【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 動(dòng) 機(jī) 調(diào) 速 控 制 裝 置電 動(dòng) 機(jī) 調(diào) 速 控 制 裝 置 是 為 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 變 速 和 方 向 變 換 等 設(shè) 置 的 ， 其 作 用 是 控制 電 動(dòng) 機(jī) 的 電 壓 或 電 流 ， 完 成 電 動(dòng) 機(jī) 的 驅(qū) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 和 旋 轉(zhuǎn) 方 向 的 控 制 。 早 期 的 電 動(dòng) 汽 車(chē) 上 ， 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 的 調(diào) 速 采 用 串 接 電 阻 或 改 變 電 動(dòng) 機(jī) 磁 場(chǎng) 線(xiàn) 圈的 匝 數(shù) 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 。 因 其 調(diào) 速 是 有 級(jí) 的 ， 且 會(huì) 產(chǎn) 生 附 加 的 能 量 消 耗 或 使 用 電 動(dòng) 機(jī) 的 結(jié)構(gòu) 復(fù) 雜 ， 現(xiàn) 在 已 很 少 采 用 。 目 前 電 動(dòng) 汽 車(chē) 上 應(yīng) 用 較 廣 泛 的 是 晶 閘 管 斬 波 調(diào) 速 ， 通過(guò) 均 勻 地 改 變 電 動(dòng) 機(jī) 的 端 電 壓 ， 控 制 電 動(dòng) 機(jī) 的 電 流 ， 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 電 動(dòng) 機(jī) 的 無(wú) 級(jí) 調(diào) 速 。在 電 子 電 力 技 術(shù) 的 不 斷 發(fā) 展 中 ， 它 也 逐 漸 被 其 他 電 力 晶 體 管 （ 入GTO、 MOSFET、 BTR 及 IGBT 等 ） 斬 波 調(diào) 速 裝 置 所 取 代 。 從 技 術(shù) 的 發(fā) 展 來(lái) 看 ， 伴 隨著 新 型 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 的 應(yīng) 用 ， 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 調(diào) 速 控 制 轉(zhuǎn) 變 為 直 流 逆 變 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 ， 將 成為 必 然 的 趨 勢(shì) 。 在 驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 機(jī) 的 旋 向 變 換 控 制 中 ， 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 依 靠 接 觸 器 改 變 電 樞 或 磁 場(chǎng) 的電 流 方 向 ， 實(shí) 現(xiàn) 電 動(dòng) 機(jī) 的 旋 向 變 換 ， 這 使 得 電 路 復(fù) 雜 、 可 靠 性 降 低 。 當(dāng) 采 用 交 流異 步 電 動(dòng) 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 時(shí) ， 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 向 的 改 變 只 需 變 換 磁 場(chǎng) 三 相 電 流 的 相 序 即 可 ， 可 使控 制 電 路 簡(jiǎn) 化 。 此 外 ， 采 用 交 流 電 動(dòng) 機(jī) 及 其 變 頻 調(diào) 速 控 制 技 術(shù) ， 使 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 制動(dòng) 能 量 回 收 控 制 更 加 方 便 ， 控 制 電 路 更 加 簡(jiǎn) 單 。 傳 動(dòng) 裝 置電 動(dòng) 汽 車(chē) 傳 動(dòng) 裝 置 的 作 用 是 將 電 動(dòng) 機(jī) 的 驅(qū) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 傳 給 汽 車(chē) 的 驅(qū) 動(dòng) 軸 ， 當(dāng) 采 用電 動(dòng) 輪 驅(qū) 動(dòng) 時(shí) ， 傳 動(dòng) 裝 置 的 多 數(shù) 部 件 常 常 可 以 忽 略 。 因 為 電 動(dòng) 機(jī) 可 以 帶 負(fù) 載 啟 動(dòng) ，所 以 電 動(dòng) 汽 車(chē) 上 無(wú) 需 傳 統(tǒng) 內(nèi) 燃 機(jī) 汽 車(chē) 的 離 合 器 。 因 為 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 的 旋 向 可 以 通 過(guò) 電9 / 49路 控 制 實(shí) 現(xiàn) 變 換 ， 所 以 電 動(dòng) 汽 車(chē) 無(wú) 需 內(nèi) 燃 機(jī) 汽 車(chē) 變 速 器 中 的 倒 檔 。 當(dāng) 采 用 電 動(dòng) 機(jī)無(wú) 級(jí) 調(diào) 速 控 制 時(shí) ， 電 動(dòng) 汽 車(chē) 可 以 忽 略 傳 統(tǒng) 汽 車(chē) 的 變 速 器 。 在 采 用 電 動(dòng) 輪 驅(qū) 動(dòng) 時(shí) ，電 動(dòng) 汽 車(chē) 也 可 以 省 略 傳 統(tǒng) 內(nèi) 燃 機(jī) 汽 車(chē) 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 差 速 器 。 行 駛 裝 置行 駛 裝 置 的 作 用 是 將 電 動(dòng) 機(jī) 的 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 通 過(guò) 車(chē) 輪 變 成 對(duì) 地 面 的 作 用 力 ， 驅(qū) 動(dòng)車(chē) 輪 行 走 。 它 同 其 他 汽 車(chē) 的 構(gòu) 成 是 相 同 的 ， 由 車(chē) 輪 、 輪 胎 和 懸 架 等 組 成 。 轉(zhuǎn) 向 裝 置轉(zhuǎn) 向 裝 置 是 為 實(shí) 現(xiàn) 汽 車(chē) 的 轉(zhuǎn) 彎 而 設(shè) 置 的 ， 由 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 、 方 向 盤(pán) 、 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) 和 轉(zhuǎn)向 輪 等 組 成 。 作 用 在 方 向 盤(pán) 上 的 控 制 力 ， 通 過(guò) 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 和 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) 使 轉(zhuǎn) 向 輪 偏 轉(zhuǎn) 一定 的 角 度 ， 實(shí) 現(xiàn) 汽 車(chē) 的 轉(zhuǎn) 向 。 多 數(shù) 電 動(dòng) 汽 車(chē) 為 前 輪 轉(zhuǎn) 向 ， 工 業(yè) 中 用 的 電 動(dòng) 叉 車(chē) 常常 采 用 后 輪 轉(zhuǎn) 向 。 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 轉(zhuǎn) 向 裝 置 有 機(jī) 械 轉(zhuǎn) 向 、 液 壓 轉(zhuǎn) 向 和 液 壓 助 力 轉(zhuǎn) 向 等類(lèi) 型 。 制動(dòng)裝置電動(dòng)汽車(chē)的制動(dòng)裝置同其他汽車(chē)一樣，是為汽車(chē)減速或停車(chē)而設(shè)置的，通常由制動(dòng)器及其操縱裝置組成。在電動(dòng)汽車(chē)上，一般還有電磁制動(dòng)裝置，它可以利用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制電路實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)電運(yùn)行，使減速制動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)換成對(duì)蓄電池充電的電流，從而得到再生利用。工作裝置工作裝置是工業(yè)用電動(dòng)汽車(chē)為完成作業(yè)要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)置的，如電動(dòng)叉車(chē)的起升裝置、門(mén)架、貨叉等。貨叉的起升和門(mén)架的傾斜通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)完成。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的特點(diǎn)是裝備有發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置、機(jī)械式動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、燃油箱、排氣系統(tǒng)等，能量的補(bǔ)充方式為向燃油箱加入燃油，通常無(wú)法回收利用減速和下坡時(shí)的能量。蓄電池電動(dòng)車(chē)與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的最大區(qū)別是動(dòng)力系統(tǒng)的差別，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖如圖所示，動(dòng)力系統(tǒng)的起點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力經(jīng)離合器、變速器、萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)抽、主減速器、差速器和驅(qū)動(dòng)半軸傳至車(chē)輪，其能源來(lái)自燃料箱，燃料可以是柴油、汽油、液化石油氣、天然氣和醇類(lèi)等，用完之后可通過(guò)加油站補(bǔ)充。蓄電池電動(dòng)車(chē)汽車(chē)的最大特點(diǎn)是裝備有蓄電池、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)控制裝置和能源管理系統(tǒng)等，能量的補(bǔ)充方式為充電，可在充電站或停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行，10 / 49充電站使用的充電器多為快速充電器。由于電動(dòng)機(jī)被拖動(dòng)時(shí)，即可發(fā)電，因此蓄電池電動(dòng)汽車(chē)一般都帶有可回收減速和下坡是能量回收（再生）系統(tǒng)。純電動(dòng)汽車(chē)，相對(duì)燃油汽車(chē)而言，主要差別（異）在于四大部件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，調(diào)速控制器、動(dòng)力電池、車(chē)載充電器。相對(duì)于加油站而言，它由公用超快充電站。純電動(dòng)汽車(chē)之品質(zhì)差異取決于這四大部件，其價(jià)值高低也取決于這四大部件的品質(zhì)。純電動(dòng)汽車(chē)的用途也在四大部件的選用配置直接相關(guān)。純電動(dòng)汽車(chē)時(shí)速快慢，和啟動(dòng)速度取決于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率和性能，其續(xù)行里程之長(zhǎng)短取決于車(chē)載動(dòng)力電池容量之大小，車(chē)載動(dòng)力電池之重量取決于選用何種動(dòng)力電池如鉛酸、鋅碳、鋰電池等，它們體積，比重、比功率、比能量、循環(huán)壽命都各異。這取決于制造商對(duì)整車(chē)檔次的定位和用途以及市場(chǎng)界定、市場(chǎng)細(xì)分。純電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)目前有直流有刷、無(wú)刷、有永磁、電磁之分，再有交流步進(jìn)電機(jī)等，它們的選用也與整車(chē)配置、用途、檔次有關(guān)。另外驅(qū)動(dòng)電機(jī)之調(diào)速控制也分有級(jí)調(diào)速和無(wú)級(jí)調(diào)速，有采[1]用電子調(diào)速控制器和不用調(diào)速控制器之分。電動(dòng)機(jī)有輪轂電機(jī)、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)、有單電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)和組合電機(jī)驅(qū)動(dòng)等。電機(jī)及調(diào)速控制器的選用和配制對(duì)整車(chē)檔次和價(jià)位也有影響。公用超快充電站是純電動(dòng)汽車(chē)商業(yè)化的基礎(chǔ)設(shè)施，將它做完善到位了才能使前者暢行無(wú)憂(yōu)，反之則是它的短腿，受其制約和影響，歐洲、美國(guó)電動(dòng)汽之商業(yè)實(shí)踐充分說(shuō)明了這點(diǎn)。我們對(duì)此認(rèn)識(shí)到了，但行動(dòng)不力。另外，充電機(jī)與車(chē)載電池之電纜連接器問(wèn)題必須規(guī)范，形成電池品種、電壓分檔、快慢（功率大?。┲T要素的一致，否則純電動(dòng)汽車(chē)及公用超快充電站無(wú)法有效無(wú)法對(duì)接，這個(gè)產(chǎn)業(yè)目前白紙一張，待我們?nèi)ラ_(kāi)拓，但必須規(guī)劃、設(shè)計(jì)成型后實(shí)施，以免徒勞，以免勞命傷財(cái)。純電動(dòng)汽車(chē)之四大部件及公用充電站之大型充電機(jī)，專(zhuān)用電纜、線(xiàn)纜連接器乃至計(jì)費(fèi)、收費(fèi)系統(tǒng)，這是汽車(chē)行業(yè)新的零部件，沒(méi)它們將是無(wú)米之炊，沒(méi)做到位、不完善則是短腿受其制約。同時(shí)與此相關(guān)的零部件制造商應(yīng)以此形成產(chǎn)業(yè)鏈，共圖發(fā)展。國(guó)家發(fā)政委“新能源汽車(chē)公告管理辦法和實(shí)施細(xì)則”已于 2022 年 11 月 1 日施行。 “城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村農(nóng)用（專(zhuān)用）電動(dòng)汽車(chē)通用技術(shù)條件”也在醞釀過(guò)程中，純電動(dòng)汽車(chē)商業(yè)化在農(nóng)村已經(jīng)初現(xiàn)雛形，我們不該視而不見(jiàn)。 將來(lái)符合國(guó)際和符合市場(chǎng)需求的純電動(dòng)汽車(chē)必定遵守以下幾項(xiàng)：電動(dòng)車(chē)輛研發(fā)制造運(yùn)營(yíng)必須符合國(guó)家各項(xiàng)相關(guān)法規(guī)。整車(chē)、零部件性能必須滿(mǎn)足國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和各項(xiàng)具體要求。電動(dòng)車(chē)輛是以電為能源，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛的，不再產(chǎn)生新的污染，不再產(chǎn)生易燃、易爆之隱患。電動(dòng)車(chē)輛儲(chǔ)能用的電池必須是無(wú)污染、環(huán)保型的。且具有耐久的壽命，具備超快充電（23C 以上電流）的11 / 49功能。車(chē)輛根據(jù)用途確定一次充電之續(xù)行里程，以此裝置夠用電量的電池組，充分利用公用充電站超快充電以延長(zhǎng)續(xù)行里程。電動(dòng)機(jī)組應(yīng)有高效率的能量轉(zhuǎn)換。剎車(chē)、減速之能量的直接利用和回收，力求車(chē)輛之綜合能源利用的高效率。根據(jù)車(chē)輛用途和行駛場(chǎng)合設(shè)定最高車(chē)速，且不得超過(guò)交通法規(guī)的限定值，以合理選擇電動(dòng)機(jī)的功率和配置電池組容量。車(chē)輛駕駛操作，控制簡(jiǎn)單有效、工作可靠，確保行車(chē)安全。機(jī)械、電氣裝置耐用少維修。車(chē)輛運(yùn)營(yíng)之費(fèi)用低廉。以目標(biāo)市場(chǎng)需求為依據(jù)，提供實(shí)用、合適車(chē)型滿(mǎn)足之，力求做到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、功能諸方面的綜合統(tǒng)一。 將來(lái)產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化為用戶(hù)所歡迎的電動(dòng)汽車(chē)，必定符合以下幾點(diǎn)特征：準(zhǔn)確的定位、恰當(dāng)?shù)挠猛?、宜駛的區(qū)域、最佳的效能。合適的車(chē)型、經(jīng)濟(jì)的配置?？煽康男阅堋⒈惝?dāng)?shù)牟倏?。環(huán)保的電池、耐久的壽命、夠用的電量、超快的充電、完善的網(wǎng)絡(luò)、到位的服務(wù)。低廉的費(fèi)用、最少的維修。 純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)介紹技術(shù)概述電動(dòng)汽車(chē)是指以車(chē)載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車(chē)輛。它使用存儲(chǔ)在電池中的電來(lái)發(fā)動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)汽車(chē)時(shí)有時(shí)使用 12或 24 塊電池，有時(shí)則需要更多。 無(wú)污染，噪聲低電動(dòng)汽車(chē)無(wú)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)工作時(shí)產(chǎn)生的廢氣，不產(chǎn)生排氣污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)和空氣的潔凈是十分有益的，幾乎是“零污染” 。眾所周知，內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)廢氣中的CO、HC 及 NOX、微粒、臭氣等污染物形成酸雨酸霧及光化學(xué)煙霧。電動(dòng)汽車(chē)無(wú)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的噪聲，電動(dòng)機(jī)的噪聲也較內(nèi)燃機(jī)小。噪聲對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)、神經(jīng)、心血管、消化、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)也是有危害的。 能源效率高，多樣化電動(dòng)汽車(chē)的研究表明，其能源效率已超過(guò)汽油機(jī)汽車(chē)。特別是在城市運(yùn)行，汽車(chē)走走停停，行駛速度不高，電動(dòng)汽車(chē)更加適宜。電動(dòng)汽車(chē)停止時(shí)不消耗電量，在制動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)可自動(dòng)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)減速時(shí)能量的再利用。有些研究表明，同樣的原油經(jīng)過(guò)粗煉，送至電廠(chǎng)發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，其能量利用效率比經(jīng)過(guò)精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量。 另一方面，電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用可有效地減少對(duì)石油資源的依賴(lài)，可將有限的石油12 / 49用于更重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽(yáng)能、風(fēng)力、潮汐等能源轉(zhuǎn)化。除此之外，如果夜間向蓄電池充電，還可以避開(kāi)用電高峰，有利于電網(wǎng)均衡負(fù)荷，減少費(fèi)用。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便電動(dòng)汽車(chē)較內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)、傳動(dòng)部件少，維修保養(yǎng)工作量小。當(dāng)采用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電機(jī)無(wú)需保養(yǎng)維護(hù)，更重要的是電動(dòng)汽車(chē)易操縱。 動(dòng)力電源使用成本高，續(xù)駛里程短目前電動(dòng)汽車(chē)尚不如內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)技術(shù)完善，尤其是動(dòng)力電源（電池）的壽命短，使用成本高。電池的儲(chǔ)能量小，一次充電后行駛里程不理想，電動(dòng)車(chē)的價(jià)格較貴。但從發(fā)展的角度看，隨著科技的進(jìn)步，投入相應(yīng)的人力物力，電動(dòng)汽車(chē)的問(wèn)題會(huì)逐步得到解決。揚(yáng)長(zhǎng)避短，電動(dòng)汽車(chē)會(huì)逐漸普及，其價(jià)格和使用成本必然會(huì)降低。3 微型純電動(dòng)車(chē)部件選擇與設(shè)計(jì) 微型電動(dòng)車(chē)蓄電池系統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)目前還存在價(jià)格較高、續(xù)駛里程較短、動(dòng)力性能較差等問(wèn)題，而這些問(wèn)題都是和電源技術(shù)密切相關(guān)的。目前制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵因素是動(dòng)力蓄電池不理想，對(duì)于開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)，最重要的就在于開(kāi)發(fā)車(chē)載動(dòng)力電池的競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)電源系統(tǒng)的要求如下:(1) 高的比能量和能量密度；(2) 高的比功率和功率密度；(3) 快速充電和深度放電的能力；(4) 使用壽命長(zhǎng)；(5) 自放電率小, 充電效率高；(6) 安全性能良好, 且成本低廉；(7) 免維修；(8) 對(duì)環(huán)境無(wú)危害, 可回收性好。目前國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)使用的主要是鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池這三類(lèi)。各種主要電動(dòng)車(chē)用蓄電池對(duì)比見(jiàn)表 1。目前能大量生產(chǎn)供應(yīng)的只有鉛蓄電池和鎘鎳蓄電池。由于鎘鎳電池性能價(jià)格比不如鉛蓄電池而且存在鎘污染，性能優(yōu)良的 MHNi 電池有可能13 / 49很快進(jìn)入市場(chǎng)。本文將重點(diǎn)討論鉛蓄電池、MHNi、鋰離子及鈉氯化鎳蓄電池的進(jìn)展情況。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）是唯一可以在性能上與燃油汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)的電池，本文將介紹其最近發(fā)展情況情況。表 1 各種主要電動(dòng)車(chē)用蓄電池對(duì)比能 電池種類(lèi) 比能量 Wh/kg 能量密度 Wh/L 比功率 W/kg 循環(huán)壽命 (次) 價(jià)格 (相對(duì)) 商品化 程度 鉛酸 鎘鎳 MHNi NaNiCl2(ZEBRA) 鋰離子 35 50 65 86 100 90 80 135 132 170 150 200 150 157 300 500 1000 1000 1000 1200 100 500 400 500 1000 大量生產(chǎn) 大量生產(chǎn) 試制 中試 試制 研究顯示，鋰電池將是未來(lái)動(dòng)力電池的發(fā)展方向，鋰離子電池的比容要好于鎳氫電池，具有重量輕、儲(chǔ)能大、功率大、無(wú)污染（也無(wú)二次污染） 、壽命長(zhǎng)、自放電系數(shù)小、溫度適應(yīng)范圍寬泛等優(yōu)點(diǎn)，其壽命也可以比鎳氫電池做得好。因此鋰離子電池逐漸取代鉛和鎳氫電池，成為純電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的核心技術(shù)。雖然目前鋰離子電池成本較高但它在其他方面的優(yōu)越性能較高仍然會(huì)成為今后純電動(dòng)車(chē)蓄電池的主流隨著技術(shù)的不斷發(fā)展成本勢(shì)必會(huì)不斷減小，綜合考慮微型純電動(dòng)車(chē)蓄電池采用鋰離子電池最佳。14 / 49鋰電池工作原理：充電時(shí)鋰離子從氧化物正極晶格脫出，通過(guò)鋰離子傳導(dǎo)的有機(jī)電解液后遷移嵌