝在車(chē)把的正中,盒子的面板上開(kāi)有數(shù)量不等的小孔,孔徑
45、4-5mm,外敷透明防水膜。孔內(nèi)相應(yīng)位置設(shè)有發(fā)光二極管以指示車(chē)速、電源和電池剩余電量。 4.3速度控制器的系統(tǒng) 1.主要形式 速度(轉(zhuǎn)速)控制的主要形式有調(diào)速、穩(wěn)速和加減速控制三類(lèi)。 ①調(diào)速 指在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)分檔(有級(jí))地或平滑(無(wú)級(jí))地調(diào)節(jié)生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速。調(diào)速系統(tǒng)由生產(chǎn)機(jī)械和調(diào)速器所組成。調(diào)速器通過(guò)適當(dāng)改變流進(jìn)和流出生產(chǎn)機(jī)械的能量來(lái)調(diào)節(jié)它的轉(zhuǎn)速。調(diào)速器不僅可使生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行在某個(gè)指定的轉(zhuǎn)速,而且還能在負(fù)載變動(dòng)時(shí)保持轉(zhuǎn)速恒定或基本不變。保持轉(zhuǎn)速恒定的調(diào)速器稱(chēng)為無(wú)差調(diào)速器。只能使轉(zhuǎn)速基本不變的調(diào)速器稱(chēng)為有差調(diào)速器。 ②穩(wěn)速 可使生產(chǎn)機(jī)械以一定的精度穩(wěn)定在所需轉(zhuǎn)速上運(yùn)
46、行的一種速度控制。在穩(wěn)速系統(tǒng)中,調(diào)速器的調(diào)節(jié)作用能使生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速(速度)完全或基本上不受負(fù)載變化、電源電壓變化、溫度變化等外部和內(nèi)部擾動(dòng)的影響。 ③加減速控制 常用于頻繁起動(dòng)和制動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械。對(duì)加減速控制的基本要求是盡量縮短起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間以提高生產(chǎn)效率,并使生產(chǎn)機(jī)械的起動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程盡量平穩(wěn)。 在生產(chǎn)過(guò)程中,從工藝要求出發(fā),不同的生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速(速度)的控制形式具有不同的要求。例如軋鋼機(jī)主、輔傳動(dòng)要求盡可能地縮短起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的時(shí)間,同時(shí)又能在較大范圍內(nèi)調(diào)速。而高速卷紙機(jī)則既要求有高的穩(wěn)速精度和一定調(diào)速范圍,又要求起動(dòng)和制動(dòng)平穩(wěn)。 2.實(shí)現(xiàn)方法 實(shí)現(xiàn)速度控制的方法很多,有機(jī)械的、
47、液壓的和電氣的。電氣的方法比較簡(jiǎn)單,控制性能好,經(jīng)濟(jì),易于維護(hù),所以應(yīng)用最廣。速度控制系統(tǒng)一般都是閉環(huán)控制系統(tǒng),可以是單環(huán)或多環(huán)的反饋控制系統(tǒng)。速度控制系統(tǒng)可應(yīng)用自動(dòng)控制理論的方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。速度控制系統(tǒng)的一些實(shí)例有調(diào)速系統(tǒng)、多環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)、可逆調(diào)速系統(tǒng)、交流頻變調(diào)速系統(tǒng)、交流串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)等。 電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)其控制算法的復(fù)雜程度,選擇比較合適的微處理器系統(tǒng)。較為簡(jiǎn)單的有選用單片機(jī)控制器,復(fù)雜的可使用DSP控制器,最新出現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用芯片可以滿(mǎn)足一些輔助系統(tǒng)電機(jī)控制需求。對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)機(jī)控制器而言,一般較為復(fù)雜宜使用DSP處理器。 控制電路主要包括以下幾部分:控制芯片及其
48、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、AD采樣系統(tǒng)、功率模塊及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、硬件保護(hù)系統(tǒng)、位置檢測(cè)系統(tǒng)、母線(xiàn)支撐電容等。 功率主回路采用三相逆變?nèi)珮?,其中主功率開(kāi)關(guān)器件為IG-BT。在大電流、高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)下,從電解電容到功率開(kāi)關(guān)模塊的雜散電感對(duì)功率回路的能耗、模塊上的尖峰電壓影響較大,因而采用層疊式母線(xiàn)基板使電路的雜散電感盡可能小,以適應(yīng)控制系統(tǒng)低電壓、大電流工作的特點(diǎn)。 4.4速度控制器的維修方法 一:當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)有刷控制器沒(méi)有輸出時(shí) 1、將萬(wàn)用表設(shè)置在+20發(fā)(DC)檔位,先測(cè)量閘把輸出信號(hào)的高、低電位。 2、如捏閘把時(shí),閘把信號(hào)有超過(guò)4V的電位變化,則可排除閘把故障。 3、然后按照有刷控制器常用世道上腳功能
49、表,與測(cè)量出的主控世道民邏輯芯片的電壓值進(jìn)行電路分析,并檢查各芯片外圍器件(電阻、電容、二極管)的數(shù)值是否和元件表面的標(biāo)識(shí)相一致。 4、最后檢查外圍器件或是集成電路出現(xiàn)故障,我們可以通過(guò)更換同型號(hào)的器件來(lái)排除故障。 二:當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)刷控制器完全沒(méi)有輸出時(shí) 1、參照無(wú)刷電機(jī)控制器主相位檢查測(cè)量圖,用萬(wàn)用表直流電壓+50V檔,檢測(cè)6路MOS管柵極電壓是否與轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)動(dòng)角度呈對(duì)應(yīng)關(guān)系。 2、如沒(méi)有對(duì),表示控制器里的PWM電路或MOS管驅(qū)動(dòng)電路有故障。 3、參照無(wú)刷控制器主相位檢查圖,測(cè)量芯片的輸入輸出引腳的電壓是否與轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)動(dòng)角度有對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以判斷哪些芯片有故障,更換同型號(hào)芯片即可排除故障。
50、 三:當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)有刷控制器控制部件的電源不正常時(shí) 1、電動(dòng)汽車(chē)控制器內(nèi)部電源一般采用三端穩(wěn)壓集成電路,一般用7805、7806、7812、7815三端 穩(wěn)壓集成電路,它們的輸出電壓分別是5V、6V、12V、15V。 2、將萬(wàn)用表設(shè)置在直流電壓+20V(DC)檔位,將萬(wàn)用表黑表筆與紅表筆分別靠在轉(zhuǎn)把的黑線(xiàn)和紅線(xiàn)上,觀察萬(wàn)用表讀數(shù)是否與標(biāo)稱(chēng)電壓相符,它們的上下電壓差不應(yīng)超過(guò)0.2V。 3、否則說(shuō)明控制器內(nèi)部電源出現(xiàn)故障了,一般有刷控制器可以通過(guò)更換三端穩(wěn)壓集成電路排除故障。 四:當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)刷控制器缺相時(shí) 電動(dòng)汽車(chē)無(wú)刷控制器電源與閘把的故障可以參考有刷控制器的故障排除方法先予排除,對(duì)無(wú)
51、刷控制器而言,還有其特有故障現(xiàn)象,比如缺相。電動(dòng)汽車(chē)無(wú)刷控制器缺相現(xiàn)象可以分為主相位缺相和霍爾缺相兩種情況。 1、主相位缺相的檢測(cè)方法可以參照電動(dòng)汽車(chē)有刷控制器飛車(chē)故障排除法,檢測(cè)MOS管是否擊穿,無(wú)刷控制器MOS管擊穿一般是某一個(gè)相位的上下兩個(gè)一對(duì)MOS管同時(shí)擊穿,更換時(shí)確保同時(shí)更換。檢查測(cè)量點(diǎn)。 2、電動(dòng)汽車(chē)無(wú)刷控制器的霍耳缺相表現(xiàn)為控制器不能識(shí)別電機(jī)霍爾信號(hào)。 第5章 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展及建議 5.1行業(yè)發(fā)展 我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)重大科技項(xiàng)目的研發(fā)開(kāi)始于2001年,經(jīng)過(guò)兩個(gè)五年計(jì)劃的科技攻關(guān)以及奧運(yùn)、世博、“十城千輛”示范平臺(tái)的應(yīng)用拉動(dòng),中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)從無(wú)到有,技術(shù)處于持續(xù)進(jìn)步狀態(tài),建
52、立起了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)汽車(chē)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系。 經(jīng)過(guò)十年一劍的歷程,我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始從研究開(kāi)發(fā)的階段進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化的階段,冉冉升起的中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正在呈現(xiàn)出蓬勃的生機(jī)。 當(dāng)前,在各種新能源汽車(chē)的技術(shù)路線(xiàn)中,以混合動(dòng)力、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)為代表的電動(dòng)汽車(chē)被普遍認(rèn)為是未來(lái)汽車(chē)能源動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向,已經(jīng)成為世界汽車(chē)強(qiáng)國(guó)和主要汽車(chē)制造商發(fā)展重點(diǎn)。中國(guó)已經(jīng)是世界汽車(chē)產(chǎn)業(yè)大國(guó),但“大而不強(qiáng)”,中國(guó)未來(lái)的汽車(chē)工業(yè)必須探求新的思路。電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)有望為中國(guó)汽車(chē)工業(yè)開(kāi)拓新的增長(zhǎng)點(diǎn)。 未來(lái)10年是我國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期,中國(guó)高度重視電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,在2011年3月出臺(tái)的“十二
53、五”規(guī)劃綱要中,中國(guó)把新能源汽車(chē)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,提出要重點(diǎn)發(fā)展插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)技術(shù),開(kāi)展插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)及大規(guī)模商業(yè)化示范工程,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。未來(lái)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)將迎來(lái)新一輪的高速發(fā)展。 5.2發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的必要性 降低交通領(lǐng)域溫室氣體排放是解決全球氣候變化重要手段,是建設(shè)可持續(xù)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)社會(huì)前提條件。世界主要國(guó)家政府、組織都制定了嚴(yán)格的汽車(chē)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn),旨在減少交通領(lǐng)域?qū)θ驓夂蚝铜h(huán)境造成的影響。以歐盟為例,溫室氣體排放問(wèn)題是歐盟研究制定交通領(lǐng)域車(chē)用能源戰(zhàn)略重要因素,為達(dá)到2050年將溫室氣體排放量減少80%目標(biāo),歐盟對(duì)各大溫室氣體源
54、頭進(jìn)行任務(wù)分解,交通領(lǐng)域作為溫室氣體排放重要源頭之一,其減排目標(biāo)是到2050年,與當(dāng)前排放水平相比,二氧化碳排放量減少95%以上。因此,歐盟規(guī)定2015年之后新車(chē)的平均碳排放量需降至130g/km,并力爭(zhēng)到2020年降低至95g/km。為實(shí)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn),全球汽車(chē)生產(chǎn)商積極探索不同技術(shù)方案降低車(chē)輛碳排放,如柴油汽車(chē)/生物燃料汽車(chē)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用(以歐洲柴油車(chē)和巴西生物燃料汽車(chē)的規(guī)模應(yīng)用為代表)、傳統(tǒng)汽車(chē)技術(shù)進(jìn)步(如汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)、機(jī)械+廢氣渦輪增壓復(fù)合技術(shù)、均值壓燃、雙離合器技術(shù)、加強(qiáng)起動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)快速起停技術(shù)等)、汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。 此外,美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧、世界石油危機(jī)、中東局勢(shì)動(dòng)亂、北京陰霾
55、天氣等一些事件對(duì)注重環(huán)境保護(hù)、保證國(guó)家石油安全提出了迫切要求,推動(dòng)了世界范圍內(nèi)汽車(chē)技術(shù)進(jìn)步,加速電動(dòng)汽車(chē)社會(huì)建設(shè)。 柴油車(chē)和替代燃料汽車(chē)的規(guī)模應(yīng)用、先進(jìn)汽車(chē)技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用一定程度上能夠減少車(chē)輛碳排放,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度無(wú)法完全滿(mǎn)足未來(lái)低碳交通需求。未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),我國(guó)公路交通將采用傳統(tǒng)車(chē)輛、替代燃料汽車(chē)和新能源汽車(chē)并行發(fā)展,并最終發(fā)展為低碳甚至無(wú)碳公路交通方式,加上人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的提升、健全的政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、充分的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),共同構(gòu)成我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)社會(huì)主體。 5.3問(wèn)題及建議 “十二五”時(shí)期是我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)社會(huì)快速發(fā)展戰(zhàn)略機(jī)遇期,電動(dòng)汽車(chē)社會(huì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展的好壞決定我國(guó)搶占未來(lái)全球
56、經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)的質(zhì)量,決定我國(guó)汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型是否順利實(shí)現(xiàn),是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)工業(yè)由大變強(qiáng)的一個(gè)重要戰(zhàn)略機(jī)遇。 我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)社會(huì)發(fā)展態(tài)勢(shì)總體良好,但面臨著無(wú)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和模式可借鑒、電動(dòng)汽車(chē)制造價(jià)值鏈不完整、價(jià)值鏈體系內(nèi)利益方利益爭(zhēng)斗不止、技術(shù)基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力相對(duì)弱、企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略意識(shí)不夠、開(kāi)放協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制不暢、政策導(dǎo)向與技術(shù)戰(zhàn)略需優(yōu)化、示范推廣普及發(fā)力點(diǎn)不明確等問(wèn)題,因此建議加強(qiáng)以下方面研究和部署: (一)開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)社會(huì)內(nèi)涵研究,積極探索、規(guī)劃電動(dòng)汽車(chē)社會(huì)發(fā)展路線(xiàn)圖。 (二)消化吸收國(guó)外有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)制造商價(jià)值鏈,結(jié)合我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)社會(huì)發(fā)展過(guò)程,形成分工合理、利益均衡、科技與金
57、融有效結(jié)合的水平分工式電動(dòng)汽車(chē)制造商價(jià)值鏈。 (三)堅(jiān)持有所為,有所不為,致力于突破面向普通消費(fèi)者全天候環(huán)境使用的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品的短板技術(shù)。 (四)調(diào)整新能源汽車(chē)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),將新能源汽車(chē)科技發(fā)展技術(shù)戰(zhàn)略和補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)有效掛鉤。 (五)深化技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、產(chǎn)學(xué)研合作、聯(lián)合開(kāi)發(fā)等合作形式的內(nèi)涵,建立電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)放式協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制。 結(jié)束語(yǔ) 電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)研發(fā)都少不了政府各部門(mén)的參與與協(xié)調(diào),并由多家大型企業(yè)聯(lián)合共同協(xié)用開(kāi)發(fā)。這一方面說(shuō)明了電動(dòng)汽車(chē)涉及多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域;另外一方面也說(shuō)明了電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用需要政府各項(xiàng)政策措施的配套實(shí)施??梢哉f(shuō),電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的全面發(fā)展對(duì)汽車(chē)本身
58、的機(jī)構(gòu)和整個(gè)汽車(chē)工業(yè)都將發(fā)生革命性的變化。 所以對(duì)于從事汽車(chē)行業(yè)的人員來(lái)說(shuō),了解電動(dòng)汽車(chē)有十分重要的意義。 參考文獻(xiàn) [1]祝占元.電動(dòng)汽車(chē)[M].鄭州:黃河水利出版社,2007. [2]王貴明.電動(dòng)汽車(chē)及其優(yōu)化[M].北京:機(jī)械出版出版社,2010. [3]陳全世.燃料電池電動(dòng)汽車(chē)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005. [4]李興虎.電動(dòng)汽車(chē)概論.北京:北京理工大學(xué)出版社,2005 [4]宋慧.電動(dòng)汽車(chē)[M].北京:人民交通出版社,2002. [5]宋慧.電動(dòng)汽車(chē)用燃料電池[S].世界汽車(chē),2002. [6]李逢春.電動(dòng)汽車(chē)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1997. [7]世界電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展史[M].陸地方舟電動(dòng)汽車(chē)知識(shí)百科,2011. [8]電動(dòng)汽車(chē)的主要結(jié)構(gòu)和工作原理[M].中國(guó)新能源網(wǎng),2011. [9]趙博.高琳.大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)在我國(guó)的現(xiàn)實(shí)意義[M].今日科苑,2010. [10]孫逢春.電動(dòng)汽車(chē)北京[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1997.
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