第五节 电动汽车的研究 第二章 汽车的燃油经济性 第二章 汽车的燃油经济性

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1 第五节 电动汽车的研究 第二章 汽车的燃油经济性 第二章 汽车的燃油经济性
第二章 汽车的燃油经济性 第二章 汽车的燃油经济性 第五节 电动汽车的研究 本节将重点介绍电动汽车的特点；混合动力电动汽车的特点、结构、节油原理；丰田Prius混合动力电动汽车的工作模式；电动汽车的动力性计算等。 返回目录

2 第五节 电动汽车的研究 电动汽车的特点 电动汽车集机、电、化多学科领域中的高新技术于一体，是汽车、电力、自动控制、化学、计算机、新能源和新材料等工程技术中最新成果的集成产物。 从环保角度看，电动汽车造成的污染较小。 从能源角度看，电动汽车将使能源利用多元化和高效化，达到能源可靠、均衡和无污染的目的。

3 第五节 电动汽车的研究

4 电动汽车的类型 纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。 燃料电池是一种将燃料的化学能用电化学方法直接转换成电能的电化学发电器。
第五节 电动汽车的研究 电动汽车的类型 纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。 燃料电池是一种将燃料的化学能用电化学方法直接转换成电能的电化学发电器。 燃料电池的效率是内燃机的2～3倍，无污染、无噪声，排出的是水。 价格贵、体积质量较大；可靠性、环境适应性不高。

5 一、混合动力电动汽车的特点 电动机与内燃机相比，具有清洁、安静、效率高的特点，同时它的转速—转矩控制特性也比较灵活。
第五节 电动汽车的研究 一、混合动力电动汽车的特点 电动机与内燃机相比，具有清洁、安静、效率高的特点，同时它的转速—转矩控制特性也比较灵活。 电动机在低转速时具有恒转矩的特性，高速时具有恒功率的特性，可以在转速—转矩曲线下的任何一点工作。 混合动力电动汽车将电力驱动与传统的内燃机驱动相结合，充分发挥了二者的优势，可以从根本上解决现在纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题。

6 一、混合动力电动汽车的特点 混合动力电动汽车与纯电动汽车相比，其主要优势如下： 1）电池容量大为减少，降低了整车质量，有利于提高汽车动力性；
第五节 电动汽车的研究 一、混合动力电动汽车的特点 混合动力电动汽车与纯电动汽车相比，其主要优势如下： 1）电池容量大为减少，降低了整车质量，有利于提高汽车动力性； 2）采用辅助动力驱动，打破了纯电动汽车续驶里程短的限制，长途行驶能力可与传统汽车相媲美； 3）大大提高了燃油经济性，还可以以纯电动方式工作，成为零排放汽车；

7 一、混合动力电动汽车的特点 混合动力电动汽车与纯电动汽车相比，其主要优势如下：
第五节 电动汽车的研究 一、混合动力电动汽车的特点 混合动力电动汽车与纯电动汽车相比，其主要优势如下： 4）空调系统等附件由内燃机直接驱动，有充分的能源供应，保证了汽车的乘坐舒适性； 5）辅助动力可以向储能装置提供能量，保证混合动力电动汽车无需停车充电，不需要进行专用充电设施的建设； 6）电池组在使用过程中是浅充浅放，可以延长电池的使用寿命。

8 二、混合动力电动汽车的结构 混合动力电动汽车有多种结构形式和分类方法。
第五节 电动汽车的研究 二、混合动力电动汽车的结构 混合动力电动汽车有多种结构形式和分类方法。 根据动力源的数量以及动力系统结构形式的不同，可以分为串联式、并联式和混联式。

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10 第五节 电动汽车的研究 三、混合动力电动汽车的节油原理 1）储能元件的补偿作用平滑了内燃机的工况波动，在汽车的一般行驶中吸收、储存电能，而在需要提供大功率时提供电能，从而可以采用小型的发动机，工作中发动机的负荷率较高，并可以使发动机的工作点处于高效率的最优工作区域内； 2）在汽车停车等候或低速滑行等工况下，可以关闭内燃机，以节约燃油； 3）汽车减速滑行或紧急制动时，可以利用发电机回收部分制动能量，转化成电能存入蓄电池，进一步提高汽车的燃油经济性。

11 第五节 电动汽车的研究 2005年12月15日，首次在海外生产的丰田Prius（普锐斯）混合动力汽车在四川一汽丰田汽车有限公司长春丰越公司正式下线。上市时基准型28.8万元，高端型30.2万元。

12 四、能量管理策略 1.电动机辅助控制策略 设定目标如下：
第五节 电动汽车的研究 四、能量管理策略 设定目标如下： 1）使燃油经济性最优；2）使排放最低；3）使驱动系统的成本最小化；4）维持或提高整车的各项性能。 1.电动机辅助控制策略 采用发动机作为主动力源，电动机和蓄电池协助提供峰值功率。 容易对发动机运行工况进行优化。 电动机响应快、控制灵敏，容易实现不同的控制方法。 多用于并联式混合动力系统。

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14 第五节 电动汽车的研究 2.优化ICE曲线控制策略 从静态条件下发动机的万有特性出发，将一定发动机转速和一定负荷下发动机的最低燃油消耗点连成一条线，也就是静态条件下发动机的最佳工作曲线。

15 2.优化ICE曲线控制策略 发动机在需求功率或转矩高于某个限值时才会工作。
第五节 电动汽车的研究 2.优化ICE曲线控制策略 发动机在需求功率或转矩高于某个限值时才会工作。 只有在极限情况下，如需求功率超过了蓄电池的最大功率调节能力时，才会调整发动机的工作点。

16 第五节 电动汽车的研究 五、实例分析

17 第五节 电动汽车的研究

18 六、电动汽车的动力性计算 例 某电动大客车使用的电动机性能如下： 拟合公式系数如下
第五节 电动汽车的研究 六、电动汽车的动力性计算 例 某电动大客车使用的电动机性能如下： Tm—电动机转矩（ ）；nm —电动机转速（r/min）。 拟合公式系数如下 电动机自带减速器，速比 =2.93；电动机的最高转速为7200r/min。

19 电动大客车的基本参数 参数 数值 整车满载总质量/kg 17000 旋转质量换算系数δ 1.29 迎风面积A/m2 7.95
第五节 电动汽车的研究 电动大客车的基本参数 参数 数值 整车满载总质量/kg 17000 旋转质量换算系数δ 1.29 迎风面积A/m2 7.95 电动机及其控制器效率ηmc 0.90 空气阻力系数CD 0.7 主减速比i0 6.2 滚动阻力系数f ua 蓄电池组总能量EB/（ ） 180 车轮滚动半径 0.475 蓄电池的平均放电效率ηq 0.95 传动系总效率ηT 0.92

20 要求 1）绘制驱动力—行驶阻力平衡图； 2）计算最高车速、最大爬坡度和0～ 50km/h的加速时间；
第五节 电动汽车的研究 要求 1）绘制驱动力—行驶阻力平衡图； 2）计算最高车速、最大爬坡度和0～ 50km/h的加速时间； 3）计算充满电后，按照50km/h匀速行驶的续驶里程。

21 第五节 电动汽车的研究 1.驱动力—行驶阻力平衡图

22 第五节 电动汽车的研究 1.驱动力—行驶阻力平衡图

23 第五节 电动汽车的研究 功率平衡图

24 第五节 电动汽车的研究 2.最大爬坡度

25 第五节 电动汽车的研究 2.最大爬坡度

26 第五节 电动汽车的研究 3.加速时间计算

27 第五节 电动汽车的研究 3.加速时间计算

28 第五节 电动汽车的研究 3.加速时间计算

29 第五节 电动汽车的研究 3.加速时间计算

30 第五节 电动汽车的研究 4. 50km/h匀速行驶的续驶里程

31 第五节 电动汽车的研究 第五节 电动汽车的研究 本节内容结束 下一节