【正文】 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。第一，有利于附屬設(shè)施建設(shè)。布置電動機、電池和傳動系等部件有較寬松的空間。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。第五，便于集中管理。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。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，加強我國能源安全都具有極其重要的意義。 1976 年美國制訂了電動車輛研究計劃。至2021 年大約售出 1110 輛。另外小型、低速、特種用途的純電動汽車也在不斷的發(fā)展。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。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。 90 年代末，豐田公司研制出 RAV4型純電動車。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。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)。同時建設(shè)了電動汽車整車及關(guān)鍵零第 5 頁 共 57 頁 部件檢測基地。之后清華大學(xué)又承擔(dān)了國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃項目“燃料電池城市客車整車技術(shù)”等有關(guān)電動汽車的研究課題，研制出的燃料電池輕型客車已投入運行。同濟大學(xué)和上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司等共同承建國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃電動汽車重大專項燃料電池項目，也已試制出“春暉一號”、“春暉二號”和“超越”系列混合動力電動車。西安交大對電動汽車超級電容一蓄電池復(fù)合電源系統(tǒng)的研究表明，在市內(nèi)道路行駛時，可以提高電動汽車續(xù)駛里程 30%一 50%。經(jīng)轉(zhuǎn)鼓試驗臺的性能測試結(jié)果表明，紅旗牌混合動力轎車最高車速不小于 160km/h， 0 至 100km/h 的加速時間為14秒， NEDC 工況百公里油耗為 升，排放可達到歐 III 標(biāo)準(zhǔn)。在國家“十五”、“十一五” 863 重大項目支持下，重點開展電動汽車動力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，己開發(fā)純電動微型汽車、純電動高速轎車、 plugin 混合動力轎車以及混合動力公交客車 4個動力系統(tǒng)平臺。 500 輛新能源車輛，均是我國 863 計劃的自主創(chuàng)新研發(fā)成果，包括 55 輛純電動大客車、 25輛混合動力客車、75輛混合動力轎車、 20 輛燃料電池轎車、 3輛燃料電池城市客車以及 320 多輛各類純電動場地車。奧運期間北京建成了一套較 完善的配套設(shè)施，包括為車輛提供能量補充的充電站及充電監(jiān)控網(wǎng)絡(luò) 。整個充電站占地面積 5000 平方米，站內(nèi)布置 240 臺 9 千瓦充電機。明確支持加快在上海、北京、天津等大城市加快電動汽車充電站建設(shè)。純電動轎車的動力性、經(jīng)濟性、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo)己超過法國雪鐵龍公司等國外大型汽 車生產(chǎn)企業(yè)研制的純電動轎車和廂式貨車，初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力。純電動汽車技術(shù)是其他電動汽車技術(shù)的基礎(chǔ)。純電動車以動力電池作為能源，由電動機驅(qū)動 ，基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可分為 3個子系統(tǒng)，即電力驅(qū)動子系統(tǒng)、主能源子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng)?？偨Y(jié)起來純電動車開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾個 方面。電動汽車所用的電動機正在向大功率、高轉(zhuǎn)速、高效率和小型化方向發(fā)展。對于電動客車來講，交流感應(yīng)電機是理想選擇。當(dāng)前世界各發(fā)達國家都制定了相應(yīng)的發(fā)展電動汽車動力蓄電池的計劃，如美國三大公司于 1991 年 1 月簽定了一個為期 12年的協(xié)議，成立了先進電池研究聯(lián)合體，合作研究車用蓄電池，并發(fā)布了中長期目標(biāo)，如表 。 kg1? ) 80～ 100 200 比功率（ 80%放電深度）/(W (1)通過對整車實際使用工況和使用要求的分析，對電池的電壓、容量、驅(qū)動電機功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩范圍、整車性能等車輛宏觀參數(shù)的總體優(yōu)化，合理選擇電池和電機參數(shù)。 (3)積極采用輕質(zhì)材料，如電池箱的結(jié)構(gòu)框架、箱體封皮、輪毅等采用輕質(zhì)合金材料。這些控制技術(shù)和方法的研究也是當(dāng)今世界各國攻關(guān)的熱點?；驹瓌t是基于空間位置的區(qū)域自治，即物理位置相近的電器元件連接到一個節(jié)點控制單元，各元件的信號通過 ECU與總線進行通訊。 6． 整車智能化的能量管理系統(tǒng)研究與開發(fā) 能量管理系統(tǒng)擔(dān)負著維持電動車所有的蓄電池組件工作處于最佳狀態(tài) 。可以歸結(jié)為以下幾個方面 : (1)故障診斷及高壓點安全管理技術(shù) 故障診斷及安全管理系統(tǒng)對純電動車動力鏈的各個環(huán)節(jié)進行狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷，并相應(yīng)啟動失效策略和安全保護功能，確保車輛的安全性和可靠性。 (2)能量儲存系統(tǒng)的集成 實現(xiàn)動力電池與電池管理系布置集成，以及與車載智能充電機、均衡系統(tǒng)以及專用充電機的功能架構(gòu)細分，實現(xiàn)充電過程管理系統(tǒng)和充電機協(xié)同工作，快速充電和車載慢速充電兩種方式智能 識別，快速充電過程和充電信息基于 CAN 總線交互。第 11 頁 共 57 頁 電動車的電池在使用中發(fā)熱量很大，電池溫度影響電池的電化學(xué)系統(tǒng)的運行、循環(huán)壽命和充電可接受性、功率和能量、安全性和可靠性。電池包的散熱通風(fēng)設(shè)計，成為電動車研究的一個重要領(lǐng)域。驅(qū)動系統(tǒng)是由驅(qū)動電機及其控制器、機械傳動系統(tǒng)、車輪等構(gòu)成。純電動客車采用了 單電機后輪驅(qū)動 的方式，動力總成主要包括 驅(qū)動電機、動力電池、傳動系和控制系統(tǒng) 四部分。 圖 動力系統(tǒng)構(gòu)成 動 力蓄 電 池 組 及 其管理系統(tǒng) 純電動車行駛完全依賴蓄電池的能量，電池容量越大，可以實現(xiàn)的續(xù)駛里程越長，但是相應(yīng)的需要的電池的體積、質(zhì)量也越大，會增加電動車的整車質(zhì)量降低整車的動力性，同時給整車的布置也增加了難度。如果電動汽車上安裝了回饋制動，電池組必須能夠接受高達5C的脈沖電流充電。 基于以上的標(biāo)準(zhǔn)綜合市場電池供給和成本等因素進行電池的選擇。典型的電池體系構(gòu)成如下 :電池的正負極均由可以由嵌入和脫出 Li＋的化合物或材料組成。 鐳離子電池是 1990 年由日本索尼公司首先推向市場的新型高能蓄電池。日本政府在 20212021 年設(shè)立了國家級鐳離子研究項目，日本的主要電池廠商，包括日立、湯淺、松下，都是該項目的成員。該公司開發(fā)的大容量鐳離子電池的主要技術(shù) 性能見表 。當(dāng)前，鐳離子電池仍然存在的主要問題是 :快速充放電性能差、價格高和過充放電保護問題。實時采集電池充放電狀態(tài)。為了讓司機及時了解 SOC，系統(tǒng)應(yīng)即時采集充放電電流、電壓等參數(shù)，通過相應(yīng)的算法 進行 SOC的估計 。 4)熱管理。系統(tǒng)應(yīng)能判斷并自動進行均衡處理 。電池的主要信息在車載顯示終端進行實時顯示 。 9)CAN 總線接口。電動汽車的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的特性要求主要取決于以下三個方面 :駕駛員對電動汽車的駕駛性能要求、車輛的性能約束以及車載能源系統(tǒng)的性能。 ④驅(qū)動系統(tǒng)高效，可靠性好，電磁兼容性好，易于維護。但因為具有電刷、換向器等易損件，需要定期維護，同時使得它的轉(zhuǎn)速、功率密度、使用壽命都受 到了限制。與直流電機相比，具有效率高、體積小、質(zhì)量輕、免維護、可靠性好、壽命長等優(yōu)點。 (3)開關(guān)磁阻電動機驅(qū)動系統(tǒng)。因此比較適合電動汽車。永磁同步電動機根據(jù)輸入電動機接線端的波形不同可分為無刷直流電動機 (BDCM)和三相永磁同步電動機 (PMSM)。永磁同步電動機由于轉(zhuǎn)子無導(dǎo)條，無銅耗，所以轉(zhuǎn)子慣量可以做得很小。從發(fā)展的角度看，我國是盛產(chǎn)永磁材料的國家，特別是稀土永磁材料，如釹鐵硼等資源非常豐富，隨著永磁電動機制造技術(shù)不斷發(fā)展、進步，成本 不斷降低，永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)在電動汽車上的應(yīng)用將最具有前途。永磁同步電機的定子是電樞繞組，轉(zhuǎn)子是永磁體。從轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)看，有凸裝式、嵌入式和內(nèi)埋式三種基本形式，前兩種又統(tǒng)稱為外裝式結(jié)構(gòu)。交流電機的矢量控制使轉(zhuǎn)矩和磁通的控制實現(xiàn)了解耦。 dw 為轉(zhuǎn)子電角速度 。由于純電動客車采用了電驅(qū)動的動力總成，因此需要對動力總成上的驅(qū)動電機的性能參數(shù)、傳動系的參數(shù)、蓄電池的參數(shù)進行匹配計算。050km/h 的加速時間 15s。對于大多數(shù)汽車，動力源最大功率往往是由加速性能或爬坡性能指標(biāo)決定的。 其次，根據(jù)爬坡性能確定的最大功率為 : ???????? ??????????? i 。 電動汽車的動力性指標(biāo)包括最高車速 ? ?hkmv /max 、 ? ?hkmvvt /0 ?加速時間T(秒 )及最大爬坡要求 ? ?%maxi 。 動 力 電機參數(shù) 確定 不管是傳統(tǒng)汽車還是電動汽車，其整車總功率要求的確定原則都是相似的。這里給出傳統(tǒng)燃油中巴的基本參數(shù)如表 所示 表 傳統(tǒng)客車乘車參數(shù)和性能指標(biāo) 滿載質(zhì)量 5950kg 軸距 3935mm 整備質(zhì)量 3950kg 輪距 前 /后， 1675/1520mm 軸荷分配 前 /后 ,2315/3635kg(滿載 ) 前 /后 ,1950/2021kg(空載 ) 外形尺寸 長 *寬 *高， 6990*2025*2740mm 前 /后懸 1135/1920mm 最小離地間隙（后軸） 185mm 座位數(shù) 25+1 最小轉(zhuǎn)彎直徑 發(fā)動機 排量 最大扭矩 343Nm/1400 ～ 1800rpm 最大功率 88kw/2800rpm 變速器 一檔 四檔 二檔 五檔 三檔 倒檔 減速器速比 動力性 最高車速 105km/h 加速性能 0～ 50km 加速時間 15s 最大爬坡度 最大爬坡度 30% 第 19 頁 共 57 頁 基于該傳統(tǒng)中巴客車，同時參 考國內(nèi)當(dāng)前同類現(xiàn)有電動汽車產(chǎn)品，設(shè)計的純電動汽車性能指標(biāo)確定為 : 最高車速 100km/h。p 為微分算子。 dL ， qL 為軸繞組電感 。 （ a） 圓套筒型 （ b） 瓦片型 （ c）扇狀型 圖 凸裝式永磁轉(zhuǎn)子 （ a）嵌入式