第1章　電動汽車基礎(chǔ)

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(xiàn)是在工業(yè)和信息化部（工產(chǎn)業(yè)〔2009〕第44號）2009年6月17日公告發(fā)布的《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》（2009年7月1日正式實(shí)施）上。在此規(guī)則中明確指出：“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(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)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(fā)動機(jī)汽車、其他新能源（如高效儲能器、二甲醚）汽車等各類別產(chǎn)品?！?/p>

非常規(guī)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(jù)2012年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)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(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)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(tǒng)汽車基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸形成的，結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)汽車最大的區(qū)別在于動力系統(tǒng)，增加了動力電池、驅(qū)動電機(jī)、電控系統(tǒng)等組件，如圖1-1-2所示。隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸成熟，出現(xiàn)越來越多的針對電動汽車全新平臺開發(fā)車型，如特斯拉、寶馬i3、日產(chǎn)聆風(fēng)等。

1.1.2.1　電動汽車“大三電”

電動汽車“大三電”包括驅(qū)動電機(jī)、動力電池和電控系統(tǒng)。

（1）驅(qū)動電機(jī)

驅(qū)動電機(jī)是電動汽車“大三電”核心部件之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)，直接影響車輛動力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性。電動汽車電機(jī)一般采用三相交流同步電機(jī)。寶馬X1 PHEV插電式混動車型驅(qū)動電機(jī)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(jī)、發(fā)電機(jī)、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(jià)格的部件之一。動力電池的性能好壞直接決定了車輛的實(shí)際價(jià)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(jié)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(tǒng)

電控系統(tǒng)是新能源汽車的核心，負(fù)責(zé)在整車行駛過程中接收來自駕駛員的各項(xiàng)操作指令，診斷分析整車及部件狀態(tài)，綜合判斷，向各個(gè)部件控制器發(fā)送控制指令，使整車按照駕駛員預(yù)期安全行駛。電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1-1-5所示。

電控系統(tǒng)主要功能：工況識別，整車能量管理，制動能量回收控制，電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制，電動輔助部件控制（電動助力轉(zhuǎn)向、電動空調(diào)、電動暖風(fēng)、電動真空泵），故障診斷，系統(tǒng)安全監(jiān)控等。

1.1.2.2　電動汽車其他系統(tǒng)構(gòu)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(shù)比的單速變速器，車輛的加減速通過調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)。寶馬X1 PHEV插電式混動車型后橋采用單速變速器與電機(jī)配合使用，變速器通過螺栓連接在電機(jī)上，并且附于后橋支撐上。12.5∶1的固定齒輪齒數(shù)比通過殼式離合器（電機(jī)離合器）將電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩傳送至后驅(qū)動輪，在能量回收過程中，還會回傳至電機(jī)。電動汽車單速變速器如圖1-1-6所示。

（2）電動空調(diào)系統(tǒng)

電動汽車空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理相同，只是空調(diào)壓縮機(jī)的驅(qū)動方式以及暖風(fēng)產(chǎn)生方式有所不同。電動汽車采用高壓電動空調(diào)壓縮機(jī)，由動力電池驅(qū)動。暖風(fēng)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(jīng)過循環(huán)為暖水箱提供熱量；另一種是直接加熱經(jīng)過蒸發(fā)箱的空氣以提供暖風(fēng)。電動空調(diào)壓縮機(jī)和PTC（Positive Temperature Coefficient的縮寫，意思是正的溫度系數(shù)，但在本書中表示空調(diào)的暖風(fēng)制暖溫控系統(tǒng)）加熱器結(jié)構(gòu)如圖1-1-7所示。

（3）電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

傳統(tǒng)燃油汽車轉(zhuǎn)向助力泵由發(fā)動機(jī)驅(qū)動，而電動汽車沒有發(fā)動機(jī)或發(fā)動機(jī)是根據(jù)需要才啟動的，若轉(zhuǎn)向助力還是由發(fā)動機(jī)驅(qū)動時(shí)，一旦發(fā)動機(jī)停止工作，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就將失去助力，從而造成很大的安全隱患，因此電動汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)普遍采用電助力轉(zhuǎn)向。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-1-8所示。