现代汽车安全技术-5章电动汽车安全技术.ppt

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1、朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5章章 电动汽车的安全技术电动汽车的安全技术 主讲：朱明主讲：朱明高级技师、经济师高级技师、经济师,工程师工程师高级技能专业教师高级技能专业教师汽车维修工高级考评员汽车维修工高级考评员授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室51 电动汽车概述电动汽车概述n511 电动汽车的发展概述电动汽车的发展概述n 1831年法拉第研制成功世界上第一台旋转直流电机。年法拉第研制成功世界上第一台旋转直流电机。n 1834年苏格兰人年苏格兰人ThomasDavenport研制成功不可充电蓄电池电动三研制成功不可充电蓄电池电动三轮

2、车。轮车。n 1859年法国人年法国人GastonPlante发明可充电铅酸蓄电池。发明可充电铅酸蓄电池。，n 1881年法国工程师年法国工程师GustaveTrouve研制成功世界上第一辆可充电铅研制成功世界上第一辆可充电铅酸蓄电池电动三轮机动车酸蓄电池电动三轮机动车(也有人认为也有人认为1873年英国人年英国人RobertDavishen研研制成功第一辆电动机动车制成功第一辆电动机动车)。n 1882年英国年英国WEAyrton和和JohnPerry两位教授组装成功世界上两位教授组装成功世界上第二辆电动机动车。第二辆电动机动车。n 1886年，年，FrankSprague设计生产了有轨电车

3、。从此，电动汽车变得设计生产了有轨电车。从此，电动汽车变得流行起来，并且在当时车流行起来，并且在当时车n 辆运输中起着很重要的作用。美国辆运输中起着很重要的作用。美国1900年销售的年销售的4 200辆汽车中有辆汽车中有38是电动汽车，是电动汽车，22是燃油汽车，是燃油汽车，40是蒸汽机汽车。是蒸汽机汽车。1912早期电动汽早期电动汽车发展到鼎盛，仅美国电动汽车即达车发展到鼎盛，仅美国电动汽车即达34万辆。万辆。1915年美国电动汽车的年美国电动汽车的产量达产量达5000辆。辆。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车历史电动汽车历史n在在20世世纪纪早期，早期，电

4、动电动汽汽车车在美国的在美国的销销售售量曾大于燃油汽量曾大于燃油汽车车。通用汽。通用汽车车的第一的第一辆电辆电动动汽汽车车可以追溯到可以追溯到1912年。但当年。但当时时只有只有少数少数电动电动汽汽车车每次充每次充电电后可以行后可以行驶驶超超过过50英里，并且人英里，并且人们们要花一天要花一天时间给时间给它它们们充充电电。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室重视电动汽车的研制和开发重视电动汽车的研制和开发n各汽车大国十分重视电动汽车的研制和开发，不仅注入各汽车大国十分重视电动汽车的研制和开发，不仅注入巨额资金，而且给予特殊的政策优惠。巨额资金，而且给予特殊的政策优惠。n

5、 如美国，如美国，购买购买1辆电动汽车可从联邦政府获得辆电动汽车可从联邦政府获得10(不不超过超过4000美元美元)的补贴，从地方政府获得的补贴，从地方政府获得5000美元的补美元的补贴。贴。n 法国法国2000年投人年投人15亿法郎发展电动汽车亿法郎发展电动汽车10万辆，政万辆，政府成立部级协调小组，总理和部长带头坐电动汽车上班。府成立部级协调小组，总理和部长带头坐电动汽车上班。规定每生产规定每生产1辆电动汽车，电力公司要补贴生产厂家辆电动汽车，电力公司要补贴生产厂家1万万法郎，行政机关和地方团体每新购法郎，行政机关和地方团体每新购1辆电动汽车，由环保辆电动汽车，由环保和能源控制署补贴和能源

6、控制署补贴8千法郎，私人购买电动汽车可获得政千法郎，私人购买电动汽车可获得政府补贴府补贴5000法郎。在公司服务的电动汽车，减免各种地法郎。在公司服务的电动汽车，减免各种地方税收。方税收。n 英国英国规定电动汽车免缴牌照费和养路费，夜间充电减规定电动汽车免缴牌照费和养路费，夜间充电减免免23电费。电费。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车与燃油汽车的能源消费比较电动汽车与燃油汽车的能源消费比较n 授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车优点与缺点优点与缺点n(1)优点优点n利

7、利用用电电池池里里储储存存的的电电能能行行驶驶,因因此此行行驶驶过程完全不排出气体。过程完全不排出气体。n振动和噪音很小振动和噪音很小,是一种很安静的车辆。是一种很安静的车辆。n减速时能回收能量减速时能回收能量,因而效率高。因而效率高。n由于利用电能由于利用电能,不一定必须依靠石油。不一定必须依靠石油。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车优点与缺点优点与缺点n(2)缺点缺点n行驶距离短且载重量少等行驶距离短且载重量少等,用途受到限制。用途受到限制。n当当今今由由于于产产量量少少、电电池池价价格格高高等等原原因因,价价格也高。格也高。n充电需耗费时间充电需耗费时间

8、(充电时间充电时间48小时小时)。由此。由此可见虽然与内燃机汽车可见虽然与内燃机汽车(简称简称)相相比对环境等方面有优越的一面比对环境等方面有优越的一面,但是在价格与使但是在价格与使用方便等方面仍存在问题。然而考虑到环境以用方便等方面仍存在问题。然而考虑到环境以及能源问题及能源问题,它应被看作能够对社会作出贡献的它应被看作能够对社会作出贡献的一种车辆。一种车辆。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室512 电动汽车的结构电动汽车的结构n电动汽车是指纯电动汽车、混合动力电动汽车是指纯电动汽车、混合动力(电动电动)汽汽车和燃料电池电动汽车的总称。车和燃料电池电动汽车的总称。n

9、 1.纯电动汽车纯电动汽车指由电动机驱动的汽车。电动指由电动机驱动的汽车。电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他易携带能源储存的装置。易携带能源储存的装置。n 2.混合动力混合动力(电动电动)汽车汽车，能够至少从下述两，能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：类车载储存的能量中获得动力的汽车：可消可消耗的燃料；耗的燃料；可再充电能能量储存装置，包可再充电能能量储存装置，包括串联式混合动力括串联式混合动力(电动电动)汽车、并联式混合动汽车、并联式混合动力力(电动电动)汽车、混联式混合动力汽车、混联式混合动力(电动电动)汽车。汽车。n 3.燃

10、料电池电动汽车，燃料电池电动汽车，以燃料电池为电源的以燃料电池为电源的电动汽车。电动汽车。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车具有的特点电动汽车具有的特点n电动汽车与传统汽车一样也是由动力装置、底电动汽车与传统汽车一样也是由动力装置、底盘、车身和电器设备等四个部分组成。盘、车身和电器设备等四个部分组成。n 电动汽车具有以下独特

11、的特点：电动汽车具有以下独特的特点：n 1.电动汽车的能量主要通过柔性的电线而不电动汽车的能量主要通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转轴传递的；是通过刚性联轴器和转轴传递的；n 2.电动汽车驱动系统的布置不同电动汽车驱动系统的布置不同(如独立的如独立的四轮驱动系统和轮毂电机驱动系统四轮驱动系统和轮毂电机驱动系统)会会 使系统使系统结构区别很大；结构区别很大；n 3.采用不同的电动机、不同类型的储能装置采用不同的电动机、不同类型的储能装置会影响到电动汽车的质量、尺寸和形状。会影响到电动汽车的质量、尺寸和形状。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车系统电动汽车系统n

12、电动汽车系统可分为三个子系统，即电力驱动电动汽车系统可分为三个子系统，即电力驱动子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。n电力驱动子系统又由电控单元、功率转换器、电力驱动子系统又由电控单元、功率转换器、电动机、机械传动装置和驱动车轮组成；主能电动机、机械传动装置和驱动车轮组成；主能源子系统由主电源、能量管理系统和充电系统源子系统由主电源、能量管理系统和充电系统构成；辅助控制子系统具有动力转向、温度控构成；辅助控制子系统具有动力转向、温度控制和辅助动力供给等功能。现代电动汽车很多制和辅助动力供给等功能。现代电动汽车很多采用三相交流感应电动机，相应的功率转换器采

13、用三相交流感应电动机，相应的功率转换器采用脉宽调制逆变器，机械变速传动系统一般采用脉宽调制逆变器，机械变速传动系统一般采用固定速比的减速器与差速器，采用固定速比的减速器与差速器，n典型结构如图典型结构如图51。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车系统电动汽车系统典型结构如图典型结构如图51。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车系统典型结构如图电动汽车系统典型结构如图51。n 在图中，双线表示机械连接，粗线表示电气连在图中，双线表示机械连接，粗线表示电气连接；细线表示控制信号连接，线上的箭头表示接；细线表示控制信号连接，线上的箭头表

14、示电功率和控制信号流动的方向。根据从制动踏电功率和控制信号流动的方向。根据从制动踏板和加速踏板输人的信号，电子控制器发出相板和加速踏板输人的信号，电子控制器发出相应的控制指令来控制功率转换器的功率装置的应的控制指令来控制功率转换器的功率装置的通断，从而调节电动机和电源之间的功率流。通断，从而调节电动机和电源之间的功率流。当电动汽车制动时，再生制动的能源被电源吸当电动汽车制动时，再生制动的能源被电源吸收，此时功率流的方向要反向。能量管理系统收，此时功率流的方向要反向。能量管理系统和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收，和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收，能量管理系统和充电器一起控制充电并

15、监测电能量管理系统和充电器一起控制充电并监测电源使用情况。辅助动力供给系统主要给动力转源使用情况。辅助动力供给系统主要给动力转向、空调、制动及其他辅助装置提供动力。向、空调、制动及其他辅助装置提供动力。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室HEV动力总成的基本构成及分类动力总成的基本构成及分类 n现在国际上通用的混合动力汽车分类是按照驱动布现在国际上通用的混合动力汽车分类是按照驱动布置形式的不同来划分：置形式的不同来划分：串联式，并联式和混联式三大类。三大类。n机械功率进行合成的方式的不同：机械功率进行合成的方式的不同：扭矩合成式；功率合成式；扭矩合成式；功率合成式；牵引

16、力合成式牵引力合成式n按按照照内内燃燃机机占占整整个个系系统统功功率率的的比比例例大大小小变变化化，HEVHEV分为两种典型的类型：分为两种典型的类型：电量消耗型和电量保持型电量消耗型和电量保持型授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车六种不同结构形式。电动汽车六种不同结构形式。n根据不同的电力驱动系统，可将电动汽车分为如图根据不同的电力驱动系统，可将电动汽车分为如图52六种不同结六种不同结构形式。构形式。n 图图52(a)由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，结构和性能由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，结构和性能类似燃油车。类似燃油车。n 图图52(b)由于没

17、有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的转由于没有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的转矩转速特性，不适合使用发动机的燃油汽车。矩转速特性，不适合使用发动机的燃油汽车。n 图图52(c)与发动机横向前置前轮驱动的燃油汽车布置方法类似，与发动机横向前置前轮驱动的燃油汽车布置方法类似，在小型电动汽车上应用最普遍。在小型电动汽车上应用最普遍。n 图图52(d)采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个车采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个车轮，便于实现电子差速，因此不必选用机械差速器。轮，便于实现电子差速，因此不必选用机械差速器。n 图图52(e)将上述电动机安装在车轮里面，称为轮毂

18、电动机，可进将上述电动机安装在车轮里面，称为轮毂电动机，可进一步缩短电动机到驱动车轮的传递路径。一步缩短电动机到驱动车轮的传递路径。n 图图5-2(f)表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构。采用表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构。采用低速外转子电动机，彻底去掉机械减速齿轮箱，电动机的外转子直低速外转子电动机，彻底去掉机械减速齿轮箱，电动机的外转子直接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速完全取决于电接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速完全取决于电动汽车的转速控制。轮毂电动机的结构如图动汽车的转速控制。轮毂电动机的结构如图53。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以

19、渔朱明工作室朱明工作室电动汽车六种不同结构形式电动汽车六种不同结构形式图图52(a)由发动机前置前轮驱动由发动机前置前轮驱动图图52(b)由于没有离合器和可选的变速档位由于没有离合器和可选的变速档位图图52(c)与发动机与发动机横向前置前轮驱横向前置前轮驱图图52(d)采用两个电动机采用两个电动机通过固定速比的减速器分别通过固定速比的减速器分别驱动两个车轮驱动两个车轮图图52(e)将上述电动机安装将上述电动机安装在车轮里面，称为轮毂电动机在车轮里面，称为轮毂电动机图图5-2(f)表示使用了另外一种表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构轮毂电动机的电动汽车结构授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如

20、授人以渔朱明工作室朱明工作室图图5-2(f)另外一种轮毂电动机的电动汽车结构另外一种轮毂电动机的电动汽车结构授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电驱动的储能方式电驱动的储能方式n电池电池n电容电容n燃料电池燃料电池n飞轮电池飞轮电池n重整置氢重整置氢授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室.n2000年通用EV1车型2000通用EV 1燃料消耗(kW/hr每100英里)镍金属氢化物电池组34 城市/30 公路扭矩150 Nm/7000 rpm车身总重290磅最大速度电子调节最高速度80mph最大行驶里程55-95英里或75-130英里0-60公里加速

21、9秒充电时间5.5-6小时或6-8小时授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室澳大利亚澳大利亚世界太阳能挑世界太阳能挑战赛战赛n世界太阳能挑世界太阳能挑战赛战赛是是太阳能汽太阳能汽车赛车赛事中事中历历史最久、声望史最久、声望 最高的一最高的一项项，也是最，也是最牵动牵动人人心的科学冒心的科学冒险险活活动动之一。之一。42辆造型古怪的汽车从澳大利亚北岸的达尔文出发，沿全长3000公里的斯图亚特高速公路南下，5至6天之内抵达南岸的阿德莱德，其间不耗费一滴汽油。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室太阳能太阳能汽车太阳能汽车授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授

22、人以渔朱明工作室朱明工作室太阳能汽车太阳能汽车TOYOTA授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室.n太阳能电池板的面积自然是越大越好，而车子的总重量则是越小越好。n赛车形状都大同小异：扁扁的、矮矮的，结构尽量简单，恨不得除了电池板和轮子之外什么也没有，连发动机也是内置在车轮里的。n车手在狭小的驾驶舱里躺着开车，可以想象，这烈日下的3000公里一定是相当不舒服的。n荷兰Delft技术大学的Nuna获得了2001年冠军，总计用时32小时39分钟。行驶距离：2998公里平均时速更高达91.81公里，最高时速130公里，不可谓不惊人。太阳能汽车太阳能汽车授人以鱼不如授人以渔授人以

23、鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室氢能驱动汽车氢能驱动汽车.授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室.n.氢能驱动汽车氢能驱动汽车授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室氢能社会构想再生能再生能源制氢源制氢CO2处理处理加氢站加氢站燃料电池工厂燃料电池工厂天然气制氢天然气制氢电厂电厂终端用户终端用户授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室混合动力车混合动力车()的的 特征、现状及开发状况特征、现状及开发状况 n混合动力车的基本概念混合动力车（英文混合动力车的基本概念混合动力车（英文缩写为）是指在同一辆汽车中同时缩写为）是指在同一辆汽车

24、中同时采用了电动马达和燃料发动机的新型汽车。采用了电动马达和燃料发动机的新型汽车。混合动力车以降低油耗和控制尾气排放为混合动力车以降低油耗和控制尾气排放为主要目标主要目标授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室混合动力车的技术经济特点混合动力车的技术经济特点:n（）混合动力汽车的开发生产（）混合动力汽车的开发生产,并不要求大规模改变现并不要求大规模改变现有汽车工业的产业结构和生产装备有汽车工业的产业结构和生产装备;n（）混合动力汽车的普遍使用（）混合动力汽车的普遍使用,并不要求改变现有燃油并不要求改变现有燃油汽车的能源（石油燃料）的生产供应体系汽车的能源（石油燃料）的生产供

25、应体系;n（）混合动力汽车的普遍使用（）混合动力汽车的普遍使用,并不要求司机改变已有并不要求司机改变已有的驾驶习惯的驾驶习惯;n（）可以大幅度降低尾气有害排放（）可以大幅度降低尾气有害排放n（减少减少%）,减少减少一半一半油耗油耗,使用户得到切使用户得到切切实实的经济利益切实实的经济利益,价格虽比传统汽车高一些价格虽比传统汽车高一些,但有政府但有政府的政策支持的政策支持,用户完全可以接受。用户完全可以接受。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室混合动力技术对节能的作用混合动力技术对节能的作用n(1)稳定发动机工作点，改善发动机运转范围发动机只限于高效率、高扭矩转速范围内使

26、用。利于采用“ATKINSON”循环发动机技术,同时确保低油耗和低排放。n(2)停车时及轻负荷行驶时发动机停止运转,在轻负荷工况下只由电机驱动车辆行驶,从而确保低油耗与低排放。n(3)制动过程中将运动的机械能转换为电能,并回收到混合动力车用蓄电池中这种过程称为再生能量制动。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室稳定发动机工作点n.油耗增加方向授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室HEV动力总成的基本构成及分类动力总成的基本构成及分类 n机械功率进行合成的方式的不同：机械功率进行合成的方式的不同：扭矩合成式；功率合成式；扭矩合成式；功率合成式；牵引力合

27、成式牵引力合成式n现在国际上通用的混合动力汽车分类是按照驱动布现在国际上通用的混合动力汽车分类是按照驱动布置形式的不同来划分：置形式的不同来划分：串联式，并联式和混联式三大类。三大类。n按按照照内内燃燃机机占占整整个个系系统统功功率率的的比比例例大大小小变变化化，HEVHEV分为两种典型的类型：分为两种典型的类型：电量消耗型和电量保持型电量消耗型和电量保持型授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车六种电动汽车六种不同电力驱动系统结构形式。不同电力驱动系统结构形式。n根据不同的电力驱动系统，可将电动汽车分为如图根据不同的电力驱动系统，可将电动汽车分为如图52六种不同结

28、六种不同结构形式。构形式。n 图图52(a)由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，结构和性能由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，结构和性能类似燃油车。类似燃油车。n 图图52(b)由于没有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的转由于没有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的转矩转速特性，不适合使用发动机的燃油汽车。矩转速特性，不适合使用发动机的燃油汽车。n 图图52(c)与发动机横向前置前轮驱动的燃油汽车布置方法类似，与发动机横向前置前轮驱动的燃油汽车布置方法类似，在小型电动汽车上应用最普遍。在小型电动汽车上应用最普遍。n 图图52(d)采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个车采用两

29、个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个车轮，便于实现电子差速，因此不必选用机械差速器。轮，便于实现电子差速，因此不必选用机械差速器。n 图图52(e)将上述电动机安装在车轮里面，称为轮毂电动机，可进将上述电动机安装在车轮里面，称为轮毂电动机，可进一步缩短电动机到驱动车轮的传递路径。一步缩短电动机到驱动车轮的传递路径。n 图图5-2(f)表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构。采用表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构。采用低速外转子电动机，彻底去掉机械减速齿轮箱，电动机的外转子直低速外转子电动机，彻底去掉机械减速齿轮箱，电动机的外转子直接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速完

30、全取决于电接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速完全取决于电动汽车的转速控制。轮毂电动机的结构如图动汽车的转速控制。轮毂电动机的结构如图53。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室电动汽车六种不同结构形式电动汽车六种不同结构形式图图52(a)由发动机前置前轮驱动由发动机前置前轮驱动图图52(b)由于没有离合器和可选的变速档位由于没有离合器和可选的变速档位图图52(c)与发动机与发动机横向前置前轮驱横向前置前轮驱图图52(d)采用两个电动机采用两个电动机通过固定速比的减速器分别通过固定速比的减速器分别驱动两个车轮驱动两个车轮图图52(e)将上述电动机安装将上述电动机

31、安装在车轮里面，称为轮毂电动机在车轮里面，称为轮毂电动机图图5-2(f)表示使用了另外一种表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构轮毂电动机的电动汽车结构授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室图图5-2(f)另外一种轮毂电动机的电动汽车结构另外一种轮毂电动机的电动汽车结构授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室六种典型的电动汽车结构六种典型的电动汽车结构n采用不同类型的储能装置，如不同的蓄电池、燃料电池、采用不同类型的储能装置，如不同的蓄电池、燃料电池、超大电容和高速飞轮等，将构成六种典型的电动汽车结超大电容和高速飞轮等，将构成六种典型的电动汽车结构

32、，如图构，如图5-4。n 混合动力电动汽车分类主要有三种：串联式、并联混合动力电动汽车分类主要有三种：串联式、并联式和混联式，式和混联式，2000年延伸出复合式，如年延伸出复合式，如n 串联式是串联式是混合动力电动汽车中最简单的一种，发动混合动力电动汽车中最简单的一种，发动机输出的机械能首先通过发电机转化为电能，转化后的机输出的机械能首先通过发电机转化为电能，转化后的电能一部分用来给蓄电池充电，另一部分经由电动机和电能一部分用来给蓄电池充电，另一部分经由电动机和传动装置驱动车轮。传动装置驱动车轮。n 和燃油车相比，它是发动机辅助型的电动汽车。和燃油车相比，它是发动机辅助型的电动汽车。n 如果串

33、联混合型电动汽车设计时考虑爬长坡，为提如果串联混合型电动汽车设计时考虑爬长坡，为提供最大功率的发动机、发电机和电动机三个驱动装置的供最大功率的发动机、发电机和电动机三个驱动装置的尺寸就会很大，尺寸就会很大，n 如果用作短途运行如当通勤车或用于购物，相应的如果用作短途运行如当通勤车或用于购物，相应的内燃机内燃机发电机装置应采用低功率的。发电机装置应采用低功率的。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室图图54 储能装置的结构形式储能装置的结构形式串联式串联式并联式并联式并联式并联式混联式混联式混联式混联式混联式混联式授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室

34、串联式混合动力方案n发动机发动机-发电机发电机-直流母线直流母线-电动机电动机-驱动桥驱动桥变变速速器器授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车n并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车采用发动机和电动机两套独立采用发动机和电动机两套独立的驱动系统驱动车轮。的驱动系统驱动车轮。n 发动机和电动机通常通过不同的离合器来驱动车轮，发动机和电动机通常通过不同的离合器来驱动车轮，可以采用发动机单独驱动、电力单独驱动或者发动机和可以采用发动机单独驱动、电力单独驱动或者发动机和电动机混合驱动三种工作模式。电动机混合驱动三种工作模式。n 它

35、是电力辅助型的燃油车，目的是降低排放和燃油它是电力辅助型的燃油车，目的是降低排放和燃油消耗。当发动机提供的功率大于驱动电动车所需的功率消耗。当发动机提供的功率大于驱动电动车所需的功率或再生制动时，发动机工作在发电状态，将多余的能量或再生制动时，发动机工作在发电状态，将多余的能量充人电池。充人电池。n 在蓄电池放完电之前，如果要得到相同的性能，并在蓄电池放完电之前，如果要得到相同的性能，并联式混合动力电动汽车比串联式的发动机和电动机的体联式混合动力电动汽车比串联式的发动机和电动机的体积要小。即使长途行驶，发动机的功率可以达到最大而积要小。即使长途行驶，发动机的功率可以达到最大而电动机的功率只需发

36、出一半即可。电动机的功率只需发出一半即可。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室并联式混合动力方案发动机电机变速器电池组控制器机械连接电气连接控制信号；C1、C2：电控离合器C1C2驱动桥传动副总控 AT,AMT,CVT等等授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室并联式动力总成的功率平衡图 授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室混联式混合动力电动汽车混联式混合动力电动汽车n 混联式混合动力电动汽车在结构上综合了串联混联式混合动力电动汽车在结构上综合了串联式和并联式的特点，式和并联式的特点，n 与串联式相比，它增加了机械动力的传递与

37、串联式相比，它增加了机械动力的传递路线；路线；n 与并联式相比，它增加丁电能的传输路线。与并联式相比，它增加丁电能的传输路线。n 混联式混合动力电动汽车同时具有串联式和混联式混合动力电动汽车同时具有串联式和并联式的优点，但其结构复杂，成本高。并联式的优点，但其结构复杂，成本高。n 随着控制技术和制造技术的发展，一些现代随着控制技术和制造技术的发展，一些现代混合动力电动汽车更倾向于选择这种结构。混合动力电动汽车更倾向于选择这种结构。n 授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室混联式混联式HEV结构特点结构特点 主电机的输出轴与齿圈相联，发电机与太阳轮相联，发动机则与行星架联接

38、主电机的输出轴与齿圈相联，发电机与太阳轮相联，发动机则与行星架联接。PRUIS正是利用了行星排的双自由度特性，通过正是利用了行星排的双自由度特性，通过与发电机来调节发动机的转速和力矩，使发动机与发电机来调节发动机的转速和力矩，使发动机可以稳定的工作在高转速，大力矩的高效区可以稳定的工作在高转速，大力矩的高效区授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室混联式混合动力汽车混联式混合动力汽车授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室混联式混合动力汽车混联式混合动力汽车授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室混联式混合动力汽车混联式混合动力汽车驱

39、动桥驱动桥链传动链传动齿轮传动齿轮传动主电机主电机行星齿轮机构行星齿轮机构发电机发电机发动机发动机主减速器主减速器授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室混合动力汽车混合动力汽车(THS)系统具体结构系统具体结构授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室通用通用AHS变速器变速器授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室复合式混合动力电动汽车复合式混合动力电动汽车n复合式混合动力电动汽车结构更复杂，似复合式混合动力电动汽车结构更复杂，似乎与混联式混合动力电动汽车相似，乎与混联式混合动力电动汽车相似，n 1.它们都有起发电机和电动机作用的它

40、们都有起发电机和电动机作用的电动机，电动机，n 2.两者的主要区别在于复合型中的电两者的主要区别在于复合型中的电动机允许功率流双向流动，而混联式中的动机允许功率流双向流动，而混联式中的发电机只允许功率流单向流动。发电机只允许功率流单向流动。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室52 电动汽车安全要求电动汽车安全要求n电动汽车的安全要求除了作为车辆应具备的一电动汽车的安全要求除了作为车辆应具备的一般主动安全技术和被动安全技术，般主动安全技术和被动安全技术，n电动汽车区别传统车辆的电的部分的安全要求。电动汽车区别传统车辆的电的部分的安全要求。n GBl83842001从车载储

41、能装置、功能安从车载储能装置、功能安全和故障保护以及人员触电保护三方面提出了全和故障保护以及人员触电保护三方面提出了对电动汽车的安全要求。对电动汽车的安全要求。n标准适用于车载电路的最大工作电压低于标准适用于车载电路的最大工作电压低于660V(AC)或或1000V(EX2)的电动乘用车和最的电动乘用车和最大设计总质量不超过大设计总质量不超过3500kg的电动商用车辆。的电动商用车辆。该标准不适用于指导电动汽车的装配、维护和该标准不适用于指导电动汽车的装配、维护和修理。修理。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室1)车载储能装置安全要求车载储能装置安全要求n车载储能装置安全

42、要求规定了电动汽车驱动系车载储能装置安全要求规定了电动汽车驱动系统车载储能装置的安全要求，从而确保使用者统车载储能装置的安全要求，从而确保使用者和车辆周围环境的安全。和车辆周围环境的安全。n 作为电动汽车的动力源的动力蓄电池组的安作为电动汽车的动力源的动力蓄电池组的安全主要包括为了防止爆炸、起火或有毒物质危全主要包括为了防止爆炸、起火或有毒物质危害要考虑的动力蓄电池组产生气体的通风和动害要考虑的动力蓄电池组产生气体的通风和动力申池组碰撞情况下的特殊要求两方面。力申池组碰撞情况下的特殊要求两方面。n 动力蓄电池组产生气体时应考虑以下问题：动力蓄电池组产生气体时应考虑以下问题：n (1)车辆的任何

43、地方不得有潜在危险气体的车辆的任何地方不得有潜在危险气体的聚集。聚集。n (2)不允许乘客仓及封闭的货舱内的危险气不允许乘客仓及封闭的货舱内的危险气体超过一定的浓度。体超过一定的浓度。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室测量期间，氢气的浓度的要求测量期间，氢气的浓度的要求n 测量期间，氢气的浓度的记录应满足下列要求：测量期间，氢气的浓度的记录应满足下列要求：n (1)常规充电操作下，氢气的浓度应低于气体体积的常规充电操作下，氢气的浓度应低于气体体积的1。n (2)充电期间，突发故障时，氢气的浓度应低于气体充电期间，突发故障时，氢气的浓度应低于气体体积的体积的2。n 突发

44、故障主要是指：突发故障主要是指：n (车内车内)通风装置失效，应有足够的自然通风，防通风装置失效，应有足够的自然通风，防止危害气体的聚集；止危害气体的聚集；n 充电器损坏，应使用充电器上的安全装置来终止充电器损坏，应使用充电器上的安全装置来终止充电，或提供强制通风；充电，或提供强制通风；n 动力蓄电池连接端子松动；动力蓄电池连接端子松动；n 通风管脱落。通风管脱落。n 动力蓄电池在发生碰撞时的安全要求主要包括乘员动力蓄电池在发生碰撞时的安全要求主要包括乘员保护、第三方的保护和防止短路。保护、第三方的保护和防止短路。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室碰撞时，对乘员保护的

45、要求碰撞时，对乘员保护的要求n 在发生碰撞时，对乘员保护的要求如下：在发生碰撞时，对乘员保护的要求如下：n (1)在正常条件下，动力蓄电池排出的有害物质不能达到产生危险的在正常条件下，动力蓄电池排出的有害物质不能达到产生危险的量。在意外条件事故或其他故障条件下，可能会释放出较多的有害物质，量。在意外条件事故或其他故障条件下，可能会释放出较多的有害物质，这时应使其降低到最低限度，尤其要注意乘客仓。这时应使其降低到最低限度，尤其要注意乘客仓。n (2)如果动力蓄电池或蓄电池包安装在乘客仓的外部，动力蓄电池、如果动力蓄电池或蓄电池包安装在乘客仓的外部，动力蓄电池、蓄电池包或其他部件蓄电池包或其他部件

46、n (蓄电池模块、电解液蓄电池模块、电解液)不得穿人乘客仓内。不得穿人乘客仓内。n (3)如果动力蓄电池或蓄电池包安装在乘客舱内，动力蓄电池或蓄电如果动力蓄电池或蓄电池包安装在乘客舱内，动力蓄电池或蓄电池包的任何移动应确保乘客的安全。池包的任何移动应确保乘客的安全。n (4)按照国家有关规定进行碰撞试验期间，电解液溢出不能超过按照国家有关规定进行碰撞试验期间，电解液溢出不能超过5L。n (5)按照国家有关规定进行碰撞试验期间和试验结束后均不能有电解按照国家有关规定进行碰撞试验期间和试验结束后均不能有电解液进入乘客仓。液进入乘客仓。n 按照国家有关规定进行碰撞试验期间，动力蓄电池、蓄电池包或其他

47、按照国家有关规定进行碰撞试验期间，动力蓄电池、蓄电池包或其他部件部件(蓄电池模块、电解液蓄电池模块、电解液)不能由于碰撞而从车上甩出。不能由于碰撞而从车上甩出。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室动力蓄电池的过电流断开装置要求动力蓄电池的过电流断开装置要求n动力蓄电池的过电流断开装置应能在下列情况下断开与蓄电池端动力蓄电池的过电流断开装置应能在下列情况下断开与蓄电池端子的连接电路：子的连接电路：n 超过车辆制造厂规定的过电流；超过车辆制造厂规定的过电流；n 与动力蓄电池连接的电路出现短路。与动力蓄电池连接的电路出现短路。n动力蓄电池的过电流断开装置应能在包括车载储能装置

48、故障的任动力蓄电池的过电流断开装置应能在包括车载储能装置故障的任何故障情况下工作。何故障情况下工作。n 正常工作状态下，由于电解液的泄漏，造成了蓄正常工作状态下，由于电解液的泄漏，造成了蓄n电池模块的连接端子电池模块的连接端子(包括与它们相连接的任何可包括与它们相连接的任何可n导电的连接件导电的连接件)与任何可导电部件之间的附加的泄与任何可导电部件之间的附加的泄n漏电流的危害，对此，漏电流的危害，对此，n规定的相应的动力蓄电池的爬规定的相应的动力蓄电池的爬n电距离，见图电距离，见图56。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔朱明工作室朱明工作室爬电距离确定爬电距离确定n发生蓄电池电解液的泄漏

49、，爬电距离确定如下：发生蓄电池电解液的泄漏，爬电距离确定如下：n (1)两个蓄电池连接端子间的爬电距离为两个蓄电池连接端子间的爬电距离为n d025U+5n式中：式中：d被测试验用动力蓄电池的爬电距离被测试验用动力蓄电池的爬电距离(mm)；n U蓄电池两个连接端子间的标称电压蓄电池两个连接端子间的标称电压(V)。n (2)带电部件与电盘之间的爬电距离为带电部件与电盘之间的爬电距离为n d 0125U+5n式中：式中：d带电部件与电底盘之间的爬电距离带电部件与电底盘之间的爬电距离(mm)；n U蓄电池两个连接端子间的标称电压蓄电池两个连接端子间的标称电压(V)。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授

50、人以渔朱明工作室朱明工作室2)功能安全功能安全n在操作安全方面，电动汽车主要规定了驱动系统电源接通程序安在操作安全方面，电动汽车主要规定了驱动系统电源接通程序安全操作、行驶状态安全操作、倒车和停车安全操作四个方面。全操作、行驶状态安全操作、倒车和停车安全操作四个方面。n 驱动系统电源接通程序安全操作规定：驱动系统电源接通程序安全操作规定：n (1)至少经过两次有意识的不同的连续动作，才能完成从至少经过两次有意识的不同的连续动作，才能完成从“电源电源切断切断”状态到状态到“可行驶可行驶”状状n态。态。“电源切断电源切断”状态是指驱动系统关闭，在这个状态，车辆不可状态是指驱动系统关闭，在这个状态，