【正文】 1） 傳統(tǒng)驅(qū)動模式 2） 電動機 — 驅(qū)動橋組合式驅(qū)動系統(tǒng) 3） 電動機 — 驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng) 4） 輪轂電動機分散驅(qū)動系統(tǒng) 表 31 EV 的驅(qū)動系統(tǒng)總體布置形式、 結(jié)構(gòu)模型、特征 項目 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 自動診斷系統(tǒng)和報警系統(tǒng) 安全防護系統(tǒng) 動力電池組分組及連接 動力電線束 手動或自動斷電器 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（論文） 傳統(tǒng)的驅(qū)動模式 ； 傳動系統(tǒng)，包括離合器 、 變速器 、 傳動軸和驅(qū)動橋等總成； 、 驅(qū)動橋前置 、 （ FF），電動機前置 、 驅(qū)動橋后置（ FR）等各種驅(qū)動模式； ，效率低，不能充分發(fā)揮電動機的性能 電動機 —驅(qū)動橋組合式驅(qū)動系統(tǒng) 速齒輪 、差速器等驅(qū)動總成，形成 電動機 — 驅(qū)動橋組合式驅(qū)動系統(tǒng)； 、 驅(qū) 動橋前置 、 （ FF），電動機前置 、 驅(qū)動橋后置（ FR） 、 驅(qū)動橋后置（ RR）等驅(qū)動模式； ，傳動效率高，安裝方便 電動機 —驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng) 速齒輪 、差速器等驅(qū)動總成，電動機有一個空心軸，有一個驅(qū)動橋的半軸從電動機空心軸中通過； 、 驅(qū)動橋前置 、 （ FF），電動機前置 、 驅(qū)動橋后置（ FR） 、 驅(qū)動橋后置（ RR）等驅(qū)動模式； ，傳動效率高，可以作為驅(qū)動橋布置在車長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 架下面 輪轂電動機分散驅(qū)動系統(tǒng) 輪轂中，可以有 4 2 和 4 4 兩種布置方式，各個車輪之間的同步轉(zhuǎn)動或差速轉(zhuǎn)動由中央控制器的計算機系統(tǒng)控制； 2 布置方式有雙前輪驅(qū)動模式和雙后輪驅(qū)動模式； 4 布置方式可以實現(xiàn)4輪驅(qū)動模式 。 ，便于布置 燃料電池電動汽車 燃料電池電動汽車的構(gòu)成 燃料電池電動汽車的外形和內(nèi)部空間與普通內(nèi)燃機汽車幾乎沒什么差別，特別是燃料電池電動轎車與普通內(nèi)燃機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)燃機汽車的。燃料電動汽車與傳統(tǒng)汽車不同之處 在于動力系統(tǒng)。燃料電池電動汽車的動力系統(tǒng)主要由動力控制單元、電動機、電池組、燃料箱、儲能裝置及燃料加入口等組成。 燃料電池電動汽車的動力系統(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、電動機或發(fā)電機及驅(qū)動齒輪等。 燃料電池電動汽車的種類 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（論文） 車。 3） 分句燃料氫的儲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。 燃料電池電動汽車動力系統(tǒng)的工作原理 由燃料電池組出發(fā)的電流經(jīng) DC/DC 逆變器后進入電動機驅(qū)動 汽車行駛或經(jīng)DC/DC 轉(zhuǎn)換器向蓄電池充電，當(dāng)汽車行駛時需要的動力超過電池的發(fā)電能力時，蓄電池也參與工作，其電流經(jīng)過 DC/DC 轉(zhuǎn)換器進入電動機驅(qū)動汽車行駛。 如圖 33 所示 圖 33 燃料電池電動汽車動力系統(tǒng)的工作原理 燃料電池電動汽車的驅(qū)動形式 驅(qū)動電機及其控制系統(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械能，并通過傳統(tǒng)系統(tǒng)將能量傳動到車輪驅(qū)動車輛行駛。 其基本構(gòu)成有兩個部分：電機及控制器。電機由控制器控制，是一個將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置。控制器的作用是將動力源的電能 轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于電機運行的另一種形式的電能，所以控制器本質(zhì)上是一個電能變換控制裝置。 目前，燃料電池可以采用的電機驅(qū)動系統(tǒng)有直流電機驅(qū)動系統(tǒng)、異步電機驅(qū)動系統(tǒng)、同步電機驅(qū)動系統(tǒng)和開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)。 混 合動力汽車（ HEV） 長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 概述 混合動力汽車指攜帶有不同動力源的，可根據(jù)汽車行駛需要，同時或分別使用不同的動力源而行駛的汽車。目前已研制成功并投入運行的混合動力汽車主要有液壓蓄能式混合動力汽車和混合動力電動汽車兩類 由燃油發(fā)動機與電動機的組合動力作為能源的汽車稱為 混合動力電動汽車HEV。 混合動力電動汽車的種類及主 要組成 ⒈ HEV 的組成 HEV 一般由發(fā)動機、發(fā)電機、儲能裝置、電動機、功率轉(zhuǎn)換器和控制裝置等組成。 1） 發(fā)動機。采用不同的發(fā)動機可組成不同的 HEV。采用的發(fā)動機有四沖程內(nèi)燃機、二沖程內(nèi)燃機、轉(zhuǎn)子發(fā)動機和斯特林發(fā)動機等。一般采用四沖程內(nèi)燃機比較普遍。 2） 電動機。采用不同的電動機可組成不同的 HEV。采用的電動機有直流電動機、交流感應(yīng)電動機、永磁電動機和開關(guān)磁阻電動機等。 3） 電池。儲能裝置是 HEV 的輔助能源，只有在 HEV 用電動機啟動發(fā)動機或電動機輔助驅(qū)動時使用， HEV可選用不同的蓄電池、燃料電池儲能器等。 的分類 根據(jù)混合動力電動汽車驅(qū)動橋的多少可把 HEV 分為單軸驅(qū)動、雙軸驅(qū)動或多軸驅(qū)動 HEV 三種。根據(jù)混合動力電動汽車動力系統(tǒng)的特點有不同的分類方法，可把混合動力電動汽車區(qū)分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式。 串聯(lián)式混合動力電動汽車 ⒈ 結(jié)構(gòu)特點 串聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖見圖 34。發(fā)動機帶動 發(fā)電機發(fā)電，其電能通過電動機控制器直接輸送到電動機，由電動機產(chǎn)生電磁力矩驅(qū)動汽車。在發(fā)動機與驅(qū)動橋之間通過電能實現(xiàn)動力傳遞，因此更像是電傳動汽車。電池通過控制器串接在發(fā)電機和電動機之間，其功能相當(dāng)于發(fā)電機與電動機之間的 “ 水庫 ” ，起功率平衡作用，即：當(dāng)發(fā)電機的發(fā)電功率大于電動機所需的功率時，如汽車減速滑行、低速行駛或短時停車時，長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 控制器控制發(fā)電機向電池充電；而當(dāng)發(fā)電機發(fā)出的功率低于電動機所需的功率時，如汽車起步、加速、高速行駛、爬坡時，就由電池向電動機提 供 不足部分的電能。 圖 34 串聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖 發(fā)動機功率是以汽車某一速度下穩(wěn)定運行工況所需的功率而選定的。當(dāng)汽車運行工況變化，電動機所需的驅(qū)動功率與發(fā)動機輸出功率不一致時，由控制器控制發(fā)電機向電池充電或使電池向電動機放電，電池充電和放電電流的大小則由控制器根據(jù)電動機驅(qū)動功率的變化情況進行控制。這樣的結(jié)構(gòu)形式和控制方式使串聯(lián)式混合動力電動汽車具有如下性能特點 : 發(fā)動機工作狀態(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)定運行，因此發(fā)動機具有良好的經(jīng)濟性和低排放指標； 由于有電池進行驅(qū)動功率 的 “ 調(diào)峰 ” ，發(fā)動機的功率只需滿足汽車在某一速度下穩(wěn)定運行工況所需的功率，因此可選擇功率較小的發(fā)動機； 發(fā)動機與驅(qū)動橋之間無機械連接，對發(fā)動機的轉(zhuǎn)速無任何要求，發(fā)動機的選擇范圍較大； 發(fā)動機與電動機之間無機械連接，整車的結(jié)構(gòu)布置自由度較大； 發(fā)動機的輸出需全部轉(zhuǎn)化為電能，再變?yōu)轵?qū)動汽車的機械能，需要功率足夠大的發(fā)電機和電動機； 要起到良好的發(fā)電機輸出功率平衡作用，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)電機將機械能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?、電動機將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C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（論文） 時都 有能量損失，因此，發(fā)動機輸出能量的利用率比較低； 串聯(lián)式混合動力電動汽車發(fā)動機能保持在最佳工作區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運行這一特點的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在低速、加速等運行工況。而在汽車高速行駛時，由于其電傳動效率低抵消了發(fā)動機油耗低的優(yōu)點，因此，串聯(lián)式混合動力電動汽車更適合于在市內(nèi)的低速運行工況。在繁華的市區(qū)，汽車在起步和低速時還可以關(guān)閉發(fā)動機，可以只利用電池進行功率輸出，使汽車達到零排放。 并聯(lián)式混合動力電動汽車 并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖 35。發(fā)動機通過機械傳動裝置與驅(qū)動橋 連接，電動機通過動力復(fù)合裝置也與驅(qū)動橋相連，汽車可由發(fā)動機和電動機共同驅(qū)動或各自單獨驅(qū)動。 并聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)形式更像是附加了一個電動機驅(qū)動系統(tǒng)的普通內(nèi)燃機汽車。電動機起 “ 調(diào)峰 ” 作用，即：當(dāng)汽車運行工況所需的功率超過了發(fā)動機的功率時，電動機從電池獲得能量產(chǎn)生電磁力矩，并向驅(qū)動橋提供額外的驅(qū)動功率。有的并聯(lián)式混合動力電動汽車也有發(fā)電機，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，控制器可控制發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機并向電池充電，使電池的 SOC 恢復(fù)到 設(shè)定值，保證混合驅(qū)動方式下的續(xù)駛里程。 并聯(lián)式混合動力電動汽車的發(fā)動機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，需通過加速踏板和變速器來調(diào)節(jié)發(fā)動機的功率輸出，而在汽車高速行駛過程中，發(fā)動機的輸出功率低于汽車行駛所需功率時，由控制器控制電動機協(xié)助驅(qū)動。這樣的結(jié)構(gòu)形式和控制方式使并聯(lián)式混合動力電動汽車具有如下性能特點 ： 長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 35 并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 發(fā)動機通過機械傳動機構(gòu)直接驅(qū)動汽車，無機 電能量轉(zhuǎn)換損失，因此發(fā)動機輸出能 量的利用率相對較高，而且當(dāng)汽車的行駛工況使發(fā)動機在其最佳的工作范圍內(nèi)運行時，并聯(lián)式的 HEV 燃油經(jīng)濟性比串聯(lián)式的高； 有電動機進行 “ 調(diào)峰 ” 作用，發(fā)動機的功率也可適當(dāng)減??； 當(dāng)電動機只是作為輔助驅(qū)動系統(tǒng)時，功率可以比較??； 如果裝備發(fā)電機，發(fā)電機的功率也可較??； 由于有發(fā)電機補充電能，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)動機不在其最佳的工作區(qū)域內(nèi)運行，發(fā)動機的油耗和排污指標不如串聯(lián)式。 并聯(lián)式混合動力電動汽車也 可實現(xiàn)零排放控制。在繁華的市區(qū)低速行駛時，可通過關(guān)閉發(fā)動機和離合器分離使汽車以純電動方式運行。但這樣就需要功率足夠大的電動機，所需的電池容量也相應(yīng)要大。 混聯(lián)式混合動力電動汽車 混聯(lián)式驅(qū)動系統(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)動機發(fā)出的功率一部分通過機械傳動輸送給驅(qū)動橋，另一部分則驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。發(fā)電機發(fā)長江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 出的電能由控制器控制，輸送給電動機或電池，電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力矩通過動力復(fù)合裝置傳送給驅(qū)動橋。 圖 36 混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)示意圖 混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的控制策略是：在汽 車低速行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)汽車高速穩(wěn)定行駛時，則以并聯(lián)工作方式為主。 混聯(lián)式驅(qū)動系統(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，能夠使發(fā)動機、發(fā)電機、電動機等部件進行更多的優(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，易于實現(xiàn)排放和油耗的控制目標。 與并聯(lián)式相比，混聯(lián)式的動力復(fù)合形式更復(fù)雜，因此對動力復(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力復(fù)合裝置的基本構(gòu)架。 4 電動汽車動力蓄電池及儲能裝置 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，其特點是能在一定條件下實現(xiàn)能量的直接轉(zhuǎn)換?；瘜W(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（論