电动汽车技术1.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电动汽车技术1.精品文档.毕业论文（设计）题目 电动汽车技术 学生姓名 韩录 学号 10 班 级 100613 专 业 汽车电子技术 分 院 汽车分院 指导教师 高中义 2012 年 12 月 18 长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 目录摘要2正文3第一章 电动汽车的背景与发展31.1背景环境3第二章 电动汽车的特点及优势42.1无污染、噪声小42.2结构简单、维修方便42.3能量转换效率高42.4平抑电网的峰谷差5第三章 纯电动汽车核心技术53.1电池技术53.2电力驱动及其控制技术63.3 电动汽车整车技术73.4能量管理技术73.

2、5纯电动汽车动力系统传动比优化设计8总结9参考文献10致谢语11 长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 摘要 纯电动汽车，它是完全由可充电电池提供动力源的汽车。虽然它已有 134 年的悠久历史，但一直仅限于某些特定范围内的应用，市场较小。电动汽车 的技术核心主要有电池技术，电力驱动及其控制系统，电动汽车整车技术，能量 管理计术等。 现代电动汽车发展速度越来越快，通过对电动汽车各主要技术国家 的发展对比，了解发展状况及其关键技术。关键词 发展现状；电动汽车；电动汽车核心技术；传动比长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 正文第一章 电动汽车的背景与发展1.1背景环境 在全球能源和环境问题的严峻

3、形势下, 汽车工业正面临巨大挑战, 节能与 减排的技术变革迫在眉睫。 目前, 节能与新能源汽车已经成为国家科技发展的战 略重点, 其中, 电动汽车作为主要技术方案之一倍受瞩目。 目前人们所说的电动汽车多是指纯电动汽车， 即是一种采用单一蓄电池作为 储能动力源的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能， 驱动电动机运转，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车 辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成 熟。从外形上看，电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别，区别主要在于动 力源及其驱动系统。 即纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，

4、蓄电池相 当于原来的油箱。1.2国内外现状及前景知名战略咨询机构贝恩公司发布的调研报告称：未来几年，全球电动汽车有 望达到 150 万辆，其中中国将以 20 万辆的份额占据全球最大的潜在市场。该报 告还将购买电动汽车的消费者大致分为四类，分别为：乐于接受新技术的“高端 消费者” 、注重环保的“绿色先行者” 、预算有限的“价格敏感者”和尽量规避风 险的“观望跟风者” 大有谁掌握了“电动车”市场谁就掌握了未来世界经济引 。 擎的意味。 据媒体报道： 中日韩三国都正在为其未来的经济支柱电动车产业暗自较 劲。 其中日本占据电池和核心控制系统上的优势，拥有最大汽车市场则占 据市场优势，而韩国的优势在核心

5、配件电池上。有专家戏称如果将占技术 优势的日本比之于魏，占市场优势的中国比之于吴，那韩国自然当比西蜀，从整 体上看，韩国电动车产业在三足鼎立中略显羸弱。长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 第二章 电动汽车的特点及优势2.1无污染、噪声小 电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保 护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。众所周知，内燃机汽车 废气中的 CO、HC 及 NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。 电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小。噪声对人的听 觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也1、规模小、经营分散、缺乏行业组织性

6、。是有危害的。 2.2结构简单、维修方便 电动汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量 小。当采用交流感应电动机时，电机无需保养维护，更重要的是电动汽车易操纵。2.3能量转换效率高 电动汽车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车。特别是在城市运 行，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不 消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能 量的再利用。有些研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入 电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油 机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。2.4平抑

7、电网的峰谷差可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的峰谷差的 作用。 电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于 更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太 阳能、长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 风力、潮汐等能源转化。除此之外，如果夜间向蓄电池充电，还可以 避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。 第三章 纯电动汽车核心技术3.1电池技术电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动 汽车用电池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命 (L)和成本(C)等。 要使电动汽车能与

8、燃油汽车相竞争，关键就是要开发出比能量 高、比功率大、使用寿命长的高效电池。电池性能决定了纯电动车的最大行程、 充电时间。 电池成本占了整体成本相当大的比重，制造电池的排碳量也占了整个 使用周期排碳量相当大部份(43%)。所以电池是纯电动车发展的最重要的技术关 键。 到目前为止，电动汽车用电池经过了 3 代的发展，已取得了突破性的进展。 第 1 代是铅酸电池，目前主要是阀控铅酸电池(VRLA)，由于其比能量较高、价格 低和能高倍率放电， 因此是目前惟一能大批量生产的电动汽车用电池。第 2 代是 碱性电池，主要有镍镉(NJ-Cd)、镍氢(Ni-MH)、钠硫(Na/S)、锂离子(Li-ion) 和

9、锌空气(Zn/Air)等多种电池， 其比能量和比功率都比铅酸电池高，因此大大提 高了电动汽车的动力性能和续驶里程，但其价格却比铅酸电池高。第 3 代是以燃 料电池为主的电池。 燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能， 能量转变效率高， 比能量和比功率都高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，因 此是理想的汽车用电池，但目前还处于研制阶段，一些关键技术还有待突破问。 动力电池技术是电动汽车的核心技术之一， 动力电池性能的好坏与发展电动汽车 的前景息息相关。 回顾电动汽车百年历史，电动汽车在汽车发展史中前两次机遇 都没有得到发展，总结起来存在以下几点原因: 1、续驶里程:大多数铅酸电池电

10、动汽车一次充电只能行驶 100km，锂离子电池电 动汽车接近 200km， 不适合长途行驶，而传统汽油车辆最大行驶距离可超 400km。 2、充电时间:电动汽车慢充充电时间长达 6 小时，即使是采用“快速充电”到动 长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 力电池 80%容量的方式， 也需要 0.5h， 这样大大降低了汽车即充即用的实用性能， 而汽油车辆一次加油时间不过几分钟。 3、电池成本:电池价格昂贵，目前动力锂电池的价格约在 5 元/瓦时，通过计算， 一辆电动轿车， 动力电池成本约为 10 万元， 而且动力电池的循环使用寿命在 1500 次左右，按照充电一次行驶 150km，根据介统计，北

11、京平均每辆汽车一年行驶是 47000 公里，这样计算得到电池的使用寿命不到 5 年时间，若使用不当寿命还会 降低，按汽车 10 年报废来算，中途需要更换一次动力电池。 4、比容量或比能量:目前广泛使用的锂离子电池比容量在 100Ah/g，这只是计算 单体电池电芯的重量得来，若加上单体外包装、电极、电池箱体、导线、电池管 理系统等，根据实际经验，其实际比容量只有 20Ah/kg 左右。一辆单体电池额定 容量为 60Ah，总电压为 380V 的电动轿车，动力电池的重量为 300kg 左右，给整车带来的额外负担是严重的， 而且还占用了相当大的车辆空间，导致整车布置困难。3.2电力驱动及其控制技术电动

12、机与驱动系统是电动汽车的关键部件，要使电动汽车有良好的使用性 能，驱动电机应具有调速范围宽、转速高、启动转矩大、体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。目前，电动汽车用电动机主要有直流电动 机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁无刷电动机(PMBLM)和开关磁阻电动机(SRM)4 类。 近几年来， 由感应电动机驱动的电动汽车几乎都采用矢量控制和直接转矩控 制。由于直接转矩的控制手段直接、结构简单、控制性能优良和动态响应迅速， 因此非常适合电动汽车的控制。美国以及欧洲研制的电动汽车多采用这种电动 机。永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系统(BLDCM)和由正 弦波驱动

13、的无刷直流电动机系统(PMSM)，它们都具有较高的功率密度，其控制方 式与感应电动机基本相同，因此在电动汽车上得到了广泛的应用。PMSM 类电机 具有较高的能量密度和效率，其体积小、惯性低、响应快，非常适应于电动汽车 的驱动系统，有极好的应用前景。目前，由日本研制的电动汽车主要采用这种电 动机。 开关磁阻电动机(SRM)具有简单可靠、 可在较宽转长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 速和转矩范围内高效运行、 控制灵活、可四象限运行、响应速度快和成本较低等优点。实际应用发现 SRM 存在转矩波动大、噪声大、需要位置检测器。等缺点，应用受到了限制。随着电动 机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化

14、和数字化。变结构控制、模糊控制、 神经网络、自适应控制、专家控制、遗传算法等非线性智能控制技术，都将各自 或结合应用于电动汽车的电动机控制系统。 3.3 电动汽车整车技术 电动汽车是高科技综合性产品，除电池、电动机外，车体本身也包含很多高 新技术， 有些节能措施比提高电池储能能力还易于实现。 采用轻质材料如镁、 铝、 优质钢材及复合材料，优化结构，可使汽车自身质量减轻 30%-50%；实现制动、 下坡和怠速时的能量回收； 采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎，可使汽车 的滚动阻力减少 50%；汽车车身特别是汽车底部更加流线型化，可使汽车的空气 阻力减少 50%。3.4能量管理技术蓄电池是电动汽

15、车的储能动力源。电动汽车要获得非常好的动力特性，必须 具有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源。而要使电动汽车具 有良好的工作性能，就必须对蓄电池进行系统管理。能量管理系统是电动汽车的智能核心。一辆设计优良的电动汽车，除了有良 好的机械性能、电驱动性能、选择适当的能量源(即电池)外，还应该有一套协调 各个功能部分工作的能量管理系统， 它的作用是检测单个电池或电池组的荷电状 态，并根据各种传感信息，包括力、加减速命令、行驶路况、蓄电池工况、环境 温度等， 合理地调配和使用有限的车载能量；它还能够根据电池组的使用情况和 充放电历史选择最佳充电方式，以尽可能延长电池的寿命。 世界各大汽车

16、制造商的研究机构都在进行电动汽车车载电池能量管理系统 的研究与开发。电动汽车电池当前存有多少电能，还能行驶多少公里，是电动汽 车行驶中必须知道的重要参数，也是电动汽长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 车能量管理系统应该完成的重要功 能。 应用电动汽车车载能量管理系统，可以更加准确地设计电动汽车的电能储存 系统， 确定一个最佳的能量存储及管理结构， 并且可以提高电动汽车本身的性能。 在电动汽车上实现能量管理的难点，在于如何根据所采集的每块电池的电 压、 温度和充放电电流的历史数据，来建立一个确定每块电池还剩余多少能量的 较精确的数学模型。3.5纯电动汽车动力系统传动比优化设计在对电动汽车的传

17、动比进行设计时, 必须考虑动力性能,然而, 只考虑动力 性能是远远不够的, 必须兼顾能耗经济性。 车辆的动力性能和能耗指标是相互矛 盾的, 为了增加动力性能, 要求车辆具有更大的后备功率, 但后备功率大, 必 然降低动力系统的负荷率, 从而使能耗经济性变差, 因此不能片面追求动力性 能或能耗经济性, 必须取得车辆动力性能和能耗经济性之间的优化。 因此传动比的设计就转化为双目标函数的优化问题, 在寻求两者之间的优 化时, 采用的方法不同可能会给优化结果带来很大的差异。长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 总结我国发展电动汽车产业一直高度重视对研发的支持，产生了大量创新成果， 缩短了与发达国家的

18、技术差距， 但由于在传统燃油汽车部分关键核心技术上的差 距并未缩小， 电动汽车技术源的自给能力仍较弱， 国内电动汽车技术的水平不高， 仍受国外制约。电动汽车的关键技术问题主要在充电时间、行驶里程及车辆动力 性任然需要突破，这样才能受到市场的认可。 长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 参考文献 1 黄康，罗时帅，王富雷。纯电动汽车动力系统传动比优化设计2 马骊歌，王俊喜。电动汽车是中国汽车行业的发展方向3 视野。电动汽车市场上的“三国演义”.4 信息报道。我国电动汽车发展形势展望.5 李哲，卢兰光，欧阳明高。纯电动汽车市场化的成本障碍与产业发展对策.6 武汉理工大学。纯电动汽车动力电池特性及

19、应用研究.7 维基百科.长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 致谢语 时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业的时候了，春梦秋云，聚散太容易了，随着毕业论文的结束，我的大学生涯也从此划上了句号。此时不知道是怎样的心情来写最后的致谢语的，但是最多的是感动与不舍，三年的大学生活让我的人生得到了充实。随着毕业论文的顺利完成，离不开高中义老师亲切关怀和悉心的指导，他严谨的治学精神，精益求精的工作作风深深的感染和激励着我，在此谨向高中义老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。还要在这里感谢帮助我的同学、朋友，她们在我无助的时候给我温暖，让我在他乡感受到家人似的温暖，给我的热情帮助。毕业论文的顺利完成，有着在这里请接受

20、我诚挚的谢意，让我真切的说一声你们辛苦了。长春职业技术学院毕业作品指导记录表课题名称： 学生姓名: 在下框填写 指导教师： 指导学生人数： 人检查指导顺序号检查、指导内容检查、指导意见指导老师签名检查、指导时间第一次（方案检查）检查学生的毕业论文（设计）方案，提出修改、完善的指导性意见第二次（初稿检查）审阅学生初步设计或论文初稿，提出修改、完善的指导性意见第三次（正稿核定）审核学生完成的论文（设计）正稿和提出定稿意见毕业论文（设计）评阅书分院： 专业： 时间：姓名班级题目评定标准内 容评定意见毕业设计完成情况对基础理论、专业知识与技能掌握及运用情况，对所学工艺技术应用的熟悉度、准确度、规范度、

21、创新度。应用基础理论是否正确，是否有独到见解。编制说明书及绘制设计图纸规范学生设计或生产、制作的作品合格与质量情况毕业论文完成情况对基础理论、专业知识与技能掌握及运用情况对所学工艺技术应用的熟悉度、准确度、规范度、创新度论文编写清楚、系统行文规范是否同意参加答辩同意不同意成绩评定等级优秀（90分以上）良好（80-90分）中等（70-80分）及格（60-70分）不及格（60分以下）指导教师签名毕业设计（毕业论文）领导小组意见毕业论文（设计）题目汇总表分院： 专业：序号姓名班级学号设计题目指导教师毕业论文（设计）备选题目汇总表分院： 届别： 时间：序号专业层次设计题目指导教师长春职业技术学院学生毕

22、业论文（设计）指导教师情况登记表姓 名性 别年 龄职称最高学历毕业学校与专业所在部门（教研室）或任职单位本人专长拟指导毕业论文（设计）课题及专业主讲课程或从事的工作和研究成果（课题或论文） 教务科长（签字）或所在单位盖章年 月 日教研室意见 教研室主任： 年 月 日分院意见盖 章年 月 日备注：从事的工作或自己的专长要与所指导的学生专长相同或者相近。长春职业技术学院学生毕业论文（设计）指导教师一览表分院（盖章）： 填报人： 年 月 日姓 名性别年龄职称（或学位）毕业学校与专 业所在部门（或单位）专 长 或研究方向指导课题及专业长春职业技术学院毕业论文（设计）成绩评定表学生姓名学号班 级分院专业

23、指导教师论文（设计）题目指导老师对学生完成论文（设计）过程的评语及相应成绩成绩类型得 分过程成绩（满分30分）指导老师签名：年 月 日指导老师（或评阅老师）对学生毕业论文（设计）质量的评语及相应成绩成绩类型得 分质量成绩（满分40分）指导老师（或评阅老师）签名：年 月 日答辩小组答辩评语及相应成绩成绩类型得 分答辩成绩（总分30分）总评成绩 等级 答辩组长签名： 年 月 日备 注本表一式二份长春职业技术学院毕业论文（设计）答辩记录分院： 专业答辩小组：学生姓名学号专业班级答辩时间题 目答辩成绩提问一（提问内容及学生回答问题情况）提问二（提问内容及学生回答问题情况）提问三（提问内容及学生回答问题情况）提问四（提问内容及学生回答问题情况）备 注记录人 答辩组长 答辩组成员 长春职业技术学院优秀毕业论文（设计）评审推荐表分院（盖章）： 填表人： 年 月 日序号题 目作者班级姓名指导老师备 注