纯电动汽车结构与原理(图解)
大家好,小太来为大家解答以上问题。纯电动汽车结构与原理,图解很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
电动汽车的定义纯电动汽车是以可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)为动力,由电动机驱动的车辆(图2)。
其动力系统主要由动力电池和驱动电机组成,电力来源于电网或通过更换电池获得。
电动汽车最早的历史可以追溯到19世纪末。1881年8月至11月在巴黎举行的国际电气展览会上,展出了法国人古斯塔夫特鲁夫研制的电动三轮车。这是世界上第一辆电动汽车。它使用多个铅酸充电电池和DC电机,可以实际使用。这款车的诞生具有划时代的意义。次年,1882年,英国的威廉爱德华阿东和约翰佩里也研制出了时速4.4公里的电动三轮车,由于三位先驱的努力,在燃油车出现之前,电动车就诞生了。此后,电动车在欧美等国家迅速崛起。
纯电动汽车的结构传统内燃机汽车主要由发动机、底盘、车身和电气设备四部分组成。
与传统汽车相比,纯电动汽车取消了发动机,传动机构也发生了变化。根据驱动方式的不同,简化或取消了部分零件,增加了供电系统、驱动电机等新机构。
由于上述系统功能的改变,纯电动汽车由电驱动控制系统、底盘、车身和辅助系统四个新部分组成。
典型电动汽车的组成如图3所示。
纯电动汽车的结构主要包括电源系统、驱动电机系统、整车控制器和辅助系统。
动力电池输出电能,电机控制器驱动电机运转发电,然后通过减速机构传递给驱动轮驱动电动车。
一般来说,如果把电动汽车看作一个大系统,该系统主要由电驱动子系统、电源子系统和辅助子系统组成。图3中的双线表示机械连接;粗线表示电气连接;所述细线控制信号连接;线上的箭头表示电力或控制信号的传输方向。
来自加速踏板的信号被输入到电子控制器中,并且通过控制功率转换器来调节电动机的输出扭矩或转速。电机的输出扭矩通过汽车传动系统驱动车轮转动。充电器通过汽车的充电接口给电池充电。当汽车行驶时,蓄电池通过电源转换器向电动机供电。当电动汽车采用电制动时,驱动电机在发电状态下运行,将车辆的部分动能反馈给电池进行充电,延长了电动汽车的续驶里程。
1.供电系统供电系统(图4)主要包括动力电池、电池管理系统、车载充电器和辅助电源。动力电池是电动汽车的动力源,是能量的储存装置。目前纯电动汽车主要是锂离子电池(包括磷酸铁锂电池、三元锂离子电池等。).电池管理系统实时监控动力电池的使用情况,检测动力电池的端电压、内阻、温度、电池电解液浓度、电池剩余容量、放电时间、放电电流或放电深度等状态参数,并根据动力电池对环境温度的要求进行温度调节控制。限流控制可以避免动力电池过充过放,显示并报警相关参数,其信号流向辅助系统,并在组合仪表上显示相关信息,以便驾驶员随时掌握。车载充电器是将电网的供电系统转换为动力电池的充电系统,即将交流电(220V或380V)转换为相应电压(240~410V)的直流电。并根据需要控制其充电电流(家用充电一般为10或16A)。辅助电源一般为12V或24V DC低压电源,主要提供
2.驱动电机系统的电驱动子系统(以下简称驱动系统,如图5)是电动汽车的核心,也是与内燃机汽车最大的区别。驱动系统一般由电子控制器、功率变换器、驱动电机、机械传动装置和车轮组成。驱动系统的作用是将储存在电池中的电能高效地转化为车轮的动能,从而推进汽车,并在汽车减速或下坡时实现再生制动。
驱动电机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮。DC系列电机广泛应用于早期的电动汽车,具有“软”的机械特性,非常适合汽车的行驶特性。但随着电机技术和电机控制技术的发展,DC电机因其换相火花、比功率低、效率低、维护工作量大等缺点,正逐渐被无刷DC电机(BCDM)、开关磁阻电机(SRM)和交流异步电机所取代。
3.车辆控制器车辆控制器是电机系统的控制中心。它处理所有输入信号,并将电机控制系统的运行状态信息发送给车辆控制器。根据驾驶员输入的加速踏板和制动踏板信号,向电机控制器发出相应的控制指令,实现电机的启动、加速、减速和制动。当纯电动汽车减速下坡滑行时,整车控制器配合供电系统的电池管理系统产生电能反馈,使动力蓄电池反向充电。车辆控制器还控制动力电池的充放电过程。速度、功率、电压、电流等信息。与车辆行驶状况相关的信息被传送到车辆信息显示系统进行相应的数字或模拟显示。
辅助系统(图6)包括车载信息显示系统、动力转向系统、导航系统、空调、照明及除霜装置、刮水器和收音机等,借助这些辅助设备来提高汽车的操纵性和成员的舒适性。
其中图7(a)为电动机中央驱动形式,直接借用了内燃机汽车的驱动方案,由发动机前置前驱发展而来,由电动机、离合器、变速器和差速器组成。用电驱动装置替代了内燃机,通过离合器将电动机动力与驱动轮进行连接或动力切断,变速器提供不同的传动比以变更转速——功率(转矩)曲线匹配载荷的需求,差速器实现转弯时两车轮不同车速的行驶。
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