【文章內(nèi)容簡介】 rformance. Analysis various factors which effect maximum grade ability, maximum speed, driving range. Propose good measures and methods which can to greatly improve the dynamic performance of electric vehicles. Further discussion on the determination of main parameters, select and design a practical EV power train suggestion.Key words EV transmission powertrain matching Cruise simulation 第一章 緒論 引言由于經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，我國對能源的需求急速增長。2011年2月25日，我國能量研究會公布，去年，同比增長了6%，中國已成為全球第一能源消費(fèi)大國。中國能源研究會預(yù)測，我國能源需求將繼續(xù)增長，這將進(jìn)一步推動能源價(jià)格的普遍上漲。此外，國際油價(jià)一路上漲。去年我國原油全年平均進(jìn)口油價(jià)為每桶61美元，相當(dāng)于每天支付4億美元進(jìn)口原油。最近，倫敦市場上布倫特原油期貨價(jià)格達(dá)到113美元/桶以上，比調(diào)價(jià)時(shí)的102美元/桶，漲了10%左右；紐約市場上原油期貨價(jià)格也比調(diào)價(jià)時(shí)上漲了超過10%。如果國際油價(jià)上漲10%，就相當(dāng)于今年每天進(jìn)口石油需花費(fèi)5億6億美元，相比調(diào)價(jià)前每天多花5000多萬美元。交通運(yùn)輸是目前我國能源消耗最大，也是能源消耗增長最快的行業(yè)之一。與此同時(shí)，交通所造成的污染日趨嚴(yán)重。汽車尾氣排放已成為我國各大中城市污染的主要來源之一，交通所造成的污染越來越影響到人們的生活質(zhì)量。因此，降低能源消耗、減少環(huán)境污染，以保持交通運(yùn)輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展，已成為我國交通運(yùn)輸業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的首要任務(wù)。純電動汽車作為“綠色的交通工具”，它的投入運(yùn)行不僅對緩解能源危機(jī)以及環(huán)境問題有著重要的作用，對于我國自身相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及我國汽車業(yè)在國際中的地位也有著及其重要的意義。 國內(nèi)外電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀 國外電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀 世界各國著名的汽車廠商都在加緊研制各類電動汽車，并且取得了一定程度的進(jìn)展和突破?，F(xiàn)代電動汽車一般可分為四類：純電動汽車（PEV）、混合動力電動汽車（HEV）、燃料電池電動汽車（FCEV）、外接充電式混合動力電動汽車（PHEV）。 美國一直致力于提高乙醇以及生物柴油等可再生資源使用量，同時(shí)，美國政府也鼓勵(lì)以混合動力車為代表的其他新能源汽車的使用。美國的混合動力汽車在2004年前后進(jìn)入商業(yè)化推廣階段。規(guī)定消費(fèi)者購買通用汽車、福特、豐田、日產(chǎn)等公司生產(chǎn)的符合條件的混合動力車，可以享受到稅款抵免優(yōu)惠。推動新能源汽車發(fā)展是奧巴馬政府能源政策的組成部分希望通過發(fā)展和利用新能源，使美國擺脫對海外石油的過度依賴。奧巴馬總統(tǒng)上任后，美國通過制定進(jìn)一步嚴(yán)格的汽車燃油排放標(biāo)準(zhǔn)和新能源汽車政策，以及通過政府采購節(jié)能汽車，消費(fèi)者購買節(jié)能汽車減稅，設(shè)立新能源汽車的政府資助項(xiàng)目，投資促進(jìn)新能源汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等策略，美國政府進(jìn)一步推動汽車產(chǎn)品朝著“小型化”和“低能耗”的方向發(fā)展。德國在新能源汽車研發(fā)方面處于世界領(lǐng)先地位。早在2007年，德國政府就已經(jīng)把將電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)，也就是鋰離子電池列入到“高科技戰(zhàn)略”中。2009年8月19號，德國政府又頒布了《國家電動汽車發(fā)展計(jì)劃》，這個(gè)計(jì)劃的目標(biāo)是到2020年使德國擁有100萬輛電動汽車。德國政府希望借助這項(xiàng)計(jì)劃能夠讓德國成為世界電動汽車市場的領(lǐng)軍者。德國在研發(fā)電動汽車和混合燃料車進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)的同時(shí)，也沒有忘記相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。包括大眾、奔馳、寶馬和歐寶在內(nèi)的多家德國汽車巨頭都在積極研發(fā)電動汽車。意大利的汽車工業(yè)也很發(fā)達(dá)，意大利是歐盟國家中在汽車新能源技術(shù)方面比較領(lǐng)先的國家之一。首先，這源自政府采取的一系列激勵(lì)和支持政策，比如為購買環(huán)保新型車的消費(fèi)者提供一定的補(bǔ)貼，這些補(bǔ)貼都可以在報(bào)廢舊車基礎(chǔ)上進(jìn)行累加。在金融危機(jī)和經(jīng)濟(jì)衰退的不利背景下，加大研制開發(fā)新能源汽車產(chǎn)品并取得顯著成績。不僅有菲亞特這樣的大型汽車生產(chǎn)集團(tuán)，一些中型汽車公司或汽車業(yè)界聯(lián)合體也大量涉足新能源汽車的研制與開發(fā)。日本異常重視新能源汽車的開發(fā)。日本混合動力車已形成產(chǎn)業(yè)化，目前，豐田、本田、日產(chǎn)等日本廠商的混合動力汽車不僅在國內(nèi)熱銷，在國際市場上也令其他國家廠商望其項(xiàng)背。日本為攻克電池方面的關(guān)鍵性技術(shù)，已建立了開發(fā)高性能電動汽車動力蓄電池的最大新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，共同實(shí)施2009年度“革新型蓄電池尖端科學(xué)基礎(chǔ)研究專項(xiàng)”新項(xiàng)目。為推進(jìn)新能源汽車以及環(huán)保汽車，日本從2009年4月1日起實(shí)施“綠色稅制”，它的適用對象包括純電動汽車、混合動力車、清潔柴油車、天然氣車以及獲得認(rèn)定的低排放且燃油消耗量低的車輛。此外，日本實(shí)施低排放車認(rèn)定制度，高、中檔轎車和經(jīng)濟(jì)型轎車都可以向國土交通省申請接受低排放車認(rèn)定。消費(fèi)者可根據(jù)所購車輛的排放水平享受不同的減稅待遇，購置以天然氣為燃料或混合動力車等低公害車輛的地方公共團(tuán)體，還可得到政府的補(bǔ)助金。日本媒體將2010年稱為電動汽車革命之年，在這一年，從“汽油車轉(zhuǎn)向電動汽車的革命已經(jīng)開始”。此外包括韓國、英國、法國等也都在積極開展電動汽車的研發(fā)工作。 國內(nèi)電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀 與世界其他國家一樣，電動汽車研發(fā)工作在我國也正在如火如荼的進(jìn)行著，而且我國電動汽車的研發(fā)與國外在技術(shù)水平與產(chǎn)業(yè)化方面差距較小。新的中國汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃中稱，將實(shí)施新能源汽車戰(zhàn)略，推動純電動汽車、充電式混合動力汽車及其關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化。啟動國家節(jié)能和新能源汽車示范工程，由中央財(cái)政安排資金給予補(bǔ)貼，支持大中城市示范推廣混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車等節(jié)能和新能源汽車。我國于20世紀(jì)70年代曾開展蓄電池汽車的研究。90年代“八五”期間蓄電池電動汽車被列為國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，以清華大學(xué)為主，開發(fā)出我國第一代蓄電池汽車。“九五”期間，將電動汽車項(xiàng)目確定為國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目加以實(shí)施，同期國內(nèi)推出了若干種電動汽車樣車?！笆濉焙汀?63”計(jì)劃中，特別設(shè)立電動汽車重大項(xiàng)目，選擇新一代電動汽車技術(shù)作為我國科技創(chuàng)新的主攻方向，組織聯(lián)合攻關(guān)，以電動汽車產(chǎn)業(yè)化技術(shù)平臺為工作重點(diǎn)，力爭在電動汽車關(guān)鍵單元技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)及整車技術(shù)上取得重大突破。“十一五” 將電動汽車單列出來并納入國家規(guī)劃，將“新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃”更名為“新興能源的發(fā)展規(guī)劃”，擴(kuò)大新能源的研發(fā)范疇。我國電動汽車重大科技專項(xiàng)實(shí)施4年來，經(jīng)過200多家企業(yè)、高校和科研院所的2000多名技術(shù)骨干的努力，目前已取得重要進(jìn)展：燃料電池汽車已經(jīng)成功開發(fā)出性能樣車，在整車操控性能、行駛性能、安全性能、燃料利用率等方面均已得到較大提高。一汽、東風(fēng)、長安、奇瑞等汽車公司對混合動力汽車的開發(fā)投入了較大的人力、物力。各車型均已完成功能樣車開發(fā)。純電動轎車和純電動客車均已通過國家質(zhì)檢中心的型式認(rèn)證試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力。 本文研究的意義 電動汽車是集汽車技術(shù)、電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、能源與新材料技術(shù)于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，是人類新一代的清潔交通工具。純電動汽車具有零污染、零排放、低噪聲等特點(diǎn)，無疑是最為理想的新能源汽車。對動力傳動系部件的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行研究是提高純電動汽車性能的重要手段之一。本文將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到純電動汽車設(shè)計(jì)和研發(fā)，建立仿真模型，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可行性。 本文研究的主要內(nèi)容1．簡述電動汽車的發(fā)展?fàn)顩r，明確本文研究的目的和意義；2．分析純電動汽車動力傳動系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和布置形式，并研究傳動系統(tǒng)的類型、特點(diǎn)、工作特性，電池電機(jī)的工作特性及傳動系統(tǒng)特性；3．計(jì)算傳動系速比和電機(jī)參數(shù)，及其對整車性能的影響。應(yīng)用電動汽車仿真軟件Cruise，針對某型號驅(qū)動電機(jī)，建立仿真模型，進(jìn)行整車動力性計(jì)算；4．對純電動汽車的動力性進(jìn)行分析，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 電動汽車的基本結(jié)構(gòu) 電動汽車的基本組成對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，純電動汽車的結(jié)構(gòu)有很大差別，具體組成包括：電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)、驅(qū)動力傳動等機(jī)械系統(tǒng)、完成既定任務(wù)的工作裝置等。電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)由驅(qū)動電動機(jī)、電源和電動機(jī)的調(diào)速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車相同。 電源 電源為電動汽車的驅(qū)動電動機(jī)提供電能，電動機(jī)將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置。電動汽車上應(yīng)用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池，但隨著電動汽車技術(shù)的發(fā)展，鉛酸蓄電池由于比能量較低，充電速度較慢，壽命較短，逐漸被其他蓄電池所取代。正在發(fā)展的電源主要有鈉硫電池、鎳鉻電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等，這些新型電源的應(yīng)用，為電動汽車的發(fā)展開辟了廣闊的前景。本文討論的對象使用高能鋰電池作為動力源的電動汽車，鋰離子電池由于其比能量大、放電電壓高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、具有快速充電能力、自放電速率小、具有多種安全保護(hù)措施、密封良好，無泄漏現(xiàn)象、環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)，使得其在未來電動汽車中的應(yīng)用前景非常廣闊。 電池管理系統(tǒng) 電池管理系統(tǒng)一直是電動汽車發(fā)展中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，電池組管理系統(tǒng)最基本的作用是監(jiān)控電池的電池電壓、電流和溫度，通過對這些參數(shù)的測量，預(yù)測蓄電池的SOC和相應(yīng)的剩余行駛里程，管理電池的工作情況，避免出現(xiàn)過放電、過充、過熱和單體電池之間電壓嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象，以便最大限度地利用電池的存儲能力和循環(huán)壽命。 電池管理系統(tǒng)按照實(shí)現(xiàn)方式可以分為兩大類：一類是基于芯片的電池管理系統(tǒng)；另一類是基于分立式器件的電池管理系統(tǒng)。基于芯片的電池管理系統(tǒng)一般將前端采集電路、均衡電路以及電量計(jì)量算法、通訊功能等集成在芯片中，輔以外圍電路完成對電池的管理功能。具有更小的體積、更高的集成度等優(yōu)勢；基于分立器件的電池管理系統(tǒng)，有基于純硬件和基于軟硬件協(xié)調(diào)工作的解