【正文】 統(tǒng)控制，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，效率會略微降低，同時也會出現(xiàn)一定的遲緩現(xiàn)象。與手動變速器不同，DCT顧名思義有兩個離合器，就需要有兩根輸入軸，這兩個離合器分別與各自的輸入軸相連接，傳統(tǒng)汽車換擋過程中需要踩下離合器踏板，而在雙離合自動變速下不需要有踩下離合器踏板的環(huán)節(jié)，整個過程都是通過積成電子模塊來控制的。在雙離合變速器中，除了有兩根輸入軸外，還有很關(guān)鍵的空心軸和實心軸，以六個前進(jìn)擋和一個倒檔的汽車為例，當(dāng)一個離合器通過實心軸控制1檔、3檔、和5檔的同時，另外一個離合器已經(jīng)通過空心軸做好了控制2檔、4檔、6檔和倒檔的準(zhǔn)備，所以在換擋過程中，下一個檔位已經(jīng)提前準(zhǔn)備完畢，不會出現(xiàn)動力瞬時中斷的情況。圖23 雙離合變速器結(jié)構(gòu)圖此處不介紹傳統(tǒng)汽車機(jī)械式差速器，介紹一種電子差速器。通過與上述兩系統(tǒng)配合，從而使一側(cè)的車輪實現(xiàn)制動打滑動作，來實現(xiàn)兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)彎時的轉(zhuǎn)速差。l 優(yōu)點：安全性好，不會損壞車輛。 第3章 蓄電池作為一種能量的存儲裝置，電池是電動汽車的最關(guān)鍵部分，是車輛的動力之源，恰恰因為其重要程度，電動汽車的發(fā)展受電池的制約性很強(qiáng)。通常，我們在建立蓄電池模型過程中，采用內(nèi)阻模型。圖31 蓄電池內(nèi)阻模型圖其中：E0 是單個電池的電動勢（V）； U工作電壓（V）； I工作電流（A）； Rint等效內(nèi)阻（Ω）由圖所以可以得到電壓特性方程為： （31） 電池的電動勢E0和電池的內(nèi)阻Rint同時受多個不同因素的影響，隨著電池的狀態(tài)變化，其數(shù)值也不斷變化，但是在通常情況下，只考慮一些主要因素的影響，為了簡化計算，通常電池的放電功率為： （32）電池的放電效率為：η== （33）最大輸出功率為： （34）其中Pbmax是個理論值，在實際過程中，電池的壽命會因為放電電流過大，電池發(fā)熱過度而減短。這樣可以使電池的輸出功率較高。鉛酸電池具有很多優(yōu)點，最大的優(yōu)點就是成本低。鉛酸蓄電池的主要組成部分是由正負(fù)極板、電解液、隔板、溢氣閥、外殼等[]。通常把二氧化鉛涂在正極板上，負(fù)極板上通常涂有純的金屬鉛，二氧化鉛和鉛作為活性物質(zhì)。電解液是一種傳遞的載體，通常電解液是一定比例的硫酸與水配制而成。圖32 鉛酸電池結(jié)構(gòu)圖鉛酸電池的優(yōu)缺點：l 輸出電壓較高，；l 成本低，價格較為便宜；l 輸出電流范圍廣，尺寸大小按需所變；l 高倍率放電性好，可用于引擎起動；l 高低溫性好，工作環(huán)境可為40C60C；l 電能轉(zhuǎn)化效率高達(dá)60%；l 方便識別電荷狀態(tài)。鉛酸蓄電池使用過程中，有充電和放電兩種過程，兩種過程在一定條件下是可逆的。在放電后，電池中的電能消耗完畢，需要對電池進(jìn)行充電，這個過程中實際就是把外界的電能重新轉(zhuǎn)為為蓄電池內(nèi)部的化學(xué)能的過程。電極式為：Pb2e+ SO42－== PbSO4正極：PbO2 中的＋4價的鉛得到2個電子變成＋2價的鉛后馬上與電極周圍的SO42－結(jié)合成PbSO4附在電極上，釋放出的O2－與溶液中的結(jié)合成H2O。2e+4 H＋+SO42－== PbSO4+2H2Ol 充電時：陰極：電極上的PbSO4中＋2價的鉛得到電源送來的2個電子變?yōu)镻b后釋放出SO42－。2 e=Pb +SO42－陽極：電極上的PbSO4中＋2價的鉛被電源奪去2個電子變?yōu)椋?價的鉛，＋4價的鉛強(qiáng)行去奪H2O中的O2－，使自己變?yōu)镻bO2，同時又使H2O中的H＋釋放出來。2e+2H2O＝PbO2+4H＋故充電時總反應(yīng)式為：2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4鎳氫電池是一種堿性電池，鎳氫電池中不含有鎳鎘電池中的重金屬鉻，所以在使用和報廢的環(huán)節(jié)中，不會污染環(huán)境，是一種“綠色電池”。圖33 鎳氫電池結(jié)構(gòu)圖氫氧化鎳是鎳氫電池的正極活性物質(zhì)，負(fù)極的活性物質(zhì)是鎳氫合金，鎳氫電池也有與電解液類似的電解質(zhì)，其電解質(zhì)為氫氧化鉀。與其他蓄電池類似，這種電池的充電和放電過程也是可逆的，在可逆反應(yīng)過程中，需要一種催化劑，金屬鉑是針對這個反映十分有效的催化劑。但是，鎳氫電池同樣具有缺點；l 成本高，價格為相同容量鉛酸電池的5—8倍；l 單體電池電壓低，；l 自放電損耗大；l 電池組熱管理任務(wù)重。 圖34 鎳氫電池反應(yīng)原理圖l 充電時：正極的化學(xué)反應(yīng)為： 負(fù)極的化學(xué)反應(yīng)為： l 放電時：正極的化學(xué)反應(yīng)為：負(fù)極的化學(xué)反應(yīng)為：下表為幾家公司已經(jīng)生產(chǎn)的鎳氫電池的性能對比： 日本Panasonic公司鎳氫電池性能項目EV95EV28容量/Ah/kg)635344功率密度（W/kg）200（80%DOD）300 (80%DOD)500(50%DOD) 法國Saft公司鎳氫電池性能電池型號額定容量/Ah/kg)6670功率密度（W/kg）150162 美國COBASYS公司1000系列鎳氫電池模塊性能指標(biāo)數(shù)值指標(biāo)數(shù)值額定電壓12V模塊體積額定容量9Ah/L額定功率質(zhì)量功率密度1125w/kg額定能量（1C放電）125W它解決了二次鋰電池的充放電壽命短和安全性差的兩個技術(shù)難題。與其他電池類似，正極、負(fù)極、電解液、隔板等是鋰離子電池的主要構(gòu)成。這三種鋰離子電池的正極物質(zhì)是不同的。通常在正極活性物質(zhì)中，加入一些其他混合物以達(dá)到相關(guān)作用，導(dǎo)電劑和樹脂黏合劑是兩種典型的物質(zhì)，并涂覆在由鋁制的基體上。隔板一般使用聚乙烯活聚丙烯材料制成，其表面是一種微觀上有很多孔的薄膜。簡單的說，如果電池在使用過程中溫度過高，會對電池壽命和安全有影響，這時，阻塞阻斷作為離子通道的細(xì)孔，蓄電池就不能進(jìn)行正常的充放電反應(yīng)，起到安全作用。電解液與其他電池相似，也是一種混合的有機(jī)溶液。鋰離子電池的優(yōu)點[]：l 工作電壓高。鋰離子也存在一些不足：l 成本高；l 必須有電池管理系統(tǒng)，以防止過充對電池造成損害。當(dāng)電池處于充電狀態(tài)時，正極物質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)，變成鋰離子，鋰離子在電解液中再通過隔膜，到達(dá)電池負(fù)極板，嵌入到負(fù)極中，完成充電過程。正極電化學(xué)反為 負(fù)極電化學(xué)反為 日本幾家公司研制的鋰離子電池的技術(shù)指標(biāo)項目日立湯淺松下額定容量/Ah/kg)698078 Saft公司2003年高能量型鋰離子電池性能性能當(dāng)錢鋰離子電池系統(tǒng)目標(biāo)質(zhì)量功率密度（W/kg）900625體積功率密度/（W/L）1450780質(zhì)量能量密度/（W燃料電池與上述電池不同，在上述幾種電池中，作為發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)都被同時放進(jìn)電池中，而燃料電池的反應(yīng)物質(zhì)不是直接被裝入電池中，而是隨著反應(yīng)的過程推進(jìn)，燃料不斷的從外界儲存裝置中被輸入到反應(yīng)器中（電池內(nèi)部），當(dāng)然，這個過程也不再是可逆的，與其他電池的充電過程相比，把燃料充入儲存裝置中，就相當(dāng)于給電池充電的過程。燃料電池缺點：l 燃料種類單一，燃料運(yùn)輸保管要求高；l 密封質(zhì)量要求高；l 比功率沒有其他電池高；l 造價較高；l 需要配備輔助電池系統(tǒng)。它與其他化學(xué)電池不同，電能不是以化學(xué)能轉(zhuǎn)化而來，而是使用物理方法實現(xiàn)儲能。飛輪電池的充放電過程就是動能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化。在放電時，這個電動機(jī)則又成為一個發(fā)電機(jī)，在飛輪動能的驅(qū)動下，發(fā)電機(jī)發(fā)電，實現(xiàn)機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換。 圖38 飛輪儲能原理圖l 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)飛輪的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中有兩個部分，即構(gòu)成飛輪的本體，還有對飛輪本體進(jìn)行支撐的支撐部分。美國馬里蘭大學(xué)已經(jīng)研究成功一種新的飛輪，該飛輪儲能可達(dá)20KW具體參數(shù)：，最大轉(zhuǎn)速46345r/min。飛輪的支承方式很多。對于磁懸浮技術(shù)，又可以通過很多手段達(dá)到懸浮的目的，利用超導(dǎo)材料可以制成磁懸浮系統(tǒng)，電磁技術(shù)同樣可以達(dá)到效果，兩種磁極相反放置，制成永磁懸浮裝置也同樣適用。l 電動機(jī)/發(fā)電機(jī)為了降低系統(tǒng)功耗，減少損失，目前許多單位和研究機(jī)構(gòu)都一般采用永磁同步電動/發(fā)電、（雙過程）逆變式互逆式雙向電機(jī)。l 真空室真空室的主要作用：制造出一個真空環(huán)境，減少風(fēng)阻損失；屏蔽事故。l 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和制造工藝； l 高速軸承支撐技術(shù)；l 高速轉(zhuǎn)子動力學(xué)技術(shù)；l 高速電機(jī)/發(fā)動機(jī)及能量轉(zhuǎn)換技術(shù)。能量保存階段，飛輪空閑運(yùn)轉(zhuǎn)，由于在真空中運(yùn)轉(zhuǎn)，使能量損害減低到最小。目前，在飛輪電池裝置中通常只有一個發(fā)電機(jī)/電動機(jī)，采用這種結(jié)構(gòu)不但可以提高效率，還可以減小飛輪尺寸，減少造價，使飛輪儲的能密度大大的提高。電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)對于電動機(jī)有以下要求：l 高電壓。電動機(jī)外科盡量采用路合金，以減輕整體質(zhì)量；l 高效率、低能耗。耐溫和耐潮能力強(qiáng)，運(yùn)行噪音低，適合大批量生產(chǎn)。 國外一些公司已試產(chǎn)的汽車驅(qū)動電動機(jī) 生產(chǎn)企業(yè)車型最高時速電動機(jī)形式功率最大轉(zhuǎn)矩通用Prius II160 km/h感應(yīng)電動機(jī)1002 KW沃爾沃PL690km/h感應(yīng)電動機(jī)130 KW大眾GolfIV90km/h感應(yīng)電動機(jī) KW日產(chǎn)AItra EV120km/h永磁同步電動機(jī)62 KW本田Insight130km/h永磁同步電動機(jī)10 KW49Nm一汽紅旗110km/h永磁無刷電動機(jī) KW比亞迪EV1120km/h永磁同步電動機(jī)30 KW60N作為電動機(jī)的只要類型之一，直流電動機(jī)使用直流電，通過內(nèi)部裝置，把直流電的電能轉(zhuǎn)化為電動機(jī)具有的機(jī)械能。直流電動機(jī)的主要組成部分是定子和轉(zhuǎn)子，定子和轉(zhuǎn)子之間有一定的間隙，這個間隙叫做氣隙，它的結(jié)構(gòu)如圖41所示。主磁極、機(jī)座、換向極和電刷裝置等是構(gòu)成直流電動機(jī)定子的主要部分。機(jī)座：機(jī)座用鑄鋼或厚鋼板焊接而成，它既是主磁路的一部分，又是電動機(jī)的結(jié)構(gòu)框架。它由換向極體心和套裝在鐵心上的換向極繞組構(gòu)成。l 轉(zhuǎn)子部分。電樞鐵心:電樞貼心有兩兩個作用，第一，它作為主磁電路的一部分，具有很重要的功能；第二，它作為一個支撐元件來支撐電樞繞組。電樞鐵心通常是用硅鋼片重疊壓放在一起做成。換向器:換向器由很多換向片組合成圓筒狀，片間用云母絕緣。 直流電動機(jī)的工作原理 圖42 直流電動機(jī)原理圖圖42為直流電動機(jī)的一個模型。直流電機(jī)由于有轉(zhuǎn)換器和電刷，保證B與i空間上相互垂直的條件，即 θ=90度。該電磁力與轉(zhuǎn)子半徑之積即為電磁轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩的方向為逆時針方向。這樣的一個過程，雖然有交變的電流流過導(dǎo)體，但通過換向器和電刷的作用，使導(dǎo)體無論在N極和S極下的受力方向始終是一個方向，所以電機(jī)所受到的轉(zhuǎn)矩方向也是一個方向，使電動機(jī)始終保持一個方向旋轉(zhuǎn)。這種電動機(jī)重量輕，形狀可塑性很強(qiáng)，高效率，高轉(zhuǎn)矩，高精度，數(shù)字式控制，是最理想的電動機(jī)之一，在電動汽車上有著光放的應(yīng)用前景。l 電動機(jī)本體。轉(zhuǎn)子是運(yùn)動部分，定子是靜止不動的。在轉(zhuǎn)子中有一個永磁體，通過各種零件的支承，通過導(dǎo)磁體作為介質(zhì)來工作。電子換向器就是一個電子電路，位置信號處理電路是關(guān)鍵部分，其次還要有功率開關(guān)電路。l 位置傳感器。在無刷直流電動機(jī)中，它的作用就是通過傳感器，來感知轉(zhuǎn)子磁極的位置。位置傳感器的種類很多，有電磁式位置傳感器，還有一種叫做光電式位移傳感器，其他類型不一一舉例。在電動機(jī)低速旋轉(zhuǎn)的同時可以輸出很大的轉(zhuǎn)矩，對于不安裝變速器和離合器的電動汽車來說，這種特點非常符合電動汽車的起步和加速要求。在有刷直流電動機(jī)中，由于機(jī)械換向器的限制，其速度運(yùn)行范圍不是特別寬；高速下不能運(yùn)行，而無刷電動機(jī)使用電子換向器，高中低速都可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。l 效率高。l 再生制動效果好。l 體積小。l 防止塵性能好，可靠性高。由于無刷直流電動機(jī)和有刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)相似，主要差別在電子換向器，所以它的工作原理基本也基本相同。電子換向線路會接收分析并執(zhí)行這個信號，在執(zhí)行過程中，控制逆變器的功率開關(guān)，進(jìn)而使電樞繞組一次饋電，然后傳遞給定子，定子上長生磁場，這個磁場是跳躍性的，達(dá)到電動機(jī)轉(zhuǎn)子在磁場中旋轉(zhuǎn)的目的。下圖為無刷直流電動機(jī)的工作原理圖。前面幾種電動機(jī)也介紹過定子轉(zhuǎn)子之間留有氣隙。 圖45 三相異步電動機(jī)典型結(jié)構(gòu)圖1接線盒 2緊固件 3軸承外蓋 4軸承 5擋風(fēng)板6端蓋 7機(jī)座 8定子鐵心