【正文】
23所示。但電動汽車還有另外一種變速器,就是自動變速器,已經(jīng)應(yīng)用的就是雙離合自動變速器。l 手動變速器此類變速器適合使用在混合動力的電動汽車上,其原理與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車手動變速器相同,此處不做過多討論。l 固定齒比變速器目前,很多國產(chǎn)電動汽車采用固定齒比變速箱,簡單的說,這種變速箱就是一對齒輪嚙合,傳動比是定值,其作用和傳統(tǒng)汽車中的減速器相當(dāng),減速增距。所以,電機(jī)是不是需要變速箱的。l 無變速器一般來講,當(dāng)電動機(jī)的輸入電壓和輸入電流一定的情況下,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速越慢,則電動機(jī)的輸出扭力越高。其中蓄電池、控制系統(tǒng)和電動機(jī)是電動汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相差別的部分,本節(jié)主要介紹變速器和差速器。差速器結(jié)如圖22所示。 在汽車轉(zhuǎn)彎行駛過程中,內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑與外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑是不同的,通常外輪轉(zhuǎn)彎半徑要比內(nèi)輪轉(zhuǎn)彎半徑大很多,所以在同樣的轉(zhuǎn)彎時間內(nèi),外側(cè)車輪路程大,故速度要大于內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)速。減速器的傳動比檔數(shù)也可以是一個或者多個,又有單速式和雙速式兩種。如果汽車的發(fā)動機(jī)放置形式為縱置時,主減速器可以把發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩方向改變。其主要應(yīng)用條件:l 汽車變速器末端連接傳動軸,傳動軸末端連接驅(qū)動橋;l 在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋與斷開式驅(qū)動橋之間通常用萬向傳動裝置連接;l 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中。其主要功能是:l 改變發(fā)動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩,改變汽車的行駛速度;l 由于發(fā)動機(jī)不能反轉(zhuǎn),變速器使車輛可以倒車行駛;l 設(shè)置空擋,在某些時刻能夠終止動力傳輸;l 將發(fā)動機(jī)輸出動力傳遞、再輸出。 變速器也叫變速箱,它是一種齒輪傳動裝置。離合器通常安裝在傳動系統(tǒng)中發(fā)動機(jī)的輸出末端與變速器的輸入前端,是切斷發(fā)動機(jī)與傳動系統(tǒng)之間動力傳輸?shù)闹匾考?6第2章 汽車傳動系統(tǒng)的組成 圖21 傳統(tǒng)手動擋汽車傳動系統(tǒng)汽車的傳動系統(tǒng)的作用是將發(fā)動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩傳遞給車輪,使汽車行駛。在全球能源危機(jī)不斷加深,石油資源日趨枯竭,以及大氣污染家具,全球氣溫上升的背景下,世界各國政府和汽車企業(yè)都認(rèn)識到節(jié)能減排是未來汽車的新目標(biāo)。阿頓和約翰 1882年,英國的威廉特魯夫研制的電動三輪車,是世界上第一輛電動汽車。這些動能提供裝置可以以多種方式組合,組合的方式分為:串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式和復(fù)合式等[]?;旌蟿恿﹄妱悠?,是當(dāng)前還找不到理想的高質(zhì)量比能量和高質(zhì)量比功率的車載電源之前,電動汽車發(fā)展進(jìn)程中的一種過度產(chǎn)物,同時它也是一種獨立的車型。燃料電池電動汽車使用氫氣作為燃料,氫氣與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,以此驅(qū)動汽車行駛。所以其又稱蓄電池電動汽車。其次,電動汽車減少了傳統(tǒng)汽車對石油的依賴,其蓄電池電量來源廣泛,同時體現(xiàn)了減少環(huán)境污染的特點。,多樣化試驗研究表明,電動汽車的能源轉(zhuǎn)化率已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通內(nèi)燃機(jī)汽車,尤其在城市行駛過程中,普通汽車走走停停,運行速度低,燃料利用率大大減低,同種情況下電動汽車優(yōu)勢明顯。同時它不具有內(nèi)燃機(jī)工作時產(chǎn)生的各種噪音,是駕駛員和乘客舒適性增加。關(guān)鍵詞:電動汽車;傳動系統(tǒng);蓄電池;電動機(jī);控制器AbstractSince 21st century, the industry of human nature have been growing rapidly. With the incessant development of industry, the automobile industry has also innovate a lot. As far as we know,petroleum is a crucial factor that affects the automobile industry, and the global total amount of petroleum is limited. After large oil exploitation, we are almost run out of the petroleum in the whole world, which makes the energy crisis a global issue. Besides, environmental pollution is getting worse and worse. Automobile emission is one of the main factor that cause the pollution. As the result, the role of electric vehicle (EV), which is with zero emission, bees more and more countries vigorously develop the new energy automobile and then give birth to the research on EV.The transmission system of EV including: battery,electric motor, controller and other mechanic transmission device. The transmission system is the core technology of EV. This thesis mainly describes the structure and principle of the battery, electric motor, controller and mechanic device of the transmission system of EV.Keyword:EV, transmission system, battery,electric motor, controller2目 錄第1章 電動汽車概述 1 1,噪聲低 1,使用方便 1,多樣化 1 1 1 1 2 2 2 2第2章 汽車傳動系統(tǒng)的組成 3 3 3 3(萬向傳動裝置) 4 4 4 4 5 6第3章 蓄電池 8 8 9 9 10 11 11 12 13 13 15 16 17 18 19 19第4章 電動機(jī) 20 20 21 直流電動機(jī)的工作原理 22 22 24 26第5章 控制器 30 30 30 30 31 32第6章 電動汽車傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 34 34 37 37 37 38 39 39 39 40 40第7章 總結(jié)與展望 42參考文獻(xiàn) 43致謝 44III第1章 電動汽車概述電動汽車(EV)是指那些以各種電池作為動力提供源,車輪運動靠電動機(jī)驅(qū)動,符合各種國家、國際法規(guī)要求的車輛[]。電動汽車傳動系統(tǒng)包括:蓄電池、電動機(jī)、控制器和其他機(jī)械傳動裝置。所以零尾氣排放的電動汽車逐漸扮演了重要角色。眾所周知,汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開石油,然而全球石油總量是有限的,隨著人類不斷地開采,石油資源日益短缺,能源危機(jī)已經(jīng)成為了一個世界性問題。 學(xué)士學(xué)位論文(設(shè)計)作者簽名: 年 月 日摘 要人類進(jìn)入21世紀(jì)以來,工業(yè)生產(chǎn)飛速發(fā)展。對本人實驗或設(shè)計中做出重要貢獻(xiàn)的個人或集體,均已在文中以明確的方式注明。 本科生畢業(yè)論文(設(shè)計)中文題目 電動汽車傳動系統(tǒng)原理分析 英文題目 Principle Analysis of Transmission System in Electric Vehicle 吉林大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文(設(shè)計)承諾書 本人鄭重承諾:所呈交的學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文(設(shè)計),是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,獨立進(jìn)行實驗、設(shè)計、調(diào)研等工作基礎(chǔ)上取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文(設(shè)計)不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的作品成果。本人完全意識到本承諾書的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步,汽車制造業(yè)也逐步創(chuàng)新。另一方面,環(huán)境污染也日益加劇,汽車尾氣排放是造成環(huán)境污染的主要原因之一。各個國家都大力發(fā)展新能源汽車,電動汽車的研發(fā)應(yīng)運而生。電動汽車傳動系統(tǒng)是電動汽車的核心技術(shù),本文主要對組成電動汽車傳動系統(tǒng)的蓄電池、電動機(jī)、控制器和機(jī)械裝置部分的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行闡述。電動汽車具有下列優(yōu)點:,噪聲低電動汽車沒有傳統(tǒng)汽車的內(nèi)燃機(jī),工作時沒有尾氣排放,對環(huán)境保護(hù)十分有益,業(yè)內(nèi)具有“零污染”的美譽。,使用方便電動汽車比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車結(jié)構(gòu)簡單,零件有所減少,維修方便,保養(yǎng)費用低(電動機(jī)無需過多保養(yǎng)),更為突出的是電動汽車操縱簡便。當(dāng)普通汽車怠速時仍然消耗燃料,電動汽車停止時完全不消耗電能,制動過程中,還可以將實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化回收利用。純電動汽車的動力源來自蓄電池,蓄電池供能電動機(jī),電動機(jī)驅(qū)動車輪運動。純電動汽車主要由蓄電池、電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng)、車身底盤,以及安全保護(hù)系統(tǒng)組成。燃料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)物為水,其能源轉(zhuǎn)換效率高,是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的2到3倍,同時,燃料電池電動汽車也具有無污染,零排放,無噪聲等優(yōu)點,是一種理想的車輛。國際有個叫國際電力機(jī)車委員會的組織,根據(jù)這個組織的建議,混合動力電動汽車是指動力源由兩種或者多種裝置提供的車輛。1881年,巴黎國際電氣展覽會上,展出的由法國人古斯塔夫其采用鉛酸充電電池和直流電動機(jī),能實際使用,這輛車的誕生具有劃時代的意義。愛德華培里也合作研制出一輛電動三輪車,其車速雖然只有9 mile/h,但三位先驅(qū)的努力使得電動汽車在燃料汽車尚未問世之前已經(jīng)誕生,之后,電動汽車在歐美國家迅速興起和發(fā)展。汽車生產(chǎn)商、電池生產(chǎn)商、電力公司、能源和環(huán)保機(jī)構(gòu)、大學(xué)和研究所都在不斷合作以及研究新技術(shù),努力使電動汽車這個處于起步階段的產(chǎn)業(yè)興起,以使電動汽車成為未來汽車產(chǎn)業(yè)的希望。如圖21所示,其主要由離合器、變速器、傳動軸、主減速器以及差速器、半軸等部分組成[]。其主要作用有:l 在汽車起步過程中,過渡發(fā)動機(jī)與傳動系之間動力傳輸,起步平穩(wěn);l 輸出轉(zhuǎn)矩被離合器限制,可以防止傳動系統(tǒng)過載;l 在車輛換擋過程中,離合器暫時切斷發(fā)動機(jī)與傳動系之間的聯(lián)系,保證換擋平穩(wěn)。汽車變速器通常是通過改變傳動比,改變發(fā)動機(jī)曲軸的輸出轉(zhuǎn)矩,適用于起動、加速,以及克服道路障礙不同的駕駛條件,使汽車在不同的條件下有不同的駕駛速度。(萬向傳動裝置)汽車某些軸間具有夾角,有的轉(zhuǎn)軸在傳動過程中會出現(xiàn)位置變化,這樣的情況,萬向傳動裝置可以在這樣的軸間傳動動力。主減速器的作用就是把輸入軸的速度降低,從而增大輸出的轉(zhuǎn)矩。減速器的分類方法很多,在減速傳動裝置中可能有一對減速齒輪或者有多對減速齒輪,所以有單級式主減速器,雙級式主減速器之分。構(gòu)成減速器的齒輪類型有多種,圓柱齒輪構(gòu)成的減速器叫做圓柱齒輪減速器,所以還有圓錐齒輪減速器和準(zhǔn)雙曲面齒輪減速器等型式。此時就需要差速器來調(diào)節(jié)梁車輪的轉(zhuǎn)速,滿足轉(zhuǎn)彎要求。 圖22 差速器結(jié)構(gòu)圖電動汽車動力傳動系統(tǒng)由蓄電池、控制器、電動機(jī)、變速器、主減速器、等組成[]。以下章節(jié)著重介紹上述電池,電機(jī)和控制部分。相反電動機(jī)轉(zhuǎn)速越高時,電動機(jī)的輸出扭力越低,所以,當(dāng)輸入功率一定時,電機(jī)總是會自動的調(diào)整到到最高效方式來輸出動力,當(dāng)車是停止?fàn)顟B(tài)下時,踩下油門踏板,因為有慣性的阻力,電機(jī)自動的調(diào)整到所給的油門踏板所能達(dá)到的最高扭力,然后在加速過程中,電動機(jī)根據(jù)情況自動判定,自動把扭矩減小,以來獲得這個時刻的最高速度。如果加了變速箱,可以開的更快也是不可能的,在輸入能量一定的情況下,車只會開的更慢,因為能量在變速箱中傳遞過程有損失。使用固定齒比變速器的汽車有;榮威E50、比亞迪 e特斯拉電動車、瑞麒電動車等。l 自動變速器目前電動汽車很少使用傳統(tǒng)機(jī)械師手動變速器,原因在上面已經(jīng)陳述。下面部分詳細(xì)介紹有關(guān)雙離合自動變速器的結(jié)構(gòu)和原理。和通常的自動變速器不同,雖然它也叫自動變速器,但是它是基于手動變速器而來。在傳動的手動擋汽車中,駕駛員換擋過程中,因為踩下離合踏板,會用動力中斷的一瞬間,才可以變換不同的齒輪嚙合,這樣就會導(dǎo)致輸出有多斷續(xù),在追求動力輸出上是個很大的缺陷。世面常見應(yīng)用的雙離合自動變速器主要有兩類。與其他零件類似,不同類型有各自類型的優(yōu)缺點。而“濕式”雙離合器在一定程度上可以減少離合器片的摩擦受損,但由于結(jié)構(gòu)中有電子液壓系統(tǒng),通過這個系