【正文】 了獲得較高的功率密度，電機(jī)的轉(zhuǎn)速通常高達(dá)10000r/min。通常，外轉(zhuǎn)子型采用低速外傳子電機(jī)，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在 1000－ 1500r/min 左右，無任何減速裝置，電機(jī)的外傳子與車輪的輪輞固定或者集成在一起，車輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同。輪轂 電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)子型式主要分成兩種結(jié)構(gòu)型式：內(nèi)轉(zhuǎn)子型和外轉(zhuǎn)子型。代表 車 型比 亞 迪汽 車 公 司的 純電動(dòng) 汽 車 ET。 采用 輪 毅 驅(qū)動(dòng)電動(dòng) 機(jī) 驅(qū)動(dòng) ， 電動(dòng) 機(jī)可以裝在 電動(dòng) 汽 車 的 車輪輪 毅中， 直接 驅(qū)動(dòng)電動(dòng) 汽 車 的 驅(qū)動(dòng)輪 ，蓄 電 池可以布置在 車 身底部，或者布置在行李 倉 內(nèi)，如 圖 。 微型電動(dòng)車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能與其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接相關(guān)，當(dāng)前驅(qū)動(dòng)方案主要有四種：機(jī)械驅(qū)動(dòng)布置方案、機(jī)電集成化驅(qū)動(dòng)布置方案、機(jī)電一體化驅(qū) 動(dòng)布置方案、輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)布置方案。充電時(shí) , 過程正好相反 。 LixMyOz 為鋰化過渡金屬氧化 物。在充放電過程中 , 鋰離子在電池正極和負(fù)極之間往返流動(dòng)。 鋰電池工作原理：充電時(shí)鋰離子從氧化物正極晶格脫出，通過鋰離子傳導(dǎo)的有機(jī)電解液后遷移嵌入到碳負(fù)材料負(fù)極，負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時(shí)電子的補(bǔ)償電荷從外電路供給到碳負(fù)極，保證負(fù)極的電荷平衡 工作原理 。因此鋰離子電池逐漸取代 鉛和鎳氫電池，成為純電動(dòng)汽車蓄電池的核心技術(shù)。h/kg 能量密度 W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競(jìng)爭(zhēng)的電池，本文將介紹其最近發(fā)展情況情況。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電池有可能很快進(jìn)入市場(chǎng)。 各種主要電動(dòng)車用蓄電池對(duì)比見表 1。 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 ； (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)境無危害 , 可回收性好。 3 微型純電動(dòng)車部件選擇與設(shè)計(jì) 微型電動(dòng)車蓄電池系統(tǒng) 電動(dòng)汽車目前還存在價(jià)格較高、續(xù)駛里程較短、動(dòng)力性能較差等問題，而這些問題都是和電源技術(shù)密切相關(guān)的。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)汽車的問題會(huì)逐步得到解決。 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 12 動(dòng)力電源使用成本高 ，續(xù)駛里程短 目前電動(dòng)汽車尚不如內(nèi)燃機(jī)汽車技術(shù)完善，尤其是動(dòng)力電源（電池）的壽命短，使用成本高。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便 電動(dòng)汽車較內(nèi)燃機(jī)汽車結(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。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽能、風(fēng)力、潮汐等能源轉(zhuǎn)化。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，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量。特別是在城市運(yùn)行，汽車走走停停，行駛速度不高，電動(dòng)汽車更加適宜。噪聲對(duì)人的聽覺、神經(jīng)、心血管、消化、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)也是有危害的。眾所周知，內(nèi)燃機(jī)汽車廢氣中的 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。在驅(qū)動(dòng)汽車時(shí)有時(shí)使用 12 或24 塊電池，有時(shí)則需要更多。 技術(shù)概述 電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛。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)。合適的車型、經(jīng)濟(jì)的配置。 以目標(biāo)市河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 11 場(chǎng)需求為依據(jù)，提供實(shí)用、合適車型滿足之，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。 機(jī)械、電氣裝置耐用少維修。根據(jù)車輛用途和行駛場(chǎng)合設(shè)定最高車速，且不得超過交通法規(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。 電動(dòng)機(jī)組應(yīng) 有高效率的能量轉(zhuǎn)換。且具有耐久的壽命，具備超快充電（ 23C以上電流）的功能。 電動(dòng)車輛是以電為能源，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。 將來符合國際和符合市場(chǎng)需求的純電動(dòng)汽車必定遵守以下幾項(xiàng)： 電動(dòng)車輛研發(fā)制造運(yùn)營必須符合國家各項(xiàng)相關(guān)法規(guī)。國家發(fā)政委 “新能源汽車 公告管理辦法和實(shí)施細(xì)則 ”已于 2021 年 11 月 1 日施行。純電動(dòng)汽車之四大部件及公用充電站之大型充電機(jī)，專用電纜、線纜連接器乃至計(jì)費(fèi)、收費(fèi)系統(tǒng)，這是汽車行業(yè)新的零部件，沒它們將是無米之炊，沒做到位、不完善則是短腿受其制約。我們對(duì)此認(rèn)識(shí)到了，但行動(dòng)不力。電機(jī)及調(diào)速控制器的選用和配制對(duì)整車檔次和價(jià)位也有影響。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。這取決于制造商對(duì)整車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)汽車的用途也在四大部件的選用配置河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 10 直接相關(guān)。相對(duì)于加油站而言，它由公用超快 充電站 。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)汽車一般都帶有可回收減速和下坡是能量回收（再生）系統(tǒng)。蓄電池電動(dòng)車與內(nèi)燃機(jī)汽車的最大區(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、萬向節(jié)、傳動(dòng)抽、主減速器、差速器和驅(qū)動(dòng)半軸傳至車輪，其能源來自燃料箱，燃料可以是柴油、汽油、液化石油氣、天然氣和醇類等，用完之后可通過加油站補(bǔ)充。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)完成。在電動(dòng)汽車上，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 。電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向裝置有機(jī)械轉(zhuǎn)向、液壓轉(zhuǎn)向和液壓助力轉(zhuǎn)向等類型 。作用在方向盤上的控制力，通過轉(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)汽車的轉(zhuǎn)向。它同其他汽車的構(gòu)成是相同的，由車輪、輪胎和懸架等組成。在采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)汽車也可以省略傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的差速器。因?yàn)轵?qū)動(dòng)電機(jī)的旋向可以通過電路控制實(shí)現(xiàn)變換，所以電動(dòng)汽車無需內(nèi)燃機(jī)汽車變速器中的倒檔。 傳動(dòng)裝置 電動(dòng)汽車傳動(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?？梢院雎?。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。從技術(shù)的發(fā)展來看，伴隨著新型驅(qū)動(dòng)電機(jī)的應(yīng)用，電動(dòng)汽車的調(diào)速控制轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髂孀兗夹g(shù)的應(yīng)用，將成為必然的趨勢(shì)。目前電動(dòng)汽車上應(yīng)用較廣泛的是晶閘管斬波調(diào)速，通過均勻地改變電動(dòng)機(jī)的端電壓，控制電動(dòng)機(jī)的電流，來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速。 早期的電動(dòng)汽車上，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)線圈的匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)。但直流 電動(dòng)機(jī)由于存在換向火花，比功率較小、效率較低，維護(hù)保養(yǎng)工作量大，隨著電機(jī)技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，勢(shì)必逐漸被直流無刷電動(dòng)機(jī)（ BLDCM）、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（ SRM）和交流異步電動(dòng)機(jī)所取代，如無外殼盤式軸向磁場(chǎng)直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī) 。 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 8 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的作用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)車輪和工作裝置。目前，電動(dòng)汽車上應(yīng)用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池，但隨著電動(dòng)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。電 動(dòng)汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車相同 。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)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)。由于對(duì)環(huán)境影響相對(duì)傳統(tǒng)汽車較小，其前景被廣泛看好，但當(dāng)前技術(shù)尚不成熟。 優(yōu)點(diǎn) :技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。有關(guān)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?，再?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量，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) ”。由于電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力、風(fēng)力、光、熱等，解除人們對(duì)石油資源日見枯竭的擔(dān)心。 電動(dòng)汽車顧名思義就是主要采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車，大部分車輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有一部分車輛把電動(dòng)機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，也有一部分直接以車輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。其二是中國從現(xiàn)在開始全面推廣普及純電動(dòng)汽車，相當(dāng)于在未來 20 年中把發(fā)達(dá)國家上百年工業(yè)化道路重新再走一遍，國內(nèi)已經(jīng)大量普及的傳統(tǒng)汽車逐步淘汰升級(jí)，會(huì)帶來巨大市場(chǎng)和新利潤增長點(diǎn)。 2021 年預(yù)計(jì)生產(chǎn) 1萬輛， 2021 年達(dá)到 5萬輛， 2021 年達(dá)到 10 萬輛 【 4】 。小批量研發(fā)生產(chǎn)的 4 種車型、近 40 輛公交車即將投入北京市奧運(yùn)電動(dòng)示范車河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 6 隊(duì)的示范運(yùn)行。天津清源電動(dòng)車輛有限公司等單位研發(fā)的純電動(dòng)轎車，其整車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo)已超過法國雪鐵龍公司贈(zèng)送的純電動(dòng)轎車和箱式貨車，初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力。 我國電動(dòng)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2021 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，燃料電池轎車?yán)塾?jì)運(yùn)行 4000km，燃料電池客車?yán)塾?jì)運(yùn)行 8000km；混合動(dòng)力客車已在武漢等地公交線路上試驗(yàn)運(yùn)行超過 14 萬 km；純電動(dòng)轎車和純電動(dòng)客車均已通過國家有關(guān)認(rèn)證試驗(yàn)。 十五 期間，國家從維護(hù)我國能源安全、改善大氣環(huán)境、提高汽車工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)我國汽車工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮，設(shè)立 電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng) ，通過組織企業(yè)、 高等院校和科研機(jī)構(gòu)，集中國家、地方、企業(yè)、高校、科研院所等方面的力量進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)。甚至在某些領(lǐng)域，如鋅 空氣電池和鋰電池研究方面，已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。在過去十年，中國已經(jīng)成功取得了純電動(dòng)摩托車全球老大 的位置，而汽車工業(yè)即始終在關(guān)鍵技術(shù)上落后于國際先進(jìn)水平 30 年，這成為世界工廠最大的恥辱。 2021 年開始實(shí)施的國家中長期科技規(guī)劃對(duì)電動(dòng)汽車研發(fā)戰(zhàn)略也大體相同。 我國純電動(dòng)汽車的研究開始于 20 世紀(jì) 60 年代，到了 90 年代掀起了一股電動(dòng)汽車熱，部分高校、汽車研究所以及生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合開發(fā)充電電池和純電動(dòng)汽車，并取得河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 5 了一些成果。截止到 2021 年，日本純電動(dòng)汽車的保有量為2696 臺(tái)。然而由于技術(shù)與價(jià)格等方面的原因，在新能源汽車研發(fā)戰(zhàn)略中，更多的日本汽車企業(yè)選擇了混合動(dòng)力汽車作為重點(diǎn)發(fā)展方向，堅(jiān)持純電動(dòng)汽車蓄電池技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)落在三菱重工、富士重工等動(dòng)力裝備類企業(yè)。 日 本 —— 嗅覺敏銳步步領(lǐng)先已提前進(jìn)入推廣期 日本從 70 年代開始開發(fā)純電動(dòng)車，許多汽車企業(yè)都陸續(xù)進(jìn)行了一些產(chǎn)品發(fā)布與銷售運(yùn)行，但堅(jiān)持下來進(jìn)行研發(fā)和銷售的只有大發(fā)和鈴木兩家。但是比利時(shí)沒有自己的汽車工業(yè)，沒有很多的企業(yè)投資，只有有限的政府資助，缺乏實(shí)際運(yùn)用效果。目前，還有一些機(jī)構(gòu)繼續(xù)在做純電動(dòng)汽車的研究開發(fā)，例如體現(xiàn)法國政府意向的法國重要的國營企業(yè)，法國電力公司與達(dá)索集團(tuán)簽約了純電動(dòng)汽車的合作開發(fā)項(xiàng)目。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簽屬協(xié)議，共同承擔(dān)開發(fā)和推廣電動(dòng)汽車，共同合資組建了電動(dòng)汽車的電池公司 —— 薩夫特（ SAFT）公司承擔(dān)電動(dòng)汽車的高能電池的研究和開發(fā)，以及電池的租賃和維修等工作。其中最為成功和著名的就是電動(dòng)標(biāo)致 106 車型，這種以鎳鎘電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車已經(jīng)在歐洲各國，尤其是在政府部門當(dāng)中擁有大量的用戶。 歐洲 —— 擁有先進(jìn)技術(shù)但工業(yè)化重視程度不足 與美國相比，歐洲更崇尚追求完美零污染的純電動(dòng)汽車。 2021 年，美國人開始意識(shí)到走了彎路，美國能源部批準(zhǔn)經(jīng)費(fèi) l500 萬美元，用于 “ 工業(yè)研究、開發(fā)和演示使用電池的電動(dòng)汽車 ” 的費(fèi)用共擔(dān)項(xiàng)目，包括使用效率和動(dòng)力儲(chǔ)存、供電質(zhì)量等。 EV ChryslerEPIC 等相繼停產(chǎn)，通用曾經(jīng)也宣布不再繼續(xù)加大對(duì)純電動(dòng)汽車研究的投入，只是對(duì)已經(jīng)在路上使用的電動(dòng)汽車進(jìn)行維護(hù)。但鑒于當(dāng)時(shí)蓄電池技術(shù)還未能獲得關(guān)鍵性突破，純電動(dòng)汽車一次充電后的續(xù)駛里程短，充電時(shí)間長，降低電池造價(jià)困難，在技術(shù)上也難以解決處理廢舊電池二次污染、回收困難的問題，而且電池價(jià)格昂貴，商業(yè)化進(jìn)展緩慢。 目前 主要發(fā)達(dá)國家在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域內(nèi)的動(dòng)作： 美國 —— 在燃料電池汽車與純電動(dòng)汽車之間徘徊 1991 年，美國通用汽車公司、福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司共同協(xié)議，成立了 “ 先進(jìn)電池聯(lián)合體 ” （ USABC），共同研究開發(fā)新一代電動(dòng)汽車所需要的高能電池，并且與美國能源部簽訂協(xié)議在 1991～ 1995年間投資 能電池的研究。 1900 年 美國制造的汽車中，電動(dòng)汽車為 15755 輛，蒸汽機(jī)汽車 1684 輛，而汽油機(jī)汽車只有 936輛。 1899年法國人考門 1890 年法國和英倫敦的街道上行駛著電動(dòng)大客車，當(dāng)時(shí)的車用內(nèi)燃機(jī)技術(shù)還相當(dāng)落后，行駛里程短，故障多，維修困難，而電動(dòng)汽車卻維修方便。在 19 世紀(jì)下半葉成為交通運(yùn)輸?shù)闹匾a(chǎn)品，寫下了電動(dòng)汽車需求量有了很大提高。其后，從 1880 年 開始，應(yīng)用了可以充放電的二次電池。這比德國人 戴姆勒 （ Gottlieb Daimler）和本茨（ Karl Benz）發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車早了 10年以上。 電動(dòng)車的發(fā)展歷史及國外研究情況