【正文】 電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組，還有轉(zhuǎn)軸這三部分組成異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。同時(shí)還可以起防護(hù)和散熱的作用。機(jī)座。定子繞組。定子鐵心上纏繞定子繞組，是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。定子繞組、定子鐵心、和機(jī)座三部分組成定子部分。圖45所示為三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。圖44 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖所有旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)從機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，都是由靜止的定子和可以轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子組成的。與此同時(shí)，轉(zhuǎn)子位置傳感器隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，又會(huì)不斷分析輸出信號(hào)，來(lái)改變電樞繞組的通電和斷電，此時(shí)整個(gè)過(guò)程完成多半，通過(guò)之前的一系列的控制，在N或者S極下的導(dǎo)體，通過(guò)這個(gè)導(dǎo)體的電流方向就不會(huì)變化，保持一致，進(jìn)而使其受力方向保持一個(gè)方向，這樣電動(dòng)機(jī)就按照一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)了。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器在工作過(guò)程中會(huì)輸出信號(hào)。但同時(shí)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)也有一些缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在機(jī)體和控制系統(tǒng)比較復(fù)雜?？捎行p輕重量、節(jié)省空間。由于永磁場(chǎng)的存在，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)的過(guò)程中（下坡或制動(dòng)），發(fā)電效率高，達(dá)到再生制動(dòng)效果好的優(yōu)點(diǎn)。由于電動(dòng)汽車電池能量有限，高效率節(jié)能是很必要的有點(diǎn)。l 過(guò)載能力強(qiáng)，比Y系列電動(dòng)機(jī)可提高過(guò)載能力兩倍以上。l 運(yùn)行范圍廣。圖43 無(wú)刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖1機(jī)殼 2鐵心 3主磁鋼 4傳感器磁鋼 5傳感器 6端蓋 7轉(zhuǎn)軸 8銘牌無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)如下：l 外特性好。把這個(gè)位置信息準(zhǔn)確的提供給功率開(kāi)關(guān)電路，這個(gè)過(guò)程中，會(huì)把轉(zhuǎn)子磁極的位置轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)電信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器，做出相應(yīng)的判斷并且輸出，使定子繞組正確換相。位置傳感器，顧名思義是檢測(cè)位置的。定子各個(gè)繞組需要在準(zhǔn)確的時(shí)間以準(zhǔn)確的順序進(jìn)行通電才能保證電動(dòng)機(jī)的正常工作，電子換向器可以控制這個(gè)順序和時(shí)間的準(zhǔn)確，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)則隨著轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)。l 電子換相器。不同的是，產(chǎn)生激磁磁場(chǎng)的部件是轉(zhuǎn)子，不是定子。定子和轉(zhuǎn)子是所有電動(dòng)機(jī)都具有的部分，所以它們也是無(wú)刷直流電機(jī)的重要組成部分。無(wú)刷直流電動(dòng)的三部分組成部分是：電動(dòng)機(jī)體，轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子轉(zhuǎn)向裝置。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，顧名思義，這種電動(dòng)機(jī)沒(méi)有電刷，與傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)中的機(jī)械換向裝置不同，無(wú)刷直流電機(jī)中用的是一種電子換向裝置，通過(guò)這種電子裝置的調(diào)節(jié)，同樣可以使電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速性能，有刷直流電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)同時(shí)也被克服改進(jìn)。當(dāng)轉(zhuǎn)矩小于電磁轉(zhuǎn)矩的時(shí)候，此時(shí)線圈會(huì)逆時(shí)針進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，圖中（b）是一個(gè)關(guān)鍵位置，當(dāng)電樞轉(zhuǎn)到這個(gè)位置時(shí)，導(dǎo)體cd會(huì)進(jìn)行位置變換，從原來(lái)的S極轉(zhuǎn)到N極下，與此同時(shí)，其受力方向也會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)的受力是從右到左，相同，導(dǎo)體ab也發(fā)生類似cd的變化，其位置轉(zhuǎn)到S極下，它的受力也發(fā)生相反的變化，此時(shí)受力為從左到右，與此同時(shí)，作用在上面的轉(zhuǎn)矩變化為逆時(shí)針?lè)较?，由于受到這個(gè)逆時(shí)針的轉(zhuǎn)矩，線圈也逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在上圖(a)情況下，位于N極下的導(dǎo)體a b受力方向?yàn)閺淖蟮接?，而位于S極下的導(dǎo)體cd受力方向?yàn)閺淖笙蛴?。如果一個(gè)直流電源的兩極分別與電刷A、B相連接，正極與電刷A相連接，電刷B接電源的負(fù)極，此時(shí)在電樞線圈中將會(huì)有電流通過(guò)，位于N極下線圈ab邊和位于S極下線圈cd邊通以直流電流i，根據(jù)安培定律，導(dǎo)體中產(chǎn)生的電磁力F的大小為：F=BLIsinθ式中，L線圈導(dǎo)體ab的長(zhǎng)度，m B磁感應(yīng)強(qiáng)度，T θB與I在空間的夾角，176。用于電樞電流的換向，換向器由冷拉梯形銅排和絕緣材料等構(gòu)成。電樞繞組:把銅線按一定規(guī)律繞制，就制成了電樞繞組，作為直流電動(dòng)機(jī)電路的部分之一，在電樞繞組上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。在電樞鐵心的槽內(nèi)嵌入電樞繞組。轉(zhuǎn)子部分包括有以下部分:電樞鐵心、電樞繞組和換向器等。電刷裝置：電刷裝置由電刷、刷握、刷桿、匯流排等組成，用于電樞電路的引入或引出。換向極：換向極的作用是改善直流電動(dòng)的換向性能，是直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生有害的火花。主磁極：在電動(dòng)機(jī)中需要有磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)就是由主磁極產(chǎn)生，主磁極只要由主機(jī)鐵芯和勵(lì)磁繞組構(gòu)成，其中，由扁銅線繞制而成的勵(lì)磁繞組是產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的關(guān)鍵部件。 圖41 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖l 定子部分。它的只要類型有以下幾種：他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)。m國(guó)防科大4060km/h感應(yīng)電動(dòng)機(jī)下面介紹幾種常用的電動(dòng)機(jī)。m雪鐵龍SAXO90km/h感應(yīng)電動(dòng)機(jī)20 KW 國(guó)外一些公司試生產(chǎn)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)車型最高時(shí)速電動(dòng)機(jī)形式功率最大扭矩東風(fēng)EQ716911Okm/h感應(yīng)電動(dòng)機(jī)18 KW東風(fēng)EQ611072km/h開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)27 KW40N下表表示國(guó)內(nèi)外大型汽車公司已試生產(chǎn)的汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)情況。在車輛減速制動(dòng)過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化回收；l 電氣系統(tǒng)的安全性和控制系統(tǒng)的安全性都必須符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；l 高可靠性。在安全條件達(dá)標(biāo)情況下，盡可能提高電壓，這樣做不僅減小電動(dòng)機(jī)的體積，還可以大大降低功率變化器的制造成本；l 小質(zhì)量。 第4章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心部件是電動(dòng)機(jī)，其性能的好壞直接影響到電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，尤其是影響電動(dòng)汽車的最高車速、加速性能及爬坡性能動(dòng)力性。飛輪放電階段，飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，通過(guò)輸出電路給外部用電設(shè)備供電。飛輪的儲(chǔ)能過(guò)程分為三個(gè)階段，即使:飛輪充電階段，外部電源通過(guò)輸入電路給電機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。真空度影響系統(tǒng)效率，是一個(gè)關(guān)鍵因素。l 輸入/輸出電路 輸入/輸出電路是一種控制元件，它可以控制裝置中的電機(jī)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的互換，完成機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)然也可以采用上述兩種或多種方式支承飛輪?？偟膩?lái)說(shuō)有兩種方式；即磁懸浮方式和機(jī)械支撐兩種方式。 圖39 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖一種帶式可變慣性飛輪曾經(jīng)被伊朗Shiraz大學(xué)機(jī)械工程系研制，用于電動(dòng)車，其目的是節(jié)能與系統(tǒng)穩(wěn)定。h，它的結(jié)構(gòu)是多層圓柱的。由于對(duì)飛輪的強(qiáng)度要求很高，根據(jù)最大強(qiáng)度比的原則，一般設(shè)計(jì)選用超強(qiáng)玻璃纖維環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料制成。 目前，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、電機(jī)/發(fā)電機(jī)、輸入/輸出電路和真空室四部分組成[]。飛輪電池結(jié)構(gòu)里有一個(gè)電動(dòng)機(jī)，在充電的時(shí)候，在外電源的驅(qū)動(dòng)下，這個(gè)電動(dòng)機(jī)以把電能轉(zhuǎn)化為飛輪的動(dòng)能，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)。根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)，飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)具一定的有角速度，在某一特定的角速度下旋轉(zhuǎn)，該時(shí)刻飛輪是具有相應(yīng)的動(dòng)能。燃料電池的正負(fù)極反應(yīng)（此處主要介紹以氫氣為燃料的燃料電池）：圖37 燃料電池反應(yīng)過(guò)程圖l 以磷酸為電解質(zhì)溶液時(shí)：負(fù)極：2H2 – 4e = 4H+正極：O2+ 4H+ +4e =2H2O總反應(yīng)：2H2 +O2 =2H2Ol 以KOH為電解質(zhì)溶液時(shí)：負(fù)極： 2H2 +4OH – 4e = 2H2O正極： O2+ 2H2O +4e =4OH總反應(yīng)：2H2 +O2 =2H2O飛輪電池是一種新概念電池，在20世紀(jì)90年代的時(shí)候被提出。燃料電池的優(yōu)點(diǎn)：l 節(jié)能，轉(zhuǎn)換效率高；l 達(dá)到零污染排放；l 車輛性能與內(nèi)燃機(jī)汽車相當(dāng)；l 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單運(yùn)行平穩(wěn)。h/kg)7575壽命/年1515產(chǎn)量為10萬(wàn)套/年時(shí)的價(jià)格（美元/套）目標(biāo)值的2到3倍500燃料電池是一種利用可燃?xì)怏w與空氣（氧氣）進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成能量，同時(shí)也是直接把生成的這些能量轉(zhuǎn)化為電能，所以燃料電池的效率很高，通常情況下它的能量轉(zhuǎn)化率能達(dá)到百分之七十到百分之八十。h15107質(zhì)量功率密度/（w/kg）210023402600質(zhì)量能量密度/（W當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時(shí)，負(fù)極物質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，鋰離子從負(fù)極脫出，進(jìn)入電解液，電解液作為一種介質(zhì)，經(jīng)過(guò)隔膜，把鋰離子再重新嵌入回正極材料晶格中。圖36鋰離子電池充放電原理圖鋰離子電池的充放電過(guò)程實(shí)際就是鋰離子不斷往返正負(fù)極之間的一個(gè)過(guò)程。；l 高能(比能量高)，鋰離子電池比能量已達(dá)到150Wh/kg；l 使用壽命長(zhǎng)，反復(fù)充放電可達(dá)1000次以上；l 無(wú)記憶性，充放電自由，不會(huì)對(duì)電池造成損耗；l 對(duì)環(huán)境無(wú)污染，該電池內(nèi)不存在重金屬污染物，是“綠色電池”；l 可以制造成不同的形狀；l 工作溫度范圍寬。電解液一般混合不同性質(zhì)的幾種溶劑使用，因?yàn)槭褂脝我蝗軇┖茈y滿足上述嚴(yán)酷條件。隔板這樣的作用有效的保護(hù)了電池。它功能是關(guān)閉或阻斷所謂的“通道”。負(fù)極上活性物質(zhì)也是一種混合物，用碳材料與黏合劑制成的混合物是最佳材料，同時(shí)也要再添加上有機(jī)溶劑調(diào)和制成糊狀，并涂覆在銅基上，也呈薄層狀分布。錳酸鋰離子電池的正極物質(zhì)，是以錳酸鋰為主要原料；磷酸鐵鋰作為磷酸鐵鋰離子電池中正極原料，在鈷鎳鋰離子電池中正極以鈷鎳鋰為主要原料。圖35 鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖鋰離子電池又包括錳酸鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池和鈷鎳鋰離子電池。1990年日本索尼公司成功推出了新一代電池，這種電池的性能高，儲(chǔ)能大，鋰離子電池也是目前世界上使用最為廣泛的充電電池。h體積功率密度2100W/L模塊質(zhì)量鋰離子電池是由之前的電池改進(jìn)而來(lái)。h體積能量密度52Wh96169能量密度/（Wh9528額定電壓/V1212質(zhì)量/kg能量密度/（W鎳氫電池內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生能量，這種電池可以把能量直接轉(zhuǎn)化為電能。鎳氫電池具有諸多優(yōu)點(diǎn)，與鉛酸蓄電池相比，鎳氫電池除具有比質(zhì)量輕、體積小、能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)以外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：l 比功率高，可達(dá)到1350W/kg；l 循環(huán)使用次數(shù)多；l 無(wú)污染，為21世紀(jì)“綠色環(huán)保電池”；l 過(guò)充電過(guò)放電對(duì)電池影響相對(duì)較小；l 無(wú)記憶效應(yīng)；l 使用環(huán)境溫度溫度范圍30C55C；l 安全可靠。隔膜也是必不可少的部分。鎳氫電池主要由正極、負(fù)極、極板、隔板、電解液等組成[]，結(jié)構(gòu)如圖33所示。電極式為：PbSO4+ 電極式為：PbSO4+2H2O放電時(shí)總反應(yīng)式：Pb+PbO2+2H2SO4== 2PbSO4+電極式為： PbO2+l 放電時(shí)負(fù)極：Pb失2個(gè)電子變成＋2價(jià)的鉛后馬上與電極周圍的SO42－結(jié)合成PbSO4附在電極上。其中，通過(guò)內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)生成能量，并且把能量輸出的過(guò)程叫做放電過(guò)程。鉛酸電池的缺點(diǎn)：l 比能量低；l 充電時(shí)間長(zhǎng)；l 使用壽命短、成本高；l 鉛存在重金屬污染問(wèn)題。主要作用是參與電化學(xué)反應(yīng)，作為活性物質(zhì)之一，是鉛酸電池的重要組成溢氣閥安裝在蓄電池頂部，作用是密封、防暴等。隔板的作用是使正、負(fù)極板之間形成絕緣層，防止其短路。極板作為其核心部件，正負(fù)極板上都有活性物質(zhì)。同時(shí)也具有可逆性好、適用性寬、大電流放電性能良好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用于車輛、電力、采掘等行業(yè)。實(shí)際中，電池的最大功率應(yīng)當(dāng)限定為； （35）鉛酸電池從1859年發(fā)明至今已有140多年的歷史，鉛酸電池的有關(guān)理論與技術(shù)都取得了許多突破性的進(jìn)展。因此，電池的工作電壓通常在2/3到1倍E0D 范圍內(nèi)。這種模型把電池看成為一個(gè)理想電壓源和電阻串聯(lián)的等效電路，它的模型簡(jiǎn)圖如圖31所示。雖然電動(dòng)汽車比內(nèi)燃機(jī)汽車有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但是與其相競(jìng)爭(zhēng)，關(guān)鍵還是要開(kāi)發(fā)出比功率大、比能量高、成本低、使用壽命長(zhǎng)的先進(jìn)電池。l 缺點(diǎn)：比傳統(tǒng)差速器造價(jià)昂貴，通常這類差速鎖會(huì)使用在比較高檔的汽車產(chǎn)品中；由于使用環(huán)境不同，可能在使用過(guò)程中處于嚴(yán)酷的環(huán)境中，從可靠性方面來(lái)講，電子產(chǎn)品的可靠性會(huì)稍微遜色。在公路上，它是一項(xiàng)強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠提高抓地力，在車輛性能、方向穩(wěn)定性、主動(dòng)安全性和操作反饋方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。與開(kāi)式差速器相比，電子差速器鎖在機(jī)械結(jié)構(gòu)上并沒(méi)有過(guò)多改變，它的結(jié)構(gòu)和特性還是與之相同，裝有電子差速器鎖的汽車通常配ABS系統(tǒng)和EBD系統(tǒng)。圖23為雙離合自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)圖。與通常自動(dòng)變速器一樣，駕駛員可以把檔位一直處在D檔，汽車會(huì)根據(jù)不同駕駛條件自動(dòng)調(diào)換檔位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速器的功能?？偟膩?lái)說(shuō)，各有千秋。對(duì)于“干式”雙離合變速器來(lái)說(shuō)，它具有相對(duì)的反應(yīng)靈敏性，但恰恰因?yàn)椤案墒健?，缺少?rùn)滑，摩擦阻力大，對(duì)離合器片的磨損會(huì)比較嚴(yán)重。汽車很多零件中常見(jiàn)的兩個(gè)詞：“干式”和“濕式”，DCT同樣分為干式”雙離合變速器與“濕式”雙離合變速器兩類。而雙離合采用兩個(gè)離合器，巧妙的解決了這個(gè)動(dòng)力瞬間中斷的問(wèn)題。通常我們知道手動(dòng)變速器具有靈活性的特點(diǎn)，自動(dòng)變速器具有舒適性是特點(diǎn)，自然，雙離合自動(dòng)變速器具有上述兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，與此同時(shí)，最大的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行無(wú)間斷的動(dòng)力輸出。雙離合變速器的英文名叫做Dual Clutch Transmission，簡(jiǎn)稱DCT，其結(jié)構(gòu)如圖