純電動汽車結構認知，純電動汽車結構及檢修，純電動汽車是完全由可充電儲能式電池（如鉛酸電池、鋰離子電池等）供應動力源的汽車。它能夠直接利用外電源為蓄電池充電，并通過蓄電池的電能轉換成機械能來驅動汽車行駛。相比于傳統的內燃機汽車，純電動汽車的動力傳遞是柔性的電線連接，結構更加靈活。具體如下：

1.傳動系統柔性化。關于傳統的內燃機汽車。重要采用手動變速器或自動變速器來換向和變速；而純電動汽車可以有多種選擇，既可以用手動和自動變速器，又可以用電子驅動器控制電動機直接變速驅動。另外，內燃機汽車的動力從內燃機輸出后，送達飛輪和離合器，再進一步傳遞到傳動系，直至累動車輛前進，動力傳遞重要依靠剛性連接；純電動汽車則使用電動機供應動力，動力傳遞可以通過控制器柔性的電線連接完成，動力輸出到傳動系后，其過程和傳統車輛相一致。因此，純電動汽車的構造相對簡單化、傳遞柔性化。

2.動力系統電能化。傳統汽車由內燃機供應動力，通過燃料燃燒出現的化學能轉換成機械能來驅動汽車，其燃料儲存在油箱中：而純電動汽車曲可充電電池（如鉛酸電池、鋰離子電池等）供應動力源，通過蓄電池的電能轉換成機械能來驅動汽車，蓄電池的電能儲存于儲能式電池中。

3.控制系統精確化。純電動汽車除了CAN總線整車控制系統外，新增了電機控制系統和電池管理系統等，因此純電動汽車的通信和控制技術比傳統汽車要求更高、結構更復雜、控制更精確。

純電動汽車由電能驅動，能源來源廣泛，低能耗和低噪聲，且沒有任何尾氣排放，符合環保和節能的理念，是最理想的綠色環保工具。

一、純電動汽車的結構

純電動汽車重要由電力驅動控制系統、汽車底盤、車身以及各種輔助裝置等部分組成。除了電力驅動控制系統外，其他部分的功能及其結構組成基本與傳統汽車類同，只是有些部件根據所選的驅動方式不同，已被簡化或省去

1-充電插頭：2-診斷接口；3電池；4一接觸器箱：5-高壓裝置；6一控制模塊：7-功率電子；8電動機：9一電動直空泵；10-變速箱

電池組、電動機、電機控制器、DC/DC電能變換器、高壓控制盒等組成。除了動力鋰離子電池外，其余部件基本布置在車輛的前發動機箱內。眾泰5008EV前艙布置如圖2-3所示。

二、電力驅動控制系統工作原理

電力驅動控制系統按工作原理可分為車載電源模塊、電力驅動主模塊和輔助模塊三大部分。圖2-4所示為眾泰5008EV純電動汽車電力驅動控制系統示意圖。其工作原理為：點火鑰匙打開后，蓄電池通過高壓控制盒內繼電器控制板啟動高壓控制盒內總正、總負接觸器，高壓控制盒啟動后高壓回路接通，給DC/DC輸送高壓，DC/DC將高壓電轉換為13V低壓電，為蓄電池充電，動力鋰電池通過高壓控制盒內總正、總負輸入到驅動電動機控制器，由驅動電動機控制器將兩相高壓直流電轉換為三相高壓直流電，輸送至驅動電動機，使驅動電動機工作，驅動電機動通過減速器帶動半軸驅動汽車行駛。同時，電池管理系統（BMS）監控電池組的實時信息。鑒車控制器集成于高壓控制盒內，根據BMS監控的實時信息來控制整車系統。

（一）車載電源模塊

車載電源模塊重要由蓄電池電源、能源管理系統和充電控制器三部分組成。

1.蓄電池電源。蓄電池是純電動汽車的唯一能源，它除了供給汽車驅動行駛所需的電能外，也供應汽車上各種輔助裝置的工作電源。蓄電池在車上安裝前要通過串并聯的方式組合成所要求的電壓等級。由于電動機驅動所需的電壓等級往往與輔助裝置的電壓要求不一致，輔助裝置所要求的一般為12V或24V的低壓電源，而電動機驅動一般要求為高壓電源，并且所采用的電動機類型不同，其要求的電壓等級也不同。為滿足該要求，可以用多個12V或24V的蓄電池串聯成96~384V高壓直流電池組，再通過DC/DC電能變換器供給所需的不同電壓；也可按所要求的電壓等級，直接由蓄電池組合成不同電壓等級的電池組，不過這樣會給充電和能源管理帶來相應的麻煩。

2.能源管理系統。能源管理系統是對純電動汽車系統能量轉換裝置的工作能量進行協調、分配和控制的軟硬件系統。

能源管理系統與電力驅動主模塊的中央控制單元配合一起控制發電回饋，使純電動汽車在降速制動和下坡滑行時進行能量回收，從而有效地利用能源，提高純電動汽車的續程能力。

能源管理系統還需與充電控制器一同控制充電。為提高蓄電池性能的穩定性和延長其使用壽命，常要實時監控電源的使用情況，對蓄電池的溫度、電解液濃度、蓄電池內阻、電池端電壓、當前電池剩余電量、放電時間、放電電流或放電深度等蓄電池狀態參數進行檢測，并按蓄電池對環境溫度的要求進行調溫控制，對有關參數進行顯示和報警，以便駕駛員隨時掌握操作，按要及時對蓄電池充電并進行維護保養。

3.充電控制器。充電控制器是把供電電網的交流電轉換為相應電壓的直流電，對蓄電池充電并按要求控制其充電電流。充電開始時一般為恒流充電階段；當電池電壓上升到一定值時，進入恒壓充電階段，充電器輸出電壓維持在相應值；進入恒壓充電階段后，電流逐漸減小。也有采用脈沖式電流進行快速充電的。

（二）電力驅動主模塊

電力驅動主模塊重要由中央控制單元、驅動控制器、電動機、機械傳動裝置等組成。為適應駕駛員的傳統操縱習慣，純電動汽車仍保留了加速踏板、制動踏板及有關操縱手柄或按鈕等。不過在純電動汽車上是將加速踏板、制動踏板的機械位移量轉換為相應的電信號，輸人到中央控制單元來對汽車的行駛實行控制。純電動汽車一般只有前進空擋倒退三個擋位，用以將開關信號傳輸到中央控制單元，對汽車進行前進、停車、倒車控制。

1.中央控制單元。中央控制單元不僅是電力驅動主模塊的控制中心，也要對整輛電動汽車的控制起到協調用途。它根據加速踏板與制動踏板的輸入信號，向驅動控制器發出相應的控制指令，對電動機進行啟動、加速、減速、制動控制。在電動汽車減速和下坡滑行時，中央控制器配合車載電源模塊的能源管理系統進行發電回饋，即對蓄電池反向充電。

關于與汽車行駛狀況有關的速度、功率、電壓、電流及有關故障診斷等信息，還需傳輸到輔助模塊的駕駛室顯示操縱臺進行相應的數字或模擬顯示，也可采用液晶屏幕顯示來提高其信息量。

另外，假如采用輪轂電動機分散驅動方式，當汽車轉彎時，中央控制器也需與輔助模塊的動力轉向單元配合，即控制左右輪毅電動機來實行電子差速轉向。

為減少純電動汽車各個控制部分間的硬件連線，提高可靠性，現代汽車控制系統已較多地采用微機的CPU總線控制方式。特別是關于采用輪載電動機進行前后四輪驅動（4WD）的控制模式，更要運用總線控制技術來簡化電動汽車內部線路的布局，提高其可靠性，也便于故障診斷和維修。采用該模塊化結構，一旦技術成熟，其成本將會隨批量的新增而大幅下降。

2.驅動控制器。驅動控制器功能是按中央控制單元的指令和電動機的速度、電流反饋信號對電動機的速度、驅動轉矩和旋轉方向進行控制的。驅動控制器與電動動機必須配套使用。目前對電動機的調速重要采用調壓、調頻等方式，這重要取決于所選用的驅動電動機機是通過控制其脈沖頻率來進行調速。當汽車倒車行駛時，需通過驅動控制器是電動機反轉來驅動車輪反向行駛。當純電動汽車處于減速和下坡滑行時，驅動控制器使電動機運行于發電狀態，電動機利用其慣性發電，將電能通過驅動控制器回饋給蓄電池，所以驅動控制器與蓄電池電源的電能流向是雙向的。

3.驅動電動機。驅動電動機在電動汽車中被要求承擔著電動機和發電機的雙重功能，即在正常行駛時發揮其重要的電動機功能。將電能轉化為機械旋轉能；而在減速和下坡滑行時又被要求進行發電，將車輪的慣性動能轉換為電能。

對電動機的選型一定要根據其負荷特性來選。由對汽車行駛時的特性分析可知，汽車在起步和上坡時要求有較大的啟動轉矩和相當的短時過載能力，并有較寬的調速范圍和理想的調速特性，即在啟動低速時為恒轉矩輸出，在高速時為恒功率輸出。

電動機與驅動控制器所組成的驅動系統是純電動汽車中最為關鍵的部件，純電動汽車的運行性能重要取決于驅動系統的類型和性能，它直接影響著汽車的各項性能指標，如汽車在各工況下的行駛速度、加速與爬坡性能以及能源轉換效率。

4.機械傳動裝置。純電動汽車機械傳動裝置的用途是將電動機的驅動轉矩傳輸給汽車的驅動軸，從而帶動汽車車輪行駛。由于電動機本身就具有較好的調速特性，所以機械傳動裝置的變速機構被大大簡化，較多的是為放大電動機的輸出轉矩僅采用一種固定的減速裝置。因電動機可帶負荷直接啟動，可省去傳統內燃機汽車的離合器。又因電動機可以容易地實現正反向旋轉，則無需通過變速器中的倒擋齒輪組來實現倒車。若對電動機在車架上合理布局，即可省去傳動軸、萬向節等傳動鏈。當采用輪毅式電動機分散驅動方式時，還可以省去傳統汽車的驅動橋、機械差速器、半軸等一切傳動部件。所以，該驅動方式也可被稱為零傳動方式。

（三）輔助模塊

輔助模塊重要包括輔助動力源、空調器、動力轉向系統、導航系統、刮水器、收音機以及照明和除霜裝置等。

輔助動力源重要由輔助電源和DC/DC電能變換器組成。它的功用是向動力轉向系統、空調器及其他輔助設備供應電能。

三.純電動汽車驅動模式

純電動汽車只用儲能式電源的電力帶動電動汽車行駛，其電力和動力傳輸路線如圖2-5所示。

圖2-5純電動汽車電力和動力傳輸系統

蓄電池供應給電動機電源，直接對汽車驅動、啟動和加速等，即所有動力均由電源系統供應?；?、下坡和剎車時，電動機作為發電機回收能量，存儲于動力鋰電池中。動力鋰電池重要通過外接電源充入電能。純電動汽車不同工況下的驅動運行模式見表2-1。

四、純電動汽車的技術參數及考核指標

純電動汽車的技術參數重要包括結構參數、質量參數、動力性能參數和動力裝備技術參數。

1.結構參數。重要指整車的外形尺寸，如車輛的長度、寬度、軸距、前輪距、后輪距和離地間隙等尺寸。

2.質量參數。重要指整車的整備質量、成員數量、滿載質量等。任何一種汽車的驅動功率都與汽車的質量成正比，因此汽車的質量越大，行駛時所消耗的功率（或能量）也越大。

目前純電動汽車的比能量和比功率較低，使得整備質量和占用的空間一般都比內燃機汽車大，會對純電動汽車的總布置和動力性能有較大的影響。

3.動力性能參數。動力性能參數是反映電動汽車動力系統的重要性能特點，重要包括最高車速w…、O-Xkm/h的加速時間（s）、最大爬坡度（%）、一次充滿電的續駛里程、百公里的能耗等參數。目前，純電動汽車由于受到充電時間和條件的限制，其性能還不能完全達到發動機汽車的水平。

4.動力裝配技術參數。動力裝配技術參數是指組成純電動汽車動力平臺所需的關鍵裝備的技術參數，包括驅動電動機、電源和電能變換器等技術參數，如驅動電動機的功率、轉矩，動力鋰電池的額定容量、額定電壓、功率等。動力系統的功率既要滿足整車所有用電設備最大功率的要求，又要與傳動系參數相匹配。純電動汽車的電動機功率一般在50~100kw，電源系統的容量通常在100-500Ah。

表2-2和表2-3分別為眾泰5008EV和奇瑞SI8EV汽車的技術參數。

五、純電動汽車型示例

十二五期間，我國政府先后提出通過純電動汽車及混合動力技術的攻關和推廣應用，解決汽車排放污染問題，實現節能減排。國內許多汽車生產廠家自主研發了多種多樣的純電動汽車，如深圳比亞迪汽車公司生產的比亞迪e6、眾泰控股集團自主研發和制造的眾泰5008EV、上汽集團自主開發的榮威350純電動汽車，還有北汽301EV、奇瑞純電動汽車、吉利純電動汽車等等。

（一）小型SUV純電動汽車

眾泰5008EV純電動汽車屬小型SUV車型，如圖2-6所示。5008EV的最大功率為27kW，最高車速可達110km/h。大容量鋰離子電池被安置在底盤中部，標準放電為2~5C，持續高電流放電可達10C，瞬間脈沖放電（10s）可達20C的高效率輸出。電池模塊BMS，有效監控每塊電池在行駛或充電時的使用狀態，電量過放、過充及時報警，確保了行車和充電的安全。眾泰5008EV有家用充電或快速充電兩種充電模式，家用充電有專用充電機，插入220V民用電源6~8h可充滿電；快充模式需將快充插頭插入380V專用的電源，在20min內可充滿80%SOC。單次充滿電后續駛里程為200km以上，0~100km耗電僅為12kw.h，比同級別的汽油車至少節約了4/5的使用成本。眾泰5008EV汽車參數見表2-5。

（二）比亞迪e6純電動汽車

深圳比亞迪汽車公司研發了EP3、ET、e6等純電動汽車。如圖2-7所示，比亞迪純電動汽車e6設計成熟，性能良好，續駛里程超過：00km，是目前世上續駛里程最長的純電動汽車。其技術參數見表2-6。e6動力強勁，百公里加速時間在10s以內，最高車速可達140km/h，百公里能耗20kWh左右，只相當于燃油車1/3~1/4的消費價格。電能儲備輸出的動力很強勁，0~100km/h加速時間只需9.2s。比亞迪出租版配備3C充電，快充模式380V工作電壓15min內能充滿80%SOC；也可以采用家用常規電壓220V慢充方式。

（三）奇瑞S18EV純電動汽車

奇瑞S18EV純電動汽車是在S18整車平臺上由奇瑞公司自主開發的一款高速純電動汽車，如圖2-8所示。整車搭載了336V、40kW大功率永磁同步電動機，配備了40Ah高性能磷酸鐵鋰離子電池。最高車速可以達到120km/h，巡航續駛里程可以達到160km。具有較好的動力性和操控性，真正實現零排放、零污染。

奇瑞S18EV純電動汽車充電快捷、方便，利用220V民用充電即可，充電時間一般在4~6h；也可以進行快速充電，30min可充滿80%5OC。其技術參數見表2-7。

（四）德國寶馬迷你吧

德國寶馬迷你E是第一款量產的、零排放、100%純電動的前驅雙座汽車，先發于2008年洛杉磯車展。如圖2-9所示，寶馬迷你E搭載一臺最大功率150kW、峰值轉矩220Nm的感應異步電動機，電力電子裝置、控制模塊、單級螺旋齒輪減速器及電動真空泵和電動機均置于發動機室內，后排及行李箱大部分空間容納鋰離子電池組。鋰離子電池組由3個單元總數達5088塊原蓄電池組成，電池單元具有大功率、高儲能與低能耗的特性，最大容量可達35kWh，續駛里程（理想情況）250km，普通路況下可以行駛168km。0~100km/h加速時間只需8.5s，最高車速152km/h。寶馬迷你E充電可與所有標準的電源接口連接，充電時間取決于供電網絡的電壓和電流強度。在美國，客戶可以利用隨車配送的墻盒在很短的時間內為完全耗盡的蓄電池完成充電。墻盒可以安裝在客戶的車庫里，利用240V、60A的增強電流可以縮短充電時間，僅需2.5h即可完全充滿電。其技術參數見表2-8。

（五）康迪小電跑。

金華康迪新能源車輛有限公司開發的純電動汽車一康迪小電跑如圖2-10所示，采用閥控密封式鉛酸蓄電池為動力源、交流感應電動機為驅動電機、后置后驅方式。整車結構小巧，雙人座。充分考慮城市街道限速的因素，在時速設計上，把最高車速限在72km/h之內。初始50km/h的滑行距離500mm，最大爬坡度20%?？档闲‰娕芤淮纬潆娍尚旭?00~130km，百公里耗電不到10kWh，其技術參數見表2-9。該車可以利用220V交流電源緩慢充電，也可以選擇更換電池的方式。康迪小電跑作為我國新能源汽車的先行者，已率先納入國家工信部的《節能與新能源汽車示范推廣應用工程推薦車型目錄》，在國內可以正式掛牌上路。除此之外，小電跑還遠銷海外，被美國人視為我國制造的優秀代表。

（六）豐田e-Com小型純電動汽車

豐田汽車公司研發的e-Com小型純電動汽車如圖2-11所示。其外形尺寸為2790mm×1475mm×1605mm，質量為770kg（可乘坐2人），最高車速達100km/h，一次充滿電的續駛里程為100km，裝備18.5kW的永磁電動機和總電壓288V、28Ah的鎳氫電池組。

（七）日產LEAF

（七）日產LEAF純電動汽車

日產汽車公司研發的LEAF純電動汽車如圖2-12所示，曾是純電動汽車領域的標桿。LEAF純電動汽車采用層疊式緊湊型鋰離子電池系統，電池組由48個電池單元組成，電池存量為24kWh,電池組最太輸出功高為90kW，電動機的輸出功率為80kW，最大扭矩達280Nm，續駛里程為160km。其蓄電池充電蓋設計有快充和慢充兩種充電接口，快充方式只需30min即可給蓄電池充至80%的電量；慢充采用200V交流電，大約要8h可以充滿電。

六、純電動汽車技術發展瓶頸

純電動汽車由電能驅動，能源來源廣泛，能耗較低，且沒有任何尾氣的排放，是一種綠色的交通工具，但也存在諸多問題。

1.蓄電池的質量大，體積大，比能耗低，使得續駛里程短，整車動力相對不足。

2.電池的充電時間較長，循環壽命低，造成車輛運行效率低，使用成本新增。

3.電動機的轉矩、轉速控制精度不高，動力總成比較分散、集成度不夠，可靠性和耐久性要加強。

4.關鍵材料（高性能硅鋼片、絕緣材料》和關鍵元器件（如CPU芯片）依靠進口，缺乏自主知識產權，使得成本較高。

5.充電配套設施不完善。由于充電設施如大烈充電站、小型充電樁、家用停車場或車庫是一個系統工程，短時間內不可能如同加油站相同完成配套建設，使得純電動汽車的充電不便捷。

純電動汽車重要由電力驅動控制系統、汽車能盤、車身以及各種輔助裝置等部分組成。與傳統汽車結構的重要差別在于電力驅動控制系統，傳統汽車采用發動機作為動力源，而純電動汽車是以電池作為動力源，通過電池輸出的電能來驅動電動機。再由電動機帶動車輛行駛。本任務首先介紹了純電動汽車的基本結構組成及工作原理，其次介紹了純電動汽車驅動系統運行模式，并列舉了國內外比較典型的純電動汽車型