第1章　電動汽車基礎

1.1　電動汽車分類及基本組成

1.1.1　電動汽車分類

我國新能源汽車（New Energy Vehicles）正式出現是在工業和信息化部（工產業〔2009〕第44號）2009年6月17日公告發布的《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》（2009年7月1日正式實施）上。在此規則中明確指出：“新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、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。新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車（BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動汽車（FCEV）、氫發動機汽車、其他新能源（如高效儲能器、二甲醚）汽車等各類別產品。”

非常規的車用燃料指除汽油、柴油、天然氣（NG）、液化石油氣（LPG）、乙醇汽油（EG）、甲醇、二甲醚之外的燃料。

根據2012年發布的《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020年）》主要政策，在2012年沿用新能源汽車名詞，分類包括插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車，如圖1-1-1所示。主要特征是采用新型動力系統，完全或主要依靠新型能源驅動。

本書中電動汽車包含純電動汽車和插電式混合動力汽車。

1.1.2　電動汽車基本組成

目前大部分電動汽車是在傳統汽車基礎上進行延伸形成的，結構上與傳統汽車最大的區別在于動力系統，增加了動力電池、驅動電機、電控系統等組件，如圖1-1-2所示。隨著電動汽車產業鏈的逐漸成熟，出現越來越多的針對電動汽車全新平臺開發車型，如特斯拉、寶馬i3、日產聆風等。

1.1.2.1　電動汽車“大三電”

電動汽車“大三電”包括驅動電機、動力電池和電控系統。

（1）驅動電機

驅動電機是電動汽車“大三電”核心部件之一，是車輛行駛的主要執行機構，其特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛動力性、經濟性和舒適性。電動汽車電機一般采用三相交流同步電機。寶馬X1 PHEV插電式混動車型驅動電機安裝位置如圖1-1-3所示。

（2）動力電池

在電動汽車中為車輛提供動力源的電池稱為動力電池。動力電池的作用是接收和儲存由車載充電機、發電機、制動能量回收裝置或外置充電裝置提供的高壓直流電，并且為電動汽車提供高壓直流電。動力電池是純電動汽車的核心部件，也是電動汽車上高價格的部件之一。動力電池的性能好壞直接決定了車輛的實際價值。目前電動汽車的動力電池普遍采用鋰離子電池。寶馬X1 PHEV插電式混動車型采用鋰離子動力電池，安裝在車輛底部，如圖1-1-4所示。動力電池由154節電壓為3.6V的單體鋰離子電池組成，動力電池組的額定電壓為277.2V。

（3）電控系統

電控系統是新能源汽車的核心，負責在整車行駛過程中接收來自駕駛員的各項操作指令，診斷分析整車及部件狀態，綜合判斷，向各個部件控制器發送控制指令，使整車按照駕駛員預期安全行駛。電控系統結構圖如圖1-1-5所示。

電控系統主要功能：工況識別，整車能量管理，制動能量回收控制，電機轉矩控制，電動輔助部件控制（電動助力轉向、電動空調、電動暖風、電動真空泵），故障診斷，系統安全監控等。

1.1.2.2　電動汽車其他系統構造

（1）電動汽車變速器

電動汽車變速器一般采用固定齒輪齒數比的單速變速器，車輛的加減速通過調節驅動電機的轉速實現。寶馬X1 PHEV插電式混動車型后橋采用單速變速器與電機配合使用，變速器通過螺栓連接在電機上，并且附于后橋支撐上。12.5∶1的固定齒輪齒數比通過殼式離合器（電機離合器）將電機的速度和轉矩傳送至后驅動輪，在能量回收過程中，還會回傳至電機。電動汽車單速變速器如圖1-1-6所示。

（2）電動空調系統

電動汽車空調系統和傳統燃油汽車空調系統工作原理相同，只是空調壓縮機的驅動方式以及暖風產生方式有所不同。電動汽車采用高壓電動空調壓縮機，由動力電池驅動。暖風通常采用電加熱方式。電加熱方式有兩種：一種是通過加熱冷卻液，再經過循環為暖水箱提供熱量；另一種是直接加熱經過蒸發箱的空氣以提供暖風。電動空調壓縮機和PTC（Positive Temperature Coefficient的縮寫，意思是正的溫度系數，但在本書中表示空調的暖風制暖溫控系統）加熱器結構如圖1-1-7所示。

（3）電動助力轉向系統

傳統燃油汽車轉向助力泵由發動機驅動，而電動汽車沒有發動機或發動機是根據需要才啟動的，若轉向助力還是由發動機驅動時，一旦發動機停止工作，轉向系統就將失去助力，從而造成很大的安全隱患，因此電動汽車轉向系統普遍采用電助力轉向。電動助力轉向系統結構如圖1-1-8所示。