車輛動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、裝備制造學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書課 題 名 稱電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 教學(xué)系、部、室 專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其制動(dòng)化 指 導(dǎo) 教 師朱天軍 2014年03月02日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名：在張樂堂張樂堂舒紅松專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其制動(dòng)化設(shè)計(jì)（論文）題目：電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案及參數(shù)：整車尺寸參數(shù)長(zhǎng)、寬、高分別為2326、1455、1520mm；離地間隙281mm;軸距1780mm;輪距1175mm；前懸900mm；額定總驅(qū)動(dòng)功率7.5Kw;最高車速65km/h;040KM/H加速時(shí)間為12秒；最大爬坡度10%； 第 0 頁(yè)摘要隨著全球環(huán)境問題和能源危機(jī)的日益凸顯,人們對(duì)耗能少、污染小的新

2、型交通工具的追求愈來愈強(qiáng)烈。電動(dòng)汽車作為公認(rèn)的未來最具潛力的交通工具正在快速發(fā)展。但是電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展尚未成熟,所以如何制造一輛低成本、性能好的電動(dòng)汽車成為汽車行業(yè)的研究重點(diǎn),而電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)則是重中之重。電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是由蓄電池、控制器、電動(dòng)機(jī)、變速器、主減速器、驅(qū)動(dòng)輪等組成。電機(jī)控制器接受從加速踏板(相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)汽車的油門)、剎車踏板和P、R、N、D(停車、倒車、空擋、前進(jìn))控制按鍵的輸出信號(hào),控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn),通過減速器、傳動(dòng)軸、差速器、半軸等機(jī)械傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)。為了滿足車輛的動(dòng)力性能要求電機(jī)要有較高轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩性能、快速而平滑的控制能力、較高的運(yùn)行效率以及能在惡劣的環(huán)境下運(yùn)

3、行等特點(diǎn)。電池方面要有較高的比能量、快速充電能力及較高的放電率、安全可靠、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相似,只是動(dòng)力系統(tǒng)元件有所不同。與燃油汽車一樣,電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的各組成部分的匹配也是非常重要的,例如電動(dòng)機(jī)的功率大小、電池能量的多少、變速器的減速比等都需要依據(jù)整車的性能參數(shù)來設(shè)計(jì)計(jì)算的。通過比較幾種常見的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置方案，對(duì)蓄電池、電機(jī)等動(dòng)力元件進(jìn)行選型。在此基礎(chǔ)上，對(duì)參數(shù)選擇和參數(shù)間的合理匹配進(jìn)行分析研究，提出一套比較合理的純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì)原則，并以所設(shè)計(jì)的純電動(dòng)汽車為研究對(duì)象，對(duì)其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行了選擇。AbstractAs global envir

4、onmental issues and becoming increasingly prominent energy crisis, people consume less energy, less pollution pursuit of new transport more intense.Recognized as the future of electric vehicles, the most promising means of transport is growing rapidly.But the development of electric vehicle technolo

5、gy is not yet mature, so how to make a low-cost, good performance electric cars become the automotive industry's research priorities, and electric vehicle power system is a top priority.Electric vehicles powertrain by batteries, controller, motor, transmission, main gear, wheels and other compon

6、ents.From the motor controller receiving the accelerator pedal (accelerator equivalent internal combustion engine vehicles), and the brake pedal P, R, N, D (park, reverse, neutral, forward) key control output signal to control the rotation of the motor through the speed reducer, drive shaft, differe

7、ntial, axle and other mechanical gear drive wheel rotation.In order to meet the requirements of dynamic performance of the vehicle speed and torque motors have a high performance, fast and smooth control, higher operating efficiency and can run in harsh environments and other characteristics.Batteri

8、es have a high energy density, fast charging capability and high discharge rate, safe, reliable, long service life.Electric vehicle power system and the traditional internal combustion engine vehicles similar to, but different from the power system components.And fuel cars, matching the components o

9、f the electric vehicle power system is also very important,Such as the motor power size, how much battery power, so the transmission gear ratio according to vehicle performance parameters needed to design computing.By comparing several common drive system layout scheme for battery powered devices, m

10、otors, etc. Selection.On this basis, a reasonable match between preferences and parameters were analyzed, proposed a more reasonable design principles pure electric vehicle drive system parameters, and pure electric car designed for the study, its drive system selection parameters. 第 3 頁(yè)第1章 緒論第1節(jié) 電動(dòng)

11、汽車發(fā)展概況一、電動(dòng)汽車發(fā)展的必要性汽車是人類文明的象征與產(chǎn)物，與人類社會(huì)文明進(jìn)程息息相關(guān)，毫無疑問，汽車的發(fā)展脫離不了可持續(xù)發(fā)展的軌道。能源、環(huán)保與安全是未來汽車技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的三大主題。如果說上個(gè)世紀(jì)人們關(guān)注的是汽車的節(jié)能、排放和安全技術(shù)，那么本世紀(jì)初人們已經(jīng)更多的將目光轉(zhuǎn)向汽車的新能源和環(huán)保技術(shù)。因?yàn)槿绻匀徊捎脗鹘y(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展汽車工業(yè)，將會(huì)給燃油的需求和環(huán)境保護(hù)造成巨大的壓力。研制開發(fā)更節(jié)能、更環(huán)保、使用替代能源的新型汽車成為各大汽車公司的當(dāng)務(wù)之急，電動(dòng)汽車就是其中的一種類型。電動(dòng)汽車是集汽車技術(shù)、電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、能源與新材料技術(shù)于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，是人類新一代的清

12、潔交通工具，與普通內(nèi)燃機(jī)汽車相比，具有無污染、噪聲低及節(jié)省石油資源的特點(diǎn)?；谝陨想妱?dòng)汽車自身特點(diǎn)，它的推廣有著不可估量的意義。電動(dòng)汽車作為“綠色的交通工具”，它的投入運(yùn)行不僅對(duì)緩解世界能源危機(jī)以及環(huán)境問題有著重要的作用，對(duì)于我國(guó)自身相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及我國(guó)汽車業(yè)在國(guó)際中的地位也有著及其重要的意義。首先，電動(dòng)汽車是我國(guó)汽車工業(yè)趕超世界先進(jìn)水平的大好機(jī)會(huì)。中國(guó)在內(nèi)燃機(jī)汽車技術(shù)上距國(guó)際先進(jìn)水平有近20年的差距，但在電動(dòng)汽車等環(huán)保型汽車的生產(chǎn)研發(fā)方面僅有5年的差距。這意味著中國(guó)有可能在環(huán)保汽車時(shí)代到來之前，在談判桌上找到自己的位予。建立我國(guó)電動(dòng)汽車整車的網(wǎng)絡(luò)、總成及通訊協(xié)議規(guī)程，開發(fā)電動(dòng)汽車基本車輛控

13、制器模塊，發(fā)展帶有電子管理系統(tǒng)的高性能動(dòng)力蓄電池組和具有數(shù)字控制系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可大力促進(jìn)我國(guó)電動(dòng)汽車零部件產(chǎn)業(yè)的形成。專家人士介紹無論采取何種類型的電動(dòng)汽車作為突破口都將帶動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)鏈形，形成一石多鳥的效應(yīng)。以電子產(chǎn)品為例，據(jù)估計(jì)，由于應(yīng)用的大大提高，電子產(chǎn)品在汽車造價(jià)的比例將由傳統(tǒng)汽車的10上升到電動(dòng)汽車的60，按照到2030年我國(guó)電動(dòng)汽車生產(chǎn)規(guī)模為1000萬輛，平均每輛車售價(jià)為lO萬元計(jì)算，我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化所帶動(dòng)的電子產(chǎn)品市場(chǎng)容量將達(dá)到6000億元。與此同時(shí)，由于電動(dòng)汽車對(duì)材料的輕量化要求還將是新材料、新技術(shù)的試驗(yàn)場(chǎng)，為新材料、新技術(shù)的開發(fā)提供了用武之地。比較而言，電動(dòng)汽車作為機(jī)械

14、、冶金、電子、能源、新材料和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的集成，同時(shí)也是信息技術(shù)、生物技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等多種高新技術(shù)的集成，是典型的高新技術(shù)產(chǎn)品，其最終目標(biāo)是智能化、數(shù)字化和輕量化。在這一實(shí)現(xiàn)過程中，與傳統(tǒng)汽車相比，其對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)效益將大上幾倍。二、電動(dòng)汽車發(fā)展?fàn)顩r1. 初期孕育階段1769年法國(guó)炮兵軍官居鈕(Cugnot)研制成功世界上第一輛蒸汽機(jī)機(jī)動(dòng)車，使19世紀(jì)進(jìn)入蒸汽機(jī)汽車時(shí)代。緊接著電科學(xué)方面的一系列突破孕育著電動(dòng)汽車的問世。1831年法拉第研制成功世界上第一臺(tái)旋轉(zhuǎn)直流電機(jī)。1834年蘇格蘭人德汶博特(TDavenport)研制成功不可充電蓄電池電動(dòng)汽車。1859年法國(guó)人伽斯頓·普拉特(G

15、astonPlante)發(fā)明可充電鉛酸電池。2. 電動(dòng)汽車誕生在1886年1月26日世界上第一輛汽車誕生(汽油機(jī)汽車)之前，1881年法國(guó)工程師克斯塔夫·特魯夫(Gus訌veTrouve)研制成功世界上第一輛可充電鉛酸電池電動(dòng)三輪機(jī)動(dòng)車，1881年8-,11月參展巴黎國(guó)際電器展覽會(huì)。1882年英國(guó)威廉·愛德華·阿頓(wE.Ayrton)和約翰·培里(JohnPerry)兩位教授組裝成功世界上第二輛電動(dòng)機(jī)動(dòng)車。3. 電動(dòng)汽車的第一個(gè)黃金時(shí)代電動(dòng)汽車以及內(nèi)燃機(jī)汽車的問世，使走過了100多年歷程的蒸汽機(jī)汽車因熱效率低下和結(jié)構(gòu)笨重等缺點(diǎn)凸顯，而受到雙重打擊。當(dāng)時(shí)

16、內(nèi)燃機(jī)汽車處于初創(chuàng)時(shí)期，許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破，發(fā)展緩慢。而電動(dòng)汽車雖然也有許多關(guān)鍵技術(shù)沒有解決，但因運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、易啟動(dòng)、易操縱、效率高、噪音低和無排放等原因而受到特殊青睞，許多國(guó)家競(jìng)相開發(fā)。繼英國(guó)之后，美國(guó)和德國(guó)分別與1890年研制成功電動(dòng)汽車，并迅速占有了可觀的市場(chǎng)份額，如1900年在美國(guó)售出的4200輛機(jī)動(dòng)車中，電動(dòng)汽車占38，蒸汽機(jī)汽車占40，內(nèi)燃機(jī)汽車占22。1912年早期電動(dòng)車輛發(fā)展達(dá)到鼎盛，僅美國(guó)電動(dòng)車輛即達(dá)34萬輛。1915年美國(guó)電動(dòng)汽車的年產(chǎn)量達(dá)5000輛。在此期間，電動(dòng)汽車的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如1894年世界上第一輛混合動(dòng)力概念車問世；1899年法國(guó)人Camille和Jenatz

17、y制造的一輛炮彈性鋁合金車身電動(dòng)汽車，在當(dāng)年的汽車大賽中創(chuàng)造了車速98kmh的世界紀(jì)錄；1910年愛迪生發(fā)明鐵一鎳電池，該型電池一度成為電動(dòng)汽車的主要能源；可以認(rèn)為18951915年是早期電動(dòng)汽車的黃金時(shí)代。4. 電動(dòng)汽車相對(duì)沉寂1915年美國(guó)洲際公路和歐洲公路進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，續(xù)駛里程短的電動(dòng)汽車顯得很不適應(yīng)，開始走下坡路，而內(nèi)燃機(jī)汽車的關(guān)鍵技術(shù)獲得突破(如爆震機(jī)理的發(fā)現(xiàn)和四乙基鉛抗爆劑的發(fā)明等)，于是很快形成了內(nèi)燃機(jī)汽車近乎一統(tǒng)天下的局面。從1915年到20世紀(jì)六七十年代電動(dòng)汽車沉寂了大約半個(gè)世紀(jì)，但仍在繼續(xù)使用，如英國(guó)在二戰(zhàn)時(shí)期有35萬輛電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)。5. 電動(dòng)汽車蓄勢(shì)待發(fā)20世紀(jì)60年

18、代、70年代汽車污染和石油危機(jī)兩件大事，對(duì)電動(dòng)汽車的研究和開發(fā)起到強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。近30年來，世界范圍內(nèi)能源意識(shí)和環(huán)保意識(shí)空前強(qiáng)化，電動(dòng)汽車重新受到高度重視。1975年出現(xiàn)第一輛現(xiàn)代汽油一電動(dòng)混合動(dòng)力車輛。1981年出現(xiàn)第一輛飛輪，電動(dòng)混合動(dòng)力車輛。1981年英國(guó)太陽能車輛誕生。1986年鎘特和通用電氣公司開發(fā)出ETX-I型和型電動(dòng)汽車。80年代通用汽車公司的甲醇燃料電池x型樣車問世。1990年通用汽車公司開發(fā)出“沖擊牌”電動(dòng)汽車，據(jù)悉，這是第一輛為批量生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的現(xiàn)代電動(dòng)汽車。其車身材料采用玻璃纖維，動(dòng)力系統(tǒng)為32塊鉛酸電池和兩臺(tái)42Kw三相感應(yīng)電機(jī)，最高時(shí)速為128kmh，從靜止加速到9

19、6kmh的時(shí)間小雨9s，一次充電可行駛144kin，被稱為20世紀(jì)90年代的經(jīng)典之作。1991年通用、鎘特和克萊斯勒三大汽車公司組建了美國(guó)高效電池聯(lián)合企業(yè)。1994年克萊斯勒汽車公司的甲醇燃料電池汽車Necar3問世。1996年通用、豐田聯(lián)合研制的EVl蓄電池電動(dòng)汽車進(jìn)入市場(chǎng)。1996年日本推出RAV4-EV四人乘電動(dòng)汽車，該車采用鎳氫電池、永磁交流同步電動(dòng)機(jī)，最大功率45Kw，最高車速krah，續(xù)駛里程215km。1997年豐田汽車公司研制的復(fù)合動(dòng)力轎車Prius進(jìn)入日本市場(chǎng)。1998年加拿大巴拉德電力公司(BallardPower System)開發(fā)出高功率密度的燃料電池，將燃料電池的功率

20、密度從1立方英尺3kw提高到350kW。1999年3月戴姆勒克萊斯勒汽車公司在華盛頓為其投資14億美元開發(fā)的Necar4燃料電池電動(dòng)轎車揭牌。1999年汽車公司研制的燃料電池汽車P2000在北京、上海展出。20022005年法國(guó)雷諾、日本日產(chǎn)、韓國(guó)現(xiàn)代等汽車公司計(jì)劃自己研發(fā)的電動(dòng)汽車投放市場(chǎng)。2004年通用在歐洲的歐寶公司擬將甲醇燃料電池汽車投放市場(chǎng)。各汽車大國(guó)十分重視電動(dòng)汽車的研究開發(fā)，不僅注入巨額資金，而且給予特殊的政策優(yōu)惠。如美國(guó)許多州制定了強(qiáng)制性的電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃，規(guī)定1998年電動(dòng)汽車的銷售量要占新車銷售的2，2003年要達(dá)到10。購(gòu)買l輛電動(dòng)汽車可從聯(lián)邦政府獲得10(不超過4000

21、美元)的補(bǔ)貼，從地方獲得5000美元補(bǔ)貼。法國(guó)于2000年投入15億法郎用于發(fā)展電動(dòng)汽車lO萬輛，政府成立部級(jí)協(xié)調(diào)小組，總理和部長(zhǎng)帶頭乘坐電動(dòng)汽車上班。規(guī)定每生產(chǎn)l輛電動(dòng)汽車，電力公司要補(bǔ)貼廠家1萬法郎，行政機(jī)關(guān)和地方團(tuán)體每新購(gòu)電動(dòng)汽車1輛，由環(huán)保和能源控制署補(bǔ)貼8千法郎。私人購(gòu)買電動(dòng)汽車可獲政府補(bǔ)貼5000法郎。在公司服務(wù)的電動(dòng)汽車，減免各種地方稅收。英國(guó)規(guī)定電動(dòng)汽車免繳牌照費(fèi)和養(yǎng)路費(fèi)，夜間充電減免23電費(fèi)。我國(guó)于20世紀(jì)70年代曾開展蓄電池汽車的研究，如交通部公路科學(xué)研究所，采用離子導(dǎo)流薄膜式鈉硫電池，進(jìn)行了裝車試驗(yàn)。90年代“八五”期間蓄電池電動(dòng)汽車被列為國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，以清華大學(xué)為主

22、，開發(fā)出我國(guó)第一代蓄電池汽車，已在清華校園作為綠色交通車使用。20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)推出了若干種電動(dòng)汽車樣車?！熬盼濉逼陂g國(guó)家將電動(dòng)汽車項(xiàng)目確定為國(guó)家重大科技產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目加以實(shí)施，并于1998年在廣東省汕頭市南澳建立了“國(guó)家電動(dòng)汽車運(yùn)行試驗(yàn)示范區(qū)”，區(qū)內(nèi)運(yùn)行示范的電動(dòng)汽車有我國(guó)自己研制的(廣東益威廠轎車，華南理工大學(xué)中巴，廣東長(zhǎng)潤(rùn)集團(tuán)轎車等)，也有美國(guó)通用(EVol轎車，S10農(nóng)夫車)、日本豐田(RAV4轎車)、法國(guó)雪鐵龍(SAXO轎車)和德國(guó)大眾等汽車公司開發(fā)的電動(dòng)汽車。2001年，我國(guó)科技部自阿“十五”國(guó)家863計(jì)劃中，特別設(shè)立電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目，選擇新一代電動(dòng)汽車技術(shù)作為我國(guó)科技創(chuàng)新的主攻

23、方向，組織聯(lián)合攻關(guān)，以電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化技術(shù)平臺(tái)為工作重點(diǎn)，力爭(zhēng)在電動(dòng)汽車關(guān)鍵單元技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)及整車技術(shù)上取得重大突破。近期，我國(guó)三大汽車集團(tuán)研制的電動(dòng)汽車紛紛亮相，有混合動(dòng)力汽車、燃料電池客車、電動(dòng)客車、電動(dòng)概念車等品種，記載了我國(guó)電動(dòng)汽車向產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)的階段成果。三、國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)一直是電動(dòng)汽車技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過程中的研究重點(diǎn)。美國(guó)、歐洲、日本等在推動(dòng)本國(guó)電動(dòng)汽車研發(fā)的同時(shí)，也不斷地提高電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)來推動(dòng)電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)步、示范推廣和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國(guó)電動(dòng)汽車的測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)在科技部“十五”和“十一五”科技計(jì)劃的支持下，通過各參與單位的積極努力，在

24、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范方面取得了顯著的成績(jī)，并完成了多個(gè)專項(xiàng)測(cè)試基地的建設(shè)。（一）、國(guó)外電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià) 1.美國(guó)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià) （1）美國(guó)先進(jìn)車輛測(cè)試項(xiàng)目 在美國(guó)，為了建立起電動(dòng)汽車等先進(jìn)車輛技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的橋梁，在美國(guó)能源部（Department Of Energy，以下簡(jiǎn)稱DOE）自由車輛技術(shù)項(xiàng)目（Freedom CAR and Vehicle Technologies Program）的支持下，開展了先進(jìn)車輛測(cè)試）項(xiàng)目（Advanced Vehicle Testing Activity，簡(jiǎn)稱AVTA），旨在提供國(guó)家級(jí)、綜合性、公正的先進(jìn)車輛技術(shù)測(cè)試評(píng)價(jià)服務(wù)，該項(xiàng)目是美國(guó)國(guó)內(nèi)最主要的由國(guó)家主

25、導(dǎo)的測(cè)試評(píng)價(jià)活動(dòng)，包括進(jìn)行輕型車、先進(jìn)動(dòng)力總成、蓄電池及充電基礎(chǔ)設(shè)施的測(cè)試評(píng)價(jià)。AVTA建立了電動(dòng)汽車比較完整的測(cè)試評(píng)價(jià)體系與規(guī)程，包括基準(zhǔn)測(cè)試（Baseline performance testing）、快速可靠性測(cè)試（Accelerated reliability testing）及車隊(duì)運(yùn)行測(cè)試（Fleet testing）。美國(guó)通過AVTA項(xiàng)目的開展，完善測(cè)試評(píng)價(jià)能力建設(shè)，建立相關(guān)的測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范，推動(dòng)電動(dòng)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定；為企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)提供試驗(yàn)技術(shù)支持，從而加速電動(dòng)汽車的商品化、產(chǎn)業(yè)化；為購(gòu)買電動(dòng)汽車的企業(yè)及個(gè)人提供真實(shí)的電動(dòng)汽車性能從而使他們做出科學(xué)的購(gòu)買決定；同時(shí)也為政府制

26、定政策推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展提供了依據(jù)。 （2）SAE電動(dòng)車輛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)機(jī)動(dòng)工程師協(xié)會(huì)（SAE）從1990年發(fā)布第一項(xiàng)關(guān)于電磁輻射規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以來，已發(fā)布了各類電動(dòng)車輛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)51項(xiàng)，內(nèi)容包括各類電動(dòng)車輛的術(shù)語和安全技術(shù)要求，整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放、電磁場(chǎng)強(qiáng)度等的試驗(yàn)、測(cè)量方法，蓄電池和蓄電池模塊的各種試驗(yàn)規(guī)程及對(duì)電動(dòng)車輛用的高壓電纜、線束與元器件、連接件的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。2001年成立的“SAE燃料電池標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)”，已經(jīng)發(fā)布了對(duì)氫燃料的質(zhì)量要求、氫燃料電池系統(tǒng)的性能試驗(yàn)和回收、氫燃料加注連接裝置等方面的7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步及各種新型式的電動(dòng)汽車（如增程式電動(dòng)汽車、插電式混合

27、動(dòng)力電動(dòng)汽車）的出現(xiàn)，SAE也在不斷修訂與完善其標(biāo)準(zhǔn)體系，如SAE J 1711輕型混合動(dòng)力汽車排放和能量消耗量試驗(yàn)方法。 2.歐洲電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià) 歐洲從事電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作的區(qū)域性組織主要有：歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CEN）、歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CENELEC），聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）等。CEN/TC301成立于1992年，其主要工作范圍是負(fù)責(zé)純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作，主要解決這兩類車輛上路行駛所需的標(biāo)準(zhǔn)問題。1995年CEN/TC301發(fā)布了電動(dòng)汽車制動(dòng)的建議，提出了再生制動(dòng)系統(tǒng)的不同設(shè)計(jì)方案，以后所編制的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)主要包括車輛結(jié)構(gòu)安全要求和故障及觸電的防護(hù)，車輛性能的

28、測(cè)量（車速、加速性能、爬坡性能、能耗及續(xù)駛里程、混合動(dòng)力車的排放等），車輛電源方面的要求（充電站、車載充電器噪聲等）。 3.日本電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)日本以日本電動(dòng)汽車協(xié)會(huì)（JEVA）為主開展電動(dòng)車輛標(biāo)準(zhǔn)化工作，所制定的電動(dòng)車輛標(biāo)準(zhǔn)（JEVS）比較系統(tǒng)完整，內(nèi)容涉及電動(dòng)車輛本身、試驗(yàn)方法、電機(jī)/控制器、蓄電池和充電系統(tǒng)等。目前已發(fā)布的電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)包括整車13項(xiàng)、電機(jī)及控制器2項(xiàng)、蓄電池7項(xiàng)、充電機(jī)5項(xiàng)。JEVA正在開展以下兩方面工作：首先是電動(dòng)車輛及其零部件能效的評(píng)價(jià)方法，其中包括充電器的能效評(píng)價(jià)及術(shù)語等；另一方面則是混合動(dòng)力車輛的能效評(píng)價(jià)方法。（二）、國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià) 1.國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)

29、技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)行業(yè)發(fā)展的需要，科技部從“十五”開始，通過電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目對(duì)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了持續(xù)支持，推動(dòng)了我國(guó)電動(dòng)汽車相關(guān)測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)的進(jìn)步。目前在電動(dòng)汽車整車及關(guān)鍵零部件通用性、安全性、互換性、技術(shù)條件及試驗(yàn)方法等標(biāo)準(zhǔn)方面，已經(jīng)發(fā)布的電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目42項(xiàng)（含電動(dòng)摩托車6項(xiàng)），其中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)35項(xiàng)，汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)。標(biāo)準(zhǔn)按照技術(shù)路線分包括純電動(dòng)汽車11項(xiàng)，混合動(dòng)力汽車6項(xiàng)，燃料電池汽車4項(xiàng)，電動(dòng)摩托車6項(xiàng)，動(dòng)力蓄電池8項(xiàng)，電機(jī)及控制器2項(xiàng)，能源供給和充電相關(guān)5項(xiàng)。除以上發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)外，目前已通過標(biāo)委會(huì)審查、正在報(bào)批等待發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)（修訂標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，新制定標(biāo)準(zhǔn)11項(xiàng)）；正在規(guī)劃過程中，

30、行業(yè)急需制修訂的項(xiàng)目有40余項(xiàng)，主要包括低速電動(dòng)汽車、電動(dòng)汽車安全要求（修訂）、混合動(dòng)力汽車排放與能耗（制定和修訂）、混合動(dòng)力系統(tǒng)總成、QC/T 741-744動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)的修訂（或轉(zhuǎn)化為國(guó)標(biāo)）、動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)級(jí)別的系列標(biāo)準(zhǔn)（性能、安全性、可靠性等）、動(dòng)力蓄電池回收利用、蓄電池快速更換、蓄電池加速壽命考核、電動(dòng)汽車發(fā)電機(jī)、充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)、燃料電池汽車配套設(shè)施、驅(qū)動(dòng)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化等。 （1）電動(dòng)汽車整車測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)作為國(guó)家“十五”863計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)重要組成部分，由中國(guó)汽車工程研究院等單位在“十五”期間承擔(dān)的“電動(dòng)汽車檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)研究”課題之“電動(dòng)汽車整車運(yùn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究”開展對(duì)電動(dòng)汽車

31、整車道路運(yùn)行工況的研究工作，實(shí)際測(cè)量汕頭、廣州、武漢、北京、上海、重慶等典型城市的電動(dòng)汽車整車道路運(yùn)行工況并制定出可用于指導(dǎo)電動(dòng)汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放性能等研究開發(fā)和模擬試驗(yàn)用的“電動(dòng)汽車整車道路運(yùn)行工況”，并制定出以汕頭南澳島環(huán)島公路和沙石泥土路為基礎(chǔ)、能夠反映電動(dòng)汽車在我國(guó)典型城市實(shí)際運(yùn)行道路狀況的“電動(dòng)汽車整車運(yùn)行道路可靠性考核試驗(yàn)用載荷譜、典型路段及其里程分配”。通過對(duì)電動(dòng)汽車整車運(yùn)行性能（動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及安全性等）檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)、檢測(cè)試驗(yàn)方法、檢測(cè)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)試驗(yàn)規(guī)程的研究，研究開發(fā)或配置電動(dòng)汽車整車運(yùn)行性能檢測(cè)試驗(yàn)所需的檢測(cè)試驗(yàn)設(shè)備儀器。 （2）動(dòng)力蓄電池測(cè)試評(píng)價(jià)“十五”期間

32、，在科技部電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目的支持下，我國(guó)開展了混合電動(dòng)汽車、燃料電池汽車和純電動(dòng)汽車用先進(jìn)動(dòng)力蓄電池的研制及測(cè)試評(píng)估技術(shù)的研究工作。期間科技部采取了一系列新的舉措，極大地推動(dòng)了我國(guó)動(dòng)力蓄電池技術(shù)及測(cè)試評(píng)估技術(shù)的快速進(jìn)步，特別是在實(shí)用化方面的進(jìn)步，主要集中在動(dòng)力蓄電池單體電池的綜合性能和模塊的部分電性能方面。通過國(guó)家“十五”電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目的實(shí)施，制定了電動(dòng)汽車用鋰離子蓄電池、電動(dòng)汽車用金屬氫化物鎳蓄電池、車用超級(jí)電容器、電動(dòng)汽車用鉛酸蓄電池四項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)并成為中華人民共和國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QC/T743-2006電動(dòng)汽車用鋰離子蓄電池，QC/T744-2006電動(dòng)汽車用金屬氫化物鎳蓄電池，QC/T74

33、1-2006車用超級(jí)電容器，QC/T742-2006電動(dòng)汽車用鉛酸蓄電池）；制定2003-2005EV/HEV車用金屬氫化物鎳蓄電池、2003-2005 EV/HEV車用鋰離子蓄電池測(cè)試規(guī)范等測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范。近年來我國(guó)動(dòng)力蓄電池的測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)朝著蓄電池模塊與系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)使用性能、工況循環(huán)壽命與使用壽命、使用壽命快速測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)等方向發(fā)展，現(xiàn)已完成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池的循環(huán)性能要求征求意見稿的制定。 （3）驅(qū)動(dòng)電機(jī)測(cè)試評(píng)價(jià)“十一五”期間，由北京理工大學(xué)承擔(dān)的課題“車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)和快速評(píng)價(jià)方法研究”，圍繞車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)故障模式和失效模式分析，可靠性、耐久

34、性臺(tái)架試驗(yàn)方法和快速評(píng)價(jià)方法研究，以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試及標(biāo)定方法、能量回饋考核方法、噪聲測(cè)試技術(shù)、綜合性能評(píng)價(jià)方法的研究等。近年來我國(guó)電機(jī)的測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)朝著可靠性、耐久性、動(dòng)態(tài)特性、噪聲、環(huán)境適應(yīng)性等綜合性能的方向發(fā)展，目前已有3項(xiàng)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，其中電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器 第1部分：技術(shù)條件與電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器第2部分：試驗(yàn)方法2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)正在進(jìn)行修訂。（4）燃料電池測(cè)試評(píng)價(jià)“十五”期間，同濟(jì)大學(xué)和清華大學(xué)就進(jìn)行燃料電池汽車及燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)的研究，形成了863系列測(cè)試規(guī)范，為燃料電池汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定奠定了基礎(chǔ)。“十一五”期間，由同濟(jì)大學(xué)承擔(dān)的“轎車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)檢

35、測(cè)技術(shù)和快速評(píng)價(jià)方法研究”和由清華大學(xué)承擔(dān)的“客車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)技術(shù)和快速評(píng)價(jià)方法研究”分別進(jìn)行了轎車和客車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)技術(shù)和快速評(píng)價(jià)方法的研究。由中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所承擔(dān)的“燃料電池關(guān)鍵材料及部件檢測(cè)和環(huán)境適應(yīng)性研究”項(xiàng)目，對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池關(guān)鍵材料及核心部件測(cè)試評(píng)價(jià)平臺(tái)、測(cè)試方法以及耐久性快速評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究。由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心承擔(dān)的“燃料電池汽車安全性能試驗(yàn)研究與檢測(cè)評(píng)價(jià)”項(xiàng)目，研究了燃料電池汽車安全保障技術(shù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求以及安全評(píng)價(jià)體系，燃料電池汽車的碰撞安全性及測(cè)試方法，以及氫氣泄漏檢測(cè)技術(shù)、高壓氫氣罐安全性及測(cè)試方法、燃料電池堆的安全測(cè)試方法等。目前國(guó)內(nèi)

36、電動(dòng)汽車行業(yè)已有4項(xiàng)燃料電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，已通過標(biāo)委會(huì)審查、正在報(bào)批等待發(fā)布的有3項(xiàng)。（5）電動(dòng)汽車附件測(cè)試評(píng)價(jià)“十五”863課題“電動(dòng)汽車檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)研究”中的“電動(dòng)汽車整車運(yùn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究”項(xiàng)目，開展對(duì)電動(dòng)汽車用充電機(jī)檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)的研究工作，研究開發(fā)可以對(duì)車載充電機(jī)、地面充電機(jī)以及感應(yīng)式充電機(jī)的電氣特性進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)以及結(jié)合動(dòng)力蓄電池模塊檢測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)充電機(jī)的整體性能作出檢測(cè)試驗(yàn)評(píng)價(jià)的充電機(jī)自動(dòng)檢測(cè)裝置。在“十五”期間，“電動(dòng)汽車整車運(yùn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究”項(xiàng)目還進(jìn)行了電動(dòng)汽車在危險(xiǎn)工況下的動(dòng)力系統(tǒng)及整車安全性能檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)研究，開展對(duì)電動(dòng)汽車在危險(xiǎn)工況下的整車運(yùn)行參數(shù)、動(dòng)力系統(tǒng)的電參數(shù)（電流、電壓以

37、及絕緣電阻）、動(dòng)力蓄電池的電壓和溫度、電解液泄漏量、充電時(shí)所排氫氣濃度以及電動(dòng)汽車整車安全性等方面的試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的研究工作，并進(jìn)行了電動(dòng)汽車車載和地面高壓絕緣短路安全檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)研究，開展對(duì)電動(dòng)汽車整車、動(dòng)力蓄電池模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)以及車載充電機(jī)等絕緣短路試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的研究工作，研究開發(fā)出可進(jìn)行電動(dòng)汽車高壓、絕緣、短路檢測(cè)試驗(yàn)的地面靜態(tài)檢測(cè)試驗(yàn)裝置和車載動(dòng)態(tài)檢測(cè)試驗(yàn)裝置。（6）電動(dòng)汽車充電裝備測(cè)試評(píng)價(jià)在充電裝備標(biāo)準(zhǔn)制定方面，2010年1月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)發(fā)布了電動(dòng)汽車充電站的通用要求。另外地方政府和各能源集團(tuán)都積極開展了電動(dòng)汽車充電設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，如深圳、上海、江蘇等地紛紛制定了各自

38、充電站的地方標(biāo)準(zhǔn)；2010年7月份，北京市政府也出臺(tái)了北京首部電動(dòng)汽車充電站標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)根據(jù)各自實(shí)際情況制定了電動(dòng)汽車充電方面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。目前制定的標(biāo)準(zhǔn)大多數(shù)僅限于充電設(shè)備的性能要求，而對(duì)于充電設(shè)備的測(cè)試在國(guó)內(nèi)外尚未形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。以北京理工大學(xué)、北京交通大學(xué)、國(guó)家電網(wǎng)公司、中石化公司以及相應(yīng)的充電設(shè)備生產(chǎn)和研發(fā)單位為主，根據(jù)電動(dòng)汽車示范運(yùn)行的需要，開展了相應(yīng)的充電機(jī)等通用技術(shù)要求研究工作。目前，國(guó)內(nèi)充電設(shè)備相應(yīng)的檢測(cè)方法尚未完善，相應(yīng)的檢測(cè)平臺(tái)尚未建立。 2.我國(guó)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)能力建設(shè)情況 （1）863蓄電池測(cè)試評(píng)價(jià)基地“十五”期間，在科技部電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目的支持下，我國(guó)開

39、展了混合電動(dòng)汽車、燃料電池汽車和純電動(dòng)汽車用先進(jìn)動(dòng)力蓄電池的研制及測(cè)試評(píng)估技術(shù)的研究工作?！笆濉逼陂g，在科技部的大力支持下建立了中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所與中國(guó)北方車輛研究所兩個(gè)動(dòng)力蓄電池測(cè)試基地，并在“十一五”期間通過863計(jì)劃重大項(xiàng)目給予了繼續(xù)的支持。（2）863電機(jī)測(cè)試評(píng)價(jià)基地“十五”和“十一五”期間，科技部還支持北京理工大學(xué)建成了863電機(jī)測(cè)試評(píng)價(jià)基地。該基地購(gòu)置了電力測(cè)功機(jī)、蓄電池模擬器、環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)等儀器設(shè)備，進(jìn)行了相應(yīng)的電機(jī)測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)研究，開展了多項(xiàng)863電機(jī)開發(fā)成果和行業(yè)電機(jī)的測(cè)試評(píng)價(jià)和檢測(cè)工作，為各種新能源車輛電機(jī)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)提供客觀合理的測(cè)試平臺(tái)，為國(guó)家科技規(guī)劃部

40、門提供公正一致的評(píng)價(jià)平臺(tái)，提供了電動(dòng)汽車電機(jī)基本的可靠性、耐久性和快速評(píng)價(jià)方法。（3）863燃料電池測(cè)試評(píng)價(jià)基地在“十五”863電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)實(shí)施過程中，同濟(jì)大學(xué)和清華大學(xué)分別建立了燃料電池轎車和燃料電池城市客車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)基地，可以對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的功率特性、效率特性、氫氣利用率等特性進(jìn)行測(cè)試。（4）國(guó)家授權(quán)汽車檢測(cè)機(jī)構(gòu)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)能力國(guó)家汽車行業(yè)主管部門授權(quán)的汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)中，有電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)能力的包括國(guó)家轎車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、國(guó)家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（長(zhǎng)春）、國(guó)家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（襄樊）、國(guó)家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（重慶）、國(guó)家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、國(guó)家消防設(shè)備

41、質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、國(guó)家工程機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心等。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)電動(dòng)汽車整車及關(guān)鍵零部件的測(cè)試評(píng)價(jià)開展了大量的研究工作，也制定了很多測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，但是在增程式電動(dòng)汽車能量消耗、排放測(cè)試，以及電動(dòng)汽車電磁兼容特性測(cè)試、整車噪聲特性測(cè)試、蓄電池系統(tǒng)的壽命測(cè)試、電動(dòng)商用車（M3/N3類）動(dòng)力總成測(cè)試、增程器測(cè)試、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試、車載充電機(jī)測(cè)試等方面尚無明確的技術(shù)條件和測(cè)試規(guī)范，還有待完善或新增，以便更好地推進(jìn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第2節(jié) 電動(dòng)汽車體結(jié)構(gòu)與工作原理一、總體結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車一樣也是由動(dòng)力裝置、底盤、車身和電器設(shè)備等4個(gè)部分組成。其中，電動(dòng)汽車的車身和電器設(shè)備兩大部分與傳統(tǒng)汽車基本相同

42、，底盤中的傳動(dòng)系比內(nèi)燃機(jī)汽車有所簡(jiǎn)化，不同點(diǎn)主要集中在動(dòng)力裝置以及由于動(dòng)力源的不同而需要的多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)，輔助能源系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)。電動(dòng)汽車的動(dòng)力裝置由動(dòng)力電池和能量管理系統(tǒng)，電機(jī)(驅(qū)動(dòng)電機(jī))及其控制系統(tǒng)組成?！救鐖D1-2-1所示】電動(dòng)汽車動(dòng)力裝置和有關(guān)控制系統(tǒng)主能源系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)輔助能源輔助控制系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)超級(jí)電容儲(chǔ)能飛輪等充電控制輔助電源控制空氣調(diào)節(jié)控制動(dòng)力電池動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制等 圖1-2-1電動(dòng)汽車的動(dòng)力裝置和有關(guān)控制系統(tǒng)的組成動(dòng)力電池和能量管理系統(tǒng)又稱主能源系統(tǒng)，相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)汽車的燃料系統(tǒng)。其中動(dòng)力電池的功用是提供汽車運(yùn)行所需的能源；能量管理系統(tǒng)

43、用來實(shí)現(xiàn)能源利用的監(jiān)控、協(xié)調(diào)控制和能量再生控制等。早期的能量管理系統(tǒng)很簡(jiǎn)單，主要為一個(gè)電度表，通過簡(jiǎn)單的換算，粗略地顯示電池剩余電量或汽車還能行駛的里程數(shù)。目前的能量管理系統(tǒng)由傳感器組(電流、電壓及溫度等)，計(jì)算機(jī)信號(hào)采集、處理和分析模塊，多功能顯示器和控制執(zhí)行單元等組成。工作時(shí)傳感器將每節(jié)電池的電壓、電流及溫度等信息傳送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)電池充放電和壽命指數(shù)模型進(jìn)行分析，確定電池的狀態(tài)，并通過系統(tǒng)控制器直接控制汽車的運(yùn)行，或通過多功能顯示器告訴駕駛員以下信息：系統(tǒng)電壓，已運(yùn)行里程，還能行駛多少里程，系統(tǒng)充電警告，是否有已壞的電池，每只電池的歷史，電池的壽命估算等。采用先進(jìn)的能量管理系統(tǒng)可使

44、電池的壽命延長(zhǎng)510倍。但電路復(fù)雜，成本昂貴，而且電池在充放電過程中的化學(xué)變化極其復(fù)雜，精確計(jì)算和預(yù)測(cè)電池的剩余電量和壽命相當(dāng)困難，目前這項(xiàng)技術(shù)尚在發(fā)展中。電機(jī)(驅(qū)動(dòng)電機(jī))及其控制系統(tǒng)，電機(jī)相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)；電機(jī)控制系統(tǒng)用來接收來自電機(jī)的速度、電流信息和來自制動(dòng)他辦、加速踏板等的信號(hào)，并將控制信息輸往主控制系統(tǒng)，來自電池的信息也輸往主控制系統(tǒng)，后者進(jìn)一步控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出運(yùn)行所需要的轉(zhuǎn)矩。多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)用來對(duì)采用多能源的電動(dòng)汽車(如混合動(dòng)力電動(dòng)汽車)進(jìn)行控制，包括動(dòng)力總成電控單元、控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊與接口等。輔助能源(超級(jí)電容、儲(chǔ)能飛輪)的功用是彌補(bǔ)蓄電池的動(dòng)力不足。當(dāng)汽車制動(dòng)減速

45、或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將動(dòng)力電池多余的能量?jī)?chǔ)存于超級(jí)電容或儲(chǔ)能飛輪中，而當(dāng)加速或超速行駛時(shí)將儲(chǔ)存的能量放出來。二、電動(dòng)汽車的工作原理電動(dòng)汽車的基本工作原理。【如圖1-2-2所示】電池通過控制系統(tǒng)向電動(dòng)機(jī)供電，在電動(dòng)機(jī)中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能動(dòng)力并傳給傳動(dòng)系，最后傳給驅(qū)動(dòng)車輪，力圖使驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過與地面間的相互作用產(chǎn)生使汽車行駛的牽引力。由駕駛員操縱的加速踏板帶有傳感器(電位計(jì)式或差動(dòng)變壓器式位置傳感器)，后者將加速踏板的位置便成電信號(hào)送入控制器，控制汽車的行駛速度。由駕駛員操縱的加速踏板也帶有傳感器，當(dāng)汽車減速或制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)踏板位置傳感器將信號(hào)傳給主控制器，后者識(shí)別信號(hào)和汽車行駛狀態(tài)后，發(fā)出指令，使

46、汽車進(jìn)入減速滑行、減速再生制動(dòng)、再生和機(jī)械聯(lián)合制動(dòng)或機(jī)械制動(dòng)等狀態(tài)。能量管理系統(tǒng)車載充電器 主電源（動(dòng)力電池）輔助控制器主控制系統(tǒng)輔助能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輪加速踏板信號(hào)制動(dòng)踏板信號(hào) 控制器速度反饋電流控制電壓、電流、溫度、電液密度圖1-2-2電動(dòng)汽車工作原理框圖3、 電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)（1） 、電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì) 與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車相比，純電動(dòng)汽車有如下的優(yōu)勢(shì): 1.能源利用率高?，F(xiàn)階段將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率(即電能獲取率)較低，但電動(dòng)汽車總體能源利用效率至少高于19%，如果是采用燃料電池，則效率更高，而直接用燃油作為能量來源的內(nèi)燃機(jī)汽車能量利用效率明顯低于電動(dòng)汽車。同時(shí)，在城市

47、道路行駛過程中，電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車不同，電動(dòng)汽車能夠在減速或制動(dòng)時(shí)回收能量且在停車時(shí)不消耗能量，由此可見，電動(dòng)汽車非常節(jié)能。2.對(duì)環(huán)境的污染小。電動(dòng)汽車排出的廢氣非常少甚至可以做到零污染，產(chǎn)生的廢熱也明顯少于內(nèi)燃機(jī)汽車，是綠色交通工具。3.可使用的能源多樣化。電動(dòng)汽車的能源可通過多種途徑獲得，這些途徑有:水力發(fā)電、潮汐發(fā)電、生物能電源、熱能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、太陽能發(fā)電、核能發(fā)電等。 4.噪音低。即使靠近正在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)也不會(huì)感覺到讓人不舒服的噪音，而內(nèi)燃機(jī)的噪音則非常大，所以電動(dòng)汽車整車降噪上的成本較內(nèi)燃機(jī)汽車低的多。5.電動(dòng)汽車相對(duì)內(nèi)燃機(jī)汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的多，維修起來也較方便

48、，駕駛操作簡(jiǎn)單易上手，更容易普及。（二）、電動(dòng)汽車的劣勢(shì)雖然電動(dòng)汽車具有一系列的優(yōu)勢(shì)，但目前也有一些難以解決的困難。1.電池使用壽命短、更換成本高。以鋰電池為例，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)鋰電池生產(chǎn)廠家提出免費(fèi)質(zhì)保期限只有一年，2008奧運(yùn)會(huì)唯一指定鋰電池供應(yīng)商中信國(guó)安的鋰電池，免費(fèi)質(zhì)保期限也只有兩年?，F(xiàn)在，一輛性能相當(dāng)普通的鋰電池電動(dòng)汽車，電池成本也要8-10萬人民幣，如果一年或二年后消費(fèi)者要自費(fèi)更換電池，其費(fèi)用將是非常巨大，雖然鉛酸蓄電池相對(duì)成本較低，但較低的循環(huán)使用壽命也使得整車電池成本較高，除此之外其他類型的電池也存在同樣的問題。2.電動(dòng)車空調(diào)耗能問題。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車不同，電動(dòng)汽車更要求能量的節(jié)省

49、來提高汽車的動(dòng)力性。但是考慮到電動(dòng)空調(diào)的消耗，電動(dòng)車的續(xù)駛里程將會(huì)大大較少，舉個(gè)例子來說，一輛能能持續(xù)行駛150公里的電動(dòng)汽車，當(dāng)在空調(diào)使用時(shí)最多只能行駛100多公里，因此空調(diào)耗能是能量消耗的重要方面。3.能量回收困難，續(xù)航里程短。雖然電動(dòng)車在減速及制動(dòng)時(shí)可以回收的能量，但這是極其有限的。一般的電動(dòng)汽車在考慮行車安全的前提下，最多只能回收這部分能量的200!0，而電動(dòng)汽車主要在城市工況內(nèi)行駛，會(huì)頻繁的減速制動(dòng)，這就造成可重復(fù)利用能量的大量流失，同時(shí)起步加速時(shí)的較大的能量消耗也會(huì)對(duì)續(xù)航里程造成很大影響。這是電動(dòng)汽車致命的“弱點(diǎn)”。4.電池適應(yīng)性差。眾所周知現(xiàn)在的電池還不能做到快速充電，同時(shí)電池在

50、低溫條件下容量將明顯降低，在高溫條件下(50 )又需要憐卻(通過消耗自身能量來實(shí)現(xiàn))才能正常工作，對(duì)于四季分明的我國(guó)來說在寒冷的冬天和炎熱的夏天就需要適應(yīng)性良好的電池。另外，雖然電池可重復(fù)利用但隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，電池的各種性能將必然逐漸下降，這是不可避免的，其結(jié)果將會(huì)造成電動(dòng)車整車性能(車速、加速性、一次充電的續(xù)駛里程)不斷下降。5.電量耗盡問題。目前判斷電量的方式還主要是通過判斷電壓來確定，但這種方法并不準(zhǔn)確，這也是世界性的技術(shù)難題。如果這個(gè)問題不解決，通過電壓來判斷電量就可能出錯(cuò)，出現(xiàn)汽車因沒有電能而拋錨的現(xiàn)象，這將比內(nèi)燃機(jī)汽車麻煩得多。6.基礎(chǔ)設(shè)施尚不完善。電動(dòng)汽車充電必須有專門的充電

51、站，在家充電雖然可行但效率和安全性低，目前我國(guó)的充電站網(wǎng)還沒普及，且還需要一段很長(zhǎng)的時(shí)間來普及。目前，在上海、北京、天津、臨沂等地己經(jīng)建成了首批充電站，但要在全國(guó)范圍內(nèi)普及還需要時(shí)間和大量資金支持。7.電動(dòng)汽車售價(jià)較高，在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車大量普及、電動(dòng)汽車技術(shù)相對(duì)不成熟的情況下，價(jià)格相對(duì)較高的電動(dòng)汽車對(duì)用戶吸引力不大，這也是制約電動(dòng)汽車發(fā)展的一個(gè)重要因素。綜上所述，發(fā)展電動(dòng)汽車雖然會(huì)遇到很多難題，有的暫時(shí)還無法突破，但是考慮到國(guó)家資源的短缺，社會(huì)的安定乃至世界范圍內(nèi)的人類居住環(huán)境的安全，加之電動(dòng)汽車巨大的價(jià)值，發(fā)展電動(dòng)汽車勢(shì)在必行。第2章 電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的選擇第一節(jié) 電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)概述電動(dòng)汽

52、車與傳統(tǒng)的燃油汽車的真正區(qū)別在于動(dòng)力系統(tǒng)。電動(dòng)汽車即為用電力驅(qū)動(dòng)車輪行駛的車輛。電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的動(dòng)力傳遞路線是大體一致的，只是動(dòng)力傳遞的元件有很大區(qū)別。電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的主要有電池、電機(jī)、控制器、變速器、減速器、和驅(qū)動(dòng)輪等組成。電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的工作過程:控制器接受并整合來自檔位、剎車、油門(即加速踏板)的信號(hào)，然后傳遞給電機(jī)來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等從而來滿足汽車在不同的行駛路況下的要求。因此電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的組成部件的相互匹配和總體的布置方式將直接影響電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能。純電動(dòng)汽車在動(dòng)力系統(tǒng)上與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車相比有兩個(gè)主要優(yōu)勢(shì)：(1)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，它的轉(zhuǎn)矩被限制在一個(gè)

53、很小的范圍之內(nèi)，所以才需要變速器來調(diào)整，而電動(dòng)機(jī)則不一樣，得益于電機(jī)控制理論的應(yīng)用，它可以在很大的速度范圍內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，應(yīng)用了現(xiàn)代電機(jī)控制理論的電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能將大大提高。(2)電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)速度要比發(fā)動(dòng)機(jī)快得多。假如說發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間600ms，則電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)時(shí)間只有大約6ms，也就是說電器的執(zhí)行速度要比機(jī)械的執(zhí)行速度快好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。所以，伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，電氣控制會(huì)后來居上代替響應(yīng)相對(duì)滯后的機(jī)械或者液壓系統(tǒng)。雖然如此，電控元件在開發(fā)的初期也會(huì)遇到各種各樣的困難，例如初始性能低、成本高等問題，但電器控制的普及是必然趨勢(shì)。第二節(jié) 純電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)的布置方案純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)能源是單一的

54、動(dòng)力蓄電池，所以它的能量有限，這就需要采用合理的驅(qū)動(dòng)布局來充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)布置主要有傳統(tǒng)的四種方式。以下主要介紹這幾種常見的動(dòng)力系統(tǒng)的布置方式、結(jié)構(gòu)、性能要求以及本論文最終所采用的動(dòng)力系統(tǒng)布置方案。一、傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式1-電動(dòng)機(jī) 2-離合器 3-變速器 4-傳動(dòng)軸 5-驅(qū)動(dòng)橋 6-轉(zhuǎn)向器圖2-2-1傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式所謂的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式即在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的基礎(chǔ)上將電動(dòng)機(jī)代替發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)還是采用內(nèi)燃機(jī)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)，包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)橋等?！救鐖D2-2-1所示】這種形式的電動(dòng)汽車也可以將電機(jī)做出前置、后置等驅(qū)動(dòng)模式。它的工作原理也和傳統(tǒng)的汽車類似，主要由離合器來控制動(dòng)力

55、的傳遞。變速器的主要作用就是按照駕駛員的意愿改變傳動(dòng)比來獲得不同的速度或者轉(zhuǎn)矩，不同的只是將電動(dòng)機(jī)換成了內(nèi)燃機(jī)，在早期的電動(dòng)汽車制造中由于這種模式設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而倍受青睞。二、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋組合式這種模式就是使電動(dòng)機(jī)輸出軸直接與減速齒輪以及差速器相連，也就是使電機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋、減速器的軸平行。1-轉(zhuǎn)向器 2-電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖2-2-2電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋組合式【如圖2-2-2所示】可以看出這種結(jié)構(gòu)省去了離合器也沒有可以選擇的檔位，這種布置方式具有緊湊的結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)效率高、安裝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但這也就要求電機(jī)性能和控制器的控制質(zhì)量相應(yīng)的提高。三、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋整體式1-轉(zhuǎn)向器 2-電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖2

56、-2-3 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋整體式【如圖2-3所示】電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋整體式布置方案，區(qū)別于上一種布置方案的是這種方式可分為同軸式和雙聯(lián)式兩種。同軸式是電動(dòng)機(jī)有一個(gè)特制的空心軸，電機(jī)的動(dòng)力輸出軸處聯(lián)結(jié)減速齒輪和差速器，再由差速器帶動(dòng)左半軸和通過電機(jī)空心軸的右半軸來達(dá)到驅(qū)動(dòng)車輪的目的。雙聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)則是有左右兩個(gè)電動(dòng)機(jī)直接通過半軸聯(lián)結(jié)驅(qū)動(dòng)輪，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)之間則通過一個(gè)電控的差速器來控制。這兩種模式結(jié)構(gòu)更加緊湊，傳動(dòng)效率更高，所占空間少且重量小。四、輪毅電動(dòng)機(jī)式該電動(dòng)機(jī)式就是把驅(qū)動(dòng)電機(jī)放在汽車車輪里面，這種模式也有好幾種布置方式，如兩前輪驅(qū)動(dòng)、兩后輪驅(qū)動(dòng)、或者四輪全驅(qū)動(dòng)等。不管哪種方式，這種輪毅電動(dòng)機(jī)式大大的縮

57、短了動(dòng)力的傳遞路徑，另外也節(jié)省了大量的空間來做其它部件的布置。通過控制器獨(dú)立的控制調(diào)節(jié)功能，使各個(gè)電動(dòng)機(jī)達(dá)到電子差速度的目的?！救鐖D2-2-4所示】1-轉(zhuǎn)向器 2-輪轂電機(jī)圖2-2-4 輪轂電動(dòng)機(jī)式第三節(jié) 動(dòng)力系統(tǒng)的選擇本設(shè)計(jì)方案的整車模型在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車的過程中，同時(shí)參考相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)了幾點(diǎn)關(guān)于電動(dòng)汽車的基本設(shè)計(jì)要求：(1)電機(jī)要求要有較大的轉(zhuǎn)矩，特別是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，還要滿足汽車在行駛過程中的爬坡、加速要求。如果電機(jī)的轉(zhuǎn)矩較小，不僅會(huì)使汽車在啟動(dòng)、爬坡、加速的時(shí)候顯得“滯后”，同時(shí)也會(huì)使電機(jī)為滿足爬坡和加速而大多數(shù)時(shí)間在大功率范圍內(nèi)工作，這就影響電動(dòng)機(jī)的壽命。所以對(duì)電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)的選擇要慎重。(2)用電動(dòng)機(jī)取代內(nèi)燃機(jī)來驅(qū)動(dòng)整車，除了需