1.4　純電動汽車的結構與分類

1.4.1　純電動汽車的結構

純電動汽車的結構主要由電機驅動控制系統（包含驅動電機、電機控制器等）、汽車底盤、車身以及各種輔助裝置等組成。純電動汽車基本組成如圖1-4-1所示。除了電機驅動控制系統，其他部分的功能及其結構組成與傳統汽車基本相同，不過有些部件根據所選的驅動方式不同，已被簡化或省去了。所以電機驅動控制系統既決定了整個純電動汽車的結構組成及其性能特征，也是純電動汽車的核心，它將傳統汽車中的發動機基本功能與其他功能以機電一體化方式相結合，這也是區別于傳統內燃機汽車的最大不同點。

（1）汽車底盤

汽車底盤是整個汽車的基體，不僅起著支承動力電池、電機、驅動控制器、汽車車身、空調及各種輔助裝置的作用，同時也將驅動電機的動力進行傳遞和分配，并按駕駛人的意圖（加速、減速、轉向、制動等）行駛。按傳統汽車的歸類或表述習慣，汽車底盤應包括傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統四大系統。對純電動汽車，其傳動系統根據所選驅動方式不同，不少被簡化或干脆省掉。

行駛系統包括車橋、車架、懸架、車輪與輪胎。如采用輪轂電機驅動車橋也就省去了；車架是整個汽車的裝配基體，其作用主要是連接汽車的各零部件，承受來自車內和車外的各種載荷；懸架是車架（或車身）與車輪（或車橋）之間的一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，它與充氣輪胎一起減緩不平路面對車輛的沖擊振動；車輪主要由輪輞、輪輻等組成，其內部還需安裝制動器，還可能需要安裝輪轂電機，結構很緊湊；為減小純電動汽車行駛時的滾動阻力，輪胎采用子午線輪胎為好。

轉向系統包括轉向操縱機構、轉向器、轉向傳動機構等，它按能源不同分為機械轉向系統和動力轉向系統兩大類，機械轉向系統與傳統汽車的完全一致。

制動系統由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器四個基本部分組成，按其功用不同，被分為行車制動系統、駐車制動系統、應急制動系統和輔助制動系統等。純電動汽車由于可利用電機實現再生制動進行能量回收，并且還可利用電磁吸力實現電磁制動，因此，隨著技術的發展其制動系統也將會有較大的變化。

（2）電機驅動控制系統

電機驅動控制系統的組成與工作原理如圖1-4-2所示，按工作原理可劃分為車載電源模塊（動力電池、動力電池控制器、車載充電機）、電機驅動模塊（整車控制器、電機控制器、驅動電機等）和輔助模塊（圖1-4-2中只畫出了空調輔助系統，其余輔助系統未畫出）三大部分。

① 車載電源模塊　主要由動力電池、動力電池控制器和車載充電機組成。動力電池是純電動汽車的唯一能源，它除了供給汽車驅動所需的電能外，也是供電給汽車上各種輔助裝置的工作電源。吉利帝豪PHEV車型車載電源模塊位置如圖1-4-3所示。動力電池控制器的主要功能是在汽車行駛過程中分配能源，協調各功能部分工作的能量管理，使有限的能源最大限度地得到利用。車載充電機是把電網供電制式轉化為動力電池充電要求的制式，即把交流電轉換為相應電壓的直流電，并按照充電方式控制其充電電流。

② 電機驅動模塊　主要由整車控制器、電機控制器、驅動電機、機械傳動裝置組成。整車控制器是電機驅動模塊的控制中心，其根據加速踏板與制動踏板的輸入信號向電機控制器發出相應的控制指令，對電機進行啟動、加速、降速和制動控制。吉利帝豪PHEV電機驅動模塊組成如圖1-4-4所示。

電機控制器的功能是按照整車控制器的指令、電機的速度和電流反饋信號，對電機的速度、驅動轉矩和旋轉方向進行控制。電機在純電動汽車中要承擔電動和發電的雙重功能，即在正常行駛時發揮其電動功能，將電能轉化為機械能，而在降速和下坡滑行時進行發電，將車輪的慣性動能轉化成電能。

③ 輔助模塊　包括輔助動力源、動力轉向單元、駕駛室顯示操縱臺和各種輔助裝置等。輔助動力源是供給純電動汽車其他各種輔助裝置所需的動力電源，一般為12Ⅴ或24V的直流低壓電源，它主要給動力轉向、制動力調節控制、照明、空調、電動門窗等各種輔助裝置提供所需的能源。

轉向裝置是為實現汽車的轉彎而設置的，它由轉向盤、轉向器、轉向機構與轉向輪等組成，如圖1-4-5所示。作用在轉向盤上的控制力，通過轉向器、轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度，實現汽車的轉向。

1.4.2　純電動汽車的分類

純電動汽車種類較多，通常按車輛用途、蓄能裝置以及驅動系統的組成進行分類。

（1）按車輛用途分類

純電動汽車可分為電動轎車、電動貨車和電動客車三種。

① 電動轎車是最常見的純電動汽車。除了一些概念車，純電動轎車已經批量生產，并進入汽車市場。

② 用作公路運輸的電動貨車也在逐漸增多，而在礦山、工地及一些特殊場地，則早已出現了大噸位的純電動載貨汽車。

③ 純電動小客車較少見，純電動大客車用作公共汽車，在一些城市的公交線路以及世博會、世界性的運動會上，已經有了良好的表現。

（2）按蓄能裝置分類

目前純電動汽車所采用的蓄能裝置可分為二次動力電池、超級電容器和飛輪動力電池三大類。

① 二次動力電池又稱可充電動力電池，主要有鉛酸動力電池、鎳-氫動力電池、鋰離子動力電池、鎳-金屬物動力電池。

② 超級電容器又稱電化學電容器，是新型雙電層電容器，具有電容量大的特點。

③ 飛輪動力電池又稱飛輪儲能器，是利用飛輪高速旋轉儲存和釋放電能的裝置。

（3）按驅動系統的組成分類

純電動汽車根據驅動系統不同，可分為直流有刷電機電動汽車、直流無刷電機電動汽車、交流異步電機電動汽車和磁阻電機電動汽車等。

① 直流有刷電機電動汽車車載電源可直接供電給電機，這種電機采用晶閘管式控制器斬波方式調速。目前電動汽車用直流有刷電機已經能滿足電動汽車使用要求，但由于產量有限和成本很高，品種規格不多，選擇余地較小。

② 直流無刷電機電動汽車以調節電源脈沖寬度來調節電機轉速，其優點是體積小、重量輕。電機能國產化，控制器的關鍵元器件均由國外公司生產，成本降下來的可能性不大，且目前這種電機與電動汽車一樣屬研發階段，形不成批量。

③ 交流異步電機電動汽車的驅動電機優點是體積小、重量輕，國產質量不差，由于車載電源系直流電，需將電源經逆變器轉換成交流電，汽車電機電壓為380V左右，功率在幾十千瓦不等，其逆變器功率不小，成本高，交流電機調速由變頻方式調速，交流異步電機釆用變頻變壓控制和磁場定向控制（FOC），也稱矩量控制或解耦控制、變極控制。

④ 磁阻電機電動汽車正在研發中，由電子控制器來控制調速。