【正文】 結(jié)構(gòu)和實現(xiàn) 原理 .................................. 41 再生制動 特點 和控制邏輯 ......................................... 42 再生制動 控 制策略制定 ............................................ 45 本章小結(jié) ........................................................................ 51 總結(jié) 和 研 究展望 .................................................... 52 第 1 頁 共 57 頁 引 言 以電池為能源的 蓄電池電動汽車（ EV） 將成為 21 世紀(jì)汽車工業(yè)和汽車運輸?shù)闹髁?。世界各大國家、各大汽車公司、研究部門和大學(xué)，從 20世紀(jì) 70 年代起就投入了大量的人力、財力和物力來開展 EV 的研究和開發(fā)，并且研制出多種多樣的EV，其中有的達(dá)到或接近內(nèi)燃機(jī)汽車的動力性能，有的已經(jīng)批量生產(chǎn)和投入運營。 我國將 EV 的研究和開發(fā)列為“十五”期間、“國家 865 計劃電動汽車重大專項”重點科技攻關(guān)項目，由科技部領(lǐng)導(dǎo)和組織了多個研究院所、 企業(yè)、大專院校，來開展 EV 的研究和制造，是我國 EV的開發(fā)和制造技術(shù)有了飛速的進(jìn)展。 由于 EV涉及到汽車車身、底盤、蓄電池、燃料電池、電動機(jī)、驅(qū)動系統(tǒng)、自動控制、新材料和新工藝等方面的學(xué)科和技術(shù)。而它們又都是獨立的系統(tǒng)學(xué)科和技術(shù)。本篇論文僅就以純電動客車的動力驅(qū)動系統(tǒng) 為研究對象 ，對其結(jié)構(gòu)模型、驅(qū)動模式、特點和主要技術(shù)性能做了基本的研究和闡述。 本篇論文的編寫力圖深入淺出，通俗易懂。論文中列舉了一些公式、插圖、表格和總成的技術(shù)性能等，方便閱讀、參考和使用。 第 2 頁 共 57 頁 1． 緒論 汽車工業(yè)的高速發(fā)展以及人們對于汽車使用需求的不斷增加，帶動了汽車產(chǎn)量和保有量的 持續(xù)上升。從而加劇了人們目前普遍關(guān)注的兩個問題 :能源問題和環(huán)境問題。我國是個人口大國，隨著近些年我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，汽車的需求和保有量都迅速的加大，而由此引發(fā)的對能源、環(huán)境的影響尤為嚴(yán)重。從 1993 年開始，中國就開始成為石油凈進(jìn)口國。此后幾年內(nèi)，我國的石油進(jìn)口量每年遞增 1000 萬噸左右，而且逐年加大。 2021 年遞增量達(dá)到2021 萬噸。 2021 年，中國原油進(jìn)口達(dá) 億噸，首次突破 1 億噸大關(guān)。 2021 年，中國原油進(jìn)口量達(dá) 億噸， 2021 年我國的石油進(jìn)口量幾乎突破兩億噸， 比專家預(yù)計的年限提前了 3年。目前，中國己成為世界第二大能源消費國，能源消費的增長勢頭還將繼續(xù)。國際能源機(jī)構(gòu) (IEA)預(yù)測，隨著越來越多中國消費者購買汽車，到 2030 年，中國石油消耗量的 80%需要依靠進(jìn)口。汽車尾氣中含有上百種不同的化合物，其中的污染物有固體懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、鉛及硫氧化合物等。一輛轎車一年排出的有害廢氣比自身重量重 3 倍。英國空氣潔凈和環(huán)境保護(hù)協(xié)會曾發(fā)表研究報告稱，與交通事故遇難者相比，英國每年死于空氣污染的人要多出 10 倍。在我國南方許多城市，汽車尾氣己經(jīng)超 越工業(yè)污染成為大氣污染的首要污染源，汽車尾氣被市民評為“最不可忍受的污染物”。在位列我國第一批環(huán)保模范城的深圳市，大氣污染中機(jī)動車尾氣污染己占 70%，每年排放的各種有害物質(zhì)達(dá) 20 多萬噸，并且還在以每年超過 20%的速度上升。控制汽車污染，成為每年該市“兩會”的熱點話題。以解決能源危機(jī)與環(huán)保需求問題為出發(fā)點，以純電動汽車為代表的新能源汽車的發(fā)展受到全球廣泛關(guān)注。純電動汽車具有低噪聲、無污染、能量來源多樣化、能量效率高的特點，是解決城市化中的汽車問題的重要途徑。發(fā)展純電動汽車將對調(diào)整我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高重點領(lǐng)域的創(chuàng) 新能力和市場競爭能力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 純電動客車的研發(fā)則是電動汽車發(fā)展的一個著手點。根據(jù)我國目前發(fā)展的具體國情結(jié)汽車使用管理和運行優(yōu)勢，首先發(fā)展純電動公交客車并使其商業(yè)化更符合我國的實際情況。第一，有利于附屬設(shè)施建設(shè)。公交客車線路固定，?？空军c固定，這樣便于在公交客車集中的地點建立充電設(shè)施，有效解決充電站點分布廣，資金投入大的問題。第二，技術(shù)要求和成本相對較低。公交車車體寬大，對電池體積要求不那么嚴(yán)格。布置電動機(jī)、電池和傳動系等部件有較寬松的空間。公交車運行工況較固定，對整車的整 體性能要求較低，這就會使整車開發(fā)容易實現(xiàn)、開發(fā)成本不會太高。而相對來說，轎車空間十分有限，對電池等各部件的各種技術(shù)要求十分嚴(yán)格，成本較高。第三，使用效率高。公交車一般可容納 40 至 60人，而轎車只容納 4至 6人，同時公交客車一天運行 8小時以上，家用轎車每天大多第 3 頁 共 57 頁 是在上下班時使用，總計約有 4小時左右。雖然前者造價比后者高，但政府、公司可以承受，而且究其社會效益來看，前者要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者。第四，需求量大。由于我國目前城市化進(jìn)程較快，城鎮(zhèn)人口密度高，這就使我國對公交客車的需求量比西方國家大得多，而且我國的公交客車技術(shù)與西 方國家的差距要比轎車小得多，在不長的時間內(nèi)設(shè)計出外形美觀、價格合理的電動公交客車是可能的。第五，便于集中管理。公交車由各城市的公交集團(tuán)公司統(tǒng)一管理，有資金和技術(shù)集中的優(yōu)勢。同時在市場運作和運營過程中便于政府出臺管理政策和支助措施。目前我國的城市燃油公交客車保有量大約為 50萬輛，更新周期一般為 5 年。不計其增長率及其它需求，每年應(yīng)新生產(chǎn) 10 萬輛才能維持現(xiàn)有的保有量。假如傳統(tǒng)燃油公交車用電動客車替代 :若替代 1%即需要一個年產(chǎn) 1000輛的城市電動客車工廠 。若替代10%則需要一個年產(chǎn) 1萬輛的電動公交客車企業(yè)。純電動公 交客車在我國有著得天獨厚的發(fā)展條件和廣闊市場。因此，大力發(fā)展城市純電動客車，對于合理利用資源、改善環(huán)境、提高人們的生活質(zhì)量、實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展以及實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多樣化，加強(qiáng)我國能源安全都具有極其重要的意義。 國內(nèi)外純電動汽車的發(fā)展?fàn)顩r 國 外 純電動車 的 發(fā) 展 從 20 世紀(jì) 70 年代起，世界發(fā)達(dá)國家均投入巨資進(jìn)行電動汽車的商業(yè)化開發(fā)和應(yīng)用。經(jīng)歷了基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)突破、產(chǎn)品開發(fā)和試驗，車隊和小區(qū)域的試用，現(xiàn)在正在轉(zhuǎn)入小批量商業(yè)化生產(chǎn)和實際應(yīng)用探索的階段。美國政府以能源部為中心，在電動汽車的研制開發(fā)過 程中連續(xù)的逐年遞增投入資金。 1976 年美國制訂了電動車輛研究計劃。 1984 一 1985 年美國能源部撥款 1900 萬美元支持電動車的研制。據(jù)美國電動汽車協(xié)會 1995 年發(fā)表的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，美國有 190 家電動汽車研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)。通用的電動車第二代 EVl 與 1996 年開始小批量商業(yè)化生產(chǎn)。至2021 年大約售出 1110 輛。福特公司 2021 年推出全新的 THINK 都市車。不過近些年由于純電動車的價格太高且續(xù)駛里程未能滿足使用者的需求，因此諸如 EVChrysler EPIC 等已相繼停產(chǎn)。然而美國國家實驗室還繼續(xù)進(jìn)行純電動 汽車的先進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)、先進(jìn)電池及其管理系統(tǒng)等的深入研究。另外小型、低速、特種用途的純電動汽車也在不斷的發(fā)展。歐洲各國成立了歐洲電動汽車協(xié)會，并得到歐洲經(jīng)濟(jì)委員會的支持和資助。法國的標(biāo)致一雪鐵龍與雷諾兩大汽車公司一直在積極研制電動汽車， 1990 年 J5 和 C25 電動貨車投人生產(chǎn)， 1995 年標(biāo)致和雪鐵龍電動汽車投入生產(chǎn)。法國在電池、電子控制和電機(jī)技術(shù)等電動汽車技術(shù)方面列世前茅。1992 年德國政府撥款 2200 萬馬克，在呂根 (Rugen)島建立歐洲電動汽車試驗基地。戴姆勒公司計劃在 2021 年推出小型車 smart 品牌和豪華 車梅塞德斯一奔馳品牌的電動車。目前 Eleetri。 Smart 在歐洲部分城市己有運行。如圖 所示為第 4 頁 共 57 頁 Eleetricsmart 正在倫敦街頭運行和在充電站充電。 圖 在城市中運行的 EleetrieSmart 日本政府一直很重視電動汽車的發(fā)展，很早就制定了電動汽車發(fā)展計劃。 1991年通產(chǎn)省制定了第三屆電動汽車普及計劃，用于推動電動汽車的普及與應(yīng)用，日本各汽車制造商均開始了純電動汽車的開發(fā)。 1997 年后日本汽車制造商推出了裝載鎳氫、鐳離子電池的第二代純電動汽車。 90 年代末，豐田公司研制出 RAV4型純電動車。尼桑汽車公司 1998 年在日本和美國銷售的 AhraEV公司自己開發(fā)的鏗離子動力電池，使用壽命約為 10 年。三菱公司在 1999 年底展出的 FTOV上，裝備了新開發(fā)大容量、高輸出的鐳離子電池和大功率的永磁同步電動機(jī)。目前世界各國政府和著名的汽車制造商都在如火如茶的進(jìn)行電動汽車產(chǎn)品的開發(fā)，其中以美國的藍(lán)鳥客車公司、英國的 FRAZERASH 公司為代表的電動客車和電動轎車已經(jīng)上市，在英國已有 4萬多輛電動汽車在使用。法國則是世界上推廣應(yīng)用純電動汽車最成功的國家之一，成立了電動汽車推廣應(yīng)用國家部際協(xié)調(diào)委員會， 在巴黎和拉羅謝爾已經(jīng)建立了比較完善的純電動汽車充電站網(wǎng)等純電動車運行需要的基礎(chǔ)設(shè)施，制定了優(yōu)惠的支持和激勵使用電動汽車的政策，且已經(jīng)初步形成了純電動汽車運行體系。在近年的國際性大型運動會上，電動汽車也成為各國展示其科技實力和環(huán)保意識的工具之一。亞特蘭大奧運會使用了美國藍(lán)鳥客車公司生產(chǎn)的純電動客車作為公務(wù)和電視轉(zhuǎn)播車，悉尼奧運會購買了英國 FRAZERNASH 公司的近400輛電動客車作為接送運動員車輛。 國內(nèi)純電動車 的 發(fā) 展 自“八五”以來，我國在電動轎車、電動公交客車、電動車輛系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)、子系統(tǒng) 與零部件研制、能量存儲裝置、示范運行和標(biāo)準(zhǔn)制定及政策研究等多方面都取得了諸多成果。對今后電動汽車技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，奠定了良好的基礎(chǔ)。十五期間，科技部設(shè)立電動汽車重大專項支持電動汽車的研究。作為國內(nèi)汽車科技項目的一個探索，專項提出“三縱三橫”研究開發(fā)布局。通過近五年的努力，實現(xiàn)了純電動汽車的小批量生產(chǎn)，開發(fā)的產(chǎn)品通過了國家汽車產(chǎn)品型式認(rèn)證，純電動汽車在