新能源汽車概論（微課版）課件 任務(wù)1-2 純電動(dòng)汽車典型技術(shù)認(rèn)識(shí)（第1-5課）

項(xiàng)目一

純電動(dòng)汽車學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)1-1純電動(dòng)汽車總體認(rèn)識(shí)任務(wù)1-2純電動(dòng)汽車典型技術(shù)認(rèn)識(shí)任務(wù)1-3電動(dòng)汽車高壓安全任務(wù)1-4典型純電動(dòng)汽車認(rèn)識(shí)項(xiàng)目一

純電動(dòng)汽車任務(wù)1-2純電動(dòng)汽車典型技術(shù)認(rèn)識(shí)【任務(wù)引入】相對(duì)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車，純電動(dòng)汽車有許多特有的典型技術(shù)，包括儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)機(jī)、充電系統(tǒng)、制動(dòng)助力與再生制動(dòng)系統(tǒng)等，另外純電動(dòng)汽車的變速器、空調(diào)系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)、整車控制等方面也與傳統(tǒng)燃油汽車有所不同。純電動(dòng)汽車使用與維修人員必須充分熟悉所維修的純電動(dòng)汽車各類典型技術(shù)應(yīng)用情況，以便正確使用、維護(hù)及修理純電動(dòng)汽車。本任務(wù)主要學(xué)習(xí)純電動(dòng)汽車各類型典型技術(shù)的功能及結(jié)構(gòu)原理。任務(wù)1-2純電動(dòng)汽車典型技術(shù)認(rèn)識(shí)（第1課）【主要學(xué)習(xí)內(nèi)容】一、動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)二、其他儲(chǔ)能裝置三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器四、功率變換器五、充電系統(tǒng)六、變速器七、制動(dòng)助力與再生制動(dòng)八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)九、信息顯示系統(tǒng)十、冷卻系統(tǒng)十一、整車控制器一、動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)1.動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)2.鉛酸蓄電池3.鎳氫（Ni-MH）電池4.鋅空氣電池5.鋰電池6.石墨烯電池7.蓄電池管理系統(tǒng)8.目前我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況任務(wù)1-2（第1課）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】能夠知道蓄電池性能指標(biāo)的種類，并能正確解釋。開始學(xué)習(xí)1.動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)*2.鉛酸蓄電池3.鎳氫（Ni-MH）電池4.鋅空氣電池5.鋰電池6.石墨烯電池7.蓄電池管理系統(tǒng)8.目前我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)1）電壓（V）（1）電動(dòng)勢(shì)。電池正極和負(fù)極之間的電位差，通常用符號(hào)E表示。

+12V-0.6V1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)1）電壓（V）（2）開路電壓。電池在開路時(shí)的端電壓，一般開路電壓與電池的電動(dòng)勢(shì)近似相等。1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)1）電壓（V）（3）額定電壓。電池在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下工作時(shí)應(yīng)達(dá)到的電壓。（4）工作電壓(負(fù)載電壓、放電電壓）。在電池兩端接上負(fù)載R后，在放電過程中顯示出的電壓。

1）電壓（5）終止電壓。電池在一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件下放電時(shí)，電池的電壓將逐漸降低，當(dāng)電池再不宜繼續(xù)放電時(shí)，電池的最低工作電壓稱為終止電壓。1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)2）電池容量(A·h）電池在一定放電條件下所能放出的電量稱為電池容量，以C表示。（1）理論容量：根據(jù)蓄電池活性物質(zhì)的特性，按法拉第定律計(jì)算出的最高理論值。第一定律：在電極界面上發(fā)生化學(xué)變化物質(zhì)的質(zhì)量與通入的電量成正比。2）電池容量(A·h）（2）實(shí)際容量：電池在一定條件下所能輸出的電量，等于放電電流與放電時(shí)間的乘積。2）電池容量(A·h）（3）標(biāo)稱容量(公稱容量）：用來鑒別電池適當(dāng)?shù)慕瓢矔r(shí)值，由于沒有指定放電條件，因此，只標(biāo)明電池的容量范圍而沒有確切值。（4）額定容量(保證容量）：按一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件，電池應(yīng)該放出的最低限度的容量。2）電池容量(A·h）（5）充電狀態(tài)(SOC）：充電狀態(tài)(荷電狀態(tài)）是指電池容量的變化。是電池在一定放電條件下，剩余電量與相同條件下額定容量的比值。SOC=1即表示電池為充滿狀態(tài)。一般蓄電池放電高效率區(qū)為50％～80％SOC。2）電池容量(A·h）（6）放電深度（DOD）。放電容量與額定容量的百分比。DOD=1-SOC1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)3）功率(W、kW）

在一定的放電制度（條件）下，電池在單位時(shí)間內(nèi)所輸出的能量。電池的功率決定電動(dòng)汽車的加速性能。（1）比功率(W／kg）：指電池單位質(zhì)量中所具有的電功率。（2）功率密度(W／L）：指電池單位體積中所具有的電功率。電功率P=UI=IR=U/R1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)4）能量(W·h、kW·h）

電池在一定放電條件下能放出的電能量。電池的能量決定電動(dòng)汽車的行駛距離。電功W=P·t=UIt

4）能量(W·h、kW·h）蓄電池能量具體有以下指標(biāo)：（1）標(biāo)稱能量：在標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件下，電池所輸出的能量。電池的標(biāo)稱能量是電池的額定容量與額定電壓的乘積。（2）實(shí)際能量：在一定條件下電池所能輸出的能量。電池的實(shí)際能量是電池的實(shí)際容量與平均工作電壓的乘積。（3）比能量(W·h／kg）：指單位質(zhì)量電池所能輸出的能量。電池的質(zhì)量包括電池本身結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和電解質(zhì)質(zhì)量的總和。（4）能量密度(W·h／L）：指單位體積電池所能輸出的能量。1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)5）電池的內(nèi)阻電流通過電池內(nèi)部時(shí)受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內(nèi)阻。由于電池的內(nèi)阻作用，使得電池在放電時(shí)端電壓低于電動(dòng)勢(shì)和開路電壓。在充電時(shí)的端電壓高于電動(dòng)勢(shì)和開路電壓。1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)6）壽命電池從開始使用到報(bào)廢經(jīng)歷的時(shí)間，可用循環(huán)壽命和年數(shù)來表示。（1）循環(huán)壽命（次數(shù)）

從蓄電池開始第一次充電到報(bào)廢時(shí)所經(jīng)歷的充/放電次數(shù)。

（2）使用年限

蓄電池的使用年限就是從蓄電池開始使用到報(bào)廢所經(jīng)歷的年數(shù)。1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)7）放電速率(也稱為放電率）（1）時(shí)率（也稱為小時(shí)率）:電池以某種電流強(qiáng)度放電直到電池的電壓降低到終止電壓時(shí)，所經(jīng)過的放電時(shí)間。7）放電速率(也稱為放電率）（2）倍率：電池以某種強(qiáng)度放電的電流數(shù)值與額定容量電流值的比值（倍數(shù)）。7）放電速率(也稱為放電率）當(dāng)放電電流大于或等于額定容量的電流數(shù)值時(shí),該放電電流值用“倍率”表示；如若放電電流小于額定容量電流數(shù)值時(shí),該放電電流值用“時(shí)率”表示。蓄電池的額定容量常用“C”來表示，則“倍率”或“放電率”在C前加系數(shù)表示。思考：5C和5小時(shí)率各是什么意思？1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)8）自放電率指電池在存放時(shí)間內(nèi)，在沒有負(fù)荷的條件下自身放電，使得電池容量損失的速度。自放電率用單位時(shí)間(月／年）內(nèi)電池容量下降的百分?jǐn)?shù)來表示。1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)9）成本可理解為電池的價(jià)格。電池的成本與電池的技術(shù)含量、材料、制作方法和生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。由于電池的成本高，電池及其控制系統(tǒng)在整個(gè)電動(dòng)汽車的比例較高。1.動(dòng)力電池的性能指標(biāo)

其他性能要求：無毒性對(duì)環(huán)境污染小使用安全良好的充電性能耐振動(dòng)無記憶性對(duì)環(huán)境溫度變化不敏感易于維護(hù)勸誡項(xiàng)目一

純電動(dòng)汽車學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)1-1純電動(dòng)汽車總體認(rèn)識(shí)任務(wù)1-2純電動(dòng)汽車典型技術(shù)認(rèn)識(shí)任務(wù)1-3電動(dòng)汽車高壓安全任務(wù)1-4典型純電動(dòng)汽車認(rèn)識(shí)項(xiàng)目一

純電動(dòng)汽車任務(wù)1-2純電動(dòng)汽車典型技術(shù)認(rèn)識(shí)【主要學(xué)習(xí)內(nèi)容】一、動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)二、其他儲(chǔ)能裝置三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器四、功率變換器五、充電系統(tǒng)六、變速器七、制動(dòng)助力與再生制動(dòng)八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)九、信息顯示系統(tǒng)十、冷卻系統(tǒng)十一、整車控制器任務(wù)1-2（第2課）主要學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)1.動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)2.鉛酸蓄電池3.鎳氫（Ni-MH）電池4.鋅空氣電池5.鋰電池6.石墨烯電池7.蓄電池管理系統(tǒng)8.目前我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況任務(wù)1-2（第2課）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能夠正確描述應(yīng)用于純電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池的種類，各類型動(dòng)力電池的基本結(jié)構(gòu)、原理，特點(diǎn)及應(yīng)用。2.能夠正確描述電池管理系統(tǒng)的功能及組成。開始學(xué)習(xí)1.動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)2.鉛酸蓄電池*3.鎳氫（Ni-MH）電池*4.鋅空氣電池*5.鋰電池*6.石墨烯電池*7.蓄電池管理系統(tǒng)*8.目前我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況2.鉛酸蓄電池（1）概述正極板活性物質(zhì)為二氧化鉛，負(fù)極板活性物質(zhì)為鉛，以酸溶液為電解質(zhì)的蓄電池稱為鉛酸蓄電池。2.鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池由正極板、負(fù)極板、隔板、電池蓋、電解液、加液孔蓋和電池外殼等組成，正、負(fù)極板浸入稀硫酸電解液中成為單格電池。每個(gè)單格電池的標(biāo)稱電壓為2V，因此，6格串聯(lián)起來成為12V蓄電池。2.鉛酸蓄電池電動(dòng)汽車使用的鉛酸動(dòng)力電池型號(hào)為××V-××Ah。例如12V-120Ah，前面部分表示鉛酸蓄電池的標(biāo)稱直流電壓，后面部分表示鉛酸蓄電池的標(biāo)稱容量。2.鉛酸蓄電池（2）常用動(dòng)力鉛酸蓄電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車的動(dòng)力鉛酸蓄電池主要有閥控免維護(hù)鉛酸蓄電池（VRLA）、膠體鉛酸蓄電池、水平式蓄電池與雙極式蓄電池四種。閥控鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)內(nèi)含催化劑，能將H2和O2化合成水2.鉛酸蓄電池閥控免維護(hù)鉛酸蓄電池（VRLA）組2.鉛酸蓄電池膠體型蓄電池：膠體型蓄電池是指其電解液是由稀的硫酸鈉溶液和硅酸溶液混合成膠狀物質(zhì)的蓄電池。水平式蓄電池：極板為水平安置的電池。2.鉛酸蓄電池雙極式電池：將原蓄電池的隔板去掉，正、負(fù)極板合一，一面涂正極板活性物質(zhì)，另一面涂負(fù)極板活性物質(zhì)。雙極式鉛酸蓄電池2.鉛酸蓄電池（3）優(yōu)點(diǎn)①電壓高，單體電壓為2.0V。在常用蓄電池中，僅次于鋰電池。②價(jià)格低廉。③可制成小至1A·h大至幾千安時(shí)的各種尺寸和結(jié)構(gòu)的蓄電池。④高倍率放電性能良好，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。⑤高低溫性能良好，可在-40～60℃條件下工作。⑥電能效率高，可達(dá)60%。⑦易于浮充使用，沒有記憶效應(yīng)。⑧易于識(shí)別荷電狀態(tài)。2.鉛酸蓄電池（4）缺點(diǎn)①比能量低，在電動(dòng)汽車中所占的質(zhì)量和體積較大，一次充電行駛里程短。②使用壽命短，使用成本高。③充電時(shí)間長(zhǎng)。④存在鉛污染。2.鉛酸蓄電池

（

5）應(yīng)用

早期生產(chǎn)的電動(dòng)汽車大多采用鉛酸蓄電池，如五十鈴Eif/Resort、大發(fā)HijetVan、鈴本奧拓、富士SamberEV等。低速純電動(dòng)汽車多采用VRLA。采用鉛酸動(dòng)力電池的典型純電動(dòng)乘用車代表是風(fēng)靡一時(shí)的美國(guó)通用汽車公司的純電動(dòng)汽車EV-1。開始學(xué)習(xí)1.動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)2.鉛酸蓄電池*3.鎳氫（Ni-MH）電池*4.鋅空氣電池*5.鋰電池*6.石墨烯電池*7.蓄電池管理系統(tǒng)*8.目前我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況3.鎳氫(Ni-MH）電池以鎳化合物（通常為氫氧化鎳）為正極板活性材料，以儲(chǔ)氫合金為負(fù)極板材料（活性物質(zhì)為氫），電解質(zhì)是水溶性氫氧化鉀和氫氧化鋰的混合物的電池稱為鎳氫蓄電池，屬于堿性電池的一種。單體鎳氫電池的標(biāo)稱電壓為1.2V。跳轉(zhuǎn)3.鎳氫(Ni-MH）電池（2）特點(diǎn)與鉛酸蓄電池相比，鎳氫電池具有以下特點(diǎn)：①比功率高。是鉛酸電池的2倍。②比能量高。比能量可達(dá)到70～80W·h/kg。③壽命長(zhǎng)。是鉛酸電池的3倍。④無重金屬污染。⑤耐過充過放。⑥可以快速充電。1h內(nèi)可以完全充滿。⑦無記憶效應(yīng)。⑧使用溫度范圍寬。⑨安全性好。各類試驗(yàn)無爆炸、燃燒現(xiàn)象。缺點(diǎn)：充電時(shí)發(fā)熱量大，需采用有效的散熱系統(tǒng)。3.鎳氫(Ni-MH）電池（3）應(yīng)用松下電池公司，用模擬混合動(dòng)力汽車行駛工況對(duì)鎳氫電池進(jìn)行仿真試驗(yàn)，證實(shí)鎳氫電池的特性幾乎不發(fā)生變化，鎳氫電池用于混合動(dòng)力汽車是比較合適的，但也有將其應(yīng)用于純電動(dòng)汽車上的，如日本豐田汽車公司的RAV4EV配置動(dòng)力電池組由24節(jié)12V的鎳氫電池組成，總電壓為288V。電池類型比功率W／kg比能量W·h／kg快充性記憶性污染循環(huán)壽命次應(yīng)用鉛酸13035W·h/kg18～24h充滿快充性差無有500～900小、微型電動(dòng)車、電動(dòng)大客車鎳氫20070～801h充滿可快充無無1000以上混合動(dòng)力開始學(xué)習(xí)1.動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)2.鉛酸蓄電池*3.鎳氫（Ni-MH）電池*4.鋅空氣電池*5.鋰電池*6.石墨烯電池*7.蓄電池管理系統(tǒng)*8.目前我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況4.鋅空氣電池空氣電池是以氧氣作正極的活性物質(zhì)，常用金屬作負(fù)極的活性物質(zhì)，電解質(zhì)為堿性(KOH）的一種電池。因?yàn)樽髫?fù)極的金屬材料可選性很多，所以空氣電池的種類也很多，一般以選作負(fù)極材料的金屬名為電池名的第一個(gè)字，后面加空氣電池即為電池名，如用鋅作負(fù)極的空氣電池即叫“鋅空氣電池”，用鋁作負(fù)極材料的稱為“鋁空氣電池”。因?yàn)殇\材料易得，價(jià)格不高，故鋅空氣電池產(chǎn)品較多。4.鋅空氣電池4.鋅空氣電池跳轉(zhuǎn)4.鋅空氣電池

鋅空氣電池特點(diǎn)：（1）優(yōu)點(diǎn)：比能量大、充電時(shí)間短、性能穩(wěn)定、安全性好、成本低、可再生、充電方便。（2）缺點(diǎn)：對(duì)水分及二氧化碳敏感。鋅空氣電池應(yīng)用：多用于純電動(dòng)商用車上，如德國(guó)研發(fā)的鋅空氣電池郵政車、美國(guó)DreisbackElectromotive公司開發(fā)的鋅空氣電池，已在公共汽車和總重9t的貨車上使用，德國(guó)奔馳汽車公司的MB410型電動(dòng)廂式車、瑞典斯德哥爾摩市的電動(dòng)貨車、電動(dòng)客車和電動(dòng)服務(wù)車，北京市的電動(dòng)大客車和環(huán)衛(wèi)車。4.鋅空氣電池電池類型比功率W／kg比能量W·h／kg快充性記憶性污染循環(huán)壽命次主要應(yīng)用鉛酸13035W·h/kg18～24h充滿快充性差無有500～900小、微型電動(dòng)車、電動(dòng)大客車鎳氫20070～801h充滿可快充無無1000以上混合動(dòng)力鋅空氣1001350幾分鐘無無100以上客貨電動(dòng)車比較開始學(xué)習(xí)1.動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)2.鉛酸蓄電池*3.鎳氫（Ni-MH）電池*4.鋅空氣電池*5.鋰電池*6.石墨烯電池*7.蓄電池管理系統(tǒng)*8.目前我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況5.鋰電池（1）概述以鋰化合物為正極板活性材料，以石墨等為負(fù)極板材料，以無水有機(jī)物為電解質(zhì)的電池稱為鋰離子蓄電池，簡(jiǎn)稱鋰電池。5.鋰電池磷酸鐵鋰電池：磷酸鐵鋰作為電池的正極，由鋁箔與電池正極連接，中間是聚合物的隔膜。5.鋰電池根據(jù)鋰電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰電池可分為液態(tài)鋰電池（LIB）和聚合物鋰電池（LIP）兩大類。上述兩種鋰電池的正負(fù)極材料是相同的，基本原理也相似。鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料（鎳、鈷、錳）、磷酸鐵鋰等，相應(yīng)的名稱為鈷鋰電池、錳鋰電池等等，用三元材料為正極的鋰電池則稱為三元鋰電池。5.鋰電池磷酸鐵鋰電池組5.鋰電池磷酸鐵鋰電池組跳轉(zhuǎn)5.鋰電池（2）優(yōu)點(diǎn)①工作電壓高：?jiǎn)误w電池3.7V。②比能量高：是鉛酸電池的4倍。③循環(huán)壽命長(zhǎng)：循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000次。④自放電率低：遠(yuǎn)低于其他類型的動(dòng)力電池。⑤無記憶效應(yīng)。⑥無污染。⑦重量輕。（3）缺點(diǎn)①成本高。②必須有特殊的保護(hù)電路，以防止過充。5.鋰電池

（4）應(yīng)用目前，全球汽車制造商應(yīng)用的鋰動(dòng)力電池主要為三大代表種類：

特斯拉為代表的鎳鈷鋁酸鋰電池(鈷酸鋰電池)以比亞迪為代表的磷酸鐵鋰電池以日本汽車為代表的錳酸鋰電池。5.鋰電池

性能比較電池類型比功率W／kg比能量W·h／kg快充性記憶性污染循環(huán)壽命次應(yīng)用鉛酸13035W·h/kg18～24h充滿快充性差無有500～900小、微型電動(dòng)車、電動(dòng)大客車鎳氫20070～801h充滿可快充無無1000以上混合動(dòng)力鋅空氣1001350幾分鐘無無100以上客貨電動(dòng)車鋰3151202～4h充滿可快充無無1000各類電動(dòng)車開始學(xué)習(xí)1.動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)2.鉛酸蓄電池*3.鎳氫（Ni-MH）電池*4.鋅空氣電池*5.鋰電池*6.石墨烯電池*7.蓄電池管理系統(tǒng)*8.目前我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況6.石墨烯電池石墨烯電池，利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。目前石墨烯的研究總體上分兩塊：一是在傳統(tǒng)鋰電池上進(jìn)行應(yīng)用，目的是改進(jìn)、提升鋰電池的性能，這類電池不會(huì)產(chǎn)生顛覆性的影響；二是依據(jù)石墨烯制造一個(gè)新體系的電池，它是一個(gè)嶄新系列的，在性能上是顛覆性的，稱作“超級(jí)電池”6.石墨烯電池使用石墨烯作為電池的陽極材料，其充放電速度將超過鋰離子蓄電池的10倍。6.石墨烯電池石墨烯電池原理：6層石墨烯組成石墨烯帶，電解液為氯化銅，即可輸出2V電壓。

CU+6.石墨烯電池2014年12月，美國(guó)電動(dòng)汽車制造商特斯拉發(fā)布了兩年前停產(chǎn)的第一代車型Roadster的升級(jí)版，續(xù)駛里程達(dá)到644km，高出原版60%。電池技術(shù)的進(jìn)步提升了特斯拉產(chǎn)品的性能，此前Roadster的續(xù)駛里程是393km。特斯拉CEO馬斯克稱，特斯拉的高性能石墨烯電池，相比目前的容量增長(zhǎng)近70%。開始學(xué)習(xí)1.動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)2.鉛酸蓄電池*3.鎳氫（Ni-MH）電池*4.鋅空氣電池*5.鋰電池*6.石墨烯電池*7.蓄電池管理系統(tǒng)*8.目前我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況7.蓄電池管理系統(tǒng)1）動(dòng)力電池存在的問題（1）大容量單體電池容易產(chǎn)生過熱（2）電池的性能不完全一致（3）電池成組后的主要問題：①過充/過放。②過大電流。③溫度過高。④短路或者漏電。7.蓄電池管理系統(tǒng)2）電池管理系統(tǒng)的作用電池管理系統(tǒng)(BatteyManagementSystem,簡(jiǎn)稱BMS）的功能之一就在于避免電池組出現(xiàn)上述問題。需要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池組的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)采集每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池組總電壓，估算出各電池的荷電狀態(tài)（SOC）、安全狀態(tài)(SOH）和電化學(xué)狀態(tài)(SOE）。然后通過控制相關(guān)器件，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象，同時(shí)能夠及時(shí)給出電池狀況，找出有故障電池所在箱號(hào)和箱內(nèi)位號(hào)，挑選出有問題的電池，保持整組電池運(yùn)行的可靠性和高效性。7.蓄電池管理系統(tǒng)BMS的主要任務(wù)輸入的信號(hào)執(zhí)行元件防止過充電池電壓、電流、溫度充電機(jī)避免過放電池電壓、電流、溫度電動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)換器溫度控制電池溫度冷熱空調(diào)(風(fēng)扇等）電池組件電壓和溫度的平衡電池電壓和溫度平衡裝置預(yù)測(cè)電池的SOC和剩余行駛里程電池電壓、電流、溫度顯示裝置BMS任務(wù)：數(shù)據(jù)采集電路采集電池信息數(shù)據(jù)，由ECU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，然后根據(jù)分析結(jié)果對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)功能模塊發(fā)出控制指令，并向外界傳遞信息。7.蓄電池管理系統(tǒng)

3）電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.蓄電池管理系統(tǒng)蓄電池管理系統(tǒng)主要執(zhí)行以下工作：電壓、電流與溫度測(cè)量；計(jì)算電池SOC；計(jì)算電池放電深度DOD；計(jì)算最大允許放電電流；計(jì)算最大允許充電電流；預(yù)測(cè)蓄電池壽命指數(shù)和SOH；故障診斷。電池管理系統(tǒng)最基本的作用是進(jìn)行電池組管理，還包括電線線路管理、熱（溫度）管理和電壓平衡控制。開始學(xué)習(xí)1.動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)2.鉛酸蓄電池*3.鎳氫（Ni-MH）電池*4.鋅空氣電池*5.鋰電池*6.石墨烯電池*7.蓄電池管理系統(tǒng)*8.目前我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況8.我國(guó)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況

1.以磷酸鐵鋰電池為主2013年排名前五的純電動(dòng)乘用車分別是：江淮HFC7000AEV、上海華普SMA7000BEV、上海華普SMA7001BEV、北汽股份BJ7000B3D1-BEV和比亞迪QCJ7006BEVF，上述五款純電動(dòng)乘用車均裝用磷酸鐵鋰電池。2.三元系鋰離子電池市場(chǎng)份額快速提升2014年以來，北汽新能源、江淮、奇瑞等企業(yè)都開始在新車上應(yīng)用三元系鋰電池。主要企業(yè)動(dòng)力電池應(yīng)用狀況車型名稱電池類型電池容量（kWh）工況續(xù)駛里程（km）北汽EV150二代三元系鋰30200北汽EV200三元系鋰30.4245北汽ES210三元系鋰38210奇瑞eQ三元系鋰22.3200江淮iEV4磷酸鐵鋰19.2152江淮iEV5三元系鋰23.3200二、其他儲(chǔ)能裝置1.超級(jí)電容2.飛輪電池1.超級(jí)電容超級(jí)電容屬于物理電池。物理電池在儲(chǔ)存能量、釋放能量時(shí)不發(fā)生化學(xué)變化。1.超級(jí)電容超級(jí)電容也稱為“電化學(xué)電容器”、“雙電層電容器”，是一種新型儲(chǔ)能裝置，它依靠電解質(zhì)與電極接觸界面上形成的特有雙電層結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存能量。特點(diǎn)：可以在大電流下快速充放電，提供很大的瞬時(shí)充放電功率，循環(huán)壽命長(zhǎng)，工作電壓和溫度范圍寬。1.超級(jí)電容

（2）使用方式

超級(jí)電容和DC/DC變換器系統(tǒng)是常用的搭配方式。

1.超級(jí)電容超級(jí)電容和蓄電池采用并聯(lián)的連接方式。電容在正常行駛的時(shí)候，不參與工作；但當(dāng)車輛進(jìn)行加速或上坡時(shí)，電容通過DC/DC變換器的控制提供短期的大電流，不足的部分與電池共給，兩者再經(jīng)過電動(dòng)機(jī)控制器的調(diào)控，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。1.超級(jí)電容（3）特點(diǎn)①充電速度快。充電10s～10min可達(dá)到其額定容量的95%以上。②循環(huán)使用壽命長(zhǎng)。深度充/放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1～50萬次。③沒有記憶效應(yīng)。④大電流放電能力超強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)換效率高。放電過程能量損失小，大電流能量循環(huán)效率≧90%。⑤功率密度高?？蛇_(dá)300～5000W/kg，相當(dāng)于普通電池的5～10倍。1.超級(jí)電容（3）特點(diǎn)⑥能量密度高。能量密度可達(dá)20W·h/kg。⑦環(huán)保。產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源。⑧充電性能好。充/放電線路簡(jiǎn)單，無需充電電路，安全系數(shù)高。⑨維護(hù)性能好。長(zhǎng)期使用免維護(hù)。⑩超低溫特性好。溫度范圍寬-40℃～+70℃。

(11)檢測(cè)方便。剩余電量可直接讀出。

(12)容量范圍寬。容量范圍通常為0.1～1000F。1.超級(jí)電容（4）應(yīng)用日本是將超級(jí)電容器應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的先驅(qū)，超級(jí)電容器是近年來日本電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā)中的重要領(lǐng)域之一。2004年7月，我國(guó)首部“電容蓄能變頻驅(qū)動(dòng)式無軌電車”在上海張江投入試運(yùn)行。隨著對(duì)電動(dòng)汽車用超級(jí)電容的進(jìn)一步研究和開發(fā)，超級(jí)電容-動(dòng)力電池復(fù)合電源系統(tǒng)在滿足性能和成本要求上更具有實(shí)用性，其市場(chǎng)前景廣闊。1.超級(jí)電容英國(guó)倫敦大學(xué)帝國(guó)理工學(xué)院正在研發(fā)一種聚合樹脂和碳化纖維的復(fù)合物，首先把納米結(jié)構(gòu)的碳纖維材料制成薄片，然后成型、烘干、硬化，再把超級(jí)電容植入其間?？梢酝ㄟ^疊加的方式，將其做成電池模塊，并做成車身面板的樣子，布置在車身框架之上。如果用這種新材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼板車身，整個(gè)汽車的重量將會(huì)減少15%。這樣不僅可以減輕電動(dòng)汽車的重量，同時(shí)也能存儲(chǔ)更多能量。二、其他儲(chǔ)能裝置1.超級(jí)電容2.飛輪電池2.飛輪電池

（1）概述飛輪電池就是以機(jī)械飛輪來存儲(chǔ)能量的裝置。2.飛輪電池

能量流動(dòng)2.飛輪電池結(jié)構(gòu)圖2.飛輪電池（2）特點(diǎn)①比能量高。比鎳氫電池大2～3倍。②比功率高。高于一般化學(xué)動(dòng)力電池和發(fā)動(dòng)機(jī)。③充電速度快。其快速充電可在18min完成且能量?jī)?chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)。④壽命長(zhǎng)。整個(gè)電池的使用壽命遠(yuǎn)長(zhǎng)于各種化學(xué)動(dòng)力電池。⑤環(huán)保。飛輪為純機(jī)械結(jié)構(gòu)，不會(huì)像發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生排氣污染，同時(shí)也沒有化學(xué)動(dòng)力電池的化學(xué)反應(yīng)過程，不會(huì)引起腐蝕，也無廢料的處理回收問題。2.飛輪電池（3）使用方式2.飛輪電池（4）應(yīng)用就目前的技術(shù)來看，飛輪電池電動(dòng)汽車還不能廣泛應(yīng)用，由于飛輪儲(chǔ)能裝置本身的特點(diǎn)，它更加適用于復(fù)合動(dòng)力汽車和混合電動(dòng)汽車技術(shù)中。20世紀(jì)80年代初，瑞士OerlikonEnergy公司研制成功了完全由飛輪電池供電的電動(dòng)公交客車，飛輪直徑163mm，可載乘客70人。1992年，美國(guó)飛輪系統(tǒng)公司（ASF）采用纖維復(fù)合材料制造飛輪，并開發(fā)了飛輪電池電動(dòng)汽車，該車一次充電續(xù)駛里程達(dá)到600km。2.飛輪電池實(shí)物安裝圖對(duì)孝的理解項(xiàng)目一

純電動(dòng)汽車學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)1-1純電動(dòng)汽車總體認(rèn)識(shí)任務(wù)1-2純電動(dòng)汽車典型技術(shù)認(rèn)識(shí)任務(wù)1-3電動(dòng)汽車高壓安全任務(wù)1-4典型純電動(dòng)汽車認(rèn)識(shí)項(xiàng)目一

純電動(dòng)汽車主要學(xué)習(xí)內(nèi)容一、動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)二、其他儲(chǔ)能裝置三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器（驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)）四、充電系統(tǒng)五、變速驅(qū)動(dòng)橋六、制動(dòng)助力與再生制動(dòng)七、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)八、信息顯示系統(tǒng)九、整車控制器任務(wù)1-2（第3課）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能夠正確描述應(yīng)用于純電動(dòng)汽車的各類驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。2.能夠正確描述電動(dòng)機(jī)控制器的組成及各組成部分的功能。開始學(xué)習(xí)三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器（驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)）1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.電動(dòng)機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器（MCU）構(gòu)成，通過高低壓線束、冷卻管路與整車其他系統(tǒng)連接。1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)車輪和工作裝置。電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的種類1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要性能指標(biāo)（1）額定功率。指電動(dòng)機(jī)在制造廠所規(guī)定的額定條件下運(yùn)行時(shí)，其輸出端的機(jī)械功率，單位一般為kW。（2）額定電壓。是指電動(dòng)機(jī)在額定條件下運(yùn)行時(shí)，外加于定子繞組上的線電壓，單位為V。1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要性能指標(biāo)（3）額定電流。指電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定輸出功率時(shí)，定子繞組的線電流，單位為A。（4）額定頻率。施加于電動(dòng)機(jī)定子繞組的交流電頻率。我國(guó)電力網(wǎng)的頻率為50Hz，因此除外銷產(chǎn)品外，國(guó)內(nèi)用的電動(dòng)機(jī)額定頻率均為50Hz。（5）額定轉(zhuǎn)速。指電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下，輸出端有額定功率輸出時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要性能指標(biāo)（6）額定效率。指電動(dòng)機(jī)在額定條件下運(yùn)行時(shí)的效率，是額定輸出功率與額定輸入功率的比值。（7）額定功率因數(shù)。對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)，定子相電流比相電壓滯后一個(gè)角φ，cosφ就是異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。（8）絕緣等級(jí)。絕緣能力達(dá)到的等級(jí)數(shù)。是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)容許的極限溫度來分級(jí)的。絕緣等級(jí)AEBFH極限溫度/℃1051201301551801.驅(qū)動(dòng)電機(jī)1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要性能指標(biāo)（9）功率密度。指單位質(zhì)量電動(dòng)機(jī)輸出的功率，單位是kW/kg。（10）過載能力。指電動(dòng)機(jī)在超過額定載荷（功率、轉(zhuǎn)矩、電流等）條件下工作的能力。（11）其他指標(biāo)?？煽啃院?，耐溫和耐潮性好，運(yùn)行噪聲低，振動(dòng)小，能夠在較惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)期工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合大批量生產(chǎn)，使用維修方便，性價(jià)比高等。2）直流電動(dòng)機(jī)2）直流電動(dòng)機(jī)2）直流電動(dòng)機(jī)2）直流電動(dòng)機(jī)2）直流電機(jī)（1）特點(diǎn)。①調(diào)速性能好?？梢栽谥刎?fù)載條件下，實(shí)現(xiàn)均勻、平滑的無級(jí)調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。②啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。③控制比較簡(jiǎn)單。④有易損件。（2）分類。勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分為他勵(lì)和自勵(lì)兩類，其中自勵(lì)又分為并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)3種。電動(dòng)汽車上常用的有并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。2）直流電機(jī)（3）應(yīng)用。并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在早期電動(dòng)汽車上應(yīng)用較多，如五十鈴Eif/Resort、大發(fā)HijetVan、鈴木奧拓等，斯巴魯SamberEVClassic電動(dòng)汽車即采用額定功率為25kW的恒轉(zhuǎn)矩串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)是早期電動(dòng)汽車上采用的電動(dòng)機(jī)。但是由于其轉(zhuǎn)速范圍太小，因此必須具備傳動(dòng)裝置。3）三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

靠同時(shí)接入380V三相交流電流供電，定子與轉(zhuǎn)子之間靠電磁感應(yīng)作用，在轉(zhuǎn)子內(nèi)形成感應(yīng)電流以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電機(jī)，也稱為三相異步電動(dòng)機(jī)。3）三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)3）三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)3）三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)3）三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)3）三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（1）特點(diǎn)。①優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固，容易做到高速、小型輕量化、高效率。價(jià)格低，可靠性好。②缺點(diǎn)。由于勵(lì)磁電流是必要的，因此會(huì)引起功率因數(shù)的惡化，特別是在低速區(qū)域因數(shù)、效率惡化較為嚴(yán)重。另外該種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制難度較大。3）三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（2）應(yīng)用。作為汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，小型輕量化很重要，而感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的這一優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)得到認(rèn)可，故其在許多電動(dòng)汽車中均有應(yīng)用。如日產(chǎn)MarchEV、福特ETX-1、豐田TownAceEV、三菱RebelEV等電動(dòng)汽車均應(yīng)用了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。4）永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁電動(dòng)機(jī)就是采用永磁材料來替代勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組（或轉(zhuǎn)子繞組）的電動(dòng)機(jī)。永磁電動(dòng)機(jī)分為永磁交流同步電動(dòng)機(jī)和永磁直流電動(dòng)機(jī)兩種。對(duì)于三異步電動(dòng)機(jī)，若采用永磁體取代其籠式感應(yīng)轉(zhuǎn)子，則相應(yīng)的異步電動(dòng)機(jī)就稱為永磁同步電動(dòng)機(jī)。為了克服磁通量不變的缺點(diǎn)，又在其轉(zhuǎn)子中嵌入了異步電動(dòng)機(jī)的籠式電磁繞組，稱為永磁復(fù)合式電動(dòng)機(jī)，它的特點(diǎn)是既有永磁體又有籠式繞組。

4）永磁同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)4）永磁同步電動(dòng)機(jī)（1）優(yōu)點(diǎn)。永磁電動(dòng)機(jī)具有較高的功率密度，體積更小，質(zhì)量更輕，比其他類型電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩更大，電動(dòng)機(jī)的極限轉(zhuǎn)速和制動(dòng)性能也比較優(yōu)異，因此永磁同步電動(dòng)機(jī)已成為現(xiàn)今電動(dòng)汽車應(yīng)用最多的電動(dòng)機(jī)。（2）缺點(diǎn)。永磁材料在受到振動(dòng)、高溫和過載電流作用時(shí)，其導(dǎo)磁性能可能會(huì)下降，或發(fā)生退磁現(xiàn)象，有可能降低永磁電動(dòng)機(jī)的性能。另外，稀土式永磁同步電動(dòng)機(jī)要用到稀土材料，制造成本不太穩(wěn)定。4）永磁同步電動(dòng)機(jī)（3）應(yīng)用。永磁同步電動(dòng)機(jī)在目前多數(shù)電動(dòng)汽車中應(yīng)用比較廣泛，寶馬i3、奔馳smartEV和三菱iMIEV等。5）永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)如果將直流電動(dòng)機(jī)的直流勵(lì)磁繞組用永久磁鐵代替，該電動(dòng)機(jī)就稱為永磁直流電動(dòng)機(jī)。為了克服磁通量不變的缺點(diǎn)，又在其永磁定子中嵌入了激勵(lì)磁場(chǎng)的電磁繞組，稱為永磁復(fù)合式電動(dòng)機(jī)，它的特點(diǎn)是既有永磁體又有勵(lì)磁繞組。永磁直流電動(dòng)機(jī)分永磁有刷直流電動(dòng)機(jī)和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)。有刷式電動(dòng)機(jī)因缺點(diǎn)較多而趨于淘汰。5）永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)典型結(jié)構(gòu)5）永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)基本原理NSNS5）永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)（1）優(yōu)點(diǎn)。①由于可以采用烯土磁鐵等高性能永磁體，電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)較大的功率因數(shù)和較高的效率，特別是在低速時(shí)明顯。②能得到較高的磁通密度，可以制成小型高速電動(dòng)機(jī)。③容易多極化，可以制成輪轂式電動(dòng)機(jī)。5）永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)（2）缺點(diǎn)。①在一定輸出區(qū)域內(nèi)當(dāng)勵(lì)磁較弱時(shí)效率會(huì)惡化。近年來隨著嵌入式磁鐵的采用，這種惡化正慢慢得以解決。②磁鐵材料價(jià)格較高，而且安裝困難，永久磁鐵在發(fā)熱時(shí)容易產(chǎn)生減磁現(xiàn)象。③逆變器遭短路破壞會(huì)造成電動(dòng)機(jī)端子短路，產(chǎn)生很大的制動(dòng)力。5）永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)

（3）應(yīng)用永磁電動(dòng)機(jī)低速時(shí)高效率的優(yōu)點(diǎn)對(duì)在市內(nèi)頻繁啟停的汽車很有效。近年來根據(jù)這個(gè)觀點(diǎn)的設(shè)計(jì)增多，特別是日本電動(dòng)汽車中所使用的電動(dòng)機(jī)，大都向永磁電動(dòng)機(jī)階段過渡。如豐田RAV4LVEV、本田EVPLUS等。6）開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（SRM）是一種典型的機(jī)電一體化電動(dòng)機(jī)，又稱“開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（SRD）”，這種電動(dòng)機(jī)主要由開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)本體、電力電子功率變流器、轉(zhuǎn)子位置傳感器以及控制器四部分組成。6）開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)組成6）開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)

外形（體積?。?）開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)根據(jù)勵(lì)磁方式，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)分為勵(lì)磁式和永磁式兩種。勵(lì)磁式開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)本體采用定、轉(zhuǎn)子雙凸極結(jié)構(gòu)，單邊勵(lì)磁。NS6）開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)在勵(lì)磁式開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子軛部位對(duì)稱地嵌入高性能的釹鐵硼永磁體，永磁體磁場(chǎng)與各相繞組的磁場(chǎng)共同組成新型電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)，形成永磁式開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（PMSRM）。6）開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（1）優(yōu)點(diǎn)：①系統(tǒng)的調(diào)速范圍寬。②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、成本低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。③運(yùn)行效率、可靠性等方面均優(yōu)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。④熱量排放小，耐化學(xué)侵蝕能力強(qiáng)。⑤價(jià)格低、適宜大批量生產(chǎn)。6）開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（2）缺點(diǎn)：①磁能變化不大時(shí)效率惡化、噪聲變大。②較其他類型的電動(dòng)機(jī)配套逆變器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（3）應(yīng)用：適合要求低價(jià)格化、低速小型的電動(dòng)汽車中，目前由于缺點(diǎn)較多，在電動(dòng)汽車中很少應(yīng)用。但永磁開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)被做成外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)后，被應(yīng)用于電動(dòng)汽車的輪轂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。輪轂電動(dòng)機(jī)典型結(jié)構(gòu)輪轂電動(dòng)機(jī)應(yīng)用實(shí)例8）電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用

電動(dòng)汽車常用電動(dòng)機(jī)比較8）電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用車型車輛類型電動(dòng)機(jī)類型電動(dòng)機(jī)最大功率（kW）續(xù)駛里程（km）寶馬i3純電動(dòng)永磁同步125130～160寶馬i8混動(dòng)永磁同步95535奔馬smsrtEV純電動(dòng)永磁同步55140特斯拉ModelS純電動(dòng)交流異步310480雪佛蘭Volt純電動(dòng)永磁同步11156豐田PRIUSPHEV混動(dòng)永磁同步6020三菱iMIEV純電動(dòng)永磁同步47160車輛類型電動(dòng)機(jī)類型裝車規(guī)模/輛占比/%合計(jì)/輛，%純電動(dòng)乘用車永磁同步6896318.4150528，40.2交流異步5921815.8無刷直流223476.0純電動(dòng)客車永磁同步7942221.288248，23.6交流異步85522.3無刷直流2740.1純電動(dòng)專用車永磁同步264697.147778，12.8交流異步198465.3無刷直流14630.4開始學(xué)習(xí)三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器（驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)）1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.電動(dòng)機(jī)控制器2.電動(dòng)機(jī)控制器汽車電動(dòng)機(jī)控制器通過把微電子器件和功率器件集成到同一芯片上，便成了功率集成電路（PIC），俗稱“智能功率模塊（IPM）”，其目的是進(jìn)一步減小體積，降低成本并改善其可靠性。PIC可以包含功率模塊、控制、保護(hù)、信息傳遞和制冷等。汽車電動(dòng)機(jī)控制器是由DSP電動(dòng)機(jī)控制板、IGBT驅(qū)動(dòng)電路板、IGBT（IPM）模塊、控制電源、散熱系統(tǒng)組成的。2.電動(dòng)機(jī)控制器典型結(jié)構(gòu)2.電動(dòng)機(jī)控制器DSP接受整車控制器的指令并反饋信息，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)傳感器信息，根據(jù)指令及傳感器信息產(chǎn)生逆變器開關(guān)信號(hào)。IGBT驅(qū)動(dòng)電路用于接收DSP的開關(guān)信號(hào)并反饋相關(guān)信息，放大開關(guān)信號(hào)并驅(qū)動(dòng)IGBT模塊，提供電壓隔離和保護(hù)功能?？刂齐娫礊镈SP提供電源；為驅(qū)動(dòng)電路提供多路相互隔離的電源。散熱系統(tǒng)為電力電子模塊散熱，為控制器組件安裝提供支撐，為控制器提供環(huán)境保護(hù)。2.電動(dòng)機(jī)控制器電動(dòng)機(jī)控制器主要實(shí)現(xiàn)以下功能。（1）怠速控制（爬行）。（2）控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)汽車的前進(jìn)和倒車。（3）控制能量回饋（交流電轉(zhuǎn)換為直流電）。（4）駐坡（防溜車）。（5）通信和保護(hù)。實(shí)時(shí)進(jìn)行狀態(tài)和故障檢測(cè)，保護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)和故障反饋。項(xiàng)目一

純電動(dòng)汽車學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)1-1純電動(dòng)汽車總體認(rèn)識(shí)任務(wù)1-2純電動(dòng)汽車典型技術(shù)認(rèn)識(shí)任務(wù)1-3電動(dòng)汽車高壓安全任務(wù)1-4典型純電動(dòng)汽車認(rèn)識(shí)項(xiàng)目一

純電動(dòng)汽車主要學(xué)習(xí)內(nèi)容一、動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)二、其他儲(chǔ)能裝置三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器四、功率變換器五、充電系統(tǒng)六、變速器七、制動(dòng)助力與再生制動(dòng)八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)九、信息顯示系統(tǒng)十、冷卻系統(tǒng)十一、整車控制器任務(wù)1-2（第4課）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能夠正確描述應(yīng)用于純電動(dòng)汽車的功率變換器的種類及各類型功率變換器的功能。2.能夠正確描述純電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的組成及各組成部分的作用。充電方法和方式的種類其特點(diǎn)。3.能夠正確描述純電動(dòng)汽車常用變速器的種類及特點(diǎn)。4.能夠正確描述純電動(dòng)汽車電動(dòng)真空制動(dòng)助力系統(tǒng)組成及工作原理。5.能夠正確描述純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)的組成及工作原理。開始學(xué)習(xí)四、功率變換器五、充電系統(tǒng)六、變速器七、制動(dòng)助力與再生制動(dòng)四、功率變換器功率變換器可分為斬波器(DC/DC)、逆變器(DC/AC)和整流器(AC/DC)幾類。斬波器是將電流電作直流-直流變換；逆變器是將電流作直流-交流變換；整流器是將電流作交流-直流變換。四、功率變換器1.DC/DCDC/DC是指將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓，也稱為直流斬波器。DC/DC不僅能起調(diào)壓的作用（開關(guān)電源），同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。四、功率變換器DC/DC變換是將原直流電通過調(diào)整其占空比(PWM)來控制輸出的有效電壓的大小。四、功率變換器應(yīng)用四、功率變換器2.DC/ACDC/AC功率變換器又稱為逆變器，它的基本功能是將直流電源（車載蓄電池電源或燃料電池電源）變換為交流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)交流電源。DC/AC分有源逆變器和無源逆變器，以及多種不同組合的、高性能DC/AC等多種類型。四、功率變換器應(yīng)用四、功率變換器3.AC/DCAC/DC功率變換器又稱為整流器。它的基本功能是將交流電源（包括電網(wǎng)電源和車載交流發(fā)電機(jī)發(fā)電電源）變換為直流電源（包括儲(chǔ)能式電源的直流充電電源）。AC/DC應(yīng)用于純電動(dòng)汽車各種充電設(shè)備上，以及有交流電源變換為直流電源需求的電路及電氣設(shè)備上。四、功率變換器應(yīng)用開始學(xué)習(xí)四、功率變換器五、充電系統(tǒng)六、變速器七、制動(dòng)助力與再生制動(dòng)1.充電功能（1）將市電進(jìn)行電力變換為電動(dòng)汽車充電，供給與動(dòng)力電池額定條件相對(duì)應(yīng)的電力。（2）根據(jù)動(dòng)力電池的實(shí)時(shí)狀態(tài)控制充電的啟動(dòng)和停止，當(dāng)動(dòng)力電池充滿電后自動(dòng)停止充電。（3）根據(jù)動(dòng)力電池的電量、溫度，控制充電電流的調(diào)節(jié)和電池的加熱。（4）可根據(jù)充電時(shí)長(zhǎng)的需求來選擇充電模式，即快充或慢充模式。2.充電系統(tǒng)類型純電動(dòng)汽車配備的充電系統(tǒng)分為車載充電和非車載充電系統(tǒng)兩種。1）車載充電車載充電也稱常規(guī)充電、傳統(tǒng)充電及慢充電，指采用地面交流電網(wǎng)和車載充電器（也稱車載充電機(jī)）對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電。2.充電系統(tǒng)類型2）非車載充電非車載充電也稱為地面充電及快速充電，指利用專用或通用充電器、專用或公共場(chǎng)所用充電站等對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電。2.充電系統(tǒng)類型非車載充電方式可分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式充電也稱為耦合式或傳導(dǎo)式充電，就是將一根帶插頭的交流動(dòng)力電纜線直接插到電動(dòng)汽車的插座中給電池充電。這種充電方式的優(yōu)點(diǎn)是充電操作過程簡(jiǎn)單，不涉及電池存儲(chǔ)、電池更換等操作。但車輛充電時(shí)間占用了較多的運(yùn)行時(shí)間，不利于保持電池組的均衡性及可靠的壽命。2.充電系統(tǒng)類型非接觸式充電也稱無線充電。目前，電動(dòng)汽車無線充電的實(shí)現(xiàn)方案是，將汽車?？吭谂渲糜袩o線充電傳感器的城市路面或車庫(kù)里，就可以不需要電源線為汽車充電。2.充電系統(tǒng)類型按充電時(shí)車輛是否移動(dòng)，還分為停車充電和行車充電兩種。2.充電系統(tǒng)類型已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)的純電動(dòng)車輛，為了滿足快、慢兩種充電的需要，通常在車輛上同時(shí)設(shè)置車載充電機(jī)器和快速充電接口。3.充電機(jī)充電機(jī)是與交流電網(wǎng)連接，為動(dòng)力電池等可充電的儲(chǔ)能系統(tǒng)提供直流電能的設(shè)備。一般由控制單元、計(jì)量單元、充電接口、供電接口及人機(jī)交互界面等部分組成。實(shí)現(xiàn)充電計(jì)量等功能，并具有反接、過載、短路、過熱等多重保護(hù)功能及延時(shí)起動(dòng)、軟起動(dòng)、斷電記憶自動(dòng)起動(dòng)等功能。3.充電機(jī)移動(dòng)式充電機(jī)3.充電機(jī)感應(yīng)式充電機(jī)4.智能充電管理智能充電管理即無需人工過多干預(yù)，由充電機(jī)充電管理系統(tǒng)和車載BMS（蓄電池管理系統(tǒng)）聯(lián)合進(jìn)行的智能充電管理模式。開始學(xué)習(xí)四、功率變換器五、充電系統(tǒng)六、變速器七、制動(dòng)助力與再生制動(dòng)六、變速器電動(dòng)機(jī)雖然擁有很寬的工作轉(zhuǎn)速范圍，但和發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，電動(dòng)機(jī)也有最佳工作轉(zhuǎn)速區(qū)間，高于或低于這一區(qū)間效率就會(huì)下降。合理利用變速器，使電動(dòng)機(jī)工作在最佳轉(zhuǎn)速區(qū)，對(duì)于提高效率十分有意義。純電動(dòng)汽車若采用無級(jí)變速器會(huì)比只使用1擋變速器時(shí)的單位里程能耗降低5％～7％，噪聲也減小很多。六、變速器變速器應(yīng)用實(shí)例六、變速器電動(dòng)車上變速器只需要3擋、2擋或1擋，因此變速器在一定程度上被簡(jiǎn)化了，但電動(dòng)車對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求反而更高，變速器優(yōu)化設(shè)計(jì)有利于提升電動(dòng)車效率。1.1擋變速器1擋式變速器多為兩級(jí)減速比,即變速器只有一個(gè)傳動(dòng)比,主減速器有一個(gè)傳動(dòng)比,總傳動(dòng)比為兩個(gè)傳動(dòng)比相乘，多使用在低檔小、中型面包車上。六、變速器1擋變速器六、變速器1擋集成變速器六、變速器2.多擋變速器在電動(dòng)客車上配裝變速器，主要是為解決電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力不足的問題。純電動(dòng)客車配裝的變速器相比燃油車型上的變速器有所變化，突出的特點(diǎn)是變速器擋數(shù)由傳統(tǒng)5擋、6擋簡(jiǎn)化成2擋、3擋。對(duì)于純電動(dòng)客車，為節(jié)省成本同時(shí)又考慮無離合器的自動(dòng)換檔，因此電控的無同步器自動(dòng)換檔變速器成為首選。六、變速器多擋變速器六、變速器3.換擋桿純電動(dòng)汽車由于采用了先進(jìn)的電子控制系統(tǒng)，其換擋桿已多采用電子式。開始學(xué)習(xí)四、功率變換器五、充電系統(tǒng)六、變速器七、制動(dòng)助力與再生制動(dòng)七、制動(dòng)助力和再生制動(dòng)1.電動(dòng)真空助力制動(dòng)系統(tǒng)七、制動(dòng)助力和再生制動(dòng)1.電動(dòng)真空助力制動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)真空助力制動(dòng)系統(tǒng)的控制過程：（1）接通汽車12V電源,壓力延時(shí)開關(guān)閉合,真空泵大約工作30s后開關(guān)斷開,此時(shí)真空罐內(nèi)真空度大約為80kPa；（2）當(dāng)真空罐內(nèi)真空度降低到55kPa時(shí),壓力延時(shí)開關(guān)再次閉合；（3）當(dāng)真空罐內(nèi)真空度降低到大約34kPa時(shí),壓力報(bào)警器發(fā)出信號(hào)。七、制動(dòng)助力和再生制動(dòng)2.再生制動(dòng)

當(dāng)再生制動(dòng)力矩達(dá)不到整制動(dòng)要求時(shí)，常規(guī)制動(dòng)才起作用。七、制動(dòng)助力和再生制動(dòng)2.再生制動(dòng)項(xiàng)目一

純電動(dòng)汽車學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)1-1純電動(dòng)汽車總體認(rèn)識(shí)任務(wù)1-2純電動(dòng)汽車典型技術(shù)認(rèn)識(shí)任務(wù)1-3電動(dòng)汽車高壓安全任務(wù)1-4典型純電動(dòng)汽車認(rèn)識(shí)項(xiàng)目一

純電動(dòng)汽車主要學(xué)習(xí)內(nèi)容一、動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)二、其他儲(chǔ)能裝置三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器四、功率變換器五、充電系統(tǒng)六、變速器七、制動(dòng)助力與再生制動(dòng)八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)九、信息顯示系統(tǒng)十、冷卻系統(tǒng)十一、整車控制器任務(wù)1-2（第5課）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能夠正確描述純電動(dòng)汽車空調(diào)的制冷、制熱方式的種類及其原理。2.能夠描述純電動(dòng)汽車新增儀表種類、功能及顯示方式。3.能夠針對(duì)具體的純電動(dòng)汽車，通過查閱技術(shù)資料和觀察，了解其應(yīng)用的各類典型技術(shù)。4.培養(yǎng)勞動(dòng)保護(hù)、安全、環(huán)保和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的職業(yè)素養(yǎng)。開始學(xué)習(xí)八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)*九、信息顯示系統(tǒng)*十、冷卻系統(tǒng)*十一、整車控制器八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)1.制冷將燃油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的壓縮機(jī)替換成直流電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，控制上相應(yīng)改變，其它主要零部件還是沿用燃油汽車空調(diào)的零部件?；灸芙鉀Q純電動(dòng)汽車空調(diào)的制冷問題，但制冷效率有待提高。八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)延用傳統(tǒng)汽車空調(diào)的電動(dòng)制冷系統(tǒng)八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)與動(dòng)力電池共用的制冷系統(tǒng)八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)2.制熱根據(jù)電動(dòng)汽車特有性質(zhì)，目前電動(dòng)汽車空調(diào)制熱方式有半導(dǎo)體式（熱電偶）、電動(dòng)熱泵式、燃油加熱式、PTC加熱式等，其中燃油加熱式制熱方式一般用于油電混合動(dòng)力汽車（此處不再介紹），電動(dòng)熱泵式空調(diào)是最有發(fā)展前途。八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)1）半導(dǎo)體式（制冷/制熱）特點(diǎn)：不需要任何制冷劑；可連續(xù)工作；沒有污染源；沒有旋轉(zhuǎn)部件，不會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)；沒有滑動(dòng)部件，工作時(shí)沒有震動(dòng)、噪音、壽命長(zhǎng)；安裝容易。八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)2）熱泵型八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)3）PTC加熱式（熱敏電阻）其恒定溫度只與PTC加熱片的居里溫度和外加電壓有關(guān)，而與環(huán)境溫度基本無關(guān)。八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)PTC加熱片開始學(xué)習(xí)八、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)*九、信息顯示系統(tǒng)*十、冷卻系統(tǒng)*十一、整車控制器九、信息顯示系統(tǒng)1.純電動(dòng)汽車新增儀表及功能（1）動(dòng)力電池指示儀表。與動(dòng)力電池相連接，為駕駛?cè)颂峁﹦?dòng)力電池電量狀態(tài)的相關(guān)信息。①荷電狀態(tài)指示器。指示動(dòng)力電池的剩余工作容量。②電壓表。用來顯示動(dòng)力電池的電壓。③電流表。用來顯示流過動(dòng)力電池的電流。（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)指示表。為駕駛?cè)颂峁?qū)動(dòng)電機(jī)工作狀態(tài)的相關(guān)信息。①轉(zhuǎn)速表。指示電動(dòng)機(jī)的即時(shí)轉(zhuǎn)速。②轉(zhuǎn)速表。指示電動(dòng)機(jī)