【正文】 automobile industry, and the global total amount of petroleum is limited. After large oil exploitation, we are almost run out of the petroleum in the whole world, which makes the energy crisis a global issue. Besides, environmental pollution is getting worse and worse. Automobile emission is one of the main factor that cause the pollution. As the result, the role of electric vehicle (EV), which is with zero emission, bees more and more countries vigorously develop the new energy automobile and then give birth to the research on EV.The transmission system of EV including: battery,electric motor, controller and other mechanic transmission device. The transmission system is the core technology of EV. This thesis mainly describes the structure and principle of the battery, electric motor, controller and mechanic device of the transmission system of EV.Keyword：EV, transmission system, battery,electric motor, controller2目 錄第1章 電動(dòng)汽車概述 1 1，噪聲低 1，使用方便 1，多樣化 1 1 1 1 2 2 2 2第2章 汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 3 3 3 3（萬(wàn)向傳動(dòng)裝置） 4 4 4 4 5 6第3章 蓄電池 8 8 9 9 10 11 11 12 13 13 15 16 17 18 19 19第4章 電動(dòng)機(jī) 20 20 21 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 22 22 24 26第5章 控制器 30 30 30 30 31 32第6章 電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 34 34 37 37 37 38 39 39 39 40 40第7章 總結(jié)與展望 42參考文獻(xiàn) 43致謝 44III第1章 電動(dòng)汽車概述電動(dòng)汽車(EV)是指那些以各種電池作為動(dòng)力提供源，車輪運(yùn)動(dòng)靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，符合各種國(guó)家、國(guó)際法規(guī)要求的車輛[]。所以其又稱蓄電池電動(dòng)汽車。特魯夫研制的電動(dòng)三輪車，是世界上第一輛電動(dòng)汽車。46第2章 汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 圖21 傳統(tǒng)手動(dòng)擋汽車傳動(dòng)系統(tǒng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩傳遞給車輪，使汽車行駛。其主要應(yīng)用條件：l 汽車變速器末端連接傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸末端連接驅(qū)動(dòng)橋；l 在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋與斷開式驅(qū)動(dòng)橋之間通常用萬(wàn)向傳動(dòng)裝置連接；l 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中。差速器結(jié)如圖22所示。l 固定齒比變速器目前，很多國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車采用固定齒比變速箱，簡(jiǎn)單的說(shuō)，這種變速箱就是一對(duì)齒輪嚙合，傳動(dòng)比是定值，其作用和傳統(tǒng)汽車中的減速器相當(dāng)，減速增距。通常我們知道手動(dòng)變速器具有靈活性的特點(diǎn)，自動(dòng)變速器具有舒適性是特點(diǎn)，自然，雙離合自動(dòng)變速器具有上述兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，與此同時(shí)，最大的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行無(wú)間斷的動(dòng)力輸出?？偟膩?lái)說(shuō)，各有千秋。在公路上，它是一項(xiàng)強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠提高抓地力，在車輛性能、方向穩(wěn)定性、主動(dòng)安全性和操作反饋方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。因此，電池的工作電壓通常在2/3到1倍E0D 范圍內(nèi)。隔板的作用是使正、負(fù)極板之間形成絕緣層，防止其短路。l 放電時(shí)負(fù)極：Pb失2個(gè)電子變成＋2價(jià)的鉛后馬上與電極周圍的SO42－結(jié)合成PbSO4附在電極上。電極式為：PbSO4+鎳氫電池內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生能量，這種電池可以把能量直接轉(zhuǎn)化為電能。h體積功率密度2100W/L模塊質(zhì)量鋰離子電池是由之前的電池改進(jìn)而來(lái)。負(fù)極上活性物質(zhì)也是一種混合物，用碳材料與黏合劑制成的混合物是最佳材料，同時(shí)也要再添加上有機(jī)溶劑調(diào)和制成糊狀，并涂覆在銅基上，也呈薄層狀分布。；l 高能(比能量高)，鋰離子電池比能量已達(dá)到150Wh/kg；l 使用壽命長(zhǎng)，反復(fù)充放電可達(dá)1000次以上；l 無(wú)記憶性，充放電自由，不會(huì)對(duì)電池造成損耗；l 對(duì)環(huán)境無(wú)污染，該電池內(nèi)不存在重金屬污染物，是“綠色電池”；l 可以制造成不同的形狀；l 工作溫度范圍寬。h/kg)7575壽命/年1515產(chǎn)量為10萬(wàn)套/年時(shí)的價(jià)格（美元/套）目標(biāo)值的2到3倍500燃料電池是一種利用可燃?xì)怏w與空氣（氧氣）進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成能量，同時(shí)也是直接把生成的這些能量轉(zhuǎn)化為電能，所以燃料電池的效率很高，通常情況下它的能量轉(zhuǎn)化率能達(dá)到百分之七十到百分之八十。飛輪電池結(jié)構(gòu)里有一個(gè)電動(dòng)機(jī)，在充電的時(shí)候，在外電源的驅(qū)動(dòng)下，這個(gè)電動(dòng)機(jī)以把電能轉(zhuǎn)化為飛輪的動(dòng)能，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)。 圖39 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖一種帶式可變慣性飛輪曾經(jīng)被伊朗Shiraz大學(xué)機(jī)械工程系研制，用于電動(dòng)車，其目的是節(jié)能與系統(tǒng)穩(wěn)定。真空度影響系統(tǒng)效率，是一個(gè)關(guān)鍵因素。在安全條件達(dá)標(biāo)情況下，盡可能提高電壓，這樣做不僅減小電動(dòng)機(jī)的體積，還可以大大降低功率變化器的制造成本；l 小質(zhì)量。m國(guó)防科大4060km/h感應(yīng)電動(dòng)機(jī)下面介紹幾種常用的電動(dòng)機(jī)。換向極：換向極的作用是改善直流電動(dòng)的換向性能，是直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生有害的火花。電樞繞組:把銅線按一定規(guī)律繞制，就制成了電樞繞組，作為直流電動(dòng)機(jī)電路的部分之一，在電樞繞組上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)矩小于電磁轉(zhuǎn)矩的時(shí)候，此時(shí)線圈會(huì)逆時(shí)針進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，圖中（b）是一個(gè)關(guān)鍵位置，當(dāng)電樞轉(zhuǎn)到這個(gè)位置時(shí)，導(dǎo)體cd會(huì)進(jìn)行位置變換，從原來(lái)的S極轉(zhuǎn)到N極下，與此同時(shí)，其受力方向也會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)的受力是從右到左，相同，導(dǎo)體ab也發(fā)生類似cd的變化，其位置轉(zhuǎn)到S極下，它的受力也發(fā)生相反的變化，此時(shí)受力為從左到右，與此同時(shí)，作用在上面的轉(zhuǎn)矩變化為逆時(shí)針?lè)较?，由于受到這個(gè)逆時(shí)針的轉(zhuǎn)矩，線圈也逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。不同的是，產(chǎn)生激磁磁場(chǎng)的部件是轉(zhuǎn)子，不是定子。把這個(gè)位置信息準(zhǔn)確的提供給功率開關(guān)電路，這個(gè)過(guò)程中，會(huì)把轉(zhuǎn)子磁極的位置轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)電信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器，做出相應(yīng)的判斷并且輸出，使定子繞組正確換相。由于電動(dòng)汽車電池能量有限，高效率節(jié)能是很必要的有點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器在工作過(guò)程中會(huì)輸出信號(hào)。定子繞組、定子鐵心、和機(jī)座三部分組成定子部分。同時(shí)還可以起防護(hù)和散熱的作用。轉(zhuǎn)軸用于固定和支撐轉(zhuǎn)子鐵心，并輸出機(jī)械功率。作為閉合繞組的轉(zhuǎn)子繞組，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用下，就產(chǎn)生了感應(yīng)電流。轉(zhuǎn)子速度n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度n1不同，他們之間的差為△n，△n與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1的比值稱為轉(zhuǎn)速差率s：S=n1n/n1開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是最新一代無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，它集成了很多現(xiàn)代高科技，它是無(wú)刷直流調(diào)速系統(tǒng)后而來(lái)，比變頻調(diào)速更加先進(jìn)的電動(dòng)機(jī)。位置檢測(cè)器傳遞位置信號(hào)，電流檢測(cè)器傳遞電流信號(hào)，控制器根據(jù)這些信號(hào)判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置，至于電動(dòng)機(jī)的速度和電流等信息也被接收、分析，最終通過(guò)分析處理，得到最終指令，開始向功率變換器發(fā)出一個(gè)執(zhí)行命令，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)，起到最終的控制作用；l 位置檢測(cè)器；位置檢測(cè)器根據(jù)傳遞來(lái)的信號(hào)分析判斷轉(zhuǎn)子的位置，并且能夠得出轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信息。這兩種是比較典型的應(yīng)用結(jié)構(gòu)。在圖中找到定子和轉(zhuǎn)子所在的位置，如果把現(xiàn)在的這些位置標(biāo)記為起始位置，那么按照D→A→B→C的次序給這些相繞組通電，轉(zhuǎn)子就會(huì)做出相應(yīng)的動(dòng)作，會(huì)與勵(lì)磁順序相反，以逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行連續(xù)旋轉(zhuǎn)；相反的是，若按照B→A→D→C的次序進(jìn)行各相通電，則轉(zhuǎn)子即會(huì)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。圖51所示為日本豐田汽車公司的一款控制器的原理圖。裝有圖中所示控制器的汽車為一款四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車， 該車裝有高低速兩種電機(jī)，通過(guò)配合差速器使用，來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng)，其中前輪裝有低速永磁同步電機(jī)， 后輪則是高速感應(yīng)電機(jī)。完成上述才能實(shí)現(xiàn)對(duì)整車驅(qū)動(dòng)控制和能量?jī)?yōu)化控制，進(jìn)而提供反饋信息。繼電器也需要被驅(qū)動(dòng)，其一端通過(guò)光電隔離器與微控制器相連， 另一端與多個(gè)繼電器相接；l 高速CAN總線接口模塊。通過(guò)離合的作用就是就是隨時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)系，變速箱根據(jù)不同需求提供不同的傳動(dòng)比，改變輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，差速器滿足汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)要求內(nèi)外車輪不同轉(zhuǎn)速的需求。圖64 FG固定速比減速器；M電動(dòng)機(jī)圖64為一種輪驅(qū)動(dòng)形式，前面兩個(gè)車輪各自裝有電動(dòng)機(jī)，這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)取代了機(jī)械差速器，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)各自車輪，在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)控制兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，讓電動(dòng)機(jī)以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，起到轉(zhuǎn)彎時(shí)差速器的作用，省掉了機(jī)械差速器。因?yàn)檫@種技術(shù)把動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置全部整合到輪轂內(nèi)，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)電動(dòng)車輛的其他機(jī)械部分，這是輪轂電機(jī)技術(shù)的一大特點(diǎn)。圖 67 輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)圖外轉(zhuǎn)子型通常使用低速外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，顧名思義，電機(jī)的轉(zhuǎn)速不是很高，通常電機(jī)最高轉(zhuǎn)速僅能達(dá)到1000－1500r/min左右，這樣的輪轂電機(jī)沒(méi)有何減速裝置，車輪的輪轂和電動(dòng)機(jī)外轉(zhuǎn)子鑲嵌一起，制成一個(gè)整體，所以電機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速是相同的。由于每個(gè)車輪都可以由輪轂電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，因此在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，可以使車輛前驅(qū)，也可以是四驅(qū)形式。對(duì)于純電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)，提供剎車助力時(shí)真空泵需要用電能驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，這樣就使本電量不多電池消耗一部分電能，雖然車輛剎車過(guò)程中會(huì)有再生制動(dòng)能回收，但是僅僅是一小部分，如果要使制動(dòng)性能達(dá)標(biāo)，就必須確保萬(wàn)無(wú)一失，消耗一部分電能，在一定程度上影響了電動(dòng)汽車的續(xù)航里程；l 此外，輪轂電機(jī)暴露于外，工作的環(huán)境惡劣，受使用環(huán)境的影響。第一，蓄電池可以平衡發(fā)電機(jī)的輸出功率；第二，蓄電池可以平衡電動(dòng)機(jī)的輸入功率。在這種驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出能量去向分為兩部分，一部分直接通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)輸送到驅(qū)動(dòng)輪，這樣可以使利用率很高，另外的一部分能量用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。隨著新型電動(dòng)機(jī)的研發(fā)，電動(dòng)汽車使用的電動(dòng)機(jī)將越來(lái)越多樣化，從以往的交流感應(yīng)電機(jī)到永磁無(wú)刷直流電機(jī)，再到目前比較先進(jìn)的開關(guān)磁阻電機(jī)，新型電機(jī)必將越來(lái)越多的應(yīng)用在我國(guó)的電動(dòng)汽車行業(yè)；作為汽車運(yùn)用工程專業(yè)的學(xué)生，我們學(xué)到了汽車的專業(yè)知識(shí)，盡管剛開始接觸時(shí)有點(diǎn)陌生，但經(jīng)過(guò)老師和學(xué)生的共同努力，我們順利完成了學(xué)業(yè)，并為以后繼續(xù)從事汽車行業(yè)的工作和學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。續(xù)航里程問(wèn)題一直是純電動(dòng)汽車發(fā)展的一大障礙，所以就目前來(lái)看，在發(fā)展純電動(dòng)汽車的同時(shí)，混合動(dòng)力汽車也將是一個(gè)很重要的產(chǎn)品。使用這種結(jié)構(gòu)的車輛，在低速行駛時(shí)，大多采用串聯(lián)方式進(jìn)行工作；而高速行駛時(shí)，則采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力輸出為主。系統(tǒng)其他結(jié)構(gòu)和之前所述純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)相似，不一一介紹。通常，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車與純電動(dòng)汽車相比有很大區(qū)別，它的組成部件以及布置形式與純電動(dòng)汽車有很大差別，當(dāng)然，其控制系統(tǒng)也需要有不同的控制策略。輪轂電機(jī)技術(shù)的缺點(diǎn)：l 使車輛簧下質(zhì)量和輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大，使車輛操控受到影響。電機(jī)的轉(zhuǎn)速通常高達(dá)10000r/min，這樣的高速是為了使電輪轂電機(jī)獲得較高的功率密度。這輛輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車并在比賽中取得了第一的成績(jī)。電動(dòng)機(jī)和固定速比的行星齒輪減速器安裝在車輪里面。圖62 D差速器；FG固定速比減速器；M電動(dòng)機(jī)圖62為電動(dòng)機(jī)中央驅(qū)動(dòng)形式的一種結(jié)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，沒(méi)有離合器，直接連接固定速比減速器，這里的固定速比減速器就是前面介紹的一種固定齒比變速器。與微控制器相連，把各種數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存；l 信息存儲(chǔ)模塊。 這樣使得控制器具備完善的故障診斷和處理功能。確切的說(shuō)，一般情況前后輪的扭矩是不同的，控制器根據(jù)工況，自動(dòng)分配前后輪扭矩，使兩臺(tái)電機(jī)按照需要進(jìn)行工作，這樣做的目的是使汽車能夠輸出效率最高，能源使用效率最高。這個(gè)控制器接收來(lái)自汽車駕駛員發(fā)出的各種操作信號(hào)，車輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中傳感器發(fā)出的信號(hào)也被控制器接收。此外，從圖48中還可以看出，當(dāng)閉合主開關(guān)器件SS2的時(shí)候，直流電源U與A相繞組相同，并且