【文章內(nèi)容簡介】 汽車公司還相繼推出了ESTIMA混合動(dòng)力汽車和搭載軟混合動(dòng)力系統(tǒng)的CROWN轎車。在普及混合動(dòng)力系統(tǒng)的低燃耗、低排放和改善行駛性方面走在了世界前列，并在美國市場占了主導(dǎo)地位。本田汽車公司開發(fā)的混合動(dòng)力汽車也投放市場，供不應(yīng)求。13產(chǎn)汽車公司也已經(jīng)于2006年向美國市場銷售混合動(dòng)力汽車。日本還設(shè)定了在2010年之前在國內(nèi)普及5萬輛燃料電池汽車的目標(biāo)。美國的三大汽車公司在電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化方面和日本有一定差距，只是小批量生產(chǎn)和銷售純電動(dòng)汽車。通用、已推出3款混合動(dòng)力汽車概念車。法國是最積極研制和推廣電動(dòng)汽車的國家之一。法國政府、法國電力公司、標(biāo)致—雪鐵龍汽車公司和雷諾汽車公司共同承擔(dān)開發(fā)和推廣電動(dòng)汽車的協(xié)議，共同合資組建了電動(dòng)汽車的電池公司。法國標(biāo)致—雪鐵龍汽車公司研發(fā)的電動(dòng)貨車和4座電動(dòng)轎車已投人生產(chǎn)，雷諾汽車公司的電動(dòng)轎車投放在羅切里市試驗(yàn)。1997年，法國電動(dòng)汽車產(chǎn)量達(dá)到2000輛左右。2002年法國政府、電力公司與汽車公司簽訂協(xié)議，在20個(gè)城市推廣電動(dòng)汽車，使全國電動(dòng)汽車保有輛達(dá)到10萬臺。此外，英國生產(chǎn)和使用電動(dòng)汽車已有50年之久，目前全國已擁有40萬輛電動(dòng)車。瑞士為防止環(huán)境污染，在旅游區(qū)只用電動(dòng)汽車。瑞典的VOLVO公司，意大利的菲亞特公司等都不惜投入巨額資金，研發(fā)新一代電動(dòng)汽車，力爭早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。丹麥、奧地利、捷克、匈牙利等也都在開展電動(dòng)汽車的研發(fā)工作。 電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)電動(dòng)汽車一般由車身、底盤、動(dòng)力系統(tǒng)等組成。其車身和底盤與傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)相類似，或者甚至是有所簡化。故電動(dòng)汽車的車身和底盤不是本文討論的重點(diǎn)。而電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車有著根本的不同。傳統(tǒng)汽車由內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力，動(dòng)力從內(nèi)燃機(jī)輸出后，送達(dá)飛輪和離合器，再進(jìn)一步傳遞到傳動(dòng)系，直至驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。而內(nèi)燃機(jī)消耗化石燃料，燃料儲存在油箱之中。但是電動(dòng)汽車使用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，動(dòng)力輸出到傳動(dòng)系后，其過程和傳統(tǒng)車輛相一致，甚至還因?yàn)殡妱?dòng)汽車的相關(guān)特性而有所簡化。電動(dòng)機(jī)的能量來自于動(dòng)力電池。由此可見，電動(dòng)汽車的構(gòu)造相對來說比較簡單。電動(dòng)汽車中的關(guān)鍵技術(shù)便是對控制流程中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)和整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行精確有效的控制，目前這一方面，也是電動(dòng)汽車科研力量的研究重心。圖1 電動(dòng)汽車的控制流程圖 控制器電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系能量管理系統(tǒng)蓄電池輔助動(dòng)力源動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)冷氣和暖氣充電器車輪車輪制動(dòng)踏板加速踏板交流電源方向盤能源系統(tǒng)輔助系統(tǒng)發(fā)展純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)是：它本身不排放污染大氣的有害氣體，即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其它污染物也顯著減少。由于電廠大多建于遠(yuǎn)離人口密集的城市，對人類傷害較少，而且電廠是固定不動(dòng)的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關(guān)技術(shù)。由于電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力等，解除人們對石油資源日見枯竭的擔(dān)心。純電動(dòng)汽車還可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力充電，使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟(jì)效益。有些研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠停俳?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車高。而且電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)簡單，便于維修，相對于傳統(tǒng)汽車來說，有著更大的市場競爭力。因此研發(fā)電動(dòng)汽車不僅有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量，而且市場前景也很廣闊。正是這些優(yōu)點(diǎn)，使電動(dòng)汽車的研究和應(yīng)用成為汽車工業(yè)的一個(gè)“熱點(diǎn)”。　　但是純電動(dòng)汽車業(yè)面臨很多困難。目前蓄電池單位重量儲存的能量太少，還因純電動(dòng)車的電池較貴，又沒形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，故購買價(jià)格較貴，至于使用成本，有些使用結(jié)果比汽車貴，有些結(jié)果僅為汽車的1/3，這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠?、電價(jià)格。對于純電動(dòng)車而言，目前最大的障礙就是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及價(jià)格影響了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，與混合動(dòng)力相比，純電動(dòng)車更需要基礎(chǔ)設(shè)施的配套，而這不是一家企業(yè)能解決的，需要各企業(yè)聯(lián)合起來與當(dāng)?shù)卣块T一起建設(shè)，才會有大規(guī)模推廣的機(jī)會。不僅如此，人們在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，盡管純電動(dòng)汽車的一些基礎(chǔ)技術(shù)，如電動(dòng)機(jī)技術(shù)、電池技術(shù)有著上百年的發(fā)展歷史，而簡單原始的電動(dòng)汽車也有百年左右的發(fā)展歷程。但是當(dāng)我們用現(xiàn)代汽車運(yùn)用眼光審視他們的時(shí)候，并且希望把這些技術(shù)整合到現(xiàn)代的汽車上時(shí)，卻表現(xiàn)一切不盡如人意。而傳統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法，在面對電機(jī)和電池技術(shù)的掣肘時(shí)，也往往一籌莫展。 研究的關(guān)鍵技術(shù)確定傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)匹配首先要考慮：電動(dòng)汽車經(jīng)常行駛在市區(qū)車流密度較大的情況下，行駛速度為30～50km/h左右，故首先考慮去掉傳動(dòng)比小于1的兩個(gè)擋位(四、五擋) ；另一方面，由于電動(dòng)汽車經(jīng)常行駛的路面質(zhì)量較好，很少有起伏不平或較大坡度， 故去掉原變速器的爬坡?lián)?一擋)。那么接下來的工作就是從二、三擋中確定一個(gè)能夠滿足整車技術(shù)要求的擋位。但如果此兩個(gè)擋位都不能滿足要求,則需要重新設(shè)計(jì)該傳動(dòng)比。根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩可以確定電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)力，然后利用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系計(jì)算車速，即可得到合適的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 本研究的意義電動(dòng)汽車的產(chǎn)生式伴隨著當(dāng)今世界越來越嚴(yán)重的能源問題和環(huán)境問題的產(chǎn)生而產(chǎn)生的。一百多年來，以汽車為代表的交通工具加速著人類社會前進(jìn)的步伐，當(dāng)今社會的發(fā)展需要一種解決人類發(fā)展需要和自然環(huán)境制約的方法，而以電動(dòng)汽車作為代表的新能源汽車無疑是最吸引人注意力的途徑之一。筆者通過分析，認(rèn)為電動(dòng)汽車的發(fā)展是汽車工業(yè)必然需求，而電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)和研發(fā)在許多方面挑戰(zhàn)著傳統(tǒng)動(dòng)力汽車的設(shè)計(jì)和研發(fā)方法。對于電動(dòng)汽車的研發(fā)，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用必然要起到更加重要的作用。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要應(yīng)用。本章初步討論了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)研發(fā)過程中的重要作用，以及它給設(shè)計(jì)研發(fā)帶來的重要影響。 本研究的主要內(nèi)容本文結(jié)合微型純電動(dòng)車項(xiàng)目，主要進(jìn)行如下工作：1．論述純電動(dòng)汽車的發(fā)展背景和概況，明確本文研究的目的和意義；2．分析純電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的基本構(gòu)成和布置形式，并研究傳動(dòng)系統(tǒng)的類型、特點(diǎn)、工作特性，電池電機(jī)的工作特性及傳動(dòng)系統(tǒng)特性；3．計(jì)算傳動(dòng)系速比和電機(jī)參數(shù)，及其對整車性能的影響，并選擇一款驅(qū)動(dòng)電機(jī)，建立其仿真模型，獲得傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配在仿真模型中，對動(dòng)力性的影響結(jié)果；4．對純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性進(jìn)行分析，在動(dòng)力性分析過程中，重點(diǎn)分析最高車速、爬坡度和加速性數(shù)據(jù)；以及結(jié)合被選擇電機(jī)的臺架試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析仿真結(jié)果。第二章 電動(dòng)汽車系統(tǒng)的組成 電動(dòng)汽車的基本組成部分采用電能作為車載動(dòng)力源的電動(dòng)車輛，已經(jīng)有100多年歷史了。顯然，電動(dòng)車輛和傳統(tǒng)車輛最顯著的區(qū)別就在于動(dòng)力源裝置的不同，電動(dòng)汽車使用蓄電池電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，取代了內(nèi)燃機(jī)汽車采用的汽油機(jī)、柴油機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。一般來說，電動(dòng)汽車由以下幾個(gè)部分組成： 車載電源在目前的電動(dòng)汽車上，車載動(dòng)力源一般都是各式各樣的蓄電池，利用周期性的充電來補(bǔ)充電能。動(dòng)力電池組是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵裝備，它儲存的電能、質(zhì)量和體積，對電動(dòng)汽車的性能起到?jīng)Q定性的影響。目前，電動(dòng)汽車用電池已經(jīng)經(jīng)過了三代的發(fā)展。第一代電動(dòng)汽車用電池都是鉛酸電池，由于鉛酸電池的比能量和比功率不能滿足電動(dòng)汽車動(dòng)力性能的要求，所以就進(jìn)一步發(fā)展了閥控鉛酸電池、鉛布電池等，使得鉛酸電池的比能量有所提高，仍能夠滿足作為電動(dòng)汽車的電源使用要求。第二代的高能電池有鎳鎘電池、鎳氫電池、鈉硫電池、鋰離子電池等。第二代動(dòng)力電池的比功率和比能量都要比鉛酸電池高出很多，大大提高了電動(dòng)汽車的動(dòng)力性和續(xù)駛里程。但是第二代動(dòng)力電池現(xiàn)在依然是電能化學(xué)能電能的化學(xué)反應(yīng)過程中儲存和供給電能，有一些特殊使用條件和一定的局限性，其中有些高能電池還需要復(fù)雜的電池管理系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，各種電池對充電技術(shù)還有不同的要求。而且第二代電池在使用一定的次數(shù)后會出現(xiàn)老化甚至報(bào)廢的情況，幾乎或者完全喪失充放電能力，并且會造成污染。這無疑又增加了電動(dòng)汽車的使用成本。第三代電池是以燃料電池為主的電池，燃料電池直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，能量轉(zhuǎn)變的效率高，比能量和比功率高。并且燃料電池能量轉(zhuǎn)化過程可以連續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)過程能夠有效地控制，是比較理想的燃料電池電動(dòng)汽車用電池。但是燃料電池的燃料往往有毒有害而且價(jià)格昂貴，需要對車輛進(jìn)行額外的設(shè)計(jì)，增加了設(shè)計(jì)和制造成本。除此以外，飛輪儲能器、超級電容也是常見的電動(dòng)汽車車載動(dòng)力源。飛輪儲能器是電能機(jī)械能電能轉(zhuǎn)換裝置，可以瞬間輸出很高的功率。而超級電容具備了電能電位能電能轉(zhuǎn)換的能力，而且其充放電時(shí)間比起傳統(tǒng)電池來說有很大的提高。以上種種裝置都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，但是綜合現(xiàn)有技術(shù)條件以及相關(guān)技術(shù)的成本，現(xiàn)代電動(dòng)汽車普遍使用先進(jìn)的高能電池作為其動(dòng)力源。本文討論的對象也是使用高能鋰電池作為動(dòng)力源的電動(dòng)汽車。 電池管理系統(tǒng)對動(dòng)力電池組的管理包括：對動(dòng)力電池組的充電與放電時(shí)的電流、電壓、放電深度、再生制動(dòng)反饋的電流、電池的自放電率、電池溫度等進(jìn)行控制。因?yàn)閭€(gè)別的蓄電池性能變化后，影響到整個(gè)動(dòng)力電池組的性能，用蓄電池管理系統(tǒng)對整個(gè)動(dòng)力電池組和動(dòng)力電池組中的每一個(gè)單體電池進(jìn)行控制，保持各個(gè)電池間的一致性，還要建立動(dòng)力電池組的維護(hù)系統(tǒng)，來保證電動(dòng)汽車的正常運(yùn)行。由于充放電性能對電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的性能表現(xiàn)有著重要的影響，所以電動(dòng)汽車動(dòng)力電池對充電時(shí)的電壓和電流都有一定的要求。因此高效率的充電裝置和快速充電裝置也是電動(dòng)汽車使用時(shí)必須的輔助設(shè)備。一般常見的充電裝置有地面充電器、車載充電器、接觸式充電器和感應(yīng)式充電器等。電池充電系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、維修系統(tǒng)和再生制動(dòng)能量的回收等，是一個(gè)全新的系統(tǒng)工程。因其是保證電動(dòng)汽車能夠安全穩(wěn)定工作的必要條件，所以其重要性必不亞于電動(dòng)汽車本身。如何建立充電站系統(tǒng)，使電動(dòng)汽車的充電能夠像內(nèi)燃機(jī)汽車加油站那樣方便、那樣普及。與此同時(shí)，還應(yīng)該建立蓄電池回收和報(bào)廢工廠，使電動(dòng)汽車廢舊電池對環(huán)境的污染降到最低。 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車的動(dòng)力裝置，這是電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)汽車最根本的區(qū)別。現(xiàn)代電動(dòng)汽車一般使用的是交流電機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)或者是開關(guān)磁阻電機(jī)。由于電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)使用再生制動(dòng)，一般可以回收10%~15%的能量。再生制動(dòng)能量是電動(dòng)汽車節(jié)能和延長續(xù)駛里程的重要措施之一。再生制動(dòng)顯然不可能在內(nèi)燃機(jī)汽車上實(shí)現(xiàn)。在電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)中，還保留著常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)和ABS，以保證車輛在緊急制動(dòng)時(shí)，有可靠的制動(dòng)性能。電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共同組成，隨著電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)形式的不同，采用了不同的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有電動(dòng)輪方案（輪邊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）和差速半軸方案（集中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）兩種方案。蓄電池速度給定PDRN制動(dòng)（踏板）電機(jī)控制器電動(dòng)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)輪圖2 差速半軸方案蓄電池速度給定PDRN制動(dòng)（踏板）電機(jī)控制器左電動(dòng)輪右電動(dòng)輪圖3 電動(dòng)輪方案電動(dòng)輪方案是采用多電機(jī)，將電機(jī)裝配于車輪上，或者和輪邊減速器相配合。差速半軸方案采用單電機(jī)系統(tǒng)，其動(dòng)力布置方案和傳統(tǒng)汽車相一致，即電動(dòng)機(jī)輸出扭矩，通過變速裝置傳輸?shù)讲钏倨魃希钏倨髟偻ㄟ^半軸傳輸?shù)捷喩?。電?dòng)輪技術(shù)可以減小電動(dòng)機(jī)的直徑，便于在電動(dòng)汽車底盤下部布置，能夠減輕電動(dòng)車輛的簧載質(zhì)量。輪轂電機(jī)的出現(xiàn)改變了汽車的傳動(dòng)形式，每個(gè)車輪都是由獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，這與內(nèi)燃機(jī)汽車有著截然的不同。任何一種電機(jī)都可以根據(jù)需求組成電動(dòng)輪系統(tǒng)或差速半軸系統(tǒng)。 控制技術(shù)對于廣大汽車使用者來說，加速踏板、方向盤、制動(dòng)踏板等操縱裝置是非常熟悉的，電動(dòng)汽車也應(yīng)當(dāng)繼承和尊重這一習(xí)慣。通過各種踏板和控制手柄，將踏板和手柄的位移信號轉(zhuǎn)化成電信號，輸入中央控制器，通過電動(dòng)汽車控制模塊來控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)主要是對于動(dòng)力電池組的管理和對電動(dòng)機(jī)的控制，隨著車輛行駛工況的變化。而引起的電動(dòng)機(jī)輸出功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化，必然引起動(dòng)力電池組的電壓電流的改變。通常采用電壓表、電流表、電功率表、轉(zhuǎn)速表和溫度表等儀表來顯示。特別是對動(dòng)力電池組剩余電量和聲譽(yù)續(xù)駛里程的顯示有重要的意義。由于電動(dòng)汽車的高度電氣化，因此更加有條件實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化和采用自動(dòng)化的控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)，一般用中央控制器中的計(jì)算機(jī)來進(jìn)行控制和管理。另外，控制系統(tǒng)還包括整車低壓系統(tǒng)的電子和電器裝置?，F(xiàn)代化的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和雷達(dá)防撞系統(tǒng)。現(xiàn)代控制理論在電動(dòng)汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。電動(dòng)汽車除裝備現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)汽車的一些先進(jìn)的電子設(shè)備外，電動(dòng)輪、四輪轉(zhuǎn)向、再生制動(dòng)和太陽能的利用等，都可以在電動(dòng)汽車上有其獨(dú)特的作用。 車身及底盤電動(dòng)汽車已經(jīng)具有各種車型，包括電動(dòng)轎車、電動(dòng)客車（微型、小型、中型和大型）、電動(dòng)貨車（微型、小型、中型和大型）及其他改裝的電動(dòng)車輛。為適應(yīng)城市、家庭、學(xué)校和服務(wù)行業(yè)的需要，電動(dòng)汽車的車身造型，特別是微型電動(dòng)轎車，已經(jīng)有了多種多樣、豐富多彩的造型。電動(dòng)汽車的車身造型特別重視流線型，使得電動(dòng)汽車的造型更加具有特色，更加的豐富多彩。也使得電動(dòng)汽車的車身的空氣阻力系數(shù)大大的降低了。電動(dòng)汽車大多采用復(fù)合材料來制造車身結(jié)構(gòu)和車身內(nèi)飾，有的豪華氣派，有的簡單實(shí)用，并且更加輕盈且美觀。由于動(dòng)力電池組的質(zhì)量大和動(dòng)力電池組的占據(jù)的空間也很大，為減輕電動(dòng)汽車的整車質(zhì)量和體積，采用輕質(zhì)材料、碳纖維增強(qiáng)樹脂和復(fù)合材料等制造車身和底盤部分的總成，并且采用三維擠壓成型工藝，制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量小、強(qiáng)度大和裝卸動(dòng)力電池組方便的車價(jià)，補(bǔ)償因的裝備動(dòng)力電池組而增加的負(fù)載。在底盤的布置上還要有足夠的空間存放動(dòng)力電池組，并且要求線路連接方便，充電方便，檢查方便和裝卸方便。能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力電池組的整體機(jī)械化裝卸。這就要求在電動(dòng)汽車的底盤的布置上，打破傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車底盤布置模式，加大承載空間的跨度和承載結(jié)構(gòu)件的剛度，并且充分考慮防止動(dòng)力電池組滲出的酸或堿液對底盤結(jié)構(gòu)件的腐蝕侵害。在電動(dòng)汽車上采用滾動(dòng)阻力小的子午線輪胎，使得電動(dòng)汽車的滾動(dòng)阻力大大地降低。 安全保護(hù)系統(tǒng)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池組具有96~312V的高壓直流電，人身觸電時(shí)會造成致命的危險(xiǎn)。因此必須設(shè)置安全保護(hù)系統(tǒng)，確保駕駛員、乘員和維修人員在駕駛、乘坐和維修時(shí)的安全。另外在撞車、翻車或線路發(fā)生短路時(shí)，駕駛員能夠迅速地切斷電源，避免發(fā)生火災(zāi)，保護(hù)乘員的安全，同時(shí)還需要注意防止電池中的電解液溢出對乘員造成的傷害。電動(dòng)汽車必須裝備電氣裝置的故障自動(dòng)檢測系統(tǒng)和故障報(bào)警系統(tǒng)，在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)控制電動(dòng)汽車不能啟動(dòng)等，及時(shí)防止事故的發(fā)生。 本章小結(jié)本章詳細(xì)討論了電動(dòng)汽車的各個(gè)組成部分的構(gòu)成，以及整個(gè)系統(tǒng)的整合。電動(dòng)汽車主要由5大系統(tǒng)組成，即為車載電源、電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、車身及底盤、安全保護(hù)系統(tǒng)。電動(dòng)汽車的車身底盤和傳統(tǒng)動(dòng)力汽車大同小異，可以利用現(xiàn)有汽車技術(shù)，以節(jié)約研發(fā)成本和研發(fā)時(shí)間。但是電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車完全不同，其中如電池管理系統(tǒng)這樣的系統(tǒng)，在傳統(tǒng)汽車技術(shù)中是不可能出現(xiàn)的。而在電動(dòng)汽車中，這些系統(tǒng)又是不可缺少的重要組成部分。本章對于電動(dòng)汽車必須的5大系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡的闡述，對于電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)研發(fā)，有一定的綜合指導(dǎo)作用。第三章 電動(dòng)汽車傳統(tǒng)系一般來說，電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)有兩種驅(qū)動(dòng)方式——差速半軸設(shè)計(jì)和電動(dòng)輪設(shè)計(jì)。3. 1差速半軸設(shè)計(jì)方案差速半軸設(shè)計(jì)方案和傳統(tǒng)汽車的傳動(dòng)系是基本類似的。動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)傳出后，或經(jīng)過變速器、及減速器減速增扭，然后通過差速器分配到左右半軸上面并傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上。采用此種方案的電動(dòng)汽車，其控制方式和傳統(tǒng)汽車是一致的。電動(dòng)機(jī)控制器接受速度給定（踏板）信號、制動(dòng)（踏板）信號、PDRN信號，控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過機(jī)械傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)左右車輪。而在轉(zhuǎn)向時(shí)，左右兩側(cè)車輪不等速，則是靠差速器和半軸實(shí)現(xiàn)的。顯然，和傳統(tǒng)汽車相一致的技術(shù)，能夠保證車輛的成熟安全可靠，對于研發(fā)和制造成本的控制也很有幫助。圖4 差速半軸方案3. 2電動(dòng)輪設(shè)計(jì)方案該設(shè)計(jì)方案比較新穎，因?yàn)樗∠藗鹘y(tǒng)汽車上必然存在的差速器和半軸，取而代之的是將電動(dòng)機(jī)直接和車輪連接，并且是單一驅(qū)動(dòng)輪對應(yīng)單一電動(dòng)機(jī)。實(shí)際上，我們常見的電動(dòng)自行車，一般都是采用這樣的動(dòng)力布置，即采用輪轂電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，而不經(jīng)過其他機(jī)械裝置的傳動(dòng)。圖5 電動(dòng)輪方案在這樣的設(shè)計(jì)方案中，我們顯然不需要也不可能擁有機(jī)械的差速裝置，取而代之的是電子差速技術(shù)。即在汽車左右兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不等時(shí)，該方案使用電子差速代替機(jī)械差速功能，需要把轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號送到電動(dòng)機(jī)控制器，以此來控制兩側(cè)電動(dòng)輪的速度和滾過的距離。汽車直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角為，兩側(cè)電動(dòng)輪等速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角為，電動(dòng)機(jī)調(diào)速器根據(jù)的大小控制兩個(gè)電動(dòng)輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)。此方案機(jī)械傳動(dòng)裝置的體積與質(zhì)量大大減小，效率顯著提高，通過控制模塊對電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩的控制，而達(dá)到車輪不打滑不抱死的目的，以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)差速器的作用。這樣的電子差速系統(tǒng)，精簡了車身結(jié)構(gòu)，減低了車身質(zhì)量，效率顯著提高。但是由于控制系統(tǒng)變得復(fù)雜，增加了設(shè)計(jì)時(shí)的難度。不過由于是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)輪方案對于電機(jī)的要求倒是比差速半軸方案有所降低，可以降低電機(jī)的研發(fā)成本。而電機(jī)數(shù)量的增多和控制模塊的復(fù)雜化，也必然增加了制造成本，不利于電動(dòng)汽車的市場表現(xiàn)。 動(dòng)力傳動(dòng)方案的選擇根據(jù)整車基本參數(shù)要求，綜合考慮市面上可選擇的電機(jī)和電池的性能表現(xiàn)，我們認(rèn)為該型電動(dòng)車可采用固定減速比的傳動(dòng)方式。即電機(jī)動(dòng)力輸出后，直接到達(dá)減速器，或通過差速器和車軸，傳送到車輪上。實(shí)踐證明，使用固定減速比的該型電動(dòng)汽車的確可以通過對減速比和動(dòng)力配置的優(yōu)化選擇，滿足動(dòng)力性要求。本文第四章的相關(guān)計(jì)算也證明了我們的選擇是切合實(shí)際的，仿真結(jié)果也印證了這個(gè)結(jié)論。電動(dòng)輪技術(shù)是現(xiàn)在頗受關(guān)注的傳動(dòng)方式。它把電動(dòng)機(jī)直接耦合或者通過單級減速裝置耦合到車輪上，不需要車軸和差速裝置。如若電動(dòng)