纯电动汽车的基本组成
01电动机
电动机是电动汽车的动力装置,它是依据电磁感应原理实现电能转换的一种电磁装置,在电路中用字母M表示。它的主要作用为产生旋转运动,作为用电设备或各种机械的动力源。02发电机
发电机的主要作用是将机械能转化为电能,它在电路中用字母G表示。
03冷却系统
04传动系统
纯电动汽车底盘,因为其电动机具有良好的牵引特性,所以蓄电池汽车的传动系统不需要离合器和变速器。车速控制由控制器通过调速系统改变电动机的转速即可实现。
05行驶系统
行驶系统和燃料汽车相似,主要包括车架、车桥、车轮和悬架等。电动汽车行驶系统的作用是接收电动机经传动系统传来的转矩,并通过驱动轮和路面间的附着作用,产生路面对电动汽车的牵引力,以确保整车正常行驶。此外,它应尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动,确保电动汽车正常行驶。
06转向系统
电动汽车转向系统的作用是保持或者改变电动汽车的行驶方向,它包括转向操纵机构、转向器和转向传动机构等部件。转向系统由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成。电动汽车在转向行驶时,要确保各转向轮之间有协调的转角关系。驾驶员通过操纵转向系统,使电动汽车保持在直线或转弯运动状态,或者在上述两种运动状态间互相转换;还要保证在行驶状态下,转向轮不会发生自振,方向盘没有摆动,转向灵敏,最小转弯直径小,操纵轻便。
07制动系统
制动系统是电动汽车装备的全部制动与减速系统的总称,它的作用是使行驶中的电动汽车降低速度或停止行驶,或使已经停驶的电动汽车保持不动。制动系统包括制动器、制动传动装置。现代电动汽车制动系统中还安装了制动防抱死装置等。与燃料汽车类似,纯电动汽车的制动系统也由行车制动和驻车制动两套装置构成。
08电气设备
电动汽车电气设备主要包括蓄电池、发电机、照明灯具、仪表、音响装置、刮水器等。蓄电池的作用是供给起动机和电动机用电。为了满足电动汽车对高电压的需求,纯电动汽车通常是以多个12V或24V的电池串、并联形成的动力电池组作为动力源,动力电池组的电压是155~400V,以周期性的充电来补充电能。动力电池组是纯电动汽车的关键装备,它储存的电能及其自身的重量和体积对纯电动汽车的性能起决定性影响。动力电池组在纯电动汽车上占据极大一部分有效的装载空间,在布置上有相当大的难度,一般有集中布置和分散布置两种形式。通用公司的EV1使用的Delco电池组,采用集中式布置形式,动力电池组的支架是T形架。T形架装在车辆的地板下面及后备厢下面的车架上,动力电池组固定在T形架上,有良好的稳定性,它从车辆的尾部安装。在T形架上装有动力电池组的通风系统、电线保护套等,用自动和手动断路器在车辆停车及车辆出现故障时切断电源,确保高压电路的安全。日本丰田汽车公司的RAV4EV是将动力电池组用支架固定在纯电动汽车的车架上,动力电池组由24节12V的镍-氢电池组成,总电压为288V。动力电池组分成数个“小组”,呈分散式布置在车架上,再串联起来,这样可以充分利用车辆底盘上的有效空间。动力电池组设置在纯电动汽车地板下面是最常见的布置方法,这样方便安装和拆卸。09能量回收系统
能量回收系统的作用是在电动汽车滑行(或制动)时,可以将滑行时的惯性机械能转化为电能,并将其存储在电容器中或为动力蓄电池充电,在使用时可快速将能量释放。
10散热系统
因为蓄电池在车辆运行的过程中会产生大量的热量,所以,拥有一个良好的散热系统,不论是对电动汽车的安全还是对其蓄电池的寿命长短都至关重要。
11车身
车身分为车头和车厢两个部分。车头部分通常可乘坐驾驶员和副驾驶员两人。车厢是根据客户需求改装而来,包括车厢配置、用料、空间设计等。为了使乘客获得最大的舒适感,电动汽车通常采用单人座并排的方式,至于座椅的数量则根据具体车型而有所不同。
12工业装置
工业装置是工业用纯电动汽车用来完成作业要求而专门布置的,如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜一般由电动机驱动的液压系统完成。纯电动汽车的类型
01单一蓄电池作为动力源
02装有辅助动力源
纯电动汽车的工作原理
纯电动汽车的分类
按驱动系统组成和布置形式分类
01机械传动型
机械传动型纯电动汽车以燃油汽车发动机前置、后轮驱动的结构为基础发展得来的,保留了内燃机汽车的传动系统,不同之处是将内燃机换成了电动机。这种结构可以保证纯电动汽车的启动转矩及低速时的后备功率,对驱动电动机要求低,所以,可选择功率较小的电动机。C—离合器;D—差速器;FG—固定速比减速器;GB—变速器;M—电动机
02无变速器型
无变速器型纯电动汽车的一种结构如图所示,该结构的最大特点是取消了离合器与变速器,采用固定速比减速器,通过控制电动机来实现变速功能。这种结构的优点是机械传动装置的重量轻、体积小,但是对电动机的要求比较高,不仅要求具有较高的启动转矩,而且要求具有较大的后备功率,以确保纯电动汽车的起步、爬坡、加速等动力性能。无变速器型纯电动汽车的另外一种结构如图所示,这种结构和传统燃油汽车的发动机横向前置、前轮驱动的布置方式相似。它把电动机、固定速比减速器以及差速器集成为一个整体,两根半轴连接驱动车轮。这种结构在小型电动汽车上应用非常普遍。
03无差速器型
无差速器型纯电动汽车采用两台电动机,通过固定速比减速器来分别驱动两个车轮,能够实现对每个电动机转速的独立调节。所以,当汽车转向时,可以通过电动机的电子控制系统控制两个车轮的差速,从而达到转向的目的。但是,这种结构的电动机控制系统相对来说非常复杂。
04电动轮型
电动轮型纯电动汽车的一种结构如图所示,这种结构是将电动机直接安装在驱动轮内(也称轮毂电动机),可以进一步地缩短电动机至驱动车轮之间的动力传递路径,减少能量在传动路径上的损失,但想要实现纯电动汽车的正常工作,还需添加一个减速比较大的行星齿轮减速器,将电动机的转速降低至理想的车轮转速。电动轮型纯电动汽车的另一种结构如图所示,这种结构将低速外转子电动机的外转子直接安装在车轮的轮缘上,去掉了减速齿轮,所以电动机和车辆的驱动车轮之间没有任何机械传动装置,无机械传动损失,能量的传递效率高,空间的利用率大。但是这种结构对于电动机的性能要求较高,要求其具有很高的启动转矩以及较大的后备功率,以确保车辆的可靠工作。
按车载电源数不同分类
01单电源
02多电源
纯电动汽车的关键技术
01电池及管理技术
02整车控制技术
03整车轻量化技术