新能源汽車技術12--純電動汽車關鍵技術

一、新能源汽車定義與分類

根據(jù)2009年《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則》說明：新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。

二、新能源汽車主要類型

新能源汽車主要分為以下三個類型：

（1）混合動力（Hybrid-Vehicles）

混合動力電動汽車是指由兩種和兩種以上的儲能器、能源戒轉換器作驅(qū)動能源，其中至少有一種能提供電能的車輛稱為混合動力汽車。當前比較普遍的方案是采用發(fā)動機和動力蓄電池的組合。

（2）純電驅(qū)動（Plug-in/Battery Electric Vehicles）

純電驅(qū)動汽車是指汽車的驅(qū)動力全部來自電機的汽車。目前主要包括純電動汽車和增程式電動汽車等。

（3）燃料電池（Hydrogen/Fuel cell Vehicles）

燃料電池汽車指以燃料電池系統(tǒng)作為動力源或主動力源的車輛。燃料電池是指將外部供應的燃料和氧化劑中的化學能通過電化學反應直接轉化為電能、熱能和其它反應產(chǎn)物的供電裝置。

三、新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別

新能源汽車是在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈基礎上進行延伸，結構上與傳統(tǒng)汽車的最大區(qū)別在于動力系統(tǒng)，增加了電池、電機、電控系統(tǒng)等組件。

四、新能源汽車與節(jié)能汽車的區(qū)別

國家發(fā)改委對新能源汽車的定義：指采用新型動力系統(tǒng)并使用新型能源的汽車。

主要品種有：插電式混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車。

這一定義的不同之處在于將其他類型的混合動力汽車納入節(jié)能汽車的范疇。

豐田Prius Ⅱ 豐田插電式Prius

五、純電動汽車整車及關鍵零部件技術介紹

1.各類電動汽車整車結構系統(tǒng)介紹

（1）純電動汽車結構及工作原理

純電動驅(qū)動系統(tǒng)主要由動力電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、驅(qū)動電機、變速箱、控制系統(tǒng)等部分組成。

電池管理系統(tǒng)：對動力電池組充電、放電時的電流、電壓、放電深度、電池溫度等進行監(jiān)控，保持單體電池間的一致性。

驅(qū)動電機：是純電動汽車行駛的唯一動力裝置。

電機控制器（MCU）：接收來自整車控制器的指令，將動力電池直流電流進行逆變控制，形成三項交流電進行電機轉矩轉速控制，并檢測電機及控制器狀態(tài)進行敀障診斷。

整車控制器（VCU）：將駕駛員意圖通過加速踏板信號轉換為動力系統(tǒng)的需求信號，對整車能量進行管理，對各系統(tǒng)進行監(jiān)控并及時反饋信息和報警等。

純電動汽車動力系統(tǒng)示意圖 純電動汽車底盤

（2）增程式純電驅(qū)動汽車結構及工作原理

增程式動力系統(tǒng)主要在純電動基礎上增加一套增程器系統(tǒng)，包括發(fā)動機及其控制器發(fā)電機及其控制器。其中，動力電池組采用能量功率兼顧型蓄電池，既要滿足一定續(xù)駛里程的要求，又滿足可以頻繁較大電流的充電能力。驅(qū)動電機仍然是電動汽車行駛的唯一動力裝置。增程器由小型高效型發(fā)動機和發(fā)電機組成，接收整車控制器的指令進行發(fā)電，可以用于直接驅(qū)動電機或者給電池充電。

（3）混合動力汽車基本結構及工作原理

混合動力汽車按照動力系統(tǒng)結構形式可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種；按混合度（電機功率與內(nèi)燃機功率之比）可分為微混、輕混、中混和重混四種；按照外接充電能力可分為可外接充電型和不可外接充電型。

串聯(lián)方案 并聯(lián)方案 混聯(lián)方案

（4）燃料電池汽車結構及工作原理

燃料電池電動汽車是指動力系統(tǒng)主要由燃料電池堆、儲能箱（氫瓶）、電機、動力蓄電池及控制系統(tǒng)等組成。燃料電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用變成電能，其能量轉換效率可高達60%~70%。燃料電池的化學反應過程不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉換率比內(nèi)燃機要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護。

本田FCX Clarity 燃料電池電動汽車

2.純電動汽車關鍵零部件

（1）總體介紹

三大電概念：電機、電池、電控。

其它電動輔助系統(tǒng)：電動空調(diào)、電動助力轉向系統(tǒng)、電動制動助力系統(tǒng)、車載充電機、DC/DC、電加熱系統(tǒng)等。

另外，制動能量回收是電動汽車一項特殊功能技術，研發(fā)具有回饋式制動系統(tǒng)是電動汽車電動化底盤的一項關鍵技術和重要方向。

（2）電機系統(tǒng)介紹

目前在用或開發(fā)的電動汽車用電動機主要有直流電動機（DCM）、感應電動機（IM）、永磁電動機（PM）、開關磁阻電動機（SRM）四類。體積小、重量輕，有較高的功率和轉矩密度；要求在寬速域范圍內(nèi)，電動機和驅(qū)動控制器都有較高的效率；有良好的控制性能以及過載能力，以提高車輛的起動和加速性能。

審核編輯 黃昊宇