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电动汽车的主要组成部件包括了哪些？
核心提示：1、蓄电池电动道路车辆指有车身、用于在公路上行驶的、只由电机驱动的汽车，且其牵引能量只由装在电动汽车上的牵引电池提供。 2、车辆类型指在以下基本方面不存在差别的蓄电池电动道路车辆，即：尺寸、结构、外形及构成材料属性；动力系统部件、电池或电池组...
1、&蓄电池电动道路车辆&指有车身、用于在公路上行驶的、只由电机驱动的汽车，且其牵引能量只由装在电动汽车上的牵引电池提供。
2、&车辆类型&指在以下基本方面不存在差别的蓄电池电动道路车辆，即：尺寸、结构、外形及构成材料属性；动力系统部件、电池或电池组的安装；电气和电子部件的属性及类型。
3、&一种类型蓄电池电动道路车辆的认证&指对一种类型的电动汽车结构及功能方面安全要求（尤其是使用电路方面）的认证。
4、&牵引电池&指为动力电路提供能量的以电路方式连接的所有电池组件的总成。
5、&电池组件&指由一个电池或多个电池的总成以串联或并联的形式连接，放置于一个容器内，以机械联系的最小能量储存单元。
6、&电池组&指由电池组件及分隔架或托盘组成的单个机械总成。一辆汽车可以有一个或多个电池组，也可以不含有电池组。
7、&辅助电池&指所储藏的能量只用于辅助性网络供应的电池单元。
8、&辅助网络&指与用于装有内燃机汽车上的电气设备具有相同功能的辅助电气设备总成。
9、&随车充电器&指与车上结构相联接的能量电子转换器，用于由外部供电源（电网）给牵引电池充电。
10、&联结系统&指用于连接汽车与外部电源（包括交流及直流电源）的所有部件。
11、&动力系统&指电网络，包括：
① 牵引电池；
② 电子转换器（随车充电器，牵引电机的电子控制器，AC/DC转换器，等等）；
③ 牵引电机，与此相联的线束及联接器等；
④ 充电电路；
⑤ 动力辅助设备（如加热、除霜、动力转向等）。
12、&驱动系统&指动力系统的专用部件：牵引电机及其电子控制器、与此相关的线束及联接器。
13、&电子转换器&指能够控制及/或转化电能的一种装置。
14、&乘员及载货舱&指车内用于乘员乘坐的空间，其边界为车顶、地板、车身侧壁、车窗、前部挡壁、后座椅靠背平面，以及与安放电池或电池组件空间的分隔板。
15、&驱动方向控制单元&指由司机促动的，用于选择运行方向（前进或后退）的特有装置，这样当加速器促动后车辆便沿此方向运行。
16、&直接接触&指人或牲畜与带电部件的接触。
17、&带电部件&指用于通常使用的被赋予电能的导体或导电部件。
18、&间接接触&指人或牲畜与暴露的导电部件的接触。
19、&暴露的导电部件&指通常状态下不带电，而易于触及的导电体，但这种导体在故障情况下也会被通电。
20、&电路&指相互连接的带电部件的总成，在正常的操作条件下有电流通过。
21、&有效驱动模式&指当向加速踏板施加压力（或启动相应的控制装置）时就会使驱动系统带动汽车移动的一种车辆模式。
22、&标称电压&指厂家规定电压均方根值，即（r.m.s），电路便据此值而设计，并体现其特性。
23、&工作电压&指由厂家规定的一个电路电压的最高均方根值，可以在任何绝缘状况，开路或正常操作条件下发生。
24、&电气底板&是将导电部件以电路形式联接在一起，其它所有导电部件均与它们相联并以其电势作为基准。
25、&钥匙&指设计并制作用来操作锁死系统的装置，而这个锁死系统也设计并制作成只能用这一装置才能使之运作。
责任编辑：huangsilin
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电动汽车结构与原理 第4章_动力电池系统
&&电动汽车结构与原理 第4章_动力电池系统
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你可能喜欢超低温(-40℃)动力电池基本特性介绍及分析
来源：电动汽车资源网 雷洪钧
摘要：号淄博国利新电源科技公司石总工向笔者介绍了他研发的镍氢动力电池在超低温(-40 ℃)环境下能正常充放电，引起了我的兴趣。
【文|电动汽车资源网特约作者&湖北省汽车工程学会研究员&】目前新能源汽车产业链（全行业）都在为磷酸铁锂系的动力电池在低温下的充放电性能不佳而发愁，尤其是低温条件下充电无法满足我国北方地区的市场要求。客车厂想通过对动力电池加热而提高动力电池温度，但是车上加热的能源从什么地方来？有些动力电池厂家对外宣称已经成功研究出低温环境下的动力电池，笔者一直等待看到实际效果。号淄博国利新电源科技公司石总工向笔者介绍了他研发的镍氢动力电池在超低温(-40℃)环境下能正常充放电，引起了我的兴趣。石总工给了技术资料，我进行了认真的学习，同时他邀请我到淄博市公交车场站的现场，查看实际应用情况。现将有关体会分享给大家。一、目前用户端对纯电动汽车的抱怨情况一次持续里程太短。目前纯电动汽车实际工况下里程不到200公里，这与燃油车相比还差400公里。此瓶颈不能解决的话，纯电动汽车的大面积推广可能性不大。电能补给的时间太长，燃油车补给时间在10分钟以内，而纯电动车的电能补给在3个小时以上，这对大众消费者而言，是很难接受的。车辆要保障安全是底线，即车辆自己不能燃烧、不能爆炸。我国北方（西北、华北、东北等）地区对车辆适宜的环境温度更为苛刻，温度在（-40 ℃ ～+50 ℃）范围内，车辆要能正常运行。目前大家都在努力。二、解决用户抱怨的基本途径分析（一）持续里程太短的解决办法1）提高电池比能量，这是电池企业的科技攻关课题。目前官方公布的磷酸铁锂动力电池的比能量是140wh/kg，三元电池是180wh/kg，而市场的基本要求是300wh/kg以上，实现这个目标，估计还要等5年以上的时间。2）提高充电的方便性。这要以建设成本的经济性为代价。综合思考，要在10分钟以内完成充电（电能补给），目前技术上已经成熟的，但是经济上太不划算，主要是充电桩布局要充分、全面，供电功率要满足需要。国家电网在高速公路上予以全面推进。如济南到青岛的高速公路上，开纯电动汽车可以安全、按计划节点到达目的地，已经没有问题。3）车辆结构上轻量化。这是一个漫长的过程，要颠覆传统车辆设计理论及生产工艺。轻量幅度比传统车也要轻到40%以上，其经济性才会有明显效果。客车厂家都在积极推进。如扬子江汽车集团公司的纯公交车的轻量化目标是超过50%。4）慢充快补模式已经得到全国公交公司大部分领导接受。如扬子江汽车集团的“在线充纯电动公交车”是一个典型成功案例。公交公司推进纯电动公交车已经没有“运营里程担忧”的烦恼。（二）动力电池不燃烧、不爆炸的解决办法1）要对目前的动力电池机理进行创新。动力电池厂家都已经在开展这方面研发的工作，也有一些厂家已经取得一定实际成果。如淄博国利新电源科技公司生产的镍氢电池。2）不爆炸是纯电动汽车的底线。即使在机理上做不到不燃烧，电池厂家和整车厂家，必须保障动力电池不爆炸是基本要求，目前的技术和管理水平上是可以做到的，方法也是比较多的。我国目前纯电动汽车是安全的，也是基于目前的技术和管理水平上理解的，实际情况也是如此。几个事故案例的发生，如果措施到位，是完全可以避免的。（三）低温下，动力电池能正常充放电的解决办法&1）低温是指零下（-20℃以下）环境温度。目前磷酸铁锂系的动力电池一般在零下（-10℃以下 ）能正常充放电已经是水平很高了，尤其充电更是困难。不少厂家想从工艺进行优化，从机理上提升空间不大，实际效果也不明显。2）PACK厂家采用外部加热技术，逻辑上令人很难理解，其效果也不佳。车辆是高速、长距离移动的运输工具，加热能量如何从外部取得？3）整车厂想在动力电池以外再加一套燃油装置，来给纯电动汽车的车载动力电池系统加热。给人印象是，纯外行的处理方案，没有一定技术含量。三、 超低温(-40℃)动力电池基本特性介绍石总研发的电池是镍氢电池，在镍氢动力电池基础上通过配方工艺结构改进，使之兼具超级电容器及镍氢电池双重特性，称之为电容型镍氢动力电池，简称电容电池。由于其具有较好的低温特性，又称为超低温（-40℃）动力电池。目前此单体比能量是60，成组后的比能量是50，而磷酸铁锂电池单体比能量是140，而成组后的比能量是100。其电池基本结构原理示意图（见图1）：&图1 电池基本结构原理示意图1）电池组成。正极主要材料采用氧化镍，负极主要采用储氢材料（镧鈰稀土材料），在配方中增加了超级电容材料，采用特殊湿法涂布极板表面修饰，加强了集流体导电，不锈钢壳体，添加了水基电解液（氢氧化钾水溶液）。&&图2 单体及pack实物照片&2）安全性原理。采用水基电解液（氢氧化钾水溶液），电解液本身不着火不爆炸。电池各部件中没有易燃易爆材料，并有电解液浸润，也不会着火爆炸。壳体采用不锈钢，不但不燃烧，还可承受2兆帕压力。即使是在极端条件下，比如电池内部短路，也不会产生着火爆炸危险，该电池本质是安全的。图3 单体挤压测试照片3）快速充电原理。该电池采用碱性水剂电解液，氢离子体积非常小，导电十分顺畅；各元器件采用低内阻设计；增加了超级电容材料，加强了物理储存电荷能力，延迟和减小了极板极化，降低了电池内阻，保障了快速充电。比如200Ah电池内阻只有0.4毫欧。4）低温特性。厂家精心电解液配方政策下，零下50℃水基电解液不结冰，保障了氢离子的正常导电；各元器件采用低内阻设计；增加超级电容材料，加强了物理储存电荷能力，延迟和减小了极板极化，保障了有较好的低温特性。&&四、镍氢电池市场应用分析上面对此电池机理进行了解剖，其优点较为明显。动力电池的比功率与比能量这个指标是相互矛盾的。此电池偏于比功率型即电容型。相对纯电动汽车而言，比能量高是要追求的指标。但是此电池超低温(-40℃)特性特别优秀，对我国北方地区冬季纯电动公交车基本不能用的瓶颈，笔者理解如下：1）此电池在我国南方地区，基本没有市场，理由是目前比能量低了一些，而磷酸铁锂系的动力电池快充技术也有明显进步；2）主要车型是公交车、混合动的乘用车及部分通勤客车车；3）镍氢与稀土关系决定了此电池会有大的发展趋势。中国稀土资源丰富，镍氢成本下降空间还是相当大的。4）在中国，镍氢电池与磷酸铁锂系的动力电池会平分市场，磷酸铁锂主要市场在中国南方，而镍氢电池主要市场在北方。五、超低温(-40℃)动力电池研发成功的意义1）对发展纯电动汽车的质疑的回答有好处。磷酸铁锂系的动力电池在北方地方不能用，对纯电动汽车发展路线的质疑是有道理的。有了超低温(-40℃)动力电池，对发展纯电动公交车而言，信心更足。2）有了超低温(-40℃)动力电池，我国北方城市发展新能源汽车步伐会明显加快。以上介绍资料表明，其安全性从机理有保障，有望能彻底回复人们的质疑；3）以上介绍资料表明，其快充功能，对公交车而言，运营里程完全能确保。我国无论是北方还是南方地区，纯电动化推进步伐会明显加快。4）超低温(-40℃)动力电池研发成功，对客车企业是一个利好信息。同时该电池含有30%的镍和10%的稀土，均可回收再利用。该电池采用高含量的镧鈰储氢材料，一辆12米纯电动公交大约需要1吨稀土材料，为镧鈰找到了新的用途。（来源：电动汽车资源网 雷洪钧）本文由电动汽车资源网特约作者撰写，他们为本文的真实性和中立性负责，观点仅代表个人，不代表电动汽车资源网。版权声明:本文为电动汽车资源网特约作者撰写,版权为电动汽车资源网()所有,转载请务必注明出处(电动汽车资源网)及作者,否则必将追究法律责任。-23日，将在深圳中海凯骊酒店隆重召开。本次峰会由电动汽车资源网主办，以“后补贴时代技术创新发展思路”为主题，探讨领域既涵盖整车、动力电池系统、驱动系统及其他零部件等产品安全可靠性设计和测试评价等技术性话题，又兼具新能源汽车运营模式等市场性话题，是中国新能源汽车行业产、学、研、用相结合的一次行业盛会。一场新能源汽车技术与市场深度融合的千人大会，诚邀您报名参加（）！咨询电话：2& &
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此评论客观公正的解释了动力电容电池的优缺点，我认为这种电池还有一个优点就是长寿命及超万次的充电频次，这些特点没有提及。随着时间的推移。动力电容电池定会显现它的实用价值。
作者介绍的非常好
笔者通过对特斯拉纯电动汽车底盘布置模式分析，有一些感悟，供大家参考。
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客服邮箱：纯电动汽车动力系统概述
[来源:http://www.hqmotorcn.com]&&&　[作者:东莞电机厂]&&&
[日期: 09:32]&&&
一、纯电动汽车动力系统结构及控制的工作原理
纯电动汽车是采用电动机作为牵引装置，并应用化学蓄电池组等蓄能装置给电动机提供电能。纯电动汽车与传统内燃机汽车相比有明显的优点，如低能耗、零排放、高效率、低噪声、运行平稳等。
1、纯电动汽车动力系统结构
纯电动汽车动力系统结构与传统内燃机汽车动力系统结构上的区别主要有两个方面：一是用电动机、电机控制器代替内燃机及其控制器；二是用动力电池及电池管理系统代替传统内燃机汽车的燃油箱及供油系统。纯电动汽车可以利用电机及电机控制器的双向特性将车辆减速或下坡时的能量转换成电能储存起来，以提高能量的利用率。
纯电动汽车动力系统由整车控制器、电机控制器、电动机、传动装置、动力电池、电池管理系统及外接充电控制单元构成，如图1。动力系统的核心是&三电&，即动力系统控制（简称&电控&）、动力电池系统（简称&电池&），和电机、逆变器系统（简称&电机&）。本课题将整车控制器的功能整合进电机控制器中，由一块单片机控制，并兼容了电池管理系统的部分功能。也就是将&三电&有机的结合起来，形成统一的集成化的整体。因此本文的动力系统可简化为如图2所示。
图1：纯电动汽车动力电控系统框图
图2：动力电控制系统框图
2、纯电动汽车动力系统控制工作原理
在驱动车辆时，当加速踏板需求信息进入控制器后，控制器将驾驶员的驾驶意图转换成对电机的扭矩请求，控制器将控制逆变器的功率输出来控制电机的扭矩或转速输出，的输出扭矩通过车辆传动系统驱动车辆行驶，满足驾驶员驱动车辆的需求。
对于本文而言，上述过程均在电机控制器中完成，使动力系统简化，但同时会增大控制器的数据信息量。动力系统的控制（电控），主要包括控制器硬件，底层软件，包含控制策略和标定的上层应用软件，以及与其他部分间的网络通讯。控制器不断接收动力系统和整车的各类信息，并通过复杂的信号处理和计算，判断系统是否处于合理的运行状态。上述的内容均由该系统一一电机控制器控制参数计算、传递与监测系统完成，衡量合理运行的标准，也是通过该参数系统设定各项保护值。具体的信号参数和保护值的内容及选定。
二、电机驱动系统组成
东莞环球电机驱动系统和动力电池共同构成了纯电动车动力系统。纯电动汽车对驱动电机系统的基本要求是：（1)高密度、小型轻量化；（2)高效率；（3)高扭矩和宽调速；（4)可靠性、耐久性与适应性；（5)噪音低和成本低。
电动汽车的时速和启动速度取决于驱动电机的功率和性能，与此同时，驱动电机如何运转受控于电机控制器。电机的基本参数及各项控制参数，需要传给控制器以作为其工作的依据。控制器的软件部分与控制策略，也同样依托于系统参数。因此，电机驱动系统的主要组成部分一一驱动电机和电机控制器，是本文所设计的参数系统的参数来源。下面对这两个参数来源作相应的总结。
1、驱动电机
驱动电机对于新能源汽车来说相当于动力心脏，其重要性相当于传统车的内燃机。新能源汽车上应用的驱动电机有直流有刷电动机、交流感应电动机、永磁同步电动机和开关磁阻电动机。
目前，纯电动汽车的电驱动系统多为交流电驱动系统，综合各类电机的各项性能和实际情况，采用的较为广泛的是永磁同步电机和异步电机。本课题所研发的电机控制器控制参数计算、传递与监测系统，也是主要针对于这两类电机的主要参数和控制方式进行的设计。下面对这两类电机进行简单的总结和说明。
(1)交流永磁同步电机
永磁同步电动机（PMSM)是一种高性能的电动机，运行可靠、寿命长，与其他电动机相比具有更高的能量密度和更高的效率。同时，控制较为复杂，使用成本较高。
永磁同步电机又可分为表贴式和内埋式，不同的类型会影响d、q轴电感这两个重要的电机参数，继而影响本课题电机控制器的MTPA控制效果。此外，我们采用的电机线圈的缠绕方式为星形接法，或称Y形接法，与三角形接法不同之处就是相电流、相电压与线电流、线电压参数间系数的不同，本文不再赘述。
(2)交流感应电机
交流感应电动机（ACIM)又称异步电动机，主要特点是转子在定子的旋转磁场的作用下，产生感应电流，并受磁场的作用，获得转动力矩。转子和定子之间无其他装置，结构简单且耐用；不需要正弦型交流PMSM中较贵的位置传感器，仅需编码器作为转速传感器，使成本更低、维修更方便；高速的反电动势较低。ACIM的缺点是效率相对较低、功率密度低、调速性能较差，同时由于定、转子间转差的存在，对控制要求相对较高。
2、东莞电机控制器
电机控制器(或者也可以称为电机驱动控制系统），主要由逆变器及其驱动、电源模块、中央控制模块、保护模块、信号采集模块、传感器等组成。中央控制模块采用单片机作为主控芯片，逆变器一般采用IGBT模块或功率MOS管。传感器用于采集转子位置信息，一般采用旋变、光电编码器等；此外，还有温度传感器、电流传感器。
电机控制器的作用是在驱动时把来自动力电池的直流电转化为交流电，根据驾驶员对加速踏板操作需要调节电流与电压，以控制驱动电机。
对于加速踏板和档位信息等的采集和相应的AD转换、数据处理，以及如何将这些反应驾驶员意图的量转化成为控制器的目标转矩，这一目标转矩如何变成控制器对逆变器控制的物理量，继而控制电机运行，这些都将是该系统一一电机控制器控制参数计算、传递与监测系统，所要实现的功能，都隶属于该系统的工作范围内。
对于永磁同步电机和异步电机，控制器的应用软件部分&&Matlab模型，有相应不同的控制方法。
(1)永磁同步电机
永磁同步电机的控制方法，基于空间矢量脉宽调制，即SVPWM技术，以磁场定向控制（FOC)理论以为主体。在此之上，本文研发的控制器附加了MTPA控制及弱磁控制。以便于使环球电机有更大的扭矩输出和更宽的转速范围，实现更好的控制效果。
(2)异步电机
综合各种控制策略的特点，本文控制器选定的控制策略为：间接转子磁场定向控制。核心思想即基于转子转速，加上转差控制，构成东莞环球电机定子同步磁场的转速。该控制方法关键之处在于对定子d、q轴电流的分配方式，和转差的处理。
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电动汽车动力电池箱结构分析及优化设计
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