【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 新 能 源 汽 車 電動汽車動力及控制技術(shù)設(shè)計 摘要 隨著世界環(huán)境的污染、全球石油危機(jī)日益嚴(yán)重而帶動的石油價格不斷上漲給汽車工業(yè)帶來了不可忽視的沖擊，也增強(qiáng)了人們開發(fā)新能源的意識，而新能源汽車更是人們關(guān)注的一大焦點(diǎn)。 目前電瓶式純電動汽車以噪音小、耗能低、無污染、成本低、結(jié)構(gòu)簡單而成為新能源汽車發(fā)展的主流，世界很多國家都投入了大量的人力、財力去開發(fā)電動 汽車。 本文主要圍繞電動汽車的 電動機(jī)以及目前普遍使用的電動車控制系統(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)系以及傳動比、蓄電池的比能量等，設(shè)計出合理的電動車動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。 本文主要采用的技術(shù)有： 電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率。 電動機(jī)的主要調(diào)速方式。 關(guān)鍵詞：電動機(jī)、發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)矩、變頻調(diào)速、交流電動機(jī)、 EV 目錄 第一章 前言 .................................................1 第二章 電動汽車構(gòu)造與原理 ...................................2 第一節(jié) 電動車的種類 ...........................................2 第二節(jié) 蓄電池電動車 ...........................................4 第三節(jié) 燃料電池電動車 .........................................10 第三章 電動車動力及控制設(shè)計 .................................12 第一節(jié) 電動 車驅(qū)動電機(jī)種類 .....................................12 第二節(jié) 直流驅(qū)動電動機(jī) ........................................14 第三節(jié) 交流驅(qū)動電動機(jī) ........................................18 第四節(jié) 直流電動機(jī)的控制 .......................................21 第五節(jié) 三項交流電動機(jī)的控制 ...................................24 第四章 我國電動汽車的缺陷 ...................................27 第五章 電動汽車的發(fā)展趨勢 ...................................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（論文） 1 第一章 前言 汽車工業(yè)的告訴發(fā)展，汽車帶來的環(huán)境污染、能源短缺、資源枯竭和安全等方面的問題越來越突出。為了保持國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)人類居住環(huán)境和能源供給，各國政府不惜巨資，投入大量人力、物力，尋求解決這些問題的各種途徑。 我國面臨的形式也十分嚴(yán)峻， 國內(nèi) 的石油儲藏量和開采量相當(dāng)有限，隨著汽車保有量的增加 ，石油需求越來越多，目前已不 能 自給，不足部分主要通過進(jìn)口來滿足 ， 而且每年成遞增趨勢。 由于電動汽車具有突出的環(huán)保方面的優(yōu)勢，使得電動汽車的開發(fā)和研究成為各國開發(fā)綠色汽車的主流。電動汽車使用的能源是可以用與發(fā)電的一切能源。因此使用電動汽車可以擺脫汽車對化石燃料的依賴，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。電動汽車在解決道路交通事故方面和傳統(tǒng)汽車相比也具有一定優(yōu)勢。因此，開發(fā)電動汽車是迎接汽車面臨挑戰(zhàn)的重要對策之一。 電動汽車具有良好的環(huán)保性能和可以以多種能源為動力的顯著特點(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)展電動汽車已成為各國政府和汽車行業(yè)的共識，電動汽車的研發(fā)已成為汽車行業(yè)的熱點(diǎn)。因此，無論是從設(shè)計、研究和開發(fā)的觀點(diǎn)，還是從實(shí)用的角度來看，了解和掌握電動汽車技術(shù)的社會需求會越來越大。 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院機(jī)械系畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第二章 電動汽車構(gòu)造與原理 第一節(jié) 電動車的種類 電動汽車的分類，如圖 21 圖 21 純電動汽車車是以車載電源為能源的汽車，又稱為 EV。目前純電動汽車主要有蓄電 池電動車和燃料電池電動車。 蓄電池電動車是由充電式蓄電池為能源的電動車。目前這種電車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， 常見的有個干呵電式蓄電池、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。 動力部分廣泛使用的是直流串勵電動機(jī)和直流他勵電動機(jī)， 這種電機(jī) 啟動轉(zhuǎn)矩大， 具有 軟 的機(jī)械特性，與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動機(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，電動汽車類型 純電動汽車車 混合動力汽車 燃料電池汽車車 車 車 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 +太陽能 蓄電池 +電容（飛輪） 蓄電池 燃料電池 儲能器 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（論文） 3 隨著電機(jī)技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，勢必逐漸被直流無刷電動機(jī)（ BCDM）、開關(guān)磁阻電動機(jī)（ SRM）和交流異步電動機(jī)所取代。 燃料電池電動車目前使用的較少，因為燃料電池由于技術(shù)還不成熟其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴等缺點(diǎn)而限制了其適用范圍，不過燃料電池轉(zhuǎn)換效率高、無污染、運(yùn)行噪聲低、續(xù)駛里程長、無需充電時間（加氫式）等優(yōu)點(diǎn)被電動車未來的發(fā)展所看好。其動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（論文） 4 第二節(jié) 蓄電池電動車 結(jié)構(gòu) 如圖 22 圖 22 蓄電池電動車是由動力蓄電池向電動機(jī)供電從而驅(qū)動汽車行駛，是目前運(yùn)用最廣泛的電動車，其結(jié)構(gòu)主要由動力蓄電池（車載電源）、控制器、接觸器、控制電路、附加電路、 DC/DC、 DC/AC、電動機(jī)、變速器、附加電器、車身等組成。 蓄電池電動車是由多個動力蓄電池串聯(lián)組成的電池組為電動車 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，動力電池組還有 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。動力電池組采用并聯(lián)或者串聯(lián)的方式進(jìn)行組合，在 EV（電動汽車） 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。 控制器是電動車大腦，它控制著電池電量的輸出、電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、過載保護(hù)、能量反饋等等，目前使用的控制器分為兩大類：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電機(jī)控制器和他勵電機(jī)控制器，在是使用方面也都有各自的優(yōu)勢。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，不過由于成本高所以在使用范圍上收到了很大限制。 電動機(jī)是整個電動車的動力輸出部分，就像汽車的發(fā)動機(jī)?，F(xiàn)在電動車加速器 控制器 電池 接觸器 電動機(jī) 變速器 /差速器 車輪 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院機(jī)械系畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 上使用的電動機(jī)以直流電動機(jī)為主流，交流電動機(jī)目前在電動車上還沒有得到廣泛應(yīng)用。直流電機(jī)在電動車上應(yīng)用最廣泛的主要有串勵電機(jī)和他勵電機(jī)。交流電動機(jī)的使用還是以三相