【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 新 能 源 汽 車(chē) 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力及控制技術(shù)設(shè)計(jì) 摘要 隨著世界環(huán)境的污染、全球石油危機(jī)日益嚴(yán)重而帶動(dòng)的石油價(jià)格不斷上漲給汽車(chē)工業(yè)帶來(lái)了不可忽視的沖擊，也增強(qiáng)了人們開(kāi)發(fā)新能源的意識(shí)，而新能源汽車(chē)更是人們關(guān)注的一大焦點(diǎn)。 目前電瓶式純電動(dòng)汽車(chē)以噪音小、耗能低、無(wú)污染、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而成為新能源汽車(chē)發(fā)展的主流，世界很多國(guó)家都投入了大量的人力、財(cái)力去開(kāi)發(fā)電動(dòng) 汽車(chē)。 本文主要圍繞電動(dòng)汽車(chē)的 電動(dòng)機(jī)以及目前普遍使用的電動(dòng)車(chē)控制系統(tǒng)主要參數(shù)作出分析，例如轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系、轉(zhuǎn)速與功率的關(guān)系、功率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系以及傳動(dòng)比、蓄電池的比能量等，設(shè)計(jì)出合理的電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。 本文主要采用的技術(shù)有： 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率。 電動(dòng)機(jī)的主要調(diào)速方式。 關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩、變頻調(diào)速、交流電動(dòng)機(jī)、 EV 目錄 第一章 前言 .................................................1 第二章 電動(dòng)汽車(chē)構(gòu)造與原理 ...................................2 第一節(jié) 電動(dòng)車(chē)的種類(lèi) ...........................................2 第二節(jié) 蓄電池電動(dòng)車(chē) ...........................................4 第三節(jié) 燃料電池電動(dòng)車(chē) .........................................10 第三章 電動(dòng)車(chē)動(dòng)力及控制設(shè)計(jì) .................................12 第一節(jié) 電動(dòng) 車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)種類(lèi) .....................................12 第二節(jié) 直流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) ........................................14 第三節(jié) 交流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) ........................................18 第四節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)的控制 .......................................21 第五節(jié) 三項(xiàng)交流電動(dòng)機(jī)的控制 ...................................24 第四章 我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的缺陷 ...................................27 第五章 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì) ...................................29 致謝 ........................................................31 附錄 一 ......................................................32 附錄二 ......................................................33 參考文獻(xiàn) ....................................................39 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院機(jī)械系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 前言 汽車(chē)工業(yè)的告訴發(fā)展，汽車(chē)帶來(lái)的環(huán)境污染、能源短缺、資源枯竭和安全等方面的問(wèn)題越來(lái)越突出。為了保持國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)人類(lèi)居住環(huán)境和能源供給，各國(guó)政府不惜巨資，投入大量人力、物力，尋求解決這些問(wèn)題的各種途徑。 我國(guó)面臨的形式也十分嚴(yán)峻， 國(guó)內(nèi) 的石油儲(chǔ)藏量和開(kāi)采量相當(dāng)有限，隨著汽車(chē)保有量的增加 ，石油需求越來(lái)越多，目前已不 能 自給，不足部分主要通過(guò)進(jìn)口來(lái)滿足 ， 而且每年成遞增趨勢(shì)。 由于電動(dòng)汽車(chē)具有突出的環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)，使得電動(dòng)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)和研究成為各國(guó)開(kāi)發(fā)綠色汽車(chē)的主流。電動(dòng)汽車(chē)使用的能源是可以用與發(fā)電的一切能源。因此使用電動(dòng)汽車(chē)可以擺脫汽車(chē)對(duì)化石燃料的依賴，改善能源結(jié)構(gòu)，使能源供給多樣化，使能源的供給有保障。電動(dòng)汽車(chē)在解決道路交通事故方面和傳統(tǒng)汽車(chē)相比也具有一定優(yōu)勢(shì)。因此，開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)是迎接汽車(chē)面臨挑戰(zhàn)的重要對(duì)策之一。 電動(dòng)汽車(chē)具有良好的環(huán)保性能和可以以多種能源為動(dòng)力的顯著特點(diǎn)，即可以保護(hù)環(huán) 境，又可以緩解能源短缺和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全。目前發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)已成為各國(guó)政府和汽車(chē)行業(yè)的共識(shí)，電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)已成為汽車(chē)行業(yè)的熱點(diǎn)。因此，無(wú)論是從設(shè)計(jì)、研究和開(kāi)發(fā)的觀點(diǎn)，還是從實(shí)用的角度來(lái)看，了解和掌握電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的社會(huì)需求會(huì)越來(lái)越大。 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院機(jī)械系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第二章 電動(dòng)汽車(chē)構(gòu)造與原理 第一節(jié) 電動(dòng)車(chē)的種類(lèi) 電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)，如圖 21 圖 21 純電動(dòng)汽車(chē)車(chē)是以車(chē)載電源為能源的汽車(chē)，又稱(chēng)為 EV。目前純電動(dòng)汽車(chē)主要有蓄電 池電動(dòng)車(chē)和燃料電池電動(dòng)車(chē)。 蓄電池電動(dòng)車(chē)是由充電式蓄電池為能源的電動(dòng)車(chē)。目前這種電車(chē)普遍使用的電池一般都是鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池又有很多種類(lèi)， 常見(jiàn)的有個(gè)干呵電式蓄電池、濕荷電式蓄電池、閥控式蓄電池、免維護(hù)蓄電池、膠體蓄電池、水平板式蓄電池等。 動(dòng)力部分廣泛使用的是直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)， 這種電機(jī) 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大， 具有 軟 的機(jī)械特性，與汽車(chē)的行駛特性非常相符。但直流電動(dòng)機(jī)由于存在換向火花，比功率較小、效率較低， 控制電流大， 維護(hù)保養(yǎng)工作量大，電動(dòng)汽車(chē)類(lèi)型 純電動(dòng)汽車(chē)車(chē) 混合動(dòng)力汽車(chē) 燃料電池汽車(chē)車(chē) 車(chē) 車(chē) 鉛酸蓄電池 鈉硫電池 鎳鋅電池 空氣電池 鋰離子電池 內(nèi)燃機(jī) +電池 燃料電池蓄電池 燃料電池電容 +太陽(yáng)能 蓄電池 +電容（飛輪） 蓄電池 燃料電池 儲(chǔ)能器 電容 飛輪 H2燃料電池 甲醇燃料電池 重燃料電池 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院機(jī)械系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 隨著電機(jī)技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，勢(shì)必逐漸被直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)（ BCDM）、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（ SRM）和交流異步電動(dòng)機(jī)所取代。 燃料電池電動(dòng)車(chē)目前使用的較少，因?yàn)槿剂想姵赜捎诩夹g(shù)還不成熟其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)而限制了其適用范圍，不過(guò)燃料電池轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)污染、運(yùn)行噪聲低、續(xù)駛里程長(zhǎng)、無(wú)需充電時(shí)間（加氫式）等優(yōu)點(diǎn)被電動(dòng)車(chē)未來(lái)的發(fā)展所看好。其動(dòng)力和控制部分除了電池組部分有所不同外其他都大同小異。 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院機(jī)械系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二節(jié) 蓄電池電動(dòng)車(chē) 結(jié)構(gòu) 如圖 22 圖 22 蓄電池電動(dòng)車(chē)是由動(dòng)力蓄電池向電動(dòng)機(jī)供電從而驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛，是目前運(yùn)用最廣泛的電動(dòng)車(chē)，其結(jié)構(gòu)主要由動(dòng)力蓄電池（車(chē)載電源）、控制器、接觸器、控制電路、附加電路、 DC/DC、 DC/AC、電動(dòng)機(jī)、變速器、附加電器、車(chē)身等組成。 蓄電池電動(dòng)車(chē)是由多個(gè)動(dòng)力蓄電池串聯(lián)組成的電池組為電動(dòng)車(chē) 供電，電池組一般是 36V~400V 的直流電源， 為了便于向一些低壓用電設(shè)備供電，動(dòng)力電池組還有 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。動(dòng)力電池組采用并聯(lián)或者串聯(lián)的方式進(jìn)行組合，在 EV（電動(dòng)汽車(chē)） 上占據(jù)很大一部分有效的裝載空間，在布置上有相 當(dāng)?shù)碾y度，通常有 “ 集中 ” 布置和 “ 分散 ” 布置兩種形式。 控制器是電動(dòng)車(chē)大腦，它控制著電池電量的輸出、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、過(guò)載保護(hù)、能量反饋等等，目前使用的控制器分為兩大類(lèi)：直流控制器和交流控制器。直流控制器使用比較廣泛的是串勵(lì)電機(jī)控制器和他勵(lì)電機(jī)控制器，在是使用方面也都有各自的優(yōu)勢(shì)。交流控制器現(xiàn)在在技術(shù)上也有了很大的提高，不如變頻調(diào)速，不過(guò)由于成本高所以在使用范圍上收到了很大限制。 電動(dòng)機(jī)是整個(gè)電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力輸出部分，就像汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)在電動(dòng)車(chē)加速器 控制器 電池 接觸器 電動(dòng)機(jī) 變速器 /差速器 車(chē)輪 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院機(jī)械系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 上使用的電動(dòng)機(jī)以直流電動(dòng)機(jī)為主流，交流電動(dòng)機(jī)目前在電動(dòng)車(chē)上還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。直流電機(jī)在電動(dòng)車(chē)上應(yīng)用最廣泛的主要有串勵(lì)電機(jī)和他勵(lì)電機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)的使用還是以三相