微型低速純電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

1、微型低速純電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)摘要文章全面介紹了本公司自主研發(fā)的微型低速純電 動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)輕量化、整車(chē)一體化、動(dòng)力系統(tǒng)集成化、動(dòng)力 電池管理及電池快換等關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞純電動(dòng)汽車(chē)；整車(chē)輕量化；關(guān)鍵技術(shù)1概述近年來(lái)，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)和產(chǎn)品的研 究以及產(chǎn)業(yè)化投入了大量資金，一方面促進(jìn)了純電動(dòng)汽車(chē)本 身的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展；另一方面極大地推動(dòng)了傳統(tǒng)汽 車(chē)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。純電動(dòng)汽車(chē)所涉及的電機(jī)及其 驅(qū)動(dòng)技術(shù)、電池及其管理系統(tǒng)、整車(chē)的控制策略等，是電動(dòng) 汽車(chē)、混合動(dòng)力、燃料電池汽車(chē)等新型汽車(chē)發(fā)展的基石。本公司研發(fā)的微型低速純電動(dòng)汽車(chē)以科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè) 化為目標(biāo)，對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行了全

2、面、系統(tǒng)的規(guī)劃。同時(shí)， 以整車(chē)輕量化、整車(chē)一體化、動(dòng)力集成化、動(dòng)力電池管理等 技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化的有機(jī)結(jié)合。與國(guó)內(nèi)外 同類(lèi)純電動(dòng)汽車(chē)相比，無(wú)論是高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用，還是 具體性能指標(biāo)，均有創(chuàng)新和突破。2.關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)成本公司開(kāi)發(fā)的微型低速純電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)構(gòu)成分為：整車(chē)部分、電機(jī)及其控制系統(tǒng)、電池及其管理系統(tǒng)。2.1整車(chē)輕量化設(shè)計(jì)整車(chē)輕量化是汽車(chē)技術(shù)重要的研究?jī)?nèi)容。純電動(dòng)汽車(chē)由 于布置了電池組，整車(chē)重量增加較多，輕量化問(wèn)題更為突出。(1) 公司通過(guò)對(duì)整車(chē)實(shí)際使用工況和使用要求的分析, 對(duì)電池的電壓、容量、驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、整車(chē)性 能等車(chē)輛宏觀參數(shù)的總體優(yōu)化，合理選擇電池和電

3、機(jī)參數(shù)。(2) 公司自主研發(fā)的微型低速純電動(dòng)汽車(chē)采用全鋁框 架平臺(tái)式結(jié)構(gòu)，以車(chē)架為平臺(tái)，將電池、一體化電機(jī)、底盤(pán)、 車(chē)身覆蓋件全部放置于車(chē)架上，最大程度減輕車(chē)身重量，且 具有較好的通用性。(3) 車(chē)身骨架采用蜂巢式設(shè)計(jì)，車(chē)身中部骨架內(nèi)部結(jié) 構(gòu)為蜂巢狀，通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真分析和實(shí)車(chē)碰撞得出，蜂巢式 車(chē)身骨架在碰撞中可以對(duì)能量起到合理傳遞和有效耗散，在 減輕整車(chē)重量的同時(shí)又增加了整車(chē)安全性。(4) 車(chē)身結(jié)構(gòu)采用葉片型a柱、b柱融合設(shè)計(jì)，將整個(gè) 中部車(chē)架呈現(xiàn)一體式準(zhǔn)橢圓框架結(jié)構(gòu)，既減輕重量、簡(jiǎn)化工 藝，又起到增加整車(chē)強(qiáng)度的作用。同時(shí)，也為駕駛室提供了 更大的空間。(5) 車(chē)身所有覆蓋件均采用abs/pc

4、塑料合金材料和 塑料注塑成型工藝制造，整車(chē)輕量化技術(shù)的應(yīng)用提升了車(chē)輛 的環(huán)保性、美觀性和安全性，使車(chē)身質(zhì)量減小15%。2. 2動(dòng)力集成化設(shè)計(jì)以簡(jiǎn)化動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高傳遞效率為目的，利用 集團(tuán)自有專用技術(shù)開(kāi)發(fā)了具有2擋變速功能的包括電機(jī)、變 速器和差速器在內(nèi)的動(dòng)力總成系統(tǒng)。全車(chē)動(dòng)力使用集成兩檔 變速箱（含差速器）的72v 7. 5kw交流異步電機(jī)，電機(jī)峰 值功率達(dá)到20kwo該電機(jī)總成體積小，動(dòng)力輸出強(qiáng)勁，低速 大扭矩，適合各種路面；全封閉鑄鋁外殼減輕了重量，并提 升了散熱效果；轉(zhuǎn)子無(wú)風(fēng)扇結(jié)構(gòu)降低噪音；采用霍爾式速度 傳感器，適應(yīng)汽車(chē)全部環(huán)境工況；采用絕緣軸承消除軸電流 延長(zhǎng)電機(jī)壽命；轉(zhuǎn)子動(dòng)

5、平衡精度g2. 5級(jí)。2. 3動(dòng)力電池管理技術(shù)能量管理系統(tǒng)是純電動(dòng)汽車(chē)的智能核心。一輛設(shè)計(jì)良好 的電動(dòng)汽車(chē)，除了有良好的機(jī)械性能、電驅(qū)動(dòng)性能、選擇適 當(dāng)?shù)哪芰吭矗姵兀┩?，還應(yīng)該有一套協(xié)調(diào)各個(gè)功能部分工 作的能量管理系統(tǒng)。公司研發(fā)的微型低速電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組采用 delaware power systems。此系統(tǒng)可以檢測(cè)單個(gè)電池或電 池組的荷電狀態(tài)，并根據(jù)各種傳感信息，包括力、加減速命 令、行駛路況、蓄電池工況、環(huán)境溫度等，合理地調(diào)配和使 用有限的車(chē)載能量；它還能夠根據(jù)電池組的使用情況和充放 電歷史選擇最佳充電方式，以盡可能延長(zhǎng)電池的壽命。在日 常維護(hù)中，利用此系統(tǒng)可以在行車(chē)狀態(tài)下采集每塊電

6、池的電 壓、溫度和充放電電流的歷史數(shù)據(jù)，從而來(lái)建立電池使用能 量的曲線圖。2.4電池均衡及熱管理系統(tǒng)技術(shù)純電動(dòng)汽車(chē)的性能表現(xiàn)依賴于作為能量貯存系統(tǒng)的動(dòng) 力蓄電池組。電池組性能直接影響整車(chē)的加速特性、續(xù)駛里 程以及制動(dòng)能量回收的效率等。電池的成本和循環(huán)壽命直接 影響車(chē)輛的成本和可靠性，所有影響電池性能的參數(shù)必須得 到優(yōu)化。純電動(dòng)汽車(chē)的電池在使用中發(fā)熱量很大，電池溫度 影響電池的電化學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)行、循環(huán)壽命和充電可接受性、 功率和能量、安全性和可靠性。所以，為了達(dá)到最佳的性能 和壽命，需將電池包的溫度控制在一定范圍內(nèi)。減少包內(nèi)不 均勻的溫度分布以避免模塊間的不平衡，從而避免了電池性 能下降，且可以消

7、除相關(guān)的潛在危險(xiǎn)。由于電池包的設(shè)計(jì)既 要密封、防水、絕緣等，又要考慮空氣流流場(chǎng)分布、均勻散 熱。電池包的散熱通風(fēng)成為純電動(dòng)汽車(chē)的重點(diǎn)研究方向。公司在車(chē)型研發(fā)中加強(qiáng)電池均衡及熱管理系統(tǒng)研究的 力度，采用專用流體分析軟件fluent和通用大型有限元分 析軟件ansys對(duì)電池包內(nèi)流動(dòng)情況進(jìn)行分析，同時(shí)進(jìn)行了大 量的實(shí)物驗(yàn)證試驗(yàn)，在考慮各種因素的情況下對(duì)電池包的尺 寸、電池布置、箱體材料等進(jìn)行優(yōu)化。2. 5電池快換技術(shù)本公司所研發(fā)的微型低速純電動(dòng)汽車(chē)采用基于箱式一 體化的電池快換機(jī)構(gòu)?？鞊Q機(jī)構(gòu)由箱體、動(dòng)力電池組、電子控制單元、電池組連接器插頭及相關(guān)電氣和機(jī)械輔助件組 成。針對(duì)車(chē)型的實(shí)際使用情況，設(shè)計(jì)了

8、獨(dú)有的鎖止機(jī)構(gòu)和導(dǎo) 向與定位裝置，并獲得國(guó)家專利（電動(dòng)汽車(chē)電池組裝卸裝置, 201020200161.2；電動(dòng)汽車(chē)電池組固定裝置，201020200153.8）,使電池組快換周期縮短到180秒。3.結(jié)語(yǔ)3. 1公司研發(fā)的微型低速純電動(dòng)汽車(chē)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中充分 體現(xiàn)創(chuàng)新性，在整車(chē)輕量化設(shè)計(jì)、整車(chē)一體化設(shè)計(jì)、電池管 理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電池均衡冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多方面取得成果。3.2電動(dòng)汽車(chē)由于其環(huán)保特性和能源的廣泛性，是未來(lái) 汽車(chē)最主要、最簡(jiǎn)潔的解決方案。從總體來(lái)看，混合動(dòng)力汽 車(chē)、燃料汽車(chē)均在解決或回避目前純電動(dòng)汽車(chē)面臨的瓶頸 動(dòng)力電池問(wèn)題。3.3純電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)的欠成熟性，為形成自主知識(shí) 產(chǎn)權(quán)和自主開(kāi)發(fā)能力提供了機(jī)遇。為避免出現(xiàn)目前在傳統(tǒng)汽 車(chē)研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域中受制于人的局面。3. 4