电动汽车关键技术探讨与研究
电动汽车关键技术探讨与研究[20200408221144]
摘 要
随着传统燃料汽车的发展和日益普及的同时，带来的汽车尾气排放污染也加剧了地球的污染程度,伴随着这一系列的问题，电动汽车的发展与普及刻不容缓。本论文介绍了发展电动汽车的必要性，以及电动汽车发展现状和趋势，详细描述了电动汽车的构造和工作原理。对电动汽车储能装置、电动汽车电机驱动系统、电动汽车能源管理和回收系统、电动汽车充电技术，以及新材料和新技术在电动汽车上的应用作了全面系统的探讨。着重分析了永磁电动机驱动控制技术、蓄电池充电原理及实例、电动汽车的能量管理策略等关键技术。最后，对本次讨论与研究工作进行总结和展望。
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关键字:电动汽车动力源能量系统驱动系统
目 录
1.绪论 1
1.1 电动汽车国内外发展情况 1
1.2 本课题的研究背景及研究的主要内容 2
1.2.1 本课题的研究背景 2
1.2.2 本课题研究的主要内容 3
2．电动汽车的结构及特点 4
2.1电动汽车的特点 4
2.2 电动汽车的结构原理 5
2.3 当今电动汽车的关键技术 7
2.4本章小结 8
3．电动汽车的控制技术 9
3.1电动汽车的驱动系统 9
3.2驱动电机系统的特点和分类 9
3.3 异步电机矢量控制 10
3.4车用永磁电动机驱动控制技术 12
3.4.1永磁同步电动机的结构 12
3.4.2永磁同步电动机的工作原理 12
3.4.3永磁同步电动机的运行特性 12
3.5本章小结 13
4．电动汽车动力源 14
4.1电动汽车的动力源以及蓄电池 14
4.2 BYD双向逆变充放电技术 15
4.3蓄电池充电原理及实例 18
4.4本章小结 20
5．电动汽车能量管理系统 21
5.1 电动汽车的能量管理系统 21
5.2 电动汽车的能量管理策略 21
5.2.1串联式电动汽车的能量管理策略 21
5.2.2并联式电动汽车的能量管理策略 22
5.3 电动汽车能量再生控制系统 23
5.4 本章小结 24
6．总结 25
参考文献 26
致谢 27
1.绪论
1.1 电动汽车国内外发展情况
（1）国外纯电动汽车的发展现状。
相比美国汽车制造强国，各类新能源汽车的发展以及电动汽车的发展，早在上世纪六十年代的时候就不是什么奇怪的话题。在1843年美国人托马斯.达文波特研究和制作了世界上第一个使用直流电动机驱动的电动车甚至还申请了专利。在很早的时候美国的汽车消费市场中，电动汽车还可以和蒸汽机还有内燃机车平分市场，但是伴随着这个超级大国的内燃机技术的飞速发展和原油的大量开采，电动汽车在市场上渐渐失去优势，也因为这个电动汽车发展停滞了七八十年。但是现在问题来了，原油资源变得非常稀有而且汽车尾气污染变得日夜严重，电动汽车才受到大家的关注。世界上许多的发达国家近年来，伴随着着整车产品的技术特别是性能水平的显著发展，实际上电动汽车在中小客车上已早就进入了商业化层面了，而且很快就会占有市场上的一部分。现阶段，一些发达国家对电动车的设计和改进主要集中在两大领域中，第一种是以一般的内燃机为基础大部分还是沿用它的技术，但是在电池比这方面这些国家进行了很大的改进，但是在某些关键性的技术上还存在诸多的问题，比如说电池的额寿命和电池的成本价格因素，这种类型的电动汽车还没有办法在很短的时间内大批量生产，可以说还处在开发的实验阶段。第二种则是凭借汽车不同作用为基本准则的，准确的说就是在城市间的上班族不需要跑长途就是一般的短途代步工具等。一些汽车发达国家中有许多的汽车制造厂都在研发小型速度低的电动汽车。值得一提的是，东京的三菱汽车有限公司在就在20世纪初的时候实现量产小型电动汽车，这种汽车的动力室由锂电池提供的，原因是它的寿命使用能达到数十年之久而且容量非常大，而电机则是由无磁异步电机构成。像这一类的电动汽车，在凭借着自身特殊作用前提下，让技术水平，汽车功能等方面做到了较好的融合和统一。
（2）国内纯电动汽车的发展现状
在我国对电动汽车的关注和研发实在2000年以后。在21世纪初的时候，我国的“十五”期间的“863”重大科技课题其中就把对新能源汽车开发项目作为非常重要的科研项目，而且计划在以汽油机汽车技术为基础，逐渐向电动车上发展和开发的目标上迈进。在清华大学的主要牵头领导下，设计并生产出来中国首量以蓄电池为动力的真正电动汽车，如今的清华大学内的公共汽车就是用这种电动汽车代替了传统的燃油公交车。到了二零零六年的时候，“十一五”的“863”计划节能与电动汽车重大项目通过了论证。论证的首要课题就是如何加快电动汽车的设计和生产，特别是在生产生活中应用起来，使得电动汽车的生产制造能够产业化，再者就是让电动汽车的使用范围更加的宽广，制定出和加以完善电动汽车的相关法规和行业标准，政府要加大支持和鼓励电动汽车的研发和新能源的有关政策，一些行业的评价和检测能力要符合世界行业水平，建立我国电动汽车自己特有的公共服务平台，国内的几个大的汽车制造商联合起来组建一支中国自主的产业联盟，建立一个可以保障知识产权不不被侵犯，而且金融服务也可以安全运行的保障体系，一定要跟上时代的步伐，成立一个以汽车制造商为主体的把生产学习和设计综合在一起的一个新系统，这样才能更好的使电动汽车得以更好地发展。在接下来的两年里，可以这样说国内的电动汽车水平得到了空前的发展而且也取得了可喜的成绩，由我国自身设计制造的电动汽车外加里面的能源电池成功的出现在了世界电动汽车的舞台上，而且我国自主研发的电动客车也在城市公交上得到了大规模的使用，相对应的我国在电动汽车上的发展和制造水平也达到世界前沿水平。接下来的两年里电动汽车行业呈现了百花齐放的势头。在世界比较大的车展上吉利，比亚迪，奇瑞，等一些汽车制造公，都非常的活跃，在世界舞台上向世人们展现了自主设计制造的新能源电池和电动汽车，因此我国在电动汽车的领域中也占有一席之地了。而且这些企业研发的电动汽车和电动客车都在国家级的质检中心得到实验和测试，各种性能指标参数达到了许多国家的标准和行业层面：在天津清远电动车有限公司国内电动汽车，电动汽车的设计，整体性能都赶得上标致雪铁龙的电动货车和轿车特别是在动力性、经济性、汽车本身的噪声等方面，已经基本掌握了电动汽车的许多关键技术。
1.2 本课题的研究背景及研究的主要内容
1.2.1 本课题的研究背景
我国许多大中城市的空气污染问题已越来越严重，其中的汽车排放污染是主要污染源之一。在全世界范围可再生能源的开发和应用中，推动汽车电动化对于减少我国对传统能源的依赖、实现技术创新、自主品牌地实质性突破具有非常重大的战略意义。现在我国人均汽车拥有量大约是没百人就有一辆汽车，这样算下来我国的汽车已经非常的多了，而且90%都是燃油车，所以石油消耗就非常的大，但在我们国家石油资源严重不足，虽然说可以一部分通过进口可以解决，但是在市场经济的压力下，以后进口的石油数量肯定会减少。所以我国发展和推广电动汽车是有非常重要的社会意义和长远的战略需求，不要错误的认为这是一个暂时的短期的手段，值得一提的是电动汽车根本就不需要笨重的油箱、复杂的发动机和排气系统等一些多余的零部件，和传统的内燃汽油发动机相比较的话的可以说成本是非常的小，值得注意的是电动汽车的能看转化效率是内燃机的几十倍。
1.2.2 本课题研究的主要内容
本课题研究的主要内容可以概括为四个方面，如下：
(1) 电动汽车的结构及特点
(2) 电动汽车的控制技术
(3) 电动汽车动力源
(4) 电动汽车能量管理系统
2．电动汽车的结构及特点
2.1电动汽车的特点
新型的电动汽车和传统的内燃机汽车两者从不同方面比较的话，电动汽车首先在价格方面是高于传统的内燃机汽车的，原因很简单，那就是电动汽车的制造和设计方面比较昂贵。就因为这一点就导致了电动汽车的开始阶段投入会非常的大，比如建厂等方面，但是在维修汽车零件保养电池费用方面电动汽车的费用还是比较低的，而且在使用电动汽车时间的变长，在电动汽车的后市场方面的费用会逐渐的减少，有的情况下，电动汽车的使用维修保养费用甚至会少于内燃机的购买成本，这就是一个很大的优势了，在这个优势下，电动汽车的推广就变得更加的简单。
摘 要
随着传统燃料汽车的发展和日益普及的同时，带来的汽车尾气排放污染也加剧了地球的污染程度,伴随着这一系列的问题，电动汽车的发展与普及刻不容缓。本论文介绍了发展电动汽车的必要性，以及电动汽车发展现状和趋势，详细描述了电动汽车的构造和工作原理。对电动汽车储能装置、电动汽车电机驱动系统、电动汽车能源管理和回收系统、电动汽车充电技术，以及新材料和新技术在电动汽车上的应用作了全面系统的探讨。着重分析了永磁电动机驱动控制技术、蓄电池充电原理及实例、电动汽车的能量管理策略等关键技术。最后，对本次讨论与研究工作进行总结和展望。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:电动汽车动力源能量系统驱动系统
目 录
1.绪论 1
1.1 电动汽车国内外发展情况 1
1.2 本课题的研究背景及研究的主要内容 2
1.2.1 本课题的研究背景 2
1.2.2 本课题研究的主要内容 3
2．电动汽车的结构及特点 4
2.1电动汽车的特点 4
2.2 电动汽车的结构原理 5
2.3 当今电动汽车的关键技术 7
2.4本章小结 8
3．电动汽车的控制技术 9
3.1电动汽车的驱动系统 9
3.2驱动电机系统的特点和分类 9
3.3 异步电机矢量控制 10
3.4车用永磁电动机驱动控制技术 12
3.4.1永磁同步电动机的结构 12
3.4.2永磁同步电动机的工作原理 12
3.4.3永磁同步电动机的运行特性 12
3.5本章小结 13
4．电动汽车动力源 14
4.1电动汽车的动力源以及蓄电池 14
4.2 BYD双向逆变充放电技术 15
4.3蓄电池充电原理及实例 18
4.4本章小结 20
5．电动汽车能量管理系统 21
5.1 电动汽车的能量管理系统 21
5.2 电动汽车的能量管理策略 21
5.2.1串联式电动汽车的能量管理策略 21
5.2.2并联式电动汽车的能量管理策略 22
5.3 电动汽车能量再生控制系统 23
5.4 本章小结 24
6．总结 25
参考文献 26
致谢 27
1.绪论
1.1 电动汽车国内外发展情况
（1）国外纯电动汽车的发展现状。
相比美国汽车制造强国，各类新能源汽车的发展以及电动汽车的发展，早在上世纪六十年代的时候就不是什么奇怪的话题。在1843年美国人托马斯.达文波特研究和制作了世界上第一个使用直流电动机驱动的电动车甚至还申请了专利。在很早的时候美国的汽车消费市场中，电动汽车还可以和蒸汽机还有内燃机车平分市场，但是伴随着这个超级大国的内燃机技术的飞速发展和原油的大量开采，电动汽车在市场上渐渐失去优势，也因为这个电动汽车发展停滞了七八十年。但是现在问题来了，原油资源变得非常稀有而且汽车尾气污染变得日夜严重，电动汽车才受到大家的关注。世界上许多的发达国家近年来，伴随着着整车产品的技术特别是性能水平的显著发展，实际上电动汽车在中小客车上已早就进入了商业化层面了，而且很快就会占有市场上的一部分。现阶段，一些发达国家对电动车的设计和改进主要集中在两大领域中，第一种是以一般的内燃机为基础大部分还是沿用它的技术，但是在电池比这方面这些国家进行了很大的改进，但是在某些关键性的技术上还存在诸多的问题，比如说电池的额寿命和电池的成本价格因素，这种类型的电动汽车还没有办法在很短的时间内大批量生产，可以说还处在开发的实验阶段。第二种则是凭借汽车不同作用为基本准则的，准确的说就是在城市间的上班族不需要跑长途就是一般的短途代步工具等。一些汽车发达国家中有许多的汽车制造厂都在研发小型速度低的电动汽车。值得一提的是，东京的三菱汽车有限公司在就在20世纪初的时候实现量产小型电动汽车，这种汽车的动力室由锂电池提供的，原因是它的寿命使用能达到数十年之久而且容量非常大，而电机则是由无磁异步电机构成。像这一类的电动汽车，在凭借着自身特殊作用前提下，让技术水平，汽车功能等方面做到了较好的融合和统一。
（2）国内纯电动汽车的发展现状
在我国对电动汽车的关注和研发实在2000年以后。在21世纪初的时候，我国的“十五”期间的“863”重大科技课题其中就把对新能源汽车开发项目作为非常重要的科研项目，而且计划在以汽油机汽车技术为基础，逐渐向电动车上发展和开发的目标上迈进。在清华大学的主要牵头领导下，设计并生产出来中国首量以蓄电池为动力的真正电动汽车，如今的清华大学内的公共汽车就是用这种电动汽车代替了传统的燃油公交车。到了二零零六年的时候，“十一五”的“863”计划节能与电动汽车重大项目通过了论证。论证的首要课题就是如何加快电动汽车的设计和生产，特别是在生产生活中应用起来，使得电动汽车的生产制造能够产业化，再者就是让电动汽车的使用范围更加的宽广，制定出和加以完善电动汽车的相关法规和行业标准，政府要加大支持和鼓励电动汽车的研发和新能源的有关政策，一些行业的评价和检测能力要符合世界行业水平，建立我国电动汽车自己特有的公共服务平台，国内的几个大的汽车制造商联合起来组建一支中国自主的产业联盟，建立一个可以保障知识产权不不被侵犯，而且金融服务也可以安全运行的保障体系，一定要跟上时代的步伐，成立一个以汽车制造商为主体的把生产学习和设计综合在一起的一个新系统，这样才能更好的使电动汽车得以更好地发展。在接下来的两年里，可以这样说国内的电动汽车水平得到了空前的发展而且也取得了可喜的成绩，由我国自身设计制造的电动汽车外加里面的能源电池成功的出现在了世界电动汽车的舞台上，而且我国自主研发的电动客车也在城市公交上得到了大规模的使用，相对应的我国在电动汽车上的发展和制造水平也达到世界前沿水平。接下来的两年里电动汽车行业呈现了百花齐放的势头。在世界比较大的车展上吉利，比亚迪，奇瑞，等一些汽车制造公，都非常的活跃，在世界舞台上向世人们展现了自主设计制造的新能源电池和电动汽车，因此我国在电动汽车的领域中也占有一席之地了。而且这些企业研发的电动汽车和电动客车都在国家级的质检中心得到实验和测试，各种性能指标参数达到了许多国家的标准和行业层面：在天津清远电动车有限公司国内电动汽车，电动汽车的设计，整体性能都赶得上标致雪铁龙的电动货车和轿车特别是在动力性、经济性、汽车本身的噪声等方面，已经基本掌握了电动汽车的许多关键技术。
1.2 本课题的研究背景及研究的主要内容
1.2.1 本课题的研究背景
我国许多大中城市的空气污染问题已越来越严重，其中的汽车排放污染是主要污染源之一。在全世界范围可再生能源的开发和应用中，推动汽车电动化对于减少我国对传统能源的依赖、实现技术创新、自主品牌地实质性突破具有非常重大的战略意义。现在我国人均汽车拥有量大约是没百人就有一辆汽车，这样算下来我国的汽车已经非常的多了，而且90%都是燃油车，所以石油消耗就非常的大，但在我们国家石油资源严重不足，虽然说可以一部分通过进口可以解决，但是在市场经济的压力下，以后进口的石油数量肯定会减少。所以我国发展和推广电动汽车是有非常重要的社会意义和长远的战略需求，不要错误的认为这是一个暂时的短期的手段，值得一提的是电动汽车根本就不需要笨重的油箱、复杂的发动机和排气系统等一些多余的零部件，和传统的内燃汽油发动机相比较的话的可以说成本是非常的小，值得注意的是电动汽车的能看转化效率是内燃机的几十倍。
1.2.2 本课题研究的主要内容
本课题研究的主要内容可以概括为四个方面，如下：
(1) 电动汽车的结构及特点
(2) 电动汽车的控制技术
(3) 电动汽车动力源
(4) 电动汽车能量管理系统
2．电动汽车的结构及特点
2.1电动汽车的特点
新型的电动汽车和传统的内燃机汽车两者从不同方面比较的话，电动汽车首先在价格方面是高于传统的内燃机汽车的，原因很简单，那就是电动汽车的制造和设计方面比较昂贵。就因为这一点就导致了电动汽车的开始阶段投入会非常的大，比如建厂等方面，但是在维修汽车零件保养电池费用方面电动汽车的费用还是比较低的，而且在使用电动汽车时间的变长，在电动汽车的后市场方面的费用会逐渐的减少，有的情况下，电动汽车的使用维修保养费用甚至会少于内燃机的购买成本，这就是一个很大的优势了，在这个优势下，电动汽车的推广就变得更加的简单。
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