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正文內(nèi)容

電動汽車故障診斷與分析畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)

2024-07-24 15:57 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ,同年7月美國電力研究院參加了美國先進電池聯(lián)合體。1992年美國電力研究院、克萊斯勒公司與南加州愛迪生公司共同開發(fā)50輛電動貨車。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,美國1995年有190家電動汽車生產(chǎn)企業(yè),共有電動汽車2000多輛。到2040年。 屆時美國輕型車耗油量將減少75%,基本擺脫對進口石油的依賴。爭取到2020年,全美擁有電動汽車1400萬輛,近1/4的輕型車為純電動汽車或插入式混合動力汽車。日本:日本政府一直很重視電動汽車的發(fā)展,很早就對電動汽車的發(fā)展做出了具體的布置和計劃。1991年通產(chǎn)省制定了“第3屆電動汽車普及計劃”,用于推動電動汽車的普及與應(yīng)用。東京電力公司1988年聯(lián)合日本電池公司共同開發(fā)“Iza”電動汽車,體現(xiàn)了當(dāng)時最新技術(shù)水平:空載量1573kg,裝有288V鎳鎘電池,4臺直流無刷電機,輸出功率為100kW,最高車速176km/h,每次充電后可以40km/h行駛548km。日產(chǎn)公司研制成功薄而輕的鎳鎘電池,用一組超薄電極配以高濃度溶液,散熱性能好、質(zhì)量輕、充電時問短,6min可充至40%的額定容量,15min完全充滿。該電池己在日產(chǎn)公司的未來型電動車(FEV)上使用,該車一次充電后,能以72km/h的速度行駛160km。1976~1991年日本犬發(fā)公司生產(chǎn)各種電動車輛6253輛,成為擁有電動面包車生產(chǎn)線的唯一廠家,1993年已生產(chǎn)和銷售1300輛電動面包車。目前,日產(chǎn)汽車公司約在全國設(shè)置了200座充電站,三菱汽車公司約在全國700家店鋪設(shè)置了充電器,兩家公司已經(jīng)達成協(xié)議,電動汽車可共享設(shè)在全國各地的900座充電設(shè)備,到2020年,政府計劃設(shè)置5000處充電設(shè)施。 歐洲:法國的標致一雪鐵龍與雷諾2大汽車公司一直在積極研制電動汽車,1990年J5和C25電動貨車投入生產(chǎn),1995年標致106和雪鐵龍AX電動車投入生產(chǎn)。1972年德國歐寶公司開始研制電動汽車,1981年與ABB公司合作改裝電動轎車。20世紀80年代初期奔馳生產(chǎn)電動大客車。奔馳公司1997年9月,在法蘭克福汽車展覽會上推出一款燃料電漣電動汽車,該車在奔馳A級轎車基礎(chǔ)上改裝而成,裝有燃料轉(zhuǎn)換裝置,可使用甲醇為燃料。1990年意大利菲亞特汽車公司開始生產(chǎn)電動汽車,滿載質(zhì)量為133kg,車速為70km/h,行駛里程為100km。英國匡際汽車設(shè)計公司(IAO)從1979年開始研制電動汽車。1991年克羅德里蓄電池公司投資建立電動汽車生產(chǎn)集團,研制成MOL C3型混合驅(qū)動電動汽車,行程130km。其他國家和地區(qū)如瑞士、瑞典、丹麥、奧地利、捷克、匈牙利、俄羅斯、澳大利亞、墨西哥等都已開展和研制電動汽車。2009年8月19日,德國政府頒布了《國家電動汽車發(fā)展計劃》,目標是到2020年使德國擁有100萬輛電動汽車。以色列Project Better Place公司將在全國范圍內(nèi)建立一個擁有50萬個充電站的巨型充電網(wǎng)絡(luò)。以色列希望通過推廣電動汽車,到2020年削減至少25%的石油進口量。 2電動汽車動力系統(tǒng)設(shè)計方案增程式電動汽車(Extended Range Electric Vehicle)是一種特殊的電動汽車,蓄電池和內(nèi)燃機作為驅(qū)動裝置的動力源,分割了用電與用油的時間。電能是驅(qū)動增程式電動汽車的主要能源,汽油則是它的備用能源,只有當(dāng)蓄電池電能不足時,內(nèi)燃機才開始工作為驅(qū)動裝置提供驅(qū)動力,驅(qū)動車輛繼續(xù)行駛,增加汽車行駛里程,使其能夠到達可以充電或加油的地點,不會出現(xiàn)拋錨現(xiàn)象,這也是“增程式電動汽車”(Extended Range Electric Vehicle)名稱的由來。當(dāng)蓄電池有足夠電量時,增程式電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的動力全部來源于蓄電池,在一定的行駛距離范圍內(nèi),增程式電動汽車的行駛完全依靠蓄電池提供時動力來完成,實現(xiàn)“零油耗、零排放”,相當(dāng)于使用純電動汽車。而在超出一定行駛距離、蓄電池的能量耗盡的情況下,內(nèi)燃機就自動接通為增程式電動汽車驅(qū)動組件提供動力,延長它的行駛里程,從而使車輛能夠到達充電站或加油站。增程式電動汽車的蓄電池和動力推進系統(tǒng)經(jīng)過精準的設(shè)置,可以使車輛在由蓄電池提供足夠的電能的時候,不需要發(fā)動機進行工作來產(chǎn)生額外的動力。在由蓄電池驅(qū)動車輛時,可以保證車輛順利實現(xiàn)加速、最高時速以及爬坡等各種性能;當(dāng)由內(nèi)燃機提供動力時,增程式電動汽車能夠滿足基本的車輛行駛要求。增程式電動汽車主要由蓄電池驅(qū)動,具備純電動汽車的低噪聲、零排放、綜合利用能源、行駛成本低等特點。有的電動汽車工作在純電動模式下,如比亞迪e6是比亞迪最新自主研發(fā)的純電動汽車,具備環(huán)保、節(jié)能、安全和良好的動力,續(xù)駛里程可以達到400 km,為同類車型之冠。但是,如果它在行駛途中蓄電池電能突然耗盡,駕駛者將對此束手無策。而增程式電動汽車有汽油作為備用能源,不依賴于專業(yè)的充電站,駕駛者可以安心從容地駕駛。有的混合動力電動汽車以弱混合的模式工作,如奇瑞A5 BSG(Belt Driven Starter Generator)是一款具備怠速停機和啟動功能(STOP—START)的弱混合動力汽車。當(dāng)汽車遇到紅燈或堵車時,發(fā)動機暫停工作;當(dāng)車輛識別到駕駛員有起步意圖時,系統(tǒng)通過BSG系統(tǒng)快速地啟動發(fā)動機,消除了發(fā)動機在怠速工作時的油耗、排放和噪聲??梢娙趸旌蟿恿ζ囌P旭倳r相當(dāng)于普通燃油汽車,而增程式電動汽車在蓄電池有足夠電能的時候行駛相當(dāng)于純電動汽車。相比之下,增程式電動汽車具有更好的環(huán)保效果。有的混合動力電動汽車以強混合的模式工作,如豐田普銳斯在怠速時自動停止內(nèi)燃機,減少能量浪費;在需要最大功率輸出時內(nèi)燃機和電動機同時出力,一方面滿足了最大功率輸出,另一方面避免了內(nèi)燃機進入高轉(zhuǎn)速、高污染、低效率的區(qū)間工作;在需要較小功率輸出時,內(nèi)燃機可以給蓄電池充電;在平緩制動時,通過控制系統(tǒng)也可以給蓄電池充電??傊@種混合動力工作模式能使內(nèi)燃機始終工作在高效區(qū),而能耗和污染很低,當(dāng)然這是以高昂的成本為代價的。與上述強混合模式的混合動力電動汽車相比,增程式電動汽車結(jié)構(gòu)簡單,主要由蓄電池驅(qū)動,加上一個小型內(nèi)燃機,其造價要低得多。 與燃油汽車相比,電動汽車的結(jié)構(gòu)特點是靈活的,這種靈活性源于電動汽車具有以下幾個獨特的特點:首先,電動汽車的能量主要是通過柔性的電線而不是通過剛性聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)軸傳遞的,因此,電動汽車各部件的布置具有很大的靈活性;其次,電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置不同(如獨立的四輪驅(qū)動系統(tǒng)和輪轂電動機驅(qū)動系統(tǒng)等)會使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)區(qū)別很大,采用不同類型的電動機(如直流電動機和交流電動機)會影響到電動汽車的質(zhì)量、尺寸和形狀;不同類型的儲能裝置(如蓄電池和燃料電池)也會影響電動汽車的質(zhì)量、尺寸及形狀。另外,不同的補充能源裝置具有不同的硬件和機構(gòu),例如蓄電池可通過感應(yīng)式和接觸式的充電機充電,或者采用替換蓄電池的方式,將替換下來的蓄電池再進行集中充電。如圖5所示,電動汽車系統(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)。其中,電力驅(qū)動子系統(tǒng)又由電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、電動機、機械傳動裝置和驅(qū)動車輪組成;主能源子系統(tǒng)由主電源、電能管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)構(gòu)成;輔助控制子系統(tǒng)具有動力轉(zhuǎn)向、溫度控制和輔助動力供給等功能。根據(jù)制動踏板和加速踏板輸入的信號,電子控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令來控制功率轉(zhuǎn)換器的功率裝置的通斷,功率轉(zhuǎn)換器的功能是調(diào)節(jié)電動機和電源之間的功率流。當(dāng)電動汽車制動時,再生制動的動能被電源吸收,此時功率流的方向要反向。能量管理系統(tǒng)和電控系統(tǒng)一起控制再生制動及其能量的回收,能量管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)一同控制充電并監(jiān)測電源的使用情況。輔助動力源供給電動汽車輔助系統(tǒng)不同等級電壓并提供必要的動力,它主要給動力轉(zhuǎn)向、空調(diào)、制動及其它輔助裝置提供動力。除了從制動踏板和加速踏板給電動汽車輸入信號外,轉(zhuǎn)向盤也是一個很重要的輸入信號,動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的角位置來決定汽車靈活地轉(zhuǎn)向。現(xiàn)代電動汽車很多采用三相交流感應(yīng)電動機,相應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換器采用脈寬調(diào)制逆變器,機械變速傳動系統(tǒng)一般采用固定速比的減速器或變速器與差速器。鎳氫電池也是被電動汽車廣泛采用的一種典型的動力能源,相應(yīng)的能源補充系統(tǒng)就是充電器?,F(xiàn)代電動汽車很多采用三相交流感應(yīng)電動機,相應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換器采用脈寬調(diào)制逆變器,圖2 電動汽車基本結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代電動汽車很多采用三相交流感應(yīng)電動機,相應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換器采用脈寬調(diào)制逆變器,機械變速傳動系統(tǒng)一般采用固定速比的減速器或變速器與差速器。典型的結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。鎳氫電池也是被電動汽車廣泛采用的一種典型的動力能源,相應(yīng)的能源補充系統(tǒng)就是充電器。 電動汽車具有高效、節(jié)能、低噪聲、零排放等顯著優(yōu)點,在環(huán)保和節(jié)能方面具有不可比擬的優(yōu)勢。但由于目前蓄電池儲能有限,純電動汽車存在一次充電后續(xù)駛里程短的問題??紤]采用在純電動汽車上加裝一個增程器(RangeExtender)的方法來增加純電動汽車的續(xù)駛里程。 采用不同的電力驅(qū)動系統(tǒng)可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)形式的電動汽車。根據(jù)電力驅(qū)動系統(tǒng)的不同,電動汽車分為6種,如圖3所示。a)圖3a所示的這種結(jié)構(gòu)與發(fā)動機橫向后置、后輪驅(qū)動的燃油汽車的布置方式類似,它把電動機、固定速比減速器和差速器集成為一個整體,兩根半軸連接驅(qū)動車輪,這種結(jié)構(gòu)在小型電動汽車上應(yīng)用最普遍。圖3電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式a) 電動機后置式 b)雙電機式 c)前置固定速比減速器式
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