【正文】 1） 傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式 2） 電動(dòng)機(jī) — 驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 3） 電動(dòng)機(jī) — 驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 4） 輪轂電動(dòng)機(jī)分散驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 表 31 EV 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總體布置形式、 結(jié)構(gòu)模型、特征 項(xiàng)目 結(jié)構(gòu)模型 特征 電池管理系統(tǒng) 熱管理系統(tǒng) 電池管理系統(tǒng) 線路管理系統(tǒng) 電池組組合方式 電池組分組和支架布置 通風(fēng)管道系統(tǒng)和風(fēng)扇 溫度管理 ECU及溫度傳感器 熱能的管理和應(yīng)用 電池組電壓測試 電池組電流測試 電池組和單元電池的溫度測試 SOC 計(jì)算及顯示技術(shù) 電池組剩余電量顯示 車輛在線可行駛里程顯示 自動(dòng)診斷系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng) 安全防護(hù)系統(tǒng) 動(dòng)力電池組分組及連接 動(dòng)力電線束 手動(dòng)或自動(dòng)斷電器 傳感器的類型 傳感器的電線束 長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模式 ； 傳動(dòng)系統(tǒng)，包括離合器 、 變速器 、 傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)橋等總成； 、 驅(qū)動(dòng)橋前置 、 （ FF），電動(dòng)機(jī)前置 、 驅(qū)動(dòng)橋后置（ FR）等各種驅(qū)動(dòng)模式； ，效率低，不能充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的性能 電動(dòng)機(jī) —驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 速齒輪 、差速器等驅(qū)動(dòng)總成，形成 電動(dòng)機(jī) — 驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)； 、 驅(qū) 動(dòng)橋前置 、 （ FF），電動(dòng)機(jī)前置 、 驅(qū)動(dòng)橋后置（ FR） 、 驅(qū)動(dòng)橋后置（ RR）等驅(qū)動(dòng)模式； ，傳動(dòng)效率高，安裝方便 電動(dòng)機(jī) —驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 速齒輪 、差速器等驅(qū)動(dòng)總成，電動(dòng)機(jī)有一個(gè)空心軸，有一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋的半軸從電動(dòng)機(jī)空心軸中通過； 、 驅(qū)動(dòng)橋前置 、 （ FF），電動(dòng)機(jī)前置 、 驅(qū)動(dòng)橋后置（ FR） 、 驅(qū)動(dòng)橋后置（ RR）等驅(qū)動(dòng)模式； ，傳動(dòng)效率高，可以作為驅(qū)動(dòng)橋布置在車長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 架下面 輪轂電動(dòng)機(jī)分散驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 輪轂中，可以有 4 2 和 4 4 兩種布置方式，各個(gè)車輪之間的同步轉(zhuǎn)動(dòng)或差速轉(zhuǎn)動(dòng)由中央控制器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制； 2 布置方式有雙前輪驅(qū)動(dòng)模式和雙后輪驅(qū)動(dòng)模式； 4 布置方式可以實(shí)現(xiàn)4輪驅(qū)動(dòng)模式 。 ，便于布置 燃料電池電動(dòng)汽車 燃料電池電動(dòng)汽車的構(gòu)成 燃料電池電動(dòng)汽車的外形和內(nèi)部空間與普通內(nèi)燃機(jī)汽車幾乎沒什么差別，特別是燃料電池電動(dòng)轎車與普通內(nèi)燃機(jī)轎車的外形無任何區(qū)別。單憑外形是無法區(qū)分燃料電池汽車與普通內(nèi)燃機(jī)汽車的。燃料電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車不同之處 在于動(dòng)力系統(tǒng)。燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)主要由動(dòng)力控制單元、電動(dòng)機(jī)、電池組、燃料箱、儲(chǔ)能裝置及燃料加入口等組成。 燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)組成是很復(fù)雜的，主要組成為燃料系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、控制器、燃料電池組、蓄電池、 DC/DC 轉(zhuǎn)換器、 DC/AC 逆變器、電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)齒輪等。 燃料電池電動(dòng)汽車的種類 雖然燃料電池汽車的歷史并不長，但由于燃料電池汽車具有突出的環(huán)保、節(jié)能優(yōu)勢，各種各樣結(jié)構(gòu)的燃料電池汽車不斷問世。為了便與區(qū)分各種燃料電池汽車的結(jié)構(gòu)特征，對燃料電池汽車進(jìn)行科 學(xué)的分類是十分必要的，目前常見的方法有三種。 1） 是根據(jù)汽車是否帶有儲(chǔ)能設(shè)備（如蓄電池、飛輪等）分類，據(jù)此可把燃料電池汽車分為純?nèi)剂想姵仄嚭突旌希◤?fù)合）式燃料電池汽車。 2） 根據(jù)燃料特點(diǎn)把燃料電池汽車分為直接燃料電池汽車和重整燃料電池汽長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 車。 3） 分句燃料氫的儲(chǔ)存方式的不同可以把燃料電池汽車分為壓縮氫燃料電池汽車、液氫燃料電池汽車和合金吸附氫燃料電池汽車三種。 燃料電池電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的工作原理 由燃料電池組出發(fā)的電流經(jīng) DC/DC 逆變器后進(jìn)入電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 汽車行駛或經(jīng)DC/DC 轉(zhuǎn)換器向蓄電池充電，當(dāng)汽車行駛時(shí)需要的動(dòng)力超過電池的發(fā)電能力時(shí)，蓄電池也參與工作，其電流經(jīng)過 DC/DC 轉(zhuǎn)換器進(jìn)入電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。 如圖 33 所示 圖 33 燃料電池電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的工作原理 燃料電池電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)形式 驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)是燃料電池汽車的心臟，它的主要功能是使電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，并通過傳統(tǒng)系統(tǒng)將能量傳動(dòng)到車輪驅(qū)動(dòng)車輛行駛。 其基本構(gòu)成有兩個(gè)部分：電機(jī)及控制器。電機(jī)由控制器控制，是一個(gè)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置?？刂破鞯淖饔檬菍?dòng)力源的電能 轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于電機(jī)運(yùn)行的另一種形式的電能，所以控制器本質(zhì)上是一個(gè)電能變換控制裝置。 目前，燃料電池可以采用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 混 合動(dòng)力汽車（ HEV） 長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 概述 混合動(dòng)力汽車指攜帶有不同動(dòng)力源的，可根據(jù)汽車行駛需要，同時(shí)或分別使用不同的動(dòng)力源而行駛的汽車。目前已研制成功并投入運(yùn)行的混合動(dòng)力汽車主要有液壓蓄能式混合動(dòng)力汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車兩類 由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的組合動(dòng)力作為能源的汽車稱為 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車HEV。 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的種類及主 要組成 ⒈ HEV 的組成 HEV 一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器和控制裝置等組成。 1） 發(fā)動(dòng)機(jī)。采用不同的發(fā)動(dòng)機(jī)可組成不同的 HEV。采用的發(fā)動(dòng)機(jī)有四沖程內(nèi)燃機(jī)、二沖程內(nèi)燃機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)等。一般采用四沖程內(nèi)燃機(jī)比較普遍。 2） 電動(dòng)機(jī)。采用不同的電動(dòng)機(jī)可組成不同的 HEV。采用的電動(dòng)機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。 3） 電池。儲(chǔ)能裝置是 HEV 的輔助能源，只有在 HEV 用電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)時(shí)使用， HEV可選用不同的蓄電池、燃料電池儲(chǔ)能器等。 的分類 根據(jù)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋的多少可把 HEV 分為單軸驅(qū)動(dòng)、雙軸驅(qū)動(dòng)或多軸驅(qū)動(dòng) HEV 三種。根據(jù)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn)有不同的分類方法，可把混合動(dòng)力電動(dòng)汽車區(qū)分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式。 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 ⒈ 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 串聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖見圖 34。發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng) 發(fā)電機(jī)發(fā)電，其電能通過電動(dòng)機(jī)控制器直接輸送到電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁力矩驅(qū)動(dòng)汽車。在發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋之間通過電能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞，因此更像是電傳動(dòng)汽車。電池通過控制器串接在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間，其功能相當(dāng)于發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的 “ 水庫 ” ，起功率平衡作用，即：當(dāng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率大于電動(dòng)機(jī)所需的功率時(shí)，如汽車減速滑行、低速行駛或短時(shí)停車時(shí)，長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制器控制發(fā)電機(jī)向電池充電；而當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率低于電動(dòng)機(jī)所需的功率時(shí)，如汽車起步、加速、高速行駛、爬坡時(shí)，就由電池向電動(dòng)機(jī)提 供 不足部分的電能。 圖 34 串聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖 發(fā)動(dòng)機(jī)功率是以汽車某一速度下穩(wěn)定運(yùn)行工況所需的功率而選定的。當(dāng)汽車運(yùn)行工況變化，電動(dòng)機(jī)所需的驅(qū)動(dòng)功率與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率不一致時(shí)，由控制器控制發(fā)電機(jī)向電池充電或使電池向電動(dòng)機(jī)放電，電池充電和放電電流的大小則由控制器根據(jù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的變化情況進(jìn)行控制。這樣的結(jié)構(gòu)形式和控制方式使串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車具有如下性能特點(diǎn) : 發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)不受汽車行駛工況的影響，始終在其最佳的工作區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，因此發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和低排放指標(biāo)； 由于有電池進(jìn)行驅(qū)動(dòng)功率 的 “ 調(diào)峰 ” ，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率只需滿足汽車在某一速度下穩(wěn)定運(yùn)行工況所需的功率，因此可選擇功率較小的發(fā)動(dòng)機(jī)； 發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋之間無機(jī)械連接，對發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無任何要求，發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇范圍較大； 發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間無機(jī)械連接，整車的結(jié)構(gòu)布置自由度較大； 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出需全部轉(zhuǎn)化為電能，再變?yōu)轵?qū)動(dòng)汽車的機(jī)械能，需要功率足夠大的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)； 要起到良好的發(fā)電機(jī)輸出功率平衡作用，又要避免電池出現(xiàn)過充電或過放電，需要較大的電池容量； 發(fā)電機(jī)將機(jī)械能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?、電?dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能以及電池充電和放電長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 時(shí)都 有能量損失，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出能量的利用率比較低； 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)能保持在最佳工作區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行這一特點(diǎn)的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在低速、加速等運(yùn)行工況。而在汽車高速行駛時(shí)，由于其電傳動(dòng)效率低抵消了發(fā)動(dòng)機(jī)油耗低的優(yōu)點(diǎn)，因此，串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車更適合于在市內(nèi)的低速運(yùn)行工況。在繁華的市區(qū)，汽車在起步和低速時(shí)還可以關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，可以只利用電池進(jìn)行功率輸出，使汽車達(dá)到零排放。 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖 35。發(fā)動(dòng)機(jī)通過機(jī)械傳動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)橋 連接，電動(dòng)機(jī)通過動(dòng)力復(fù)合裝置也與驅(qū)動(dòng)橋相連，汽車可由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)或各自單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)形式更像是附加了一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的普通內(nèi)燃機(jī)汽車。電動(dòng)機(jī)起 “ 調(diào)峰 ” 作用，即：當(dāng)汽車運(yùn)行工況所需的功率超過了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)從電池獲得能量產(chǎn)生電磁力矩，并向驅(qū)動(dòng)橋提供額外的驅(qū)動(dòng)功率。有的并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車也有發(fā)電機(jī)，但其主要作用是向電池充電，以保持電池的荷電狀態(tài)（ SOC），即：當(dāng)電池放電較多，其 SOC 值較低時(shí)，控制器可控制發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)并向電池充電，使電池的 SOC 恢復(fù)到 設(shè)定值，保證混合驅(qū)動(dòng)方式下的續(xù)駛里程。 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率也是以汽車某一速度下穩(wěn)定行駛工況所需的功率選定的。當(dāng)汽車在低速或變速工況行駛時(shí)，需通過加速踏板和變速器來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出，而在汽車高速行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率低于汽車行駛所需功率時(shí)，由控制器控制電動(dòng)機(jī)協(xié)助驅(qū)動(dòng)。這樣的結(jié)構(gòu)形式和控制方式使并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車具有如下性能特點(diǎn) ： 長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 35 并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 發(fā)動(dòng)機(jī)通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)汽車，無機(jī) 電能量轉(zhuǎn)換損失，因此發(fā)動(dòng)機(jī)輸出能 量的利用率相對較高，而且當(dāng)汽車的行駛工況使發(fā)動(dòng)機(jī)在其最佳的工作范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，并聯(lián)式的 HEV 燃油經(jīng)濟(jì)性比串聯(lián)式的高； 有電動(dòng)機(jī)進(jìn)行 “ 調(diào)峰 ” 作用，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也可適當(dāng)減?。? 當(dāng)電動(dòng)機(jī)只是作為輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，功率可以比較??； 如果裝備發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的功率也可較??； 由于有發(fā)電機(jī)補(bǔ)充電能，比較小的電池容量即可滿足使用要求； 并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最適合于汽車在中、高速穩(wěn)定行駛的工況，而在其他行駛工況下，由于發(fā)動(dòng)機(jī)不在其最佳的工作區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗和排污指標(biāo)不如串聯(lián)式。 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車也 可實(shí)現(xiàn)零排放控制。在繁華的市區(qū)低速行駛時(shí)，可通過關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器分離使汽車以純電動(dòng)方式運(yùn)行。但這樣就需要功率足夠大的電動(dòng)機(jī)，所需的電池容量也相應(yīng)要大。 混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖 36。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一部分通過機(jī)械傳動(dòng)輸送給驅(qū)動(dòng)橋，另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 出的電能由控制器控制，輸送給電動(dòng)機(jī)或電池，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩通過動(dòng)力復(fù)合裝置傳送給驅(qū)動(dòng)橋。 圖 36 混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)示意圖 混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略是：在汽 車低速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)汽車高速穩(wěn)定行駛時(shí)，則以并聯(lián)工作方式為主。 混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和控制方式充分發(fā)揮了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等部件進(jìn)行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證了即使在更為復(fù)雜的工況下系統(tǒng)仍能工作在最優(yōu)狀態(tài)，因此，易于實(shí)現(xiàn)排放和油耗的控制目標(biāo)。 與并聯(lián)式相比，混聯(lián)式的動(dòng)力復(fù)合形式更復(fù)雜，因此對動(dòng)力復(fù)合裝置的要求更高。目前的混聯(lián)式結(jié)構(gòu)一般以行星齒輪作為動(dòng)力復(fù)合裝置的基本構(gòu)架。 4 電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池及儲(chǔ)能裝置 電池的分類及有 關(guān)術(shù)語 電池的分類 常見的電池可區(qū)分為大約 4000 多種，詳細(xì)地劃分的話也可區(qū)分為大約 38 種。但若按照電池的原理區(qū)分的話可以分為物理電池、生物電池和化學(xué)電池三大類。生物電池有利用酶、微生物或葉綠素分別做成的酶電微生物電池和生物太陽能電池等，其工作的物理基礎(chǔ)是生物表現(xiàn)出來的帶電現(xiàn)象。物理電池指利用物理原理制成的電池，其特點(diǎn)是能在一定條件下實(shí)現(xiàn)能量的直接轉(zhuǎn)換。化學(xué)電池是一種直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，其學(xué)名為化學(xué)電源。通常所說的電池即指的是這類電池。 長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論