【正文】 續(xù)駛里程為 370km，采用高效的大容量磷酸鐵鋰電池技術(shù)， 2 小時(shí)即可充滿，比亞迪也帶來(lái)多款新能源汽車。日本計(jì)劃到 2020年新能源汽車銷售比例將占到新車銷售總量的一半，到 2030年達(dá)到四分之三 [7]。 國(guó)外研究現(xiàn)狀 目前世界很多國(guó)家與企業(yè)都在發(fā)展電動(dòng)汽車，但是研發(fā)重點(diǎn)不盡相同 [3]。 參考文獻(xiàn)： ......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。毫無(wú)疑問(wèn)，純電動(dòng)汽車將使人類文明發(fā)展進(jìn)入更高階段，所以，純電動(dòng)汽車的發(fā)展對(duì)我國(guó)應(yīng)對(duì)環(huán)境污染，能源短缺問(wèn)題有著重大意義。搭載永磁同步電動(dòng)機(jī)的雪鐵龍 CZero 最高時(shí)速可達(dá) 130km/h，續(xù)駛里程160km,使用鋰電池技術(shù)，快速充電模式下半小時(shí)可以充電 80%。 2021 年國(guó)家進(jìn)一步加大對(duì)電動(dòng)汽車的發(fā)展力度，出臺(tái)了《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃》、電動(dòng)汽車“十城千輛”等項(xiàng)目。蓄電池技術(shù)是純電動(dòng)汽車發(fā)展的核心技術(shù)，也是各國(guó)發(fā)展純電動(dòng)車需要攻克的難關(guān)，提高電池比能量、比功率和增加電池循環(huán)使用壽命對(duì)提升電動(dòng)汽 車整車性能有重大意義?？刂破魇钦麄€(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的控制中心，需要接收 加速（減速）踏板傳來(lái)的信號(hào)，然后進(jìn)行處理，將執(zhí)行指令傳遞給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)根據(jù)指令輸出相應(yīng)的功率、扭矩，動(dòng)力通過(guò)主減速器、差速器、半軸傳遞到驅(qū)動(dòng)輪，從而實(shí)現(xiàn)駕駛員的駕駛意圖。充電器是蓄電池獲取外界能源的主要途徑，充電器需要將外界電能轉(zhuǎn)化滿足蓄電池充電要求的制式，而且市場(chǎng)需求的快速充電也是充電器技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。 圖 22 傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式 輪轂電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式：輪轂電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式就是將電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)在驅(qū)動(dòng)輪中，這種驅(qū)動(dòng)模式既節(jié)省了空間又簡(jiǎn)化了傳動(dòng)路徑。圖 25 所示為電動(dòng)機(jī)與車橋平行的布置形式。 （ 3）電動(dòng)機(jī)安全可靠，便于維修。 充電時(shí)間是指電動(dòng)車正常充滿電所需要的時(shí)間，充電時(shí)間越短，技術(shù)要求越高，成本也越高。 爬坡度可以根據(jù)牽引力確定： ? ?gwrt M FFFi ??? (29) writ FFFF ??? (210) 2221 1sin r rr f fdfd ? ????? (211) 式中 ? ? MgFFd wt /?? (212) 電動(dòng)汽車加速度計(jì)算： ? ?rwft fdgMg FFFdtdVa ?????? ? (213) 加速時(shí)間： 14 ?????? V DrtPVa dVAVCMgfriT MdVdtt 0 200 ? ? (214) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)： 22021 MrIiMrI PdW ???? (215) 電動(dòng)汽車在良好路況下正常行駛時(shí)，最大車速阻力： ???????? ?? 2m ax761403600 VACMgfF fDrv (216) 電動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)性 電動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)性是指電動(dòng)汽車電池充滿的情況下，正常行駛的最大距離，其評(píng)價(jià)指標(biāo)為能量消耗率、能量經(jīng)濟(jì)性和比能量消耗率。電動(dòng)汽車使用電動(dòng)機(jī)種類不一，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)主要有以下幾種： 直流電動(dòng)機(jī)：直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電動(dòng)。此外，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制策略有轉(zhuǎn)速控制、矢量控制、變壓變頻控制、效率優(yōu)化控制、自適應(yīng)控制和變級(jí)控制等。永磁同步電機(jī)優(yōu)點(diǎn)是工作轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定，但是其難以控制，技術(shù)要求高，成本也高，并且轉(zhuǎn)矩較無(wú)刷直流電機(jī)小。不同類型蓄電池性能比較如表 31 所示。 鋰離子電池：是一種二次電池（充電電池），它主要依靠 鋰離子 在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。充電需要用專用的充電設(shè)備進(jìn)行充電，充電設(shè)備多種多樣，包括接觸式和感應(yīng)式充電器，根據(jù)汽車需要選擇適合的充電器。主減速比直接影響到整車的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，根據(jù)汽車?yán)碚摻?jīng)驗(yàn)公式可以大致得出主減速比的選擇范圍： 69，本文初選傳動(dòng)比為 i=[13]。水泵揚(yáng)程理論上是可以通過(guò)流體力學(xué)公式計(jì)算出來(lái)的，但是由于設(shè)計(jì)水道復(fù)雜，流量分配難以確定，所以本文水泵揚(yáng)程根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估取為 10m。管帶式散熱器結(jié)構(gòu)如圖 42 所示。 0C） 。 表 44 散熱器參數(shù)表 名稱 規(guī)格（ mm） 寬 X高 X厚 486X300X34 排數(shù) 2 波高 10 波據(jù) 4 水管截面尺寸 管間距 10 翅片厚度 百葉窗寬度 8 百葉窗間距 29 風(fēng)扇和管路材料選擇 在冷卻系統(tǒng)中為了提升散熱器的散熱效果，需要設(shè)計(jì)與冷卻系統(tǒng)匹配的散熱風(fēng)扇，對(duì)散熱風(fēng)扇要求包括：提供足夠的風(fēng)量；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量小、成本低；效率高。計(jì)算電池容量： AhUWC essdod r ??? ? (429) 取 AhC 31? 綜上所述，電池組容量為 31Ah，單體電池?cái)?shù)目為 113塊，最大放電能量為 當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙。 為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不少于 40。這樣，不但減小了齒根圓角半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。取法見(jiàn)圖 45。 膜片聯(lián)軸器彈性元件為一定數(shù)量的多邊形或圓形金屬膜片疊合而成的膜片組，膜片周圍上有沿圓周均布的若干螺栓孔，用較制孔用螺栓交錯(cuò)間隔與兩邊的半聯(lián)軸器相連接。單級(jí)錐齒輪主減速器經(jīng)校核，完全能滿足工作要求，其傳動(dòng)比為 。在各個(gè)零部件符合設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)仿真分析，優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)整體性能。 （ 1）本文設(shè)計(jì)小型電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)形式為電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋組合式。 本文選用四連桿型膜片形式，螺栓數(shù)目為 4，結(jié)構(gòu)如圖 46所示。 本文取 0k =1， mk =， vk =， sk =，從上圖知主動(dòng)錐齒輪 wJ 為 ，從動(dòng)錐齒輪 wJ 為 ，計(jì)算得： 從動(dòng)錐齒輪彎曲強(qiáng)度： M Paw ??? 主動(dòng)錐齒輪彎曲強(qiáng)度： M P aw ??? 計(jì)算應(yīng)力小于許用應(yīng)力所以可靠。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間的減小。 當(dāng)主傳動(dòng) 比主。重合度較大，不僅提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強(qiáng)度提高約 30%。 電池參數(shù)選取 經(jīng)過(guò)計(jì)算選取動(dòng)力電池參數(shù)如表 45 所示。 水管是連接電動(dòng)機(jī)和散熱器的重要部件，對(duì)其要求包括耐熱性好、耐壓性好和具有一定的柔韌性。芯子中冷管分為咬口管和高頻對(duì)焊管，如圖 43所示，本文選用高頻對(duì)焊管。 K））； mt? 為冷卻介質(zhì)對(duì)數(shù)平均溫差（ K） ? ? ? ????????? ???????12211221ln*awawamttttttttt ? (418) 式中 ? 為修正系數(shù)，取 ； 21 ww tt 、 為冷卻液進(jìn)出口溫度； 21 aa tt 、 為空氣進(jìn)出口溫度 CtCt ww ???? 3545 21 CtCt aa ???? 3025 21 則： Ctm ??? 散熱器傳導(dǎo)系數(shù)： accw hhK 11 1 ????? (419) 式中 wh 為熱流體與壁面表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，管內(nèi)液體流速為 ，取 4070W/（ m2 散熱器包括管片式和管帶式兩種。 表 42 電機(jī)參數(shù)表 電機(jī)形式 永磁同步電動(dòng)機(jī) 額定電壓 288V 最大功率 30kw 額定功率 15kw 最大轉(zhuǎn)矩 160N*m 額定轉(zhuǎn)矩 80N*m 最大轉(zhuǎn)速 6500r/min 額定轉(zhuǎn)速 2400r/min 冷卻方式 水冷（流量 8L/min） 質(zhì)量 45kg 電機(jī)控制器： 電機(jī)控制器相關(guān)參數(shù)如表 43所示。 圖 35 電池管理系統(tǒng) 本章小結(jié) 本章重點(diǎn)對(duì)電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù) —— 電動(dòng)機(jī)技術(shù)和蓄電池技術(shù)做了詳細(xì)的 20 介紹，通過(guò)對(duì)比分析各種類型的電動(dòng)機(jī)和蓄電池的性能參數(shù)，結(jié)合實(shí)際需求，最終確定電動(dòng)機(jī)類型為永磁同步電動(dòng)機(jī)，蓄電池類型為鋰離子蓄電池。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。應(yīng)用廣泛，成本低、控制簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，質(zhì)量穩(wěn)定，可靠性高。 圖 34 永磁同步電動(dòng)機(jī)及控制器 18 蓄電池技術(shù) 蓄電池是電動(dòng)汽車唯一的能量提供源，電池蓄電能力對(duì)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程有很大影響，要想續(xù)駛里程遠(yuǎn)，就必須增大蓄電池容量，蓄電池容量越大，體積和質(zhì)量就越 大，導(dǎo)致整車質(zhì)量加重，自身消耗能量增加，使汽車?yán)m(xù)駛里程降低。 17 圖 32 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)及控制器 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī) :開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括功率變換器、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)、控制器和傳感器四部分。直流電動(dòng)機(jī)及控 制器如圖31 所示。 能量經(jīng)濟(jì)性是指電動(dòng)汽車以各種預(yù)定要求所達(dá)到的續(xù)駛里程與動(dòng)力電池再充電到原有狀態(tài)所需要的電能之比。 使用壽命是指在正常工作條件下，電池循環(huán)使用次數(shù)，一般要求為不低于1000 次。 10 電動(dòng)汽車使用的電動(dòng)機(jī)種類較多，各電動(dòng)機(jī)性能特點(diǎn)也不同，如表 21所示列出幾種常用的電動(dòng)機(jī)性能特點(diǎn)比較。電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋垂直布置，選用錐形齒輪主減速器。布置形式如圖 8 23 所示。 電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)布置方案與傳統(tǒng)燃油汽車有很大不同，為了更充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)，需要根據(jù)電動(dòng)汽車的工作環(huán)境及要求合理設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。 圖 21 電動(dòng)汽車系統(tǒng)組成 傳動(dòng)系是動(dòng)力傳遞的重要組成部分，負(fù)責(zé)將電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，制動(dòng)時(shí)動(dòng)力反向傳遞，其結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)比的選擇對(duì)整車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性有重大影響。 研究?jī)?nèi)容 本文研究對(duì)象為小型電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，主要用于城鄉(xiāng)之間的輕型貨物運(yùn)輸，主要研究?jī)?nèi)容為： 通過(guò)查閱文獻(xiàn)和市場(chǎng)調(diào)查了解電動(dòng)汽車的發(fā)展情況，發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，了解市場(chǎng)需求，并且設(shè)計(jì)符合市場(chǎng)需求的電動(dòng)汽車。同年，第二十五屆電動(dòng)汽車大會(huì)在深圳開(kāi)幕，此次是有史以來(lái)最大規(guī)模的電動(dòng)車國(guó)際會(huì)議， 對(duì)我電動(dòng)車發(fā)展起到了推動(dòng)作用 [8]。 日本為發(fā)展電動(dòng)汽車早在 1967 年就成立了日本電動(dòng)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)，后來(lái)制定了《電動(dòng)汽車的開(kāi)發(fā)計(jì)劃》和電動(dòng)汽車生產(chǎn)和保有量目標(biāo) [6]。近幾年，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，同時(shí)世界各國(guó)對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題高度重視，所以電動(dòng)汽車發(fā)展也迎來(lái)新機(jī)遇 [2]。 1 目 錄 1 緒 論 ............................................................. 3 課題目的及意義 .............................................. 3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................. 3 國(guó)外研究現(xiàn)狀 .......................................... 3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 .................