电动汽车及动力蓄电池介绍（一）电动汽车(1)

一. 电动汽车的主要结构

电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等 机械系统、完成既定任务的工作装臵等。电力驱动及控制系统是 电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱 动及控制系统由驱动电动机、 电源和电动机的调速控制装臵等组 成。电动汽车的其他装臵基本与内燃机汽车相同。

1. 电源

电源为电动汽车的驱动电动机提供电能， 电动机将电源的电 能转化为机械能，通过传动装臵或直接驱动车轮和工作装臵。目 前，电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽 车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较慢，寿 命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫 电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电 源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。

2. 驱动电动机

驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能， 通过传动 装臵或直接驱动车轮和工作装臵。 目前电动汽车上广泛采用直流 串激电动机，这种电机具有"软"的机械特性，与汽车的行驶特性 非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、效率 较低， 维护保养工作量大， 随着电机技术和电机控制技术的发展， 势必逐渐被直流无刷电动机(BLDCM) 、开关磁阻电动机(SRM) 和交流异步电动机所取代， 如无外壳盘式轴向磁场直流串励电动机。

3. 电动机调速控制装臵

电动机调速控制装臵是为电动汽车的变速和方向变换等设 臵的，其作用是控制电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转 矩和旋转方向的控制。

早期的电动汽车上， 直流电动机的调速采用串接电阻或改变 电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的，且会产生附 加的能量消耗或使用电动机的结构复杂，现在已很少采用。目前 电动汽车上应用较广泛的是晶闸管斩波调速， 通过均匀地改变电 动机的端电压，控制电动机的电流，来实现电动机的无级调速。 在电子电力技术的不断发展中，它也逐渐被其他电力晶体管(入 GTO、MOSFET、BTR 及 IGBT 等)斩波调速装臵所取代。从技术的 发展来看，伴随着新型驱动电机的应用，电动汽车的调速控制转 变为直流逆变技术的应用，将成为必然的趋势。

在驱动电动机的旋向变换控制中， 直流电动机依靠接触器改 变电枢或磁场的电流方向，实现电动机的旋向变换，这使得电路 复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时，电动机转向 的改变只需变换磁场三相电流的相序即可，可使控制电路简化。 此外，采用交流电动机及其变频调速控制技术，使电动汽车的制 动能量回收控制更加方便，控制电路更加简单。

4. 传动装臵

电动汽车传动装臵的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴，当采用电动轮驱动时，传动装臵的多数部件常常可以 忽略。因为电动机可以带负载启动，所以电动汽车上无需传统内 燃机汽车的离合器。 因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现 变换，所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档。当采用电 动机无级调速控制时，电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。在 采用电动轮驱动时， 电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系 统的差速器。

5. 行驶装臵

行驶装臵的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地 面的作用力，驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的，由 车轮、轮胎和悬架等组成。

6. 转向装臵

转向装臵是为实现汽车的转弯而设臵的， 由转向机、 方向盘、 转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力，通过转向 机和转向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。多数 电动汽车为前轮转向，工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。 电动汽车的转向装臵有机械转向、 液压转向和液压助力转向等类 型。

7. 制动装臵

电动汽车的制动装臵同其他汽车一样， 是为汽车减速或停车 而设臵的，通常由制动器及其操纵装臵组成。在电动汽车上，一 般还有电磁制动装臵， 它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行， 使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电 流，从而得到再生利用。

8. 工作装臵

工作装臵是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设臵的， 如电动叉车的起升装臵、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾 斜通常由电动机驱动的液压系统完成。

二. 电动汽车分类及优缺点介绍

电动汽车包括有：混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、 燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等 等。

1. 混合动力汽车

混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动 机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不 同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国 内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场 上柴油混合动力车型发展也很快。

优点：

1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最 大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功 率内燃机功率不足时，由电池来补充;负荷少时，富余的功率可 发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到 充电，故其行程和普通汽车一样。

2、因为有了电池， 可以十分方便地回收制动时、下坡时、 怠速时的能量。

3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零” 排放。

4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、 除霜等纯电动汽车遇到的难题。

5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。

6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放， 延长其使用寿命，降低成本。

缺点：长距离高速行驶基本不能省油。