【正文】 隨著 EV 結(jié)構(gòu)形式不同，采用了不同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 EV 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總布置形式有以下幾 種，其特征如表 21 所示： （ 1）傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式 （ 2）電動(dòng)機(jī) —驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) （ 3）電動(dòng)機(jī) —驅(qū)動(dòng)橋整 體式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) （ 4）輪轂電動(dòng)機(jī)分散驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 表 21 EV 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總體布置形式 、 結(jié)構(gòu)模型 、 特征 項(xiàng)目 結(jié)構(gòu)模型 特征 電池管理系統(tǒng) 熱管理系統(tǒng) 電池管理系統(tǒng) 線路管理系統(tǒng) 電池組組合方式 電池組分組和支架布置 通風(fēng)管道系統(tǒng)和風(fēng)扇 溫度管理 ECU 及溫度傳感器 熱能的管理和應(yīng)用 電池組電壓測(cè)試 電池組電流測(cè)試 電池組和單元電池的溫度測(cè)試 SOC 計(jì)算及顯示技術(shù) 電池組剩余電量顯示 車輛在線可行駛里程顯示 自動(dòng)診斷系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng) 安全防護(hù)系統(tǒng) 動(dòng)力電池組分組及連接 動(dòng)力電線束 手動(dòng)或自動(dòng)斷電器 傳感器的類型 傳感器的電線束 傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模式 ； 系統(tǒng)，包括離合器 、 變速器 、傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)橋等總成； 、 驅(qū)動(dòng)橋前置 、（ FF），電動(dòng)機(jī)前置 、 驅(qū)動(dòng)橋后置（ FR）等各種驅(qū)動(dòng)模式； ，效率低，不能充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的性能 電動(dòng)機(jī)— 驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)端蓋處裝置變速齒輪 、差速器等驅(qū)動(dòng)總成，形成電動(dòng)機(jī) — 驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)； 、 驅(qū)動(dòng)橋前置 、（ FF），電動(dòng)機(jī)前置 、 驅(qū)動(dòng)橋后置（ FR） 、 驅(qū)動(dòng)橋后置（ RR）等驅(qū)動(dòng)模式； ，傳動(dòng)效率高，安裝方便 電動(dòng)機(jī)— 驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 輪 、差速器等驅(qū)動(dòng)總成，電動(dòng)機(jī)有一個(gè)空心軸，有一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋的半軸從電動(dòng)機(jī)空心軸中通過(guò)； 、 驅(qū)動(dòng)橋前置 、（ FF），電動(dòng)機(jī)前置 、 驅(qū)動(dòng)橋后置（ FR） 、 驅(qū)動(dòng)橋后置（ RR）等驅(qū)動(dòng)模式； ，傳 動(dòng)效率高，可以作為驅(qū)動(dòng)橋布置在車架下面 輪轂電動(dòng)機(jī)分散驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) ，可以有 4 2 和 4 4 兩種布置方式，各個(gè)車輪之間的同步轉(zhuǎn)動(dòng)或差速轉(zhuǎn)動(dòng)由中央控制器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制； 2布置方式有雙前輪驅(qū)動(dòng)模式和雙后輪驅(qū)動(dòng)模式； 4布置方式可以實(shí)現(xiàn) 4輪驅(qū)動(dòng)模式 。單憑外形是無(wú)法區(qū)分燃料電池汽車與普通內(nèi)燃機(jī)汽車的。燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)主要由動(dòng)力控制單元、電動(dòng)機(jī)、電池組、燃料箱、儲(chǔ)能裝置及燃料加入口等組成。 二、燃料電池電動(dòng)汽車的種類 雖然燃料電池汽車的歷史并不長(zhǎng)，但由于燃料電池汽車具有突出的環(huán)保、節(jié)能優(yōu)勢(shì)，各種各樣結(jié)構(gòu)的 燃料電池汽車不斷問(wèn)世。 是根據(jù)汽車是否帶有儲(chǔ)能設(shè)備（如蓄電池、飛輪等）分類，據(jù)此可把燃料電池汽車分為純?nèi)剂想姵仄嚭突旌希◤?fù)合）式燃料電池汽車。 分句燃料氫的儲(chǔ)存方式的不同可以把燃料電池汽車分為壓縮氫燃料電池汽車、液氫燃料電池汽車和合金吸附氫燃料電池汽車三種。 如圖2— 3 所示 圖 23 燃料電池電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的工作原理 四、燃料電池電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)形式 驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)是燃料電池汽車的心臟，它的主要功能是使電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，并通過(guò)傳統(tǒng)系統(tǒng)將能量傳動(dòng)到車輪驅(qū)動(dòng)車輛行駛。電機(jī)由控制器控 制，是一個(gè)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。 目前，燃料電池可以采用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。目前已研制成功并投入運(yùn)行的混合動(dòng)力汽車主要有液壓蓄能式混合動(dòng)力汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車兩類 由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的組合動(dòng)力作為能源的汽車稱為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車HEV。 （ 1）發(fā)動(dòng)機(jī)。采用的發(fā)動(dòng)機(jī)有四沖程內(nèi)燃機(jī)、二沖程內(nèi)燃機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)等。 （ 2）電動(dòng)機(jī)。采用的電動(dòng)機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁 阻電動(dòng)機(jī)等。儲(chǔ)能裝置是 HEV 的輔助能源，只有在 HEV 用電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)時(shí)使用， HEV 可選用不同的蓄電池、燃料電池儲(chǔ)能器等。根據(jù)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn)有不同的分類方法，可把混合動(dòng)力電動(dòng)汽車區(qū)分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式。發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，其電能通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制器直接輸送到電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁力矩驅(qū)動(dòng)汽車。電池通過(guò)控制器串接在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間，其功能相當(dāng)于發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的 “水庫(kù) ”，起功率平衡作用，即：當(dāng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率大于電動(dòng)機(jī)所需的功率時(shí)，如汽車減速滑行、低速行駛或短時(shí)停車時(shí)，控制器控制發(fā)電機(jī)向電池充電；而當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率低于電動(dòng)機(jī)所需的功率時(shí)，如汽車起步、加速、高速行駛、爬坡時(shí)，就由電池向電動(dòng)機(jī)提 供 不足部分的電能。當(dāng)汽車運(yùn)行工況變化，電動(dòng)機(jī)所需的驅(qū)動(dòng)功率與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率不一致時(shí)，由控制器控制發(fā)電機(jī)向電池充電或使電池向電動(dòng)機(jī)放電，電池充電和放電電流的大小則由控制器根據(jù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的變化情況進(jìn)行控制。而在汽車高速行駛時(shí)，由于其電傳動(dòng)效率低抵消了發(fā)動(dòng)機(jī)油耗低的優(yōu)點(diǎn)，因此，串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車更適合于在市內(nèi)的低速運(yùn)行工況。 （ 2） 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 ① 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 并聯(lián)式 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖 25。 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)形式更像是附加了一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的普通內(nèi)燃機(jī)汽車。有的并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車也有發(fā)電機(jī)，但其主要作用是向電池充電，以保持電池的荷電狀態(tài)（ SOC），即：當(dāng)電池放電較多，其 SOC 值較低時(shí)，控 制器可控制發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)并向電池充電，使電池的 SOC 恢復(fù)到設(shè)定值，保證混合驅(qū)動(dòng)方式下的續(xù)駛里程。當(dāng)汽車在低速或變速工況行駛時(shí)，需通過(guò)加速踏板和變速器來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出，而在汽車高速行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率低于汽車行駛所需功率時(shí)，由控制器控制電動(dòng)機(jī)協(xié)助驅(qū)動(dòng)。 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車也可實(shí)現(xiàn)零排放控制。但這樣就需要功率足夠大的電動(dòng)機(jī)，所需的電池容量也相應(yīng)要大。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一部分通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)輸送給驅(qū)動(dòng)橋，另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 圖 2— 6 混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)示意圖 混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略是：在汽車低速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)汽車高速穩(wěn)定行駛時(shí)，則以并聯(lián)工作方式為主。 與并聯(lián)式相比，混聯(lián)式的動(dòng)力復(fù)合形式更復(fù)雜，因此對(duì)動(dòng)力復(fù)合裝置的要求更高。 第三章 電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池及儲(chǔ)能裝置 第一節(jié) 電池的分類及有關(guān)術(shù)語(yǔ) 一、電池的分類 常見的電池可區(qū)分為大約 4000 多種，詳細(xì)地劃分的話也可區(qū)分為大約 38種。生物電池有利用酶、微生物或葉綠素分別做成的酶電微生物電池和生物太陽(yáng)能電池等，其工作的物理基礎(chǔ)是生物表現(xiàn)出來(lái)的帶電現(xiàn)象?；瘜W(xué)電池是一種直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能 的裝置，其學(xué)名為化學(xué)電源。 圖 31 化學(xué)電池的分類 化學(xué)電池常見的分類方法有三種： 第一種是按電解液種類分類，可把常見的電池分為堿性電池、酸性電池、中性電池及有機(jī)電解液電池四種。 第三種是根據(jù)工作的性質(zhì)和儲(chǔ)存方式不同，可把常見的電池分為一次電池、二次電 池、燃料電池、儲(chǔ)備電池四類。 放電容量：電池在規(guī)定條件下的放電電量或有效工作時(shí)間。 電池極端：電池連接外電路的部件。 放電率：放電率指放電是的速率，通常用 “時(shí)率 ”和 “倍率 ”表示。 充電率：蓄電池在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)充到額定容量所需的電流值。 恒流充電：充電時(shí)保持充電電流不變的一種沖電方法。 第二節(jié) 鉛酸蓄電池 一、鉛酸蓄電池的分類和特點(diǎn) 電動(dòng)汽車用動(dòng)力鉛酸電池有多種，常見的有個(gè)干呵電式蓄電池、濕荷電式蓄電池、閥控式蓄電池、免維護(hù)蓄電池、膠體蓄電池、水平板式蓄電池等。動(dòng)力鉛酸蓄電池有以下幾個(gè)特點(diǎn)。 （ 2）比功率和功率密度大，內(nèi)阻小，長(zhǎng)時(shí)間可輸出大電流。 （ 4）循環(huán)次數(shù)多，壽命長(zhǎng)。 二、鉛酸蓄電池的工作原理 鉛酸蓄電池充、放電化學(xué)反應(yīng)的原理方程式如下： 正極： PbO2 + 2e + HSO4 + 3H+ == PbSO4 + 2H2O 負(fù)極： Pb + HSO4 == PbSO4 + H+ + 2e 總反應(yīng)： PbO2 + 2 H2SO4 + Pb == 2 PbSO4 + 2H2O 從以上的化學(xué)反應(yīng)方程式中可以看出，鉛酸蓄電池在放電時(shí)，正極的活性物質(zhì)二氧化鉛和負(fù)極的活性物質(zhì)金屬鉛都與硫酸電解液反應(yīng)，生成硫酸鉛，在電化學(xué)上把這種反應(yīng)叫做 “雙硫酸鹽化反應(yīng) ”。在蓄電池充電過(guò)程中，正、負(fù)極疏松細(xì)密的硫酸鉛，在外界充電電流的作用下會(huì)重新變成二氧化鉛和金屬鉛，蓄電池就又處于充足電的狀態(tài)。 第三節(jié) 燃料 電池 一、燃料電池的分類和特點(diǎn)： 圖 32 燃料電池的分類 燃料電池按電解質(zhì)劃分已有 6 個(gè)種類得到了發(fā)展，即堿性燃料電池、磷酸鹽型燃料電池、熔融碳酸鹽型燃料電池、固體氧化物型燃料電池、固體聚合物 燃料電池又稱為質(zhì)子交換膜燃料電池、及生物燃料電池。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℃ )之間的為中溫燃料電池；工作溫度在873K(600℃ )以上的為高溫燃料電池，損失?？偟膩?lái)說(shuō)，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(guò)燃燒過(guò)程，因而不受卡諾循環(huán)的限制。 （ 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，五機(jī)械振動(dòng)。燃料電池?zé)o論作為集中電站還是分布式電，或是作為小區(qū)、工廠、大型建筑的獨(dú)立電站都非常合適 化學(xué)電池的分類 料電池 直接式 間接式 再生式 低溫 （〈 200℃） H2O2 有機(jī)物 —氧 含氧化合物 氫 — 鹵素 金屬 — 氧 中溫 （ 200～750℃） H2O2 COO2 NH3O2 高溫 (750℃） H2O2 COO2 燃料電池 天然氣 石油 甲醇 乙醇 汽油 二甲醚 生化燃料電池 葡萄糖 碳水化合物 尿素 尿素 熱再生 充電再生 光化學(xué)電池 輻射化學(xué)電池 （ 5）負(fù)荷響應(yīng)快，運(yùn)行質(zhì)量 高 燃料電池在數(shù)秒鐘內(nèi)就可以從最低功率變換到額定功率，而且電廠離負(fù)荷可以很近，從而改善了地區(qū)頻率偏移和電壓波動(dòng)，降低了現(xiàn)有變電設(shè)備和電流載波容量，減少了輸變線路投資和線路目前。它由正極、負(fù)極和夾在正負(fù)極中間的電解質(zhì)板所組成。工作時(shí)向負(fù)極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（空氣）。氫離子進(jìn)入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。利用這個(gè)原理，燃料電池便可在工作時(shí)源源不斷地向外部 輸電，所以也可稱它為一種 發(fā)電機(jī) 。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成各式各樣，一般由電氣和機(jī)械兩大部分組成。電動(dòng)機(jī)與車輪通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置連在一起，也可以直接裝在車輪上，用電動(dòng)機(jī) 直接驅(qū)動(dòng)。 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的種類 電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)雖然有著多種多樣的組合形式，但每個(gè)電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都具有自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，據(jù)此可以把電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為不同的類型。根據(jù)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成的特點(diǎn)，其基本布置方式可以分為機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、半機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和純電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。 二、電動(dòng)汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)性能的基本要求 電動(dòng) 汽車由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部分。 電動(dòng)汽車對(duì)電動(dòng)機(jī)的基本要求 ： 電動(dòng)汽車的運(yùn)行，與一般的工業(yè)應(yīng)用不同，非常復(fù)雜。 2. 電動(dòng)汽車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有寬廣的調(diào)速范圍 ，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。 3． 電動(dòng)汽車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)能夠在汽車減速時(shí)實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，將能量回收并反饋回蓄電池，使得電動(dòng)汽車具有最佳能量的利用率，這在內(nèi)燃機(jī)汽車上是不能實(shí)現(xiàn)的。 另外還要求電動(dòng)汽車用電動(dòng)機(jī)可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適應(yīng)大批量生產(chǎn)，運(yùn)行時(shí)噪 聲低，使用維修方便，價(jià)格便宜等 三、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的分類 電 動(dòng)機(jī)可分為交流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)