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一、纯电动汽车的动力是如何传输到车轮的?

电动汽车的动力由储存电能的储能机构(例如动力电池)将电能输送给转换器和功率控制模块(PEM),电控系统通过传感器感知驾驶人的操作需求和路况,再驱动电机运转。驱动电机产生的动力经过齿轮箱进行2次减速,最后经差速器和半轴传输到车轮(图1-1)。

动力电池是电动汽车(EV)的基本能源,驱动电机是EV的唯一驱动装置,其重要性相当于传统汽车的发动机(图1-2)。同时,在减速和制动状态下,驱动电机又能扮演“发电机”的角色,将制动能量回收给电池组(充电)。

图1-1 电动汽车动力传输原理

图1-2 电动汽车的能量传输路径

驱动电机的布置与燃油发动机的位置基本相同,而且电机的减速器和控制器集成在一起,形成前置前驱(FF)、前置后驱(FR)、后置后驱(RR)等不同的驱动形式。如果电动汽车采用轮毂电机或者轮边电机,还能方便地实现四轮转向以及独立驱动控制。

纯电动汽车的动力传递路径如图1-3所示。

图1-3 纯电动汽车的动力传递简图

以比亚迪纯电动汽车为例(图1-4),当电源接通后,动力电池输出直流电,电流通过应急开关、配电箱/继电器之后,一路电流经过电机控制器,由电机控制器转换为交流电,使前驱动电机运转,输出转矩,通过变速器/差速器和传动轴带动左、右前轮转动,使汽车行驶;另一路电流经过DC/DC变换器,将动力电池的330V高压直流电转换为低压42V,提供给电动转向系统EPS等使用。

与此同时,动力电池的即时电压、电流、温度、电量等信息传递给电池管理系统(BMS),BMS负责防止动力电池过放电、过充电或者温度过高。主控ECU接收档位控制器、加速踏板位置传感器、角度传感器等信息,经过计算,发出指令给电机控制器,以控制流向前驱动电机的电流的大小和方向,从而控制电动汽车的行驶速度和方向。

图1-4 比亚迪纯电动汽车工作原理图

→表示能量传递,---表示信号控制或者介质流动

在电动汽车工作时,整车控制系统通过各种传感器、电流检测器对动力电池、驱动电机进行监控,及时反馈信息和报警,并通过电流表、电压表、电功率表、转速表和温度表等予以显示。如果出现漏电情况,漏电保护器起作用。一旦发生紧急短路情况,保护装置的熔丝即刻熔断。

当电动汽车减速和制动时,车轮带动驱动电机转动,在电机控制系统的调控下,感应电动机成为交流发电机产生电流,再将交流电变为直流电,对动力电池充电,这一过程就是制动能量回收过程。

在传动系统结构上,纯电动汽车具有两个明显的特征:一是没有离合器,但是保留了传统汽车的加速踏板、制动踏板以及各种操纵杆;二是使用简单变速器,因为驱动电机的有效转速范围比较宽,所以电动汽车可以采用单速或两速变速器,并与差速器合二为一。 gUbn6Cxa91MCuiyEI5LW5lGBfYoVWDOv474M2iJP4y5HpUsJUsvX0DrAp/GIqkPb

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