新能源汽车与电力电子技术(第2版)
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2.1.1 纯电动汽车基本构造

纯电动汽车与现有燃油汽车在结构上无很大区别,底盘及车身仍然是必然需要的基本构成。蓄电池、电机、逆变器、动力转向器、悬架、电流表、电压表、蓄电池容量计及耐高电压继电器构成纯电动汽车基本结构。图2-1所示为纯电动汽车底盘基本结构示意图。

图2-1 纯电动汽车底盘基本结构示意图

1.车身

关于车身,纯电动汽车车身造型与传统燃油汽车的造型既有相似部分,又有很大区别。对于早期的纯电动汽车,其车身主要以传统燃油汽车进行改造,所以在造型上并没有太多区分。近年来,由于电动汽车法规和使用要求等原因,纯电动汽车的造型与传统汽车有着越来越大的区别,不同地区、不同公司也有着不同的发展模式,电动汽车车身造型带有更明显的区域特征,如日本的电动汽车车体外形设计上偏向于小巧、节能,造型靓丽明快,具有活力,如图2-2a所示;美国在电动汽车外形上还是保留其原有传统风格——充满力量感和运动感,如图2-2b所示;欧洲的电动汽车车身造型则以高档、豪华、精细为特点,如图2-2c所示。此外,纯电动汽车使用蓄电池作为其动力源,蓄电池本身的重量形成了纯电动汽车在重量上的缺陷,所以纯电动汽车车身的轻量化设计已经成为纯电动汽车车身设计的重要部分。

2.动力源

纯电动汽车的动力是代替了汽油、柴油发动机的电机以及代替了汽油、柴油等石化燃料的蓄电池。纯电动汽车使用的电机和蓄电池作为其动力来源将空气污染减低至接近零的程度,而且对噪声的降低也相当可观。替代发动机的电机有直流电机和交流电机之分。直流电机有绕线式和永磁式两种,其中绕线式又可分为串励式、并励式及复励式;交流电机则可分为感应式以及同步式两种。替代汽油、柴油等石化燃料的蓄电池,除了需要向纯电动汽车安全行驶装备和舒适行驶装备提供所需电力外,还需要向替代发动机的电机提供电力。所以其容量要大,在瞬间也要能产生大电流,以便使电机产生大扭矩而驱动电动汽车。蓄电池一般使用96~288V的高压电。

3.底盘

纯电动汽车跟传统汽车一样,同样是行驶在公路上,对动力性、舒适性、安全性、操纵稳定性、转向性能的要求均相同。所以,除了驱动方式不同,制动系统另外设置制动能量回收装置以及动力转向机构有特殊要求外,纯电动汽车的底盘基本上与传统汽车有相同的构造。对于驱动方式,纯电动汽车因为使用电机替代了发动机,所以原来发动机的位置可以装置蓄电池和电机,这样就可以利用原来传统车辆的驱动方式。对于纯电动汽车的动力源(蓄电池和电机),它们在底盘上的布置有多种配置方式,所以其驱动方式的选择上比较灵活。对于制动系统,纯电动汽车不像汽油、柴油汽车利用进气歧管的真空产生负压进行制动,而是利用真空泵电机产生负压或者使用电动油压泵产生油压提供制动力;另外,纯电动汽车的制动系统还可装置“制动能量回收装置”,当车辆制动或减速时,电机转换为发电机进行发电,电流逆向流向蓄电池加以充电。此外,纯电动汽车可以利用电机旋转力来直接转动转向机构,能量效率比较高,比较适合使用电动式动力转向器。

图2-2 几种电动汽车外形