緒論1.1課題的研究背景當(dāng)前，全球變暖是世界各國共同面對(duì)的重大挑戰(zhàn)，隨著二氧化碳（CO2）的不斷釋放，二氧化碳釋放的不斷增多，溫室效應(yīng)也越來越嚴(yán)重。對(duì)人類的生活造成了極大的影響。在此背景下，世界上許多國家都達(dá)成了減排共識(shí)，并制定了減排與碳中和減排的共同目標(biāo)。高碳足跡政策，為我們應(yīng)對(duì)氣候變化、推進(jìn)綠色低碳發(fā)展提供了清晰的思路，即，我們要在2030年之前，使二氧化碳的總排放量停止上升，達(dá)到頂峰后，再逐漸降低；碳中和就是我們所排放的二氧化碳，要用某種方法來抵銷[1]。要做到這一點(diǎn)，就要擴(kuò)大森林面積，節(jié)約能源，減少排放等等。通過種植或其它方式降低煙霧排放，能夠消除個(gè)人的碳排放，實(shí)現(xiàn)"零碳"。汽車行業(yè)的快速發(fā)展,全球原油供需矛盾逐漸加劇。傳統(tǒng)能源面臨的清潔能源、氣候變暖的環(huán)境壓力導(dǎo)致燃油車產(chǎn)業(yè)向新能源汽車轉(zhuǎn)型。新能源汽車科技的發(fā)展不但能夠降低二氧化碳排放量,還可以對(duì)節(jié)能環(huán)保方面形成深遠(yuǎn)影響,而且還為社會(huì)的健康發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。1.2課題研究的目的和意義新能源汽車的開發(fā)將會(huì)給國家的經(jīng)濟(jì)帶來新的成長空間，而我們國家是一個(gè)運(yùn)輸強(qiáng)國，正處于一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)型時(shí)期，新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)也成為了世界范圍內(nèi)的一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。新能源車輛將是今后的主要運(yùn)輸方式，而電池技術(shù)和電池管理技術(shù)將是其最重要的核心技術(shù)。汽車的動(dòng)力電池通常是由數(shù)百塊的鋰電單元組成，因?yàn)樯a(chǎn)中的工藝控制以及這些單元自身的個(gè)別特性都有很大的不同，因此，如何對(duì)這些單元進(jìn)行有效的利用與管理已經(jīng)成了目前最大的問題。新能源汽車的驅(qū)動(dòng)裝置既要保證其對(duì)蓄電池的有效控制，又要保證其在車載環(huán)境中的使用性能。與車身的發(fā)展需要密切地聯(lián)系起來，同時(shí)還要對(duì)汽車的實(shí)際使用狀況進(jìn)行充分地考量，從車身的角度展開了一項(xiàng)研究，這將會(huì)讓電池管理系統(tǒng)具有更好的工程實(shí)用性。因此，我們將選取五菱宏光新能源汽車作為研究對(duì)象，通過對(duì)比其與同類車型的工作機(jī)理，發(fā)現(xiàn)新能源汽車普遍存在的問題，進(jìn)而推動(dòng)我國新能源汽車的快速發(fā)展。1.3課題研究的內(nèi)容和方法本論文通過文獻(xiàn)調(diào)查法、案例分析以及理論和實(shí)踐相結(jié)合的研究方式對(duì)新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行研究，共分為六章,第一篇是緒論,論述了新能源汽車研究的背景與意義,對(duì)新能源汽車的發(fā)展史和現(xiàn)狀加以總結(jié)。第二篇闡述了新能源汽車的發(fā)展史和現(xiàn)狀。第三章敘述了動(dòng)力系統(tǒng)組成部分，分別探討了電動(dòng)機(jī)、電池組、充電系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。第四章分析動(dòng)力系統(tǒng)工作原理，比較五菱宏光新能源汽車MINIEV和比亞迪新能源汽車、特斯拉新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的差異。第五章分析動(dòng)力系統(tǒng)的常見故障及維修要的。第六章為總結(jié)和展望。2新能源汽車的發(fā)展史和現(xiàn)狀2.1新能源汽車發(fā)展史從1836年首臺(tái)電動(dòng)汽車問世，到2011年度全球最大的車展上亮相，新能源汽車的歷史已經(jīng)過去了接近180個(gè)年頭。在經(jīng)歷了將近兩個(gè)多年的坎坷發(fā)展之后，新能源汽車無論在種類、技術(shù)還是市場占有率上都獲得了前所未有的突破?；旌蟿?dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車是電動(dòng)汽車的一個(gè)分支，它們?cè)谛履茉雌嚨陌l(fā)展過程中占據(jù)著絕對(duì)的優(yōu)勢，與其它種類汽車相比，新能源汽車受到了更多的關(guān)注。新能源汽車的一百多年歷史大致可以劃分成四個(gè)時(shí)期，分別是：誕生、受到重視、混合動(dòng)力等其他車型的發(fā)展、以及純電動(dòng)汽車的市場化發(fā)展[2]。第一個(gè)時(shí)期：電動(dòng)汽車誕生。英國人托馬斯·戴恩波特于1834年制造了首部電力機(jī)車，這也是全球首部電力車。在20世紀(jì)初，美國的汽車中，電動(dòng)汽車、內(nèi)燃機(jī)汽車、蒸汽汽車占據(jù)了各大約三成的比例，直到1910年，內(nèi)燃機(jī)汽車才進(jìn)入量產(chǎn)階段，制造成本才有了明顯的下降，電動(dòng)汽車因?yàn)槔m(xù)航里程短，充電站等硬件條件差，被淘汰出局。第二個(gè)時(shí)期：電動(dòng)汽車再次受到人們的關(guān)注。20世紀(jì)60年代初，因上百萬車輛造成的大氣環(huán)境問題，美國又開始關(guān)注電動(dòng)汽車。20世紀(jì)70年代早期，隨著OPEC實(shí)施的原油禁令，油價(jià)飛漲，歐洲國家對(duì)電力汽車的關(guān)注也越來越多。國家加大了對(duì)電動(dòng)汽車的研究經(jīng)費(fèi)，并在各個(gè)地區(qū)設(shè)立了研究中心，從而引發(fā)了第二波的研究熱潮[3]。第三個(gè)時(shí)期：開發(fā)其他類型的汽車，如混合型汽車。由于對(duì)可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的增強(qiáng)，更多的著名公司投資于混合動(dòng)力和純電力汽車的開發(fā)[4]。伴隨著混合動(dòng)力車的數(shù)量越來越多，生產(chǎn)和銷售的規(guī)模也在逐步擴(kuò)大，很多產(chǎn)品都展現(xiàn)出了較高的節(jié)油和環(huán)境保護(hù)能力，這也意味著，該產(chǎn)品的市場已趨于成熟。國際上的氫能車輛早在1965年就被外國車企研制出來，而80年代中國也順利研制出了我國的氫能車輛[5]。第四個(gè)時(shí)期：以市場為導(dǎo)向的純電動(dòng)汽車開發(fā)。到了1994年1月，全球最優(yōu)秀的電動(dòng)汽車已經(jīng)開始試驗(yàn)。4年后，這款新能源汽車，在技術(shù)上已經(jīng)趨于完善，正式投入使用。到了1996年，美國就可以生產(chǎn)和出售電力車輛了。它是由一個(gè)大的制造商通過一個(gè)現(xiàn)代大規(guī)模量產(chǎn)的方式發(fā)布的首輛電動(dòng)汽車。從2012到現(xiàn)在，純電動(dòng)汽車進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。歐美、中國等世界上最大的汽車企業(yè)都把純電動(dòng)汽車作為了今后發(fā)展的主流趨勢[6]。2.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀國家對(duì)于新一代的混合動(dòng)力電車（HEV）的發(fā)展寄予厚望，專門組建了一支針對(duì)新能源汽車共性技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，著力提升新能源汽車的核心技術(shù)水平，促進(jìn)新能源汽車的整體技術(shù)不斷完善、不斷深入和更新。國家在“十三五”規(guī)劃中，明確了到2023年我國要建成一套完整的電動(dòng)汽車系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模用戶規(guī)模的目標(biāo)，從而推動(dòng)了我國新能源汽車行業(yè)的高速發(fā)展[7]。長安從二十世紀(jì)初就一直專注于開發(fā)新型的混動(dòng)車型，“杰勛”是中國首款自研的混動(dòng)車型，在經(jīng)歷了一系列的技術(shù)試驗(yàn)后，最終進(jìn)入了批量生產(chǎn)階段，兩年后，該車型的發(fā)動(dòng)機(jī)選擇了1.5L，采用了ISG電機(jī)和6Ah的鎳-氫電池作為主要的動(dòng)力源，根據(jù)實(shí)測，該車型的油耗比普通車型降低了20%[8]。華晨中華新推出的“尊馳”，突破了以往混合動(dòng)力汽車車型的常規(guī)設(shè)計(jì)，選擇了一臺(tái)1.8T的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，再加上一臺(tái)ISG發(fā)動(dòng)機(jī)，并配上一臺(tái)6Ah的鎳氫電池。而尊馳混合的新技術(shù)，如油門、能量回饋等，更是讓車輛的燃油效率得到了極大的提高，與同等尺寸的車輛比較，燃油消耗降低了35%左右[9]。宏光MINIEV于2020年7月24日于成都國際汽車展覽會(huì)上亮相，揭開了國人的汽車“小時(shí)代”。五菱宏光MINIEV憑借其在2022年的總銷售數(shù)據(jù)，獲得了55.4萬臺(tái)的世界第一名，總銷售數(shù)據(jù)達(dá)到了111萬臺(tái)[10]。同時(shí)，我國各大汽車企業(yè)和各所大學(xué)也組建了專業(yè)的科研隊(duì)伍，比如：一汽，廣汽，東風(fēng)，浙江大學(xué)，吉林大學(xué)，清華大學(xué)等，并在這些科研隊(duì)伍中，針對(duì)新能源汽車存在的問題展開了深入的探索[11]。2.3國外發(fā)展現(xiàn)狀克林頓在20年代后期推出PNGV(Partnershipfora新能源車）項(xiàng)目，該項(xiàng)目許多項(xiàng)目都致力于解決同等燃料消耗下，車輛續(xù)航能力提升的問題，以減少車輛運(yùn)營費(fèi)用和實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約為目標(biāo)。這項(xiàng)政策的出臺(tái)，將極大地促進(jìn)了新能源車的發(fā)展[12]。早在2002，美國就推出了一個(gè)新的方案：(FreeCooperativeAutomotiveResearchPartnershipPlan)，該方案是為了減少PNGV方案中的一種，它的目標(biāo)是研發(fā)出一種不超過最小標(biāo)準(zhǔn)排放的混合能源車，從而減少車輛的使用費(fèi)用[13]。特朗普政府在2019年宣布，將采購美國生產(chǎn)的將近兩萬輛的新能源車，并且撥款巨款用于研發(fā)新能源車的電池和其他零部件，并且為新能源車提供了補(bǔ)助，并且規(guī)定了新能源車的研發(fā)費(fèi)用，以及對(duì)新能源車的研發(fā)費(fèi)用。福特公司發(fā)布的Fusion混合動(dòng)力汽車，采用的是2.5LDOHC型的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出的電力輸出為116kW，另外，福特公司還表示，在使用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的情況下，它的速度可以高達(dá)75km/h，同時(shí)，它的綜合燃油經(jīng)濟(jì)性也得到了極大的提高，100km/h的平均百公里燃油消耗為6L[14]。這款寶馬X6是寶馬旗下的一款高性能混動(dòng)車型，采用了渦輪增壓器和兩臺(tái)同樣大馬力的電動(dòng)機(jī)，百公里加速時(shí)間只有5.5秒。研發(fā)的“智能雙離合器控制系統(tǒng)”，再搭配一個(gè)電機(jī)組成特殊的混合動(dòng)力系統(tǒng)。[15]。2.4本章小結(jié)這一章主要介紹了我國新能源汽車的歷史及目前的發(fā)展?fàn)顩r，指出目前我國新能源汽車的技術(shù)水平尚不能與國際接軌，尤其是在鋰電池、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、動(dòng)力控制系統(tǒng)等核心部件方面，中國與國際先進(jìn)水平仍有較大的距離。因此，我國新能源汽車的技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平相比，中國仍處于較低水平。3動(dòng)力系統(tǒng)組成部分新能源電動(dòng)汽車的功率系統(tǒng)由電池、電機(jī)控制器、電機(jī)、整車控制器以及各種附屬設(shè)備等構(gòu)成。除電力傳動(dòng)裝置外，其余部件都和普通汽車沒有什么區(qū)別。因此，動(dòng)力系統(tǒng)不僅確定了新能源電動(dòng)汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成和性能特點(diǎn)，同時(shí)也是新能源電動(dòng)汽車的關(guān)鍵。3.1電動(dòng)機(jī)組成新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造構(gòu)成，發(fā)動(dòng)機(jī)主要由一個(gè)用于產(chǎn)生磁場的磁鐵繞組或定子繞組和轉(zhuǎn)子及其他配件構(gòu)成。它是在定子繞組的自轉(zhuǎn)場的影響下，在電樞鼠籠型鋁框架內(nèi)有一股電流穿過，并受到該磁場的影響而進(jìn)行自轉(zhuǎn)。定子鐵心：其上裝有定子線圈的電機(jī)磁路中的一端。定子繞組：是電動(dòng)機(jī)中的一種，它通過三相的AC供電而形成轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場?；簩⒍ㄗ予F心及前、后兩個(gè)端帽分別安裝在基座上，以支持轉(zhuǎn)子，對(duì)其進(jìn)行防護(hù)及散熱。轉(zhuǎn)子鐵芯：在電動(dòng)機(jī)的磁場中，將轉(zhuǎn)子繞組置于鐵心凹口中。轉(zhuǎn)子繞組：通過將定子上的旋轉(zhuǎn)場截?cái)?，在其上生成一種可引起電磁力的電流，從而構(gòu)成一種可驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電磁力矩。圖1某型號(hào)新能源電動(dòng)汽車電機(jī)結(jié)構(gòu)圖3.2電池組組成新能源電動(dòng)汽車的動(dòng)力源是以蓄電池為能量來源，而蓄電池是整車的唯一能量來源，其主體部分包括了大功率蓄電池和低電壓調(diào)節(jié)蓄電池。動(dòng)力電池為驅(qū)動(dòng)電機(jī)和其它的大功率系統(tǒng)供電，而低位控制電池則為低功耗的系統(tǒng)，例如，各系統(tǒng)控制器和各種附屬元件的供電。鋰離子電池的品種很多，有鉛酸，鎳鎘，鎳氫，三元材料，磷酸鐵鋰，鈦酸鋰等等。新能源汽車的低電壓調(diào)節(jié)蓄電池通常采用的是鉛酸蓄電池，但是對(duì)于動(dòng)力蓄電池的選用，各家車企都有不同的做法，比如，小尺寸的新能源電動(dòng)汽車的電力蓄電池主要是采用三元合金的電力蓄電池，而新能源電動(dòng)大巴的電力蓄電池主要是采用的磷酸鐵鋰蓄電池。新能源電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池，除了需要高能量、成熟的充電技術(shù)、短時(shí)間的充電，以及高的持續(xù)放電率、高的自放電率之外，還需要它能夠適應(yīng)于車輛的工作環(huán)境，并且能夠保證它的安全性和穩(wěn)定性，并且使用的使用年限很久之后，還需要它能夠很好地進(jìn)行維修。圖2某型號(hào)新能源電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組外形3.3充電系統(tǒng)組成新能源汽車充電系統(tǒng)包含很多零部件，包括車載充電機(jī)、車載充電接口、DC/DC變換器及相關(guān)線束。車上充電機(jī)的作用是將交流220V市電轉(zhuǎn)化為高壓DC電能，為動(dòng)力電池進(jìn)行充電，從而達(dá)到對(duì)電池電能的補(bǔ)充。（充電機(jī)根據(jù)BMS所給出的信息，可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整其所需的充電電流或電壓，并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其的充電。）充電端口是將移動(dòng)線纜與新能源車輛相連的一種充電器，其主要包括兩個(gè)組成部分：一個(gè)是充電出口，另一個(gè)是一個(gè)是充電插口，是導(dǎo)電式充電馬達(dá)必不可少的一個(gè)，在進(jìn)行充電時(shí)，另一個(gè)是將充電插口與其相結(jié)合，以完成對(duì)其的能量傳遞。圖3車載充電機(jī)工作原理示意圖3.4控制系統(tǒng)組成電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器基本結(jié)構(gòu)可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器基本結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器基本結(jié)構(gòu)殼體電器控制元件電子控制元件高低壓連接器電器功率元件圖4電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器基本結(jié)構(gòu)馬達(dá)將電力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)車輛向前行駛。而電機(jī)控制器可以進(jìn)行運(yùn)算控制，完成功能安全的任務(wù)，并將其匯報(bào)給電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和故障信號(hào)。電機(jī)控制系統(tǒng)將電機(jī)的工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)速，扭矩，故障等信息傳遞到汽車上。在此基礎(chǔ)上，由電動(dòng)機(jī)控制器依據(jù)主機(jī)發(fā)出的起動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)矩、換擋指令，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、停止、加速、減速等操作。在汽車行駛過程中，電動(dòng)機(jī)作為汽車行駛的執(zhí)行器，在電動(dòng)機(jī)的作用下，通過電動(dòng)機(jī)的控制，使汽車向前行駛。3.5本章小結(jié)這一章是對(duì)新能源電動(dòng)汽車的電源管理體系結(jié)構(gòu)的描述，并在此基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)組件的主要作用進(jìn)行了詳細(xì)說明。為后面的詳細(xì)解析作鋪墊。4動(dòng)力系統(tǒng)工作原理新型車輛相對(duì)于傳統(tǒng)車輛而言，其驅(qū)動(dòng)方式多為替代汽油和柴油的非標(biāo)準(zhǔn)燃油，或通過安裝在車輛上的電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的自動(dòng)駕駛。新能源汽車可以被劃分成兩類：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV)和純電動(dòng)汽車(BEV)。純電動(dòng)汽又包括燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）和其他新能源汽車等?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車為了解決常規(guī)高油耗的問題，將常規(guī)燃油和電能進(jìn)行了組合。純電動(dòng)的汽車，，以電力為動(dòng)力，依靠電力驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。也有一些車輛，是將電動(dòng)機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中，具有使用方便的優(yōu)點(diǎn)，但是，在電能存儲(chǔ)技術(shù)方面，仍需要不斷地改進(jìn)。燃料電池電動(dòng)汽車，以電能為能源，通過特定的化學(xué)過程，可以起到對(duì)車輛進(jìn)行控制的效果。它的優(yōu)點(diǎn)在于使用電能，沒有廢氣排放，而且噪音小，對(duì)生態(tài)的損害小。文章以五菱宏光MINIEV，比亞迪MINIEV，特斯拉MINIEV為例子進(jìn)行了剖析。4.1五菱宏光新能源汽車MINIEV五菱宏光MINIEV搭配20kW電動(dòng)機(jī)，三元鋰離子動(dòng)力電池組則有13.82kWh和9.2kWh兩個(gè)版本，能量密度分別為110Wh/kg和100Wh/kg。宏光MINIEV續(xù)航里程有170km和120km兩種，主要用于城市代步通勤。本裝置是一種以電動(dòng)機(jī)為核心，通過與前橋相連接的方式，使其工作在一種全新的傳動(dòng)形式下，由電動(dòng)機(jī)、減速器和驅(qū)動(dòng)橋三個(gè)部件構(gòu)成，三個(gè)部件的軸線相互連接，在某種意義上可以確保傳動(dòng)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。全系統(tǒng)采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，保證了整車的負(fù)載能力和工作效能。雙軸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)能夠提高汽車的整體性能，確保在行駛時(shí)產(chǎn)生回收制動(dòng)，從而達(dá)到縮短電動(dòng)汽車制動(dòng)距離的目的，提高汽車的能量回收率。前減速器前減速器前輪前減速器蓄電池后輪前輪后輪前橋后橋前電機(jī)后電機(jī)圖5五菱宏光新能源汽車MINIEV動(dòng)力系統(tǒng)工作原理圖4.2比亞迪新能源汽車比亞迪汽車企業(yè)對(duì)能源交通創(chuàng)新路徑有愿景,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)道路顯而易見。2014年,基于542技術(shù)重新設(shè)計(jì)的新能源汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),成功制造了比亞迪汽車集團(tuán)的王朝系列產(chǎn)品。2017年,比亞迪發(fā)布了全新的電力未來策略,并展開了品牌發(fā)24展的嶄新征程。2019年,基于e平臺(tái)的王朝系列產(chǎn)品發(fā)售也開始推進(jìn)城市突破的一級(jí)購買壁壘,并由此開啟了純電動(dòng)汽車集中發(fā)售的新市場布局。-----電氣連接機(jī)械連接IIII?▎-------------電氣連接機(jī)械連接IIII?▎--------電動(dòng)機(jī)動(dòng)力電池發(fā)電機(jī)圖6宋PLUSDM-i動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2022年11月，比亞迪在巴西圣保羅舉行“新能源之夜”新品發(fā)布會(huì)，正式宣布推出宋PLUSDM-i車型。其是緊湊型混動(dòng)SUV，搭載比亞迪最新DM-i混動(dòng)技術(shù)有著相當(dāng)彪悍的全面性能。宋PLUSDM-i的動(dòng)力系統(tǒng)屬于的是一種串聯(lián)式復(fù)合動(dòng)力系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間沒有直接的機(jī)械聯(lián)系，但是電動(dòng)機(jī)是動(dòng)力源，它與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間是以機(jī)械的方式進(jìn)行了直接的聯(lián)系。發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率可以經(jīng)過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電量，然后，可以直接供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)，或者是給動(dòng)力電池進(jìn)行充電。因此，在驅(qū)動(dòng)汽車的需求功率只有電動(dòng)機(jī)可以提供。這種裝置雖然構(gòu)造簡單，可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)一直處于高效能工作狀態(tài)，大大提高了整車的燃料利用率，但是由于換能的多次進(jìn)行，導(dǎo)致了整車的能源利用率不高。4.3特斯拉新能源汽車在2008，推出了的首款轎車-兩座SUV羅德斯特。在2012，推出了其旗下的第三款車型。特斯拉的下一輛車型，Model3，在2016年3月亮相，并在2017年下半年正式上市。2019年2月，馬斯克公開了特斯拉的全部電動(dòng)汽車專利權(quán)。在此之前，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克在推特上表示，目前特斯拉已經(jīng)制造出了300多萬臺(tái)電動(dòng)汽車，在上海的上海就達(dá)到了1百萬臺(tái)。圖7特斯拉基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖特斯拉為為純電動(dòng)汽車，它的基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)駕駛?cè)瞬认录铀偬ぐ鍟r(shí)，車輛控制模塊將控制動(dòng)力電池輸出電能，然后通過控制逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛的前進(jìn)或后退。4.4本章小結(jié)第四章分析動(dòng)力系統(tǒng)工作原理，比較五菱宏光新能源汽車MINIEV和比亞迪新能源汽車、特斯拉新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的差異。為下文的研究做好了鋪墊。5動(dòng)力系統(tǒng)常見問題5.1新能源汽車的常見故障問題5.1.1純電新能源汽車的常見故障在純電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中，武漢理工大學(xué)博士研究生對(duì)其運(yùn)行工況進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行工況與環(huán)境溫度、電壓、電流、絕緣性能等因素密切相關(guān)，當(dāng)其運(yùn)行超過了規(guī)定，或者發(fā)生了較大的波動(dòng)，均有可能導(dǎo)致其失效。表1電池常見故障及影響故障名稱故障現(xiàn)象故障原因故障影響過充電充電電流超出極限值充電電流過大電池變形、漏液；內(nèi)部溫度和壓強(qiáng)迅速上升，影響電池性能，甚至導(dǎo)致爆炸、燃燒過放電放電電流超出極限值電量低時(shí)輸出電流過大/大量電池串聯(lián)電極活性物質(zhì)嚴(yán)重?fù)p傷，可能完全失去反應(yīng)能力，縮短電池壽命過溫電池溫度超出極限值電壓超出極較高溫度環(huán)境/自身熱管理失效電化學(xué)特性急劇改變，甚至出現(xiàn)短路、自燃的現(xiàn)象過壓限值或低于標(biāo)準(zhǔn)值充放電不均衡電池內(nèi)部參數(shù)的變化過流電流過大電池老化/內(nèi)部短路造成永久性破壞，這種情況可能由電池老化或內(nèi)部短路引起在實(shí)際的駕駛或充電的時(shí)候，純電動(dòng)汽車的電池有可能會(huì)發(fā)生一些問題，比如：過高或者過低、充放電電流過大等，如上表所示，將會(huì)有一些問題呈現(xiàn)出來。5.1.2油電混合動(dòng)力新能源汽車的常見故障研究了混合動(dòng)力電車的故障類型，并對(duì)其故障類型進(jìn)行了分析。其中，電力故障、永久磁鐵故障及機(jī)器故障都是永磁同步電機(jī)故障。電動(dòng)機(jī)的電氣故障中主要都是定子出現(xiàn)的。當(dāng)定子線圈出現(xiàn)故障時(shí)，將產(chǎn)生短路，使線圈間和相間的短路，進(jìn)而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的損壞；當(dāng)定子繞組發(fā)生短路時(shí)，將使電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩減小，使電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率減小；永久磁鐵的失效將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的輸出力矩下降，功率下降；在軸系中，由于電動(dòng)機(jī)長期處于高負(fù)載狀態(tài)，使得軸系中的軸系磨損加快，各部分之間的摩擦力增大；空氣間隙的不對(duì)稱可能導(dǎo)致磁場的變化[16]。表5-2所示為HEV電動(dòng)機(jī)中比較嚴(yán)重的幾種失效形式，其對(duì)電動(dòng)機(jī)造成了無法挽回的損害，只有更換零件才能加以解決。表2混合動(dòng)力電車電機(jī)故障故障名稱故障現(xiàn)象匝間短路轉(zhuǎn)矩波動(dòng)增大，定子繞組損毀鐵心受損空載或小負(fù)荷時(shí)電流增大，振動(dòng)噪聲大定子繞組三相不平衡電機(jī)三相電流不相等，發(fā)熱不均勻?qū)е戮植繙囟雀咿D(zhuǎn)子偏心產(chǎn)生不平衡拉力，引起振動(dòng)永磁體退磁電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)重心偏離了定重心，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生了一種不隨著轉(zhuǎn)動(dòng)而改變的氣體間隙，造成了一種不會(huì)隨著轉(zhuǎn)動(dòng)而改變的、靜止不動(dòng)的氣體間隙，造成了電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)偏心率。動(dòng)力偏心是指當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)重心不會(huì)改變時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)重心會(huì)隨著轉(zhuǎn)動(dòng)而改變，從而形成一道空氣間隙。永磁材料因其自身的失磁性質(zhì)，在運(yùn)行中受到溫度和機(jī)械振動(dòng)等因素的作用，將導(dǎo)致不可逆的失磁。5.2新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的維修要點(diǎn)5.2.1純電能新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的維修要點(diǎn)在對(duì)純電新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障檢測和修復(fù)時(shí)，要考慮到兩個(gè)問題：第一，由于發(fā)動(dòng)機(jī)比較特殊，發(fā)動(dòng)機(jī)需要電力來驅(qū)動(dòng)，所以要進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的修復(fù)，必須要重視發(fā)動(dòng)機(jī)中的蓄電池的修復(fù)工作，仔細(xì)地對(duì)蓄電池進(jìn)行檢測和修復(fù)。在進(jìn)行正規(guī)的維護(hù)工作前，有關(guān)工作人員應(yīng)該做好充足的維護(hù)工作，認(rèn)真地對(duì)環(huán)境問題進(jìn)行調(diào)查，保證將車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和電池都安放在合適的地方，并檢查周邊的空氣質(zhì)量，以防止因外界的因素對(duì)電池和發(fā)動(dòng)機(jī)造成的傷害，從而造成的電池漏電和電池虧電的現(xiàn)象。而這些，都是電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)修復(fù)的關(guān)鍵。其次，如果因?yàn)槟承┰?，使蓄電池發(fā)生漏電、缺電等情況，則馬達(dá)鎖定會(huì)產(chǎn)生一種硫酸鉛晶體，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)面作用，使發(fā)動(dòng)機(jī)表層受到侵蝕，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在進(jìn)行對(duì)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的維修和維修工作時(shí)，有關(guān)人員應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行深入的檢查和清洗，并綜合地檢測其能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的測試時(shí)，要判斷發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，電池的電力容量是否合格，電池的剩余電量和壽命。5.2.2油電混合新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的維修要點(diǎn)與常規(guī)的汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，它的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造更加的復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)理也有很大的不同，這也導(dǎo)致了它的維護(hù)工作更加的困難。所以，在對(duì)油、電、新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，對(duì)維修人員的技術(shù)要求高，對(duì)其進(jìn)行維修應(yīng)該對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)自身的保養(yǎng)力度和保養(yǎng)方式給予足夠的關(guān)注，并結(jié)合車輛的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)周期，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行定期的維護(hù)，進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用年限，以保證油電混合新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)[17]。一般來講，汽油-電動(dòng)新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)工作比較繁雜，所以要著重解決以下三個(gè)問題。第一，發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)。在汽油-電動(dòng)新能源汽車的運(yùn)轉(zhuǎn)中，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗的情況屢見不鮮，所以在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的問題進(jìn)行維修時(shí)，有關(guān)工作人員應(yīng)著重檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的著火系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)供油系統(tǒng)，以及發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理；第二，是發(fā)動(dòng)機(jī)自身出現(xiàn)了問題。如果在行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)忽然不能運(yùn)轉(zhuǎn)，或者減速，那么很有可能是發(fā)動(dòng)機(jī)出了問題。此時(shí)需要對(duì)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電池的連接端口進(jìn)行檢測，看有沒有電線接觸不良或者是電線松脫等情況。在排除了問題以后，對(duì)問題進(jìn)行了及時(shí)的維修，可以促進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；第三種可能，就是發(fā)動(dòng)機(jī)沒電了。如果車子的車燈在移動(dòng)。如果燈光亮度不夠，或者燈光異常的閃動(dòng)，維修人員就要多加小心了，這也有可能是發(fā)動(dòng)機(jī)電量不足或者漏電引起的。要想解決這個(gè)問題，就必須要徹底地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)自身的供電狀況和電池進(jìn)行徹底地檢測，才能發(fā)現(xiàn)問題所在，并及時(shí)地加以解決。5.3新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維修技術(shù)新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)以傳感器為主，在維護(hù)時(shí)，常見的有應(yīng)變片、加速變傳感器和位移傳感器。因此，在對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行維修時(shí)，應(yīng)按照內(nèi)燃機(jī)的具體情況，按照內(nèi)燃機(jī)的具體情況來選取合適的內(nèi)燃機(jī)的檢測元件。在安裝感應(yīng)器時(shí)，要確保感應(yīng)器的溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)，以免造成發(fā)動(dòng)機(jī)和感應(yīng)器的數(shù)據(jù)連線出錯(cuò)。另外，在維修時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體狀況，還需在發(fā)動(dòng)機(jī)的左、右、下方的底殼上進(jìn)行安裝，以求更好的報(bào)出準(zhǔn)確的位置。在安裝傳感器連接線時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生連接線漂浮的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)線路的信息傳遞造成很大的干擾，所以維修人員應(yīng)該盡量防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)于這種現(xiàn)象，可以將其設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的下面。在安裝完畢以后，檢修人員可以通過數(shù)據(jù)傳送線傳送過來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行專門的分析和梳理，從中找到了發(fā)動(dòng)機(jī)的問題，并將這些問題作為參照，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)展開仔細(xì)的修理，有目的地將新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的問題進(jìn)行有目的地的處理，從而確保車輛發(fā)動(dòng)機(jī)可以順利運(yùn)轉(zhuǎn)。5.4本章小結(jié)在對(duì)新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的幾個(gè)主要問題和維修技術(shù)展開研究后，我們可以從中找出在新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)過程中需要關(guān)注的問題，進(jìn)而提高有關(guān)工作人員對(duì)新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)技術(shù)的認(rèn)識(shí)。當(dāng)前，新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)技術(shù)在國內(nèi)還處在發(fā)展的過程中，但是其中一些技術(shù)已經(jīng)比較完善了，利用這種技術(shù)可以提高新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)的技術(shù)，從而提高新能源汽車的維護(hù)質(zhì)量。6總結(jié)與展望6.1總結(jié)伴隨著動(dòng)力系統(tǒng)與控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，電動(dòng)汽車必將成為今后電動(dòng)汽車發(fā)展的主力軍。本文以五菱宏光新能源等車型的電源為例，對(duì)比了該車型所使用的混合電源與全電氣電源，并對(duì)其出現(xiàn)的問題及維護(hù)問題進(jìn)行了剖析。在此基礎(chǔ)上，筆者進(jìn)一步加深了