【正文】 參考文獻(xiàn) [1]祝占元 .電動(dòng)汽車 [M]河南 :黃河水利出版社 ,2021. [2]李興虎 .電動(dòng)汽車概論 [M].北京：北京理工大學(xué)出版社， 2021. [3]陳全世 .燃料電池電動(dòng)車 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021. [4]宋慧 .電動(dòng)汽車 [M].北京 :人民交通出版社 ,2021. [5]宋慧 .電動(dòng)汽車用燃料電池 [S].世界汽車 ,2021. [6]李逢春 .電動(dòng)汽車 [M].北京 :北京理工大學(xué)出版社 ,1997. 。 目前，在電動(dòng)汽車的商業(yè)化運(yùn)作上，無論從產(chǎn)品技術(shù)還是從市場(chǎng)開發(fā)方面．都還面臨許多亟待解決的問題，這就需 要政府的大力支持。所以燃料電池轎車已成為世界各大汽車公司 21 世紀(jì)初激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)?；旌蟿?dòng)力汽車將現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)與一定的儲(chǔ)能元器件通過先進(jìn)控制系統(tǒng)相結(jié)合，可以大幅度降低油耗，減少污染物排放，同時(shí)技術(shù)成熟、價(jià)格便宜。目前我國(guó)也研制成了稀土永磁無刷 直流電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī) ， 電動(dòng)機(jī)的使用尚無定論 ， 有待今后在使用中考驗(yàn)。比如，日本的 Hyper mini采用了高性能鋰離子電池，最高時(shí)速為 90km，一次充電可行駛 115 km．是一款適合未來城市道路行駛的家庭轎車。 第七章 電動(dòng)汽車發(fā)展趨 勢(shì) (1) 純蓄電池驅(qū)動(dòng)的超微型汽車 這種汽車降低了汽車的動(dòng)力性和續(xù)駛里程的要求，充電過程比較簡(jiǎn)單，車速不高．較適合于市內(nèi)或社區(qū)小范圍內(nèi)使用。如鉛酸電池中的鉛，從開采、冶煉到生產(chǎn)的排污，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。電動(dòng)汽車蓄 電池的價(jià)格約為 100 美元／ kWh，甚至有的高達(dá)350 美元／ kWh，成本太高，用戶難以承受。例如，現(xiàn)有電動(dòng)汽車電池的外體積一般要達(dá)到 550L，當(dāng)把這么大體積的電池用于家庭轎車上時(shí)，就必然要擠占轎車的行李廂空間。 三、 蓄電池尺寸和質(zhì)量的制約 現(xiàn)有電動(dòng)汽車所使用的電池都不能在儲(chǔ)存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和質(zhì)量。鈉硫電池的比能量較高，能夠提供較長(zhǎng)的續(xù)駛里程，但它要求的工作環(huán)境較苛刻，且 其活性物質(zhì)具有強(qiáng)腐化性并易爆炸。例如，鉛酸電池成本低，原材料豐富且易于回收，但續(xù)駛里程短、加速動(dòng)力差且壽命短。 二、 蓄電池使用壽命太短 普通蓄電池充放電次數(shù)僅為 300400 次，即使性能良好的蓄電池充放電次數(shù)也不過 700900 次，按每年充放電 200 次計(jì)算，一個(gè)蓄電池的壽命最多為 4 年，與燃油汽車的壽命相比太短。 第六章 我國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車存在的問題 一 、 續(xù)駛里程有限 (1) 續(xù)駛里程有限 目前市場(chǎng)上使用的電動(dòng)汽車一次充電后的續(xù)駛里程一般為 100300km，并且這個(gè)數(shù)字通常還需要保持適當(dāng)?shù)男旭偹俣燃熬哂辛己玫碾姵卣{(diào)節(jié)系統(tǒng)才能得到保證，而絕大多數(shù)電動(dòng)汽車在一般行駛環(huán)境下的續(xù)駛里程只有 50100km。使用交流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)汽車必須通過 DC/AC 功率變換模塊將蓄電池或燃料電池的直流電變換為交流電。 電動(dòng)汽車的 DC/DC 變換器的主要功能是給車燈、 ECU、小型電器等車輛附屬設(shè)備供給電力和向附屬設(shè)備電源充電，其作用與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的交流發(fā)電機(jī)相似。它們分別適用于各種不同的領(lǐng)域，其中使用最多的是前兩種。為了滿足上述需要，電動(dòng)汽車常使用各種功率轉(zhuǎn)換器。這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)包含許多作用不同的功能塊，每個(gè)功能塊對(duì)電源的要求不積相同。通常，雙軸驅(qū)動(dòng)的動(dòng)汽車一般多于單軸驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車的制動(dòng)能量回收 液壓制動(dòng)系統(tǒng)回收的能量。回收制動(dòng)能量時(shí)，制動(dòng) 量回收控制系統(tǒng)回收制動(dòng)能量，并且反充蓄電池中。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板后 ，制動(dòng) ECU 即得到制動(dòng)信號(hào)，電動(dòng)泵使制動(dòng)液壓產(chǎn)生所需的制動(dòng)力，同時(shí)，汽車 ECU 也得到在收制動(dòng)的能量信號(hào)。第四，為了防止汽車發(fā)生滑移，加 前后輪上的最大制動(dòng)力應(yīng)低于允許的最大值（主要由滾動(dòng)阻力系數(shù)決定）。制動(dòng)能量回收 液壓制動(dòng)系統(tǒng) 需要防止制動(dòng)失效機(jī)構(gòu)，為了提高系統(tǒng)的可靠性，滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)一般采用雙管路。第三，由于在電動(dòng)汽車上沒有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵，所以需要一個(gè)電動(dòng)泵來提高液壓。同時(shí)，液壓制動(dòng)的控制不應(yīng)引起制動(dòng)踏板的沖擊，以免引起駕駛員產(chǎn)生不正常的感 覺。制動(dòng)能量回收是電動(dòng)汽車所獨(dú)有的，它可增加電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，降低汽車的運(yùn)行成本。在電動(dòng)汽車剎車和下坡滑行時(shí)，通過控制系統(tǒng)將電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)改變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的能源儲(chǔ)存于電池中，這樣可急可以減小機(jī)械剎車系統(tǒng)的損耗，又能提高提高整車能量的使用率，達(dá)到節(jié)約能源和提高電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里 程的目的，可得到一舉多得的效果。電氣制動(dòng)中又可以分為反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)和回饋發(fā)電制動(dòng)三種方式。因而，在能源供應(yīng)緊張的今天，利用電動(dòng)機(jī)制動(dòng)過程中的剩余能源自然成了研究開發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。 根據(jù)給電動(dòng)汽車蓄電池充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換方式的不同，充電器又可分為接觸式和感應(yīng)式兩種。 汽車蓄電池充電器的基本功能有三個(gè)：一是由市電進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換提供直流電，二是供給與蓄電池額定條件相對(duì)應(yīng)的電力，三是當(dāng)蓄電池充滿后自動(dòng)停止充電。 （ 3）脈沖充電 脈沖充電的優(yōu)點(diǎn)是先用脈沖電流對(duì)電池充電，然后讓電池短時(shí)間、大脈沖放電，在整個(gè)充電過程中反復(fù)充、放電。 定壓充電的優(yōu)點(diǎn)是充電時(shí)間短、充電過程無需調(diào)節(jié)電壓，較適合于補(bǔ)充充電。 d、高速率充電，即在 3h 內(nèi)就給蓄電池充滿電的方法，這種充電方法 需要自動(dòng)控制電路保護(hù)電池不損壞。 b、最小電流充電，指在能使深度放電的電池有效恢復(fù)電池容量的前提下，把充電電流盡可能地調(diào)整到最小的方法。另外，其充電時(shí)間也比較長(zhǎng)。 定流充電具有較大的適應(yīng)性，容易將蓄電池完全充足，有益于延長(zhǎng) 蓄電池的壽命。 第二節(jié) 蓄電池充電原理與充電器 一、充電方法與充電過程 充電方法 蓄電池的充電可以分為恒（定）流充電、恒（定）壓充電和脈沖快速充電三種不同的充電方法，可根據(jù)具體情況選擇一種充電方法或幾種充電方法的組合方法，現(xiàn)代智能型蓄電池充電器大多可設(shè)置不同的充電方法。能源轉(zhuǎn)換裝置指的是發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)能超級(jí)電容、功率變換模塊、動(dòng)力傳遞裝置、燃料電池、蓄電池等。軟件系統(tǒng)的功能主要是對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行分析處理，對(duì)能量轉(zhuǎn)換裝置的工作能量進(jìn)行優(yōu)化分析，并向執(zhí)行元件發(fā)出指令。 第五章 電動(dòng)汽車的能源管理與供給系統(tǒng) 第一節(jié) 電動(dòng)汽車的能源管理系統(tǒng) 所謂能源管理系統(tǒng)是指對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)化裝置的工作能量的協(xié)調(diào)、分配和控制的軟 硬件系統(tǒng)。 永磁電動(dòng)機(jī)的性能優(yōu)劣與永磁材料密切相關(guān)。永磁電動(dòng)機(jī)因永磁的材料不和用途不同而制成各種各樣的永磁電動(dòng)機(jī)。該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因?yàn)槔@組是閉合電路，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流，有電流的繞組導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁力，對(duì)轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)距帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，還有端蓋、軸承、 風(fēng)扇、風(fēng)扇罩、接線盒、吊環(huán)等其他附件。 盡管如此，由于直流電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、便于大范圍平滑調(diào)速、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大等優(yōu)點(diǎn)，因此，廣泛用于要求進(jìn)行平滑、穩(wěn)定、大范圍的調(diào)速或需靈活控制起動(dòng)、制動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械。 機(jī)械特性是指在額定電壓和電磁繞組不變的情況下，轉(zhuǎn)距與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 特點(diǎn) 直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造較復(fù)雜，價(jià)格也比交流電動(dòng)機(jī)昂貴 ,維護(hù)維修也較困難。 三、直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性與特點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)特性 直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性包括工作特性和機(jī)械特性。雖然電流方向是交替變化的，但所受的電磁力的方向不改變，因此線圈可以連續(xù)地按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。由于電刷和電源固定連接，因此無論線圈怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，總是上半邊的電流向里，下半邊的電流向外。 二、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 圖 41 直 流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖 直 流電動(dòng)機(jī)包括倆個(gè)在空間固定的永久磁鐵，一個(gè)為 N 極，另一個(gè)為 S 極。轉(zhuǎn)子繞組的主要作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并通過電流，以產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、換向器、軸和風(fēng)扇組成。以減弱換向片與電刷之間的火花，避免燒蝕。主磁極鐵芯上套有線圈，通入直流勵(lì)磁電流便會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，即主磁場(chǎng) 。 2 節(jié) 直流電動(dòng)機(jī) 一、電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造 直流電動(dòng)機(jī)主要由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成。適用于電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩大類。 4． 電動(dòng)汽車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)，具有高的效率，以提高 1 次充電的續(xù)駛里程。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要 求低速運(yùn)行時(shí)具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足起動(dòng)和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時(shí)具有高的速度，以滿足汽車在平坦的路面能夠高速行駛的要求。因此，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求是很高的 ，主要有： 1． 電動(dòng)汽車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有瞬時(shí)功率大，過載能力強(qiáng)、過載系數(shù)應(yīng)為 3～ 4)，加速性能好，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。要使電動(dòng)汽車具有良好的使用性能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)具有較寬的調(diào)速范圍及較高的轉(zhuǎn)速、足夠大的啟動(dòng)扭距，還要具有體積小、質(zhì)量輕、效率高且具有動(dòng)態(tài)制動(dòng)性強(qiáng)和能量回饋的性能。根據(jù)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的數(shù)量可以區(qū)分為單電動(dòng)機(jī)和多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)輪的布置方式有前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)和全輪驅(qū)動(dòng)等方式。機(jī)械部分主要包括機(jī)械傳動(dòng)裝置和車輪等。電氣部分主要由電動(dòng)機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器和電子控制器三個(gè)子系統(tǒng)組成。 第四章 電動(dòng)汽 車的電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng) 第一節(jié) 概述 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成、種類 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功用是在駕駛員的控制（加速和制動(dòng)踏板）下，高效率地將蓄電池（燃料電池或發(fā)電機(jī)）的能量轉(zhuǎn)換為車輪的動(dòng)能，或者將車輪上的動(dòng)能反饋到蓄電池中。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程。用電的負(fù)載就接在外部電路中。氫在負(fù)極分解成正離子 H+和電子 e。最初，電解質(zhì)板是利用電解質(zhì)滲入多孔的板而形成，現(xiàn)在正發(fā)展為直接使用固體的電解質(zhì)。 二 、燃料電池的工作原理 圖 3— 3 燃料電池的工作原理 具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的 發(fā)電機(jī) 。 （ 4） 積木化強(qiáng) ， 規(guī)模及安裝地點(diǎn)靈活，燃料電池電站占地面積小，建設(shè)周期短，電站功率可根據(jù)需要由電池堆組裝，十分方便。 （ 2）有害氣體 ＳＯ x、ＮＯ x及噪音排放都很低 ， ＣＯ 2排放因能量轉(zhuǎn)換效率高而大幅度降低， 無 機(jī)械振動(dòng)。總的來說，燃料電池具有以下特點(diǎn)： （ 1）能量轉(zhuǎn)化效率高 ， 他直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，中間不經(jīng)過燃燒過程，因而不受卡諾循環(huán)的限制。工作溫度從室溫到 373K(100℃ )的為常溫燃料電池；工作溫度在 373K(100℃ )～573K(300℃ )之