電動汽車故障診斷與分析畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，同年7月美國電力研究院參加了美國先進電池聯合體。1992年美國電力研究院、克萊斯勒公司與南加州愛迪生公司共同開發50輛電動貨車。統計數據表明，美國1995年有190家電動汽車生產企業，共有電動汽車2000多輛。到2040年。 屆時美國輕型車耗油量將減少75%，基本擺脫對進口石油的依賴。爭取到2020年，全美擁有電動汽車1400萬輛，近1/4的輕型車為純電動汽車或插入式混合動力汽車。日本：日本政府一直很重視電動汽車的發展，很早就對電動汽車的發展做出了具體的布置和計劃。1991年通產省制定了“第3屆電動汽車普及計劃”，用于推動電動汽車的普及與應用。東京電力公司1988年聯合日本電池公司共同開發“Iza”電動汽車，體現了當時最新技術水平：空載量1573kg，裝有288V鎳鎘電池，4臺直流無刷電機，輸出功率為100kW，最高車速176km/h，每次充電后可以40km/h行駛548km。日產公司研制成功薄而輕的鎳鎘電池，用一組超薄電極配以高濃度溶液，散熱性能好、質量輕、充電時問短，6min可充至40％的額定容量，15min完全充滿。該電池己在日產公司的未來型電動車(FEV)上使用，該車一次充電后，能以72km/h的速度行駛160km。1976～1991年日本犬發公司生產各種電動車輛6253輛，成為擁有電動面包車生產線的唯一廠家，1993年已生產和銷售1300輛電動面包車。目前，日產汽車公司約在全國設置了200座充電站，三菱汽車公司約在全國700家店鋪設置了充電器，兩家公司已經達成協議，電動汽車可共享設在全國各地的900座充電設備，到2020年，政府計劃設置5000處充電設施。 歐洲：法國的標致一雪鐵龍與雷諾2大汽車公司一直在積極研制電動汽車，1990年J5和C25電動貨車投入生產，1995年標致106和雪鐵龍AX電動車投入生產。1972年德國歐寶公司開始研制電動汽車，1981年與ABB公司合作改裝電動轎車。20世紀80年代初期奔馳生產電動大客車。奔馳公司1997年9月，在法蘭克福汽車展覽會上推出一款燃料電漣電動汽車，該車在奔馳A級轎車基礎上改裝而成，裝有燃料轉換裝置，可使用甲醇為燃料。1990年意大利菲亞特汽車公司開始生產電動汽車，滿載質量為133kg，車速為70km/h，行駛里程為100km。英國匡際汽車設計公司(IAO)從1979年開始研制電動汽車。1991年克羅德里蓄電池公司投資建立電動汽車生產集團，研制成MOL C3型混合驅動電動汽車，行程130km。其他國家和地區如瑞士、瑞典、丹麥、奧地利、捷克、匈牙利、俄羅斯、澳大利亞、墨西哥等都已開展和研制電動汽車。2009年8月19日，德國政府頒布了《國家電動汽車發展計劃》，目標是到2020年使德國擁有100萬輛電動汽車。以色列Project Better Place公司將在全國范圍內建立一個擁有50萬個充電站的巨型充電網絡。以色列希望通過推廣電動汽車，到2020年削減至少25％的石油進口量。 2電動汽車動力系統設計方案增程式電動汽車(Extended Range Electric Vehicle)是一種特殊的電動汽車，蓄電池和內燃機作為驅動裝置的動力源，分割了用電與用油的時間。電能是驅動增程式電動汽車的主要能源，汽油則是它的備用能源，只有當蓄電池電能不足時，內燃機才開始工作為驅動裝置提供驅動力，驅動車輛繼續行駛，增加汽車行駛里程，使其能夠到達可以充電或加油的地點，不會出現拋錨現象，這也是“增程式電動汽車”(Extended Range Electric Vehicle)名稱的由來。當蓄電池有足夠電量時，增程式電動汽車驅動系統的動力全部來源于蓄電池，在一定的行駛距離范圍內，增程式電動汽車的行駛完全依靠蓄電池提供時動力來完成，實現“零油耗、零排放”，相當于使用純電動汽車。而在超出一定行駛距離、蓄電池的能量耗盡的情況下，內燃機就自動接通為增程式電動汽車驅動組件提供動力，延長它的行駛里程，從而使車輛能夠到達充電站或加油站。增程式電動汽車的蓄電池和動力推進系統經過精準的設置，可以使車輛在由蓄電池提供足夠的電能的時候，不需要發動機進行工作來產生額外的動力。在由蓄電池驅動車輛時，可以保證車輛順利實現加速、最高時速以及爬坡等各種性能；當由內燃機提供動力時，增程式電動汽車能夠滿足基本的車輛行駛要求。增程式電動汽車主要由蓄電池驅動，具備純電動汽車的低噪聲、零排放、綜合利用能源、行駛成本低等特點。有的電動汽車工作在純電動模式下，如比亞迪e6是比亞迪最新自主研發的純電動汽車，具備環保、節能、安全和良好的動力，續駛里程可以達到400 km，為同類車型之冠。但是，如果它在行駛途中蓄電池電能突然耗盡，駕駛者將對此束手無策。而增程式電動汽車有汽油作為備用能源，不依賴于專業的充電站，駕駛者可以安心從容地駕駛。有的混合動力電動汽車以弱混合的模式工作，如奇瑞A5 BSG(Belt Driven Starter Generator)是一款具備怠速停機和啟動功能(STOP—START)的弱混合動力汽車。當汽車遇到紅燈或堵車時，發動機暫停工作；當車輛識別到駕駛員有起步意圖時，系統通過BSG系統快速地啟動發動機，消除了發動機在怠速工作時的油耗、排放和噪聲。可見弱混合動力汽車正常行駛時相當于普通燃油汽車，而增程式電動汽車在蓄電池有足夠電能的時候行駛相當于純電動汽車。相比之下，增程式電動汽車具有更好的環保效果。有的混合動力電動汽車以強混合的模式工作，如豐田普銳斯在怠速時自動停止內燃機，減少能量浪費；在需要最大功率輸出時內燃機和電動機同時出力，一方面滿足了最大功率輸出，另一方面避免了內燃機進入高轉速、高污染、低效率的區間工作；在需要較小功率輸出時，內燃機可以給蓄電池充電；在平緩制動時，通過控制系統也可以給蓄電池充電。總之這種混合動力工作模式能使內燃機始終工作在高效區，而能耗和污染很低，當然這是以高昂的成本為代價的。與上述強混合模式的混合動力電動汽車相比，增程式電動汽車結構簡單，主要由蓄電池驅動，加上一個小型內燃機，其造價要低得多。 與燃油汽車相比，電動汽車的結構特點是靈活的，這種靈活性源于電動汽車具有以下幾個獨特的特點：首先，電動汽車的能量主要是通過柔性的電線而不是通過剛性聯軸器和轉軸傳遞的，因此，電動汽車各部件的布置具有很大的靈活性；其次，電動汽車驅動系統的布置不同（如獨立的四輪驅動系統和輪轂電動機驅動系統等）會使系統結構區別很大，采用不同類型的電動機（如直流電動機和交流電動機）會影響到電動汽車的質量、尺寸和形狀；不同類型的儲能裝置（如蓄電池和燃料電池）也會影響電動汽車的質量、尺寸及形狀。另外，不同的補充能源裝置具有不同的硬件和機構，例如蓄電池可通過感應式和接觸式的充電機充電，或者采用替換蓄電池的方式，將替換下來的蓄電池再進行集中充電。如圖5所示，電動汽車系統可分為3個子系統，即電力驅動子系統、主能源子系統和輔助控制子系統。其中，電力驅動子系統又由電子控制器、功率轉換器、電動機、機械傳動裝置和驅動車輪組成；主能源子系統由主電源、電能管理系統和充電系統構成；輔助控制子系統具有動力轉向、溫度控制和輔助動力供給等功能。根據制動踏板和加速踏板輸入的信號，電子控制器發出相應的控制指令來控制功率轉換器的功率裝置的通斷，功率轉換器的功能是調節電動機和電源之間的功率流。當電動汽車制動時，再生制動的動能被電源吸收，此時功率流的方向要反向。能量管理系統和電控系統一起控制再生制動及其能量的回收，能量管理系統和充電系統一同控制充電并監測電源的使用情況。輔助動力源供給電動汽車輔助系統不同等級電壓并提供必要的動力，它主要給動力轉向、空調、制動及其它輔助裝置提供動力。除了從制動踏板和加速踏板給電動汽車輸入信號外，轉向盤也是一個很重要的輸入信號，動力轉向系統根據轉向盤的角位置來決定汽車靈活地轉向。現代電動汽車很多采用三相交流感應電動機，相應的功率轉換器采用脈寬調制逆變器，機械變速傳動系統一般采用固定速比的減速器或變速器與差速器。鎳氫電池也是被電動汽車廣泛采用的一種典型的動力能源，相應的能源補充系統就是充電器。現代電動汽車很多采用三相交流感應電動機，相應的功率轉換器采用脈寬調制逆變器，圖2 電動汽車基本結構 現代電動汽車很多采用三相交流感應電動機，相應的功率轉換器采用脈寬調制逆變器，機械變速傳動系統一般采用固定速比的減速器或變速器與差速器。典型的結構組成如圖2所示。鎳氫電池也是被電動汽車廣泛采用的一種典型的動力能源，相應的能源補充系統就是充電器。 電動汽車具有高效、節能、低噪聲、零排放等顯著優點，在環保和節能方面具有不可比擬的優勢。但由于目前蓄電池儲能有限，純電動汽車存在一次充電后續駛里程短的問題。考慮采用在純電動汽車上加裝一個增程器（RangeExtender）的方法來增加純電動汽車的續駛里程。 采用不同的電力驅動系統可構成不同結構形式的電動汽車。根據電力驅動系統的不同，電動汽車分為6種，如圖3所示。a)圖3a所示的這種結構與發動機橫向后置、后輪驅動的燃油汽車的布置方式類似，它把電動機、固定速比減速器和差速器集成為一個整體，兩根半軸連接驅動車輪，這種結構在小型電動汽車上應用最普遍。圖3電驅動的結構形式a) 電動機后置式 b)雙電機式 c)前置固定速比減速器式