现代汽车安全技术-5章电动汽车安全技术

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第5章 电动汽车的安全技术

主讲：朱明高级技师、经济师,工程师 高级技能专业教师 汽车维修工高级考评员

授人以鱼不如授人以渔

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5.1 电动汽车概述

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5.1.1 电动汽车的发展概述 1831年法拉第研制成功世界上第一台旋转直流电机。 1834年苏格兰人ThomasDavenport研制成功不可充电蓄电池电动三 轮车。 1859年法国人GastonPlante发明可充电铅酸蓄电池。 , 1881年法国工程师GustaveTrouve研制成功世界上第一辆可充电铅 酸蓄电池电动三轮机动车(也有人认为1873年英国人RobertDavishen研 制成功第一辆电动机动车)。 1882年英国W.E.Ayrton和John.Perry两位教授组装成功世界上 第二辆电动机动车。 1886年，FrankSprague设计生产了有轨电车。从此，电动汽车变得 流行起来，并且在当时车 辆运输中起着很重要的作用。美国1900年销售的4 200辆汽车中有38 %是电动汽车，22%是燃油汽车，40%是蒸汽机汽车。1912早期电动 汽车发展到鼎盛，仅美国电动汽车即达3.4万辆。1915年美国电动汽车 的产量达5000辆。

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电动汽车历史

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在20世纪早期，电动汽车在美国的销售 量曾大于燃油汽车。通用汽车的第一辆 电动汽车可以追溯到1912年。但当时只 有少数电动汽车每次充电后可以行驶超 过50英里，并且人们要花一天时间给它 们充电。

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重视电动汽车的研制和开发

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各汽车大国十分重视电动汽车的研制和开发，不仅注入 巨额资金，而且给予特殊的政策优惠。 如美国，购买1辆电动汽车可从联邦政府获得10%(不 超过4000美元)的补贴，从地方政府获得5000美元的补 贴。 法国2000年投人15亿法郎发展电动汽车10万辆，政 府成立部级协调小组，总理和部长带头坐电动汽车上班。 规定每生产1辆电动汽车，电力公司要补贴生产厂家1万 法郎，行政机关和地方团体每新购1辆电动汽车，由环保 和能源控制署补贴8千法郎，私人购买电动汽车可获得政 府补贴5000法郎。在公司服务的电动汽车，减免各种地 方税收。 英国规定电动汽车免缴牌照费和养路费，夜间充电减 免2/3电费。授人以鱼不如授人以渔

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电动汽车与燃油汽车的能源消费比较

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电动汽车优点与缺点

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(1)优点 ①利用电池里储存的电能行驶,因此行驶 过程完全不排出气体。 ②振动和噪音很小,是一种很安静的车辆。

③减速时能回收能量,因而效率高。 ④由于利用电能,不一定必须依靠石油。

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电动汽车优点与缺点

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(2)缺点 ①行驶距离短且载重量少等,用途受到限制。 ②当今由于产量少、电池价格高等原因,EV 价格也高。 ③充电需耗费时间(充电时间4~8小时)。由此 可见EV虽然与内燃机汽车(简称ICEV)相 比对环境等方面有优越的一面,但是在价格与 使用方便等方面仍存在问题。然而考虑到环境 以及能源问题,它应被看作能够对社会作出贡 献的一种车辆。授人以鱼不如授人以渔

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5.1.2 电动汽车的结构

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电动汽车是指纯电动汽车、混合动力(电动)汽 车和燃料电池电动汽车的总称。 1.纯电动汽车指由电动机驱动的汽车。电动 机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他 易携带能源储存的装置。 2.混合动力(电动)汽车，能够至少从下述两 类车载储存的能量中获得动力的汽车：①可消 耗的燃料；②可再充电能/能量储存装置，包 括串联式混合动力(电动)汽车、并联式混合动 力(电动)汽车、混联式混合动力(电动)汽车。 3.燃料电池电动汽车，以燃料电池为电源的 电动汽车。授人以鱼不如授人以渔

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电动汽车具有的特点

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电动汽车与传统汽车一样也是由动力装置、底 盘、车身和电器设备等四个部分组成。 电动汽车具有以下独特的特点： 1.电动汽车的能量主要通过柔性的电线而不 是通过刚性联轴器和转轴传递的； 2.电动汽车驱动系统的布置不同(如独立的 四轮驱动系统和轮毂电机驱动系统)会 使系统 结构区别很大； 3.采用不同的电动机、不同类型的储能装置 会影响到电动汽车的质量、尺寸和形状。授人以鱼不如授人以渔

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电动汽车系统

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电动汽车系统可分为三个子系统，即电力驱动 子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。 电力驱动子系统又由电控单元、功率转换器、 电动机、机械传动装置和驱动车轮组成；主能 源子系统由主电源、能量管理系统和充电系统 构成；辅助控制子系统具有动力转向、温度控 制和辅助动力供给等功能。现代电动汽车很多 采用三相交流感应电动机，相应的功率转换器 采用脉宽调制逆变器，机械变速传动系统一般 采用固定速比的减速器与差速器，

典型结构如图5—1。授人以鱼不如授人以渔

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电动汽车系统典型结构如图5—1。

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电动汽车系统典型结构如图5—1。

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在图中，双线表示机械连接，粗线表示电气 连接；细线表示控制信号连接，线上的箭头表 示电功率和控制信号流动的方向。根据从制动 踏板和加速踏板输人的信号，电子控制器发出 相应的控制指令来控制功率转换器的功率装置 的通断，从而调节电动机和电源之间的功率流。 当电动汽车制动时，再生制动的能源被电源吸 收，此时功率流的方向要反向。能量管理系统 和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收， 能量管理系统和充电器一起控制充电并监测电 源使用情况。辅助动力供给系统主要给动力转 向、空调、制动及其他辅助装置提供动力。授人以鱼不如授人以渔

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HEV动力总成的基本构成及分类

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现在国际上通用的混合动力汽车分类是按照驱动布 置形式的不同来划分： 串联式，并联式和混联式三大类。机械功率进行合成的方式的不同： 扭矩合成式；功率合成式； 牵引力合成式 按照内燃机占整个系统功率的比例大小变化，HEV 分为两种典型的类型： 电量消耗型和电量保持型授人以鱼不如授人以渔

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电动汽车六种不同结构形式。

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根据不同的电力驱动系统，可将电动汽车分为如图5—2六种不同结 构形式。 图5—2(a)由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，结构和性 能类似燃油车。 图5—2(b)由于没有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的 转矩/转速特性，不适合使用发动机的燃油汽车。 图5—2(c)与发动机横向前置前轮驱动的燃油汽车布置方法类似， 在小型电动汽车上应用最普遍。 图5—2(d)采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个 车轮，便于实现电子差速，因此不必选用机械差速器。 图5—2(e)将上述电动机安装在车轮里面，称为轮毂电动机，可 进一步缩短电动机到驱动车轮的传递路径。 图5-2(f)表示使用了另外一种轮毂电动机的电动汽车结构。采用 低速外转子电动机，彻底去掉机械减速齿轮箱，电动机的外转子直 接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速完全取决于电 动汽车的转速控制。轮毂电动机的结构如图5—3。

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