目前大部分电动汽车是在传统汽车基础上进行延伸,其结构与传统汽车最大的区别在于动力系统,增加了动力电池、驱动电机、控制系统等组件,如图1-2-1所示。随着电动汽车产业链的逐渐成熟,出现越来越多的针对电动汽车全新平台开发车型,如特斯拉、宝马i3、日产聆风等。
图1-2-1 电动汽车与传统汽车的区别
1.驱动电机
驱动电机是电动汽车三大核心部件之一,是车辆行驶的主要执行机构,其特性决定了车辆的主要性能指标,直接影响车辆动力性、经济性和舒适性。电动汽车一般采用三相交流同步电机。宝马F18 PHEV插电式混动车型电机安装位置如图1-2-2所示。
图1-2-2 宝马F18 PHEV插电式混动车型电机安装位置
2.动力电池
在电动汽车中为车辆提供动力源的电池称为动力电池。动力电池的作用是接收和储存由车载充电机、发电机、制动能量回收装置或外置充电装置提供的高压直流电,并且为电动汽车提供高压直流电。动力电池是纯电动汽车的核心部件,也是电动汽车上价格最高的部件之一,动力电池的性能好坏直接决定了这辆车的实际价值。目前电动汽车的动力电池普遍采用锂电子电池。宝马F15 PHEV插电式混动车型采用锂离子动力电池,安装在车辆底部,如图1-2-3所示。动力电池由96节电压为3.7V的单体锂离子电池组成,动力电池组的额定电压为355V。
图1-2-3 宝马F15 PHEV插电式混动车型动力电池安装位置
3.控制系统
控制系统是新能源汽车的核心,负责在整车行驶过程中接收来自驾驶员的各项操作指令并诊断分析整车及部件状态,综合判断向各个部件控制器发送控制指令,使整车按照驾驶员预期安全行驶。
主要功能:
(1)工况识别;
(2)整车能量管理;
(3)制动能量回收控制功能;
(4)电机转矩控制;
(5)电动辅助部件控制(电动助力转向、电动空调、电动暖风、电动真空泵);
(6)故障诊断;
(7)系统安全监控等。
4.电动汽车其他系统构造
1)电动汽车变速器
电动汽车变速器一般采用固定齿轮比的单速变速器,车辆的加减速通过调节驱动电机的转速实现。宝马X1 PHEV插电式混动车型后桥采用单速变速器与电动机配合使用,变速器通过螺纹连接在电动机上,并且附于后桥支撑上。12.5:1的固定齿轮比通过壳式离合器(电动机离合器)将电动机的速度和扭矩传送至后驱动轮,在能量回收过程中,还会回传至电动机。电动汽车单速变速器如图1-2-4所示。
图1-2-4 电动汽车单速变速器
2)电动空调系统
电动汽车的空调系统和传统燃油汽车的空调系统工作原理相同,只是空调压缩机的驱动方式以及暖风产生方式有所不同。电动汽车采用高压电动空调压缩机,由动力电池驱动。暖风通常采用电加热方式,电加热方式有两种:一种是通过加热冷却液,再经过循环为暖水箱提供热量,另一种是直接加热经过蒸发箱的空气实现暖风。电动空调压缩机和PTC加热器如图1-2-5所示。
图1-2-5 电动空调压缩机和PTC加热器
(a)电动空调压缩机;(b)PTC加热器
3)电动助力转向系统
传统燃油汽车转向助力泵由发动机驱动。而电动汽车没有发动机或发动机是根据需要才起动的,如果转向助力还是由发动机驱动时,一旦发动机停止工作转向系统将失去助力从而造成很大的安全隐患,因此电动汽车转向系统普遍采用电动助力转向。电动助力转向系统如图1-2-6所示。
图1-2-6 电动助力转向系统
(a)荣威E50电动汽车转向系统;(b)北汽EV200电动汽车转向系统