电动汽车原理毕业论文 - 图文(8)

5.3 电动汽车制动能量回馈系统 5.3.1制动能量回馈系统的组成

电动机在切断电源之后，不可能立即完全停止旋转，总是在其本身及所带负载的惯性作用下旋转一段时间之后才停止。因而，在能源供应紧张的今天，利用电动机制动过程中的剩余能源自然成了研究开发的一个热点。

电动机制动的方法可以分为机械制动和电气制动两大类。电气制动中又可以分为反接制动、能耗制动和回馈发电制动三种方式。电动汽车的制动方式应该考虑机械制动和电气制动两种类型的结合，尽可能多的用回馈发电方式取代机械制动。在电动汽车刹车和下坡滑行时，通过控制系统将电动机的状态改变为发电状态，将发电机发出的能源储存于电池中，这样可急可以减小机械刹车系统的损耗，又能提高提高整车能量的使用率，达到节约能源和提高电动汽车续驶里程的目的，可得到一举多得的效果。

5.3.2电动汽车制动能量回（收）馈系统

在保证安全的前提下，将减速制动时车辆的部分动能转化为电能，并储存于储能器的系统叫做制动能量回收系统。制动能量回收是电动汽车所独有的，它可增加电动汽车的续驶里程，降低汽车的运行成本。

制动能量回收—液压制动一般应满足四方面的要求：第一，为了使驾驶员在制动时有一种平顺感，液压制动力矩应该可以根据制动能量回收力矩的变化进行控制，最终使驾驶员获得所的总力矩。同时，液压制动的控制不应引起制动踏板的冲击，以免引起驾驶员产生不正常的感觉。第二，为了使车辆能够稳定的 ，前后车轮上的制动力必须很好地平衡分配。第三，由于在电动汽车上没有发动机驱动的液压泵，所以需要一个电动泵来提高液压。液压制动力矩是电控的，将产生的液压传到制动轮缸。制动能量回收-液压制动系统需要防止制动失效机构，为了提高系统的可靠性，满足安全标准，系统一般采用双管路。当其中一条管路失效时，另一条管路必须能提供足够的制动力。第四，为了防止汽车发生滑移，加 前后轮上的最大制动力应低于允许的最大值（主要由滚动阻力系数决定）。

制动能量回收-液压制动系统的组成。当驾驶员踩下制动踏板后，制动ECU即得到制动信号，电动泵使制动液压产生所需的制动力，同时，汽车ECU也得到在收制动的能

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量信号。制动控制与电动机控制协同工作，确定电汽车上的制动能量回收力炬和前后轮上的液压制动力。回收制动能量时，制动 量回收控制系统回收制动能量，并且反充蓄电池中。电动汽车上的ABS及其控制阀与传统燃油车上的相同，其作用是产生最大制动力。通常，双轴驱动的动汽车一般多于单轴驱动的电动汽车的制动能量回收-液压制动系统回收的能量。

5.4 电动汽车能量系统的电源变换装置 5.4.1电动汽车电子设备对电源的要求

电动汽车电子设备常常是一个极为复杂的电子系统。这个复杂的系统包含许多作用不同的功能块，每个功能块对电源的要求不积相同。各部分所需的功率等级、电压高低、电流大小、安全可靠性、电磁兼容性等指标不同。为了满足上述需要，电动汽车常使用各种功率转换器。目前使用的功率转换器可分为AC/DC、DC/DC、DC/AC三种类型。它们分别适用于各种不同的领域，其中使用最多的是前两种。

5.4.2 DC/DC功率转换器

要是汽车电子设备正常工作，必需使用一个DC/DC功率变换模块，将宽范围变化的直流电压变换成一种稳定性能良好的直流电压。

电动汽车的DC/DC变换器的主要功能是给车灯、ECU、小型电器等车辆附属设备供给电力和向附属设备电源充电，其作用与传统内燃机汽车的交流发电机相似。

5.4.3 DC/AC功率转换器

DC/AC功率变换模块是将直流电变为交流电的电源模块，DC/AC功率变换模块也称为逆变器（电源模块）。使用交流电动机的电动汽车必须通过DC/AC功率变换模块将蓄电池或燃料电池的直流电变换为交流电。

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5.4.4 AC/DC功率转换器

AC/DC功率变换器模块的作用是将交流电压如220V、110V转换成电子设备所需要的稳定直流电压，电动汽车中AC/DC的功能主要是将交流发电机发出的交流电转换成直流电提供给用电器或储能设备储存。［6］

6 我国发展电动汽车存在的问题

6.1续驶里程有限

目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100-300km，并且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有良好的电池调节系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下的续驶里程只有50-100km。比起传统燃油汽车而言，电动汽车的较短续驶里程成为其致命的弱点。

6.2蓄电池使用寿命太短

普通蓄电池充放电次数仅为300-400次，即使性能良好的蓄电池充放电次数也不过700-900次，按每年充放电200次计算，一个蓄电池的寿命最多为4年，与燃油汽车的寿命相比太短。另外，不同类型的电池在性能方面都有各自的优势和不足。例如，铅酸电池成本低，原材料丰富且易于回收，但续驶里程短、加速动力差且寿命短。镍镉电池加速动力足、寿命较长，但其成本高、可回收性差。钠硫电池的比能量较高，能够提供较长的续驶里程，但它要求的工作环境较苛刻，且其活性物质具有强腐化性并易爆炸。就整体来看，成熟电池的寿命都相对较短。

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6.3蓄电池尺寸和质量的制约

现有电动汽车所使用的电池都不能在储存足够能量的前提下保持合理的尺寸和质量。如果电动汽车自身装备质量大，就会影响加速性能和最大车速的提高。例如，现有电动汽车电池的外体积一般要达到550L，当把这么大体积的电池用于家庭轿车上时，就必然要挤占轿车的行李厢空间。

6.4电动汽车价格昂贵

主要是电池技术复杂，成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新技术，致使电动汽车的造价居高不下。电动汽车蓄电池的价格约为100美元／kWh，甚至有的高达350美元／kWh，成本太高，用户难以承受。

6.5间接污染严重

电动汽车本身虽无排放污染，但其间接污染也是不容忽视的。如铅酸电池中的铅，从开采、冶炼到生产的排污，都会对环境造成污染。再如所用电能，相当大一部分来自火力发电，煤炭燃料也会造成大气污染。

7 电动汽车发展趋势

7.1纯蓄电池驱动的超微型汽车

这种汽车降低了汽车的动力性和续驶里程的要求，充电过程比较简单，车速不高．较适合于市内或社区小范围内使用。由于多数采用了镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等高性能电池，车辆性能较有保证，已进入小批量试生严阶段。比如，日本的Hyper mini采用了高性能锂离子电池，最高时速为90km，一次充电可行驶115 km．是一款适合未来城市道路行驶的家庭轿车。

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7.2驱动电机呈多样性发展

美国倾向于采用交流感应电机，其主要优点是结构简单、可靠，质量较小，但控制器技术较复杂；日本多采用永磁无刷直流电机．优点是效率高．起动扭矩较大，质量较小，但成本较高，且有高温退磁、抗振性较差等不足；德国、英国等大力开发开关磁阻电机，优点是结构简单、可靠．成本较低．缺点是质量较大，易于产生噪声。目前我国也研制成了稀土永磁无刷直流电机和开关磁阻电机，电动机的使用尚无定论，有待今后在使用中考验。

7.3混合动力汽车

由于受到蓄电池性能的严重制约．使纯蓄电池型电动汽车的产业化进程举步维艰，于是混合动力汽车成了内燃机汽车和电动汽车之间的过渡产品，既充分发挥了现有内燃机技术优势，又尽可能发挥电机驱动无污染的优势。混合动力汽车将现有内燃机与一定的储能元器件通过先进控制系统相结合，可以大幅度降低油耗，减少污染物排放，同时技术成熟、价格便宜。

7.4燃料电池汽车

燃料电池汽车在成本和整体性能上，特别是行程和补充燃料时间上明显优于其他电池的电动汽车，开且燃科电池所用的燃科(甲醇、汽油、柴油、天然气等)来源广泛，又可再生，并可实现无污染、零排放等环保标准。所以燃料电池轿车已成为世界各大汽车公司21世纪初激烈竞争的焦点。日本《东洋经济》报道.“当代技术革命将彻底改变2l世纪汽车业的面貌，这一改变就是在近几年出现的燃料电池车”。

目前，在电动汽车的商业化运作上，无论从产品技术还是从市场开发方面．都还面临许多亟待解决的问题，这就需要政府的大力支持。比如，加快制定相关技术标准，出台对节能、 环保汽车的税费减免和补贴措施，在基础设施建设上提供便利条件等。

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