純電動汽車(chē)的基本結構和原理

首先，純電動汽車(chē)的能量主要是通過柔性的電線而不是通過剛性聯軸器和轉動軸傳遞的，因此，純電動汽車(chē)各部件的布置具有很大(dà)的靈活性。

另外(wài)，不同的能源補充裝置具有不同的硬件和機構，例如，蓄電池可通過感應式和接觸式的充電機充電，或者采用更換蓄電池的方式，将替換下(xià)來的蓄電池再進行集中(zhōng)充電。

1、電力驅動控制系統

1)車(chē)載電源模塊

蓄電池是純電動汽車(chē)的唯一(yī)能源，它除了供給汽車(chē)驅動行駛所需的電能外(wài)，也是供應汽車(chē)上各種輔助裝置的工(gōng)作電源。蓄電池在車(chē)上安裝前需要通過串并聯的方式組合成所要求的電壓一(yī)般爲12V或24V的低壓電源，而電動機驅動一(yī)般要求爲高壓電源，并且所采用的電動機類型不同，其要求的電壓等級也不同。爲滿足該要求，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轉換器供給所需的不同電壓。也可按所需要求的電壓等級，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。另外(wài)，由于制造工(gōng)藝等因素，即使同一(yī)批量的蓄電池其電解液濃度和性能也會有所差異，所以在安裝電池組之前，要求對各個蓄電池進行認真的檢測并記錄，盡可能把性能接近的蓄電池組合成同一(yī)組，這樣有利于動力電池組性能的穩定和延長使用壽命。

能源管理系統的主要功能是在汽車(chē)行駛中(zhōng)進行能源分(fēn)配，協調各功能部分(fēn)工(gōng)作的能量管理，使有限的能量源最大(dà)限度地得到利用。能源管理系統與電力驅動主模塊的中(zhōng)央控制單元配合在一(yī)起控制發電回饋，使在純電動汽車(chē)降速制動和下(xià)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(chē)的續程能力。能源管理系統還需與充電控制器一(yī)同控制充電。爲提高蓄電池性能的穩定性和延長使用壽命，需要實時監控電源的使用情況，對蓄電池的溫度、電解液濃度、蓄電池内阻、電池端電壓、當前電池剩餘電量、放(fàng)電時間、放(fàng)電電流或放(fàng)電深度等蓄電池狀态參數進行檢測，并按蓄電池對環境溫度的要求進行調溫控制，通過限流控制避免蓄電池過充、放(fàng)電，對有關參數進行顯示和報警，其信号流向輔助模塊的駕駛室顯示操縱台，以便駕駛員(yuán)随時掌握并配合其操作，按需要及時對蓄電池充電并進行維護保養。

充電控制器是把電網供電制式轉換爲對蓄電池充電要求的制式，即把交流電轉換爲相應電壓的直流電，并按要求控制其充電電流。充電器開(kāi)始時爲恒流充電階段。當電池電壓上升到一(yī)定值時，充電器進入恒壓充電階段，輸出電壓維持在相應值，充電器進入恒壓充電階段後，電流逐漸減小(xiǎo)。當充電電流減小(xiǎo)到一(yī)定值時，充電器進如涓流充電階段。還有的采用脈沖式電流進行快速充電。

電力驅動主模塊主要由中(zhōng)央控制單元、驅動控制器、電動機、機械傳動裝置組成。爲适應駕駛員(yuán)的傳統操縱習慣，純電動汽車(chē)仍保留了加速踏闆、制動踏闆及有關操縱手柄或按鈕等。不過在純電動汽車(chē)上是将加速踏闆、制動踏闆的機械位移量轉換爲相應的電信号，輸入到中(zhōng)央控制單元來對汽車(chē)的行駛實行控制。對于離(lí)合器，除了傳統的驅動模式采用外(wài)其他的驅動結構就都省去(qù)了。而對于擋位變速杆，爲遵循駕駛員(yuán)的傳統習慣，一(yī)般仍需保留，有前進、空擋、倒退三個擋位，并且以開(kāi)關信号傳輸到中(zhōng)央控制單元來對汽車(chē)進行前進、停車(chē)、倒車(chē)控制。

中(zhōng)央控制單元不僅是電力驅動主模塊的控制中(zhōng)心，也要對整輛純電動汽車(chē)的控制起到協調作用。它根據加速踏闆與制動踏闆的輸入信号，向驅動控制器發出相應的控制指令，對電動機進行起動、加速、降速、制動控制。在純電動汽車(chē)降速和下(xià)坡滑行時，中(zhōng)央控制器配合車(chē)載電源模塊的能源管理系統進行發電回饋，使蓄電池反向充電。對于與汽車(chē)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台進行相應的數字或模拟顯示，也可采用液晶屏幕顯示來提高其信息量。

(2)驅動控制器。

(3)電動機。

電動機與驅動控制器所組成的驅動系統是純電動汽車(chē)中(zhōng)最爲關鍵的部件，純電動汽車(chē)的運行性能主要取決于驅動系統的類型和性能，它直接影響着車(chē)輛的各項性能指标，如車(chē)輛在各工(gōng)況下(xià)的行駛速度、加速與爬坡性能以及能源轉換效率。

純電動汽車(chē)傳動裝置的作用是将電動機的驅動轉矩傳輸給汽車(chē)的驅動軸，從而帶動汽車(chē)車(chē)輪行駛。由于電動機本身就具有較好的調速特性，其變速機 構可被大(dà)大(dà)簡化，較多的是爲放(fàng)大(dà)電動機的輸出轉矩僅采用一(yī)種固定的減速裝置。又(yòu)因爲電動機可帶負載直接起動，即省去(qù)了傳統内燃機汽車(chē)的離(lí)合器。由于電動機可以容易地實現正反向旋轉，所以也就無需通過變速器中(zhōng)的倒擋齒輪組來實現倒車(chē)。

3)輔助模塊

(1)輔助動力源。

(2)動力轉向單元。

電子控制動力轉向系主要有電控液力轉向系和電控電動轉向系兩類，對于純電動汽車(chē)較适于選用電控電動轉向系。多數汽車(chē)爲前輪轉向，而工(gōng)業用電動叉車(chē)常采用後輪轉向，爲提高汽車(chē)轉向時的操縱穩定性和機動性，較理想的是采用四輪轉向系統，而對于采用輪毂式電動機分(fēn)散驅動的純電動汽車(chē)，由于電動機控制響應速的提高，可更容易地實現四輪電子差速轉向控制。另外(wài)，爲配合轉彎時左右兩側車(chē)輪有相應的差速要求，還需同時控制電子差速器協調工(gōng)作。

它類同于傳統汽車(chē)駕駛室的儀表盤，不過其功能根據純電動汽車(chē)驅動的控制特點有所增減，其信息指示更多地選用數字或液晶屏幕顯示。它與前述毛力驅動主模塊中(zhōng)的中(zhōng)央控制單元結合，用計算機進行控制。萬向電動汽車(chē)有限公司已爲此研發了純電動汽車(chē)專用的數字化電控系統，它是以CAN總線、嵌入式技術爲核心的數字化整車(chē)電控系統，GPS／GPRS集成到車(chē)載信息系統，提升純電動汽車(chē)檔次，符合環保時尚消費(fèi)理念。

純電動汽車(chē)的輔助裝置主要有照明、各種聲光信号裝置、車(chē)載音響設備、空調、刮水器、風窗除霜清洗器、電動門窗、電控玻璃升降器、電控後視鏡調節器、電動座椅調節器、車(chē)身安全防護裝置控制器等。它們主要是爲提高汽車(chē)的操控性、舒适性、安全性而設置的，有些是必要的，有些是可選用的。與傳統汽車(chē)一(yī)樣，大(dà)都有成熟的專用配件供應。不過選用時應考慮到純電動汽車(chē)能源不富裕的特點，特别是空調所消耗的能量比較大(dà)，應盡可能從節能方面考慮。另外(wài)，對于有些裝置可用液壓或電動兩種方式來控制的，一(yī)般選用電動控制的較爲方便。

汽車(chē)底盤是整個汽車(chē)的基體(tǐ)，不僅起着支承蓄電池、電動機、驅動控制器、汽車(chē)車(chē)身、空調及各種輔助裝置的作用，同時也将電動機的動力進行傳遞和分(fēn)配，并按駕駛員(yuán)的意圖(加速、減速、轉向、制動等)行駛。

對于純電動汽車(chē)其傳動系根據所選驅動方式（圖5.2）不同，不少被簡化或幹脆省掉。

行駛系包括車(chē)橋、車(chē)架、懸架、車(chē)輪與輪胎，其中(zhōng)車(chē)橋如采用輪毂電動機驅動也就省去(qù)了；車(chē)架是整個汽車(chē)的裝配基體(tǐ)，其作用主要是支承連接汽車(chē)的各零部件，承受來自車(chē)内和車(chē)外(wài)的各種載荷；懸架是車(chē)架（或車(chē)身）與車(chē)輪（或車(chē)橋）之間的一(yī)切傳力連接裝置的總稱，它主要由彈性元件、減振器和導向機構等組成。它與充氣輪胎一(yī)起緩和不平路面對車(chē)輛的沖擊振動；車(chē)輪主要由輪辋、輪輻等組成，其内部還需安裝制動器，并還可能需要安裝輪毂電動機，所以結構會很緊湊；爲減小(xiǎo)純電動汽車(chē)行駛時的滾動阻力，輪胎采用子午線輪胎爲好。

制動系由供能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動器四個基本部分(fēn)組成，按其功用不同被分(fēn)爲行車(chē)制動系、駐車(chē)制動系、應急制動系和輔助制動系等，對于純電動汽車(chē)由于可利用電動機實現再生(shēng)制動進行能量回收，并且還可利用電磁吸力實現電磁制動，因此随着技術的發展其制動系也将會有較大(dà)的變化。