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纯电动轿车的结构和原理(图解)

时间: 2023-04-28   作者: 华体会体育比分

  纯电动轿车是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)供给动力,由电机驱动的车辆(图2)。

  其动力体系首要由动力电池和驱动电机组成,动力来自电网或经过替换电池取得。

  电动轿车最早的前史能够追溯到19世纪末。1881年8月至11月,在巴黎举办的世界电气展览会上,展出了法国人古斯塔夫特鲁夫研发的电动三轮车。这是世界上第一辆电动轿车。它运用多个铅酸充电电池和DC电机,能够在实践中运用。这款车的诞生具有划时代的含义。

  次年,1882年,英国的威廉爱德华阿东和约翰佩里也研宣布了时速4.4公里的电动三轮车。由于三位前驱的尽力,在燃油车呈现之前,电动车就诞生了。尔后,电动车在欧美等国家敏捷兴起。

  与传统轿车比较,纯电动轿车取消了发动机,传动组织也发生了改动。依据驱动办法的不同,简化或取消了部分零件,增加了供电体系、驱动电机等新组织。

  由于上述体系功用的改动,纯电动轿车由电驱动操控体系、底盘、车身和辅佐体系四个新部分组成。

  动力电池输出电能,电机操控器驱动电机作业发电,再经过减速组织传递给驱动轮驱动电动车。

  一般来说,如果把电动轿车看作一个大体系,那么这个体系首要由电驱动子体系、电源子体系和辅佐子体系组成。图3中的双线表明机械衔接;粗线表明电气衔接;细线操控信号被衔接;线上的箭头表明电源或操控信号的传输方向。

  来自加快器踏板的信号被输入到电子操控器中,而且经过操控功率转换器来调理马达的输出扭矩或转速。电机的输出扭矩经过轿车传动体系驱动车轮滚动。充电器经过轿车的充电接口给电池充电。当轿车行进时,蓄电池经过电源转换器向电动机供电。当电动轿车采用电制动时,驱动电机运转在发电情况,车辆的部分动能回馈给电池充电,延长了电动轿车的续驶路程。

  电源体系(图4)首要包含动力电池、电池办理体系、车载充电器和辅佐电源。动力电池是电动轿车的动力源和储能设备。现在纯电动轿车首要是锂离子电池(包含磷酸铁锂电池和三元锂离子电池)。).电池办理体系实时监控动力电池的运用情况,检测动力电池的情况参数,如端电压、内阻、温度、电池电解液浓度、电池剩下容量、放电时刻、放电电流或放电深度,并依据动力电池对环境温度的要求进行温度调理和操控。限流操控能够防止动力电池过充过放,显现和报警相关参数,信号流向辅佐体系,并在外表组上显现相关信息,供驾驶员随时把握。车载充电器是将电网的供电体系转换成动力电池的充电体系,即把沟通电(220V或380V)转换成相应电压(240~410V)的直流电。并依据需求操控其充电电流(家用充电一般为10或16A)。辅佐电源一般为12V或24V DC低压电源,首要供给所需能量

  驱动电机的作用是将电源的电能转化为机械能,经过传动设备或直接驱动车轮。DC系列电机广泛应用于前期的电动轿车,具有“软”的机械特性,十分合适轿车的行进特性。但随着电机技能和电机操控技能的开展,DC电机因其换相火花、比功率低、功率低、保护作业量大等缺陷,逐步被无刷DC电机(BCDM)、开关磁阻电机(SRM)和沟通异步电机所替代。

  它处理一切输入信号,并将电机操控体系的运转情况信息发送给车辆操控器。依据驾驶员输入的加快踏板和制动踏板信号,向电机操控器宣布相应的操控指令,完成电机的发动、加快、减速和制动。当纯电动轿车减速下坡滑行时,车辆操控器合作供电体系的电池办理体系发生电能反应,使动力电池反向充电。车辆操控器还操控动力电池的充放电进程。速度、功率、电压、电流等信息。与车辆行进情况相关的信息被传送到车辆信息显现体系,用于相应的数字或模仿显现。

  电机操控器包含功用确诊电路。当确诊出反常时,它将激活一个错误代码并将其发送到车辆操控器。电机操控体系运用以下传感器来供给电机的作业信息。

  电流传感器:用于检测电机的实践电流(包含母线电流和三相沟通电流);电压传感器:用于检测供给给电机操控器的实践电压(包含高压电池电压和电池电压);温度传感器:用于检测电机操控体系的作业温度(包含模块温度和电机操控器温度)。

  辅佐体系(图6)包含车辆信息显现体系、动力转向体系、导航体系、空调、照明和除霜设备、刮水器和收音机等。在这些辅佐设备的协助下,能够进步轿车的机动性和成员的舒适性。

  纯电动轿车常见的驱动方法有六种,如图7所示。图7 (a)至7(c)示出了马达的中心驱动,图7(d)示出了双马达的电动轮驱动,图7(e)和7(f)示出了轮内马达驱动。

  图7(a)是电机的中心驱动方法,直接学习内燃机车的驱动计划,由发动机的前置驱动开展而来,由电机、离合器、变速器、差速器组成。内燃机由电力驱动设备替代,电机的动力经过离合器与驱动轮衔接或堵截。变速器供给不同的传动比来改动——转速下功率(扭矩)曲线的需求以匹配负载,差速器完成转弯时两个车轮不同转速的驱动。

  图7(b)显现了电动机的中心驱动方法,它由电动机、固定减速器和差速器组成。在这种驱动体系中,电机的功率在很宽的速度范围内是稳定的,而且采用了固定的减速器。由于没有离合器和变速器,所以能够减小机械变速器的体积和质量。

  图7(C)示出了另一种类型的马达中心驱动,其类似于具有前轮驱动和横向前置发动机的燃油车辆的布局。它集成了电机、定速比减速器和差速器,两个半轴衔接在两个驱动轮上。这种布局最常用于小型电动轿车。

  图7(d)示出了双马达电动轮驱动形式,其间机械差速器由驱动它们各自的轮的两个牵引马达替代。转弯时,它们经过电子差速操控以不同的速度行进,然后省掉了机械差速。

  图7(e)示出了轮内电动机的驱动形式。固定速比的电机和行星齿轮减速器装置在车轮内部,没有传动轴和差速器,简化了传动体系。但是,这种驱动办法需求两个或四个电机,而且其操控电路杂乱。这种驱动办法广泛应用于重型电动轿车

  图7(f)示出了另一种轮内电机驱动形式,其间电机和驱动轮之间的机械传动被抛弃,而且低速外转子电机被用于直接驱动车轮。电机转速操控相当于轮速操控,要求电机在加快和起步时具有高转矩特性。