第一篇：混合動力電動汽車電池管理系統(tǒng)的分析開題報告 2

蕪 湖 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院

畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告

題

目

混合動力電動汽車電池管理的分析

系（院）機(jī)械系 年級 10級 專 業(yè) 汽車檢測與維修 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號

蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處

2012 年 10月

一、選題背景、研究意義及文獻(xiàn)綜述

1、選題背景



汽車在給人類帶來無數(shù)便利的同時，也伴隨帶來了眾多不利影響。目前世界汽車保有量約8億輛。預(yù)計到2010年全球汽車保有量將達(dá)到10億輛。2003全球57%的石油消費(fèi)在交通領(lǐng)域，預(yù)計到2020年交通用油占全球石油總消耗的62%以上。在汽車保有量高和使用集中的大城市，汽車噪聲和尾氣排放對城市環(huán)境己造成嚴(yán)重污染，對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此從節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、降低汽車污染物的排放量、以綠色環(huán)保汽車代替燃油汽車也是社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要，成為世界共同關(guān)注的問題。

我國大城市的大氣污染已不能忽視，汽車排放是主要污染源之一，我國已有16個城市被列入全球大氣污染最嚴(yán)重的20個城市之中。我國現(xiàn)今人均汽車是每1000人平均10輛汽車，但石油資源不足，每年已進(jìn)口幾千萬噸石油，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油進(jìn)口就成為大問題。因此在我國研究發(fā)展混合動力電動汽車不是一個臨時的短期措施，而是意義重大的、長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略考慮。

混合動力電動汽車在不降低動力性的前提下，可大幅提高燃油經(jīng)濟(jì)性及減少汽車排放。因此，許多國家政府和大型汽車公司加大了混合動力電動汽車的研究開發(fā)工作，并取得了卓有成效的成果。可以相信，在蓄電池技術(shù)沒有根本性突破之前使用混合動力電動汽車是解決能源與排放問題的最具有現(xiàn)實(shí)意義的途徑之一。

2、研究意義

混合動力電動汽車在能源、環(huán)保方面的意義是重大的。據(jù)統(tǒng)計，2000年我國進(jìn)口石油7000萬噸，預(yù)計2010年后將超過1．5億噸，相當(dāng)于科威特一年的總產(chǎn)國家量。環(huán)保中心預(yù)測：到2010年，我國汽車尾氣排放量將占空氣污染源的64％。傳統(tǒng)的內(nèi)燃汽車在國外開發(fā)的歷史已有百年，中國費(fèi)了很大的力氣卻仍然只是抓住了尾巴。相比之下，混合動力電動汽車還屬于產(chǎn)業(yè)化初期，尚未形成新的工業(yè)體系，中國和其他國家一樣處在同一條起跑線上，因此中國在混合動力電動汽車領(lǐng)域參與

世界的競爭是公平的?！?63”電動汽車重大專項規(guī)劃組組長、同濟(jì)大學(xué)新能源汽車工程中心主任萬鋼教授說：“在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域，我們與發(fā)達(dá)國家的差距是20年，而在電動汽車領(lǐng)域的差距只有5年?！?作為一種小型、中速和短途的日常交通工具，混合動力電動汽車在中國有著得天獨(dú)厚的發(fā)展條件和廣闊的應(yīng)用前景。

從產(chǎn)能、石油儲采比、消費(fèi)增長量和進(jìn)口依存度的現(xiàn)狀和預(yù)期來看，我國的能源安全將日益脆弱，汽車燃料替代是一個刻不容緩的問題。

降低我國石油對外依存無非兩個方面：一是節(jié)約用油，二是替代。跟其他發(fā)達(dá)國家一樣，交通運(yùn)輸將成為我國石油最重要的消費(fèi)行業(yè)。預(yù)計我國2020年汽車將消耗石油3.5億噸左右，約占石油總消耗量的65%。因此，如果我們可以控制汽車增量，在一定程度上，就可以控制石油對外依存量。那么，我國的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r如何？

2001—2009年，我國汽車需求年均增長24.9%，遠(yuǎn)高于全球汽車增長幅度。2010年我國汽車銷量約1800萬輛。隨著收入的提高，汽車產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢，汽車市場規(guī)模將長期處于世界首位。

石油最具潛力的替代應(yīng)該與交通運(yùn)輸相關(guān)，如果汽車的數(shù)量(增量)無法減少，那么，汽車燃料的石油替代將是我國減少石油對外依存的一個最重要的方面。從產(chǎn)能、石油儲采比、消費(fèi)增長量和進(jìn)口依存度的現(xiàn)狀和預(yù)期來看，我國的能源安全將日益脆弱，汽車燃料替代則是一個刻不容緩的問題。如果政府愿意將發(fā)展混合動力電動汽車提高到保障我國能源安全的位置，我們就可以預(yù)期混合動力電動汽車產(chǎn)業(yè)將有一個快速發(fā)展。

3、文獻(xiàn)綜述

隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和發(fā)展，汽車已經(jīng)大量進(jìn)入家庭，尤其是發(fā)展中國家。但是，能源緊缺，環(huán)境污染這些問題也日益突出，如何解決這些問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，這一課題擺在了我們面前。從目前世界范圍內(nèi)的整個形勢來看，日本是電動汽車技術(shù)發(fā)展速度最快的少數(shù)幾個國家之一，特別是在發(fā)展混合動力電動汽車方面，日本居世界領(lǐng)先地位。美國三大汽車公司只是小批量生產(chǎn)、銷售過純電動汽車，而混合動力和燃料電池電動汽車目前還未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，日本的混合動力電動汽車在美國市場上占據(jù)了主導(dǎo)地位。目前我國各大汽車集團(tuán)都在進(jìn)行混合動力電動汽車研發(fā)，多數(shù)以混合動力電動客車為主，這種研發(fā)方向符合我國國情，有利于我國混合動力電動汽車的研究發(fā)展。

通過對文獻(xiàn)資料閱讀和分析，了解了混合動力電動汽車的一些關(guān)鍵技術(shù)，而且通過對于國家標(biāo)準(zhǔn)GBT19751-05混合動力電動汽車安全要求、GBT19752-05混合動力電動汽車動力性能試驗方法和GBT19753-05輕型混合動力電動汽車能量消耗量試驗方法的查詢，知道了對于混合動力電動汽車的檢測是十分嚴(yán)格的。因為是電動汽車，能源是全車的核心，通過查閱資料和相關(guān)信息，對于混合動力電動汽車電池的種類及它們的優(yōu)缺點(diǎn)有了一定的認(rèn)識，也會在以后的研究中關(guān)注比較常用的電池。

除了電池以外，混合動力電動汽車的其他關(guān)鍵性能指標(biāo)也是要求嚴(yán)格，如混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)、驅(qū)動電機(jī)、電池管理、絕緣保護(hù)、制動系統(tǒng)、電氣信號等。這些內(nèi)容都是 在接下來的研究中需要特別注意的。

二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題

1.混合動力電動汽車電池及管理系統(tǒng)：研究電池單體結(jié)構(gòu)設(shè)計以及體系配比技術(shù)，研究系統(tǒng)SOC、SOH和SOF估算和控制技術(shù)，電池系統(tǒng)高效管理技術(shù)，系統(tǒng)熱、電、結(jié)構(gòu)設(shè)計一體化集成技術(shù)；研究系統(tǒng)試驗驗證評價技術(shù)；可靠性滿足整車集成要求，安全性、電磁兼容性等滿足國家標(biāo)準(zhǔn)或相關(guān)規(guī)范要求。

2.混合動力電動汽車電機(jī)及控制系統(tǒng)：研究電機(jī)與發(fā)動機(jī)、電機(jī)與變速箱等機(jī)電耦合裝置集成技術(shù)，研究雙（單）電機(jī)控制器的集成技術(shù)，研究電機(jī)及其控制系統(tǒng)的性能提升與安全控制技術(shù)，研究電機(jī)及其控制系統(tǒng)的可靠性、耐久性、環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容以及減振降噪技術(shù)，研究批量生產(chǎn)的先進(jìn)制造和質(zhì)量控制技術(shù)。3.超級電容器：研究標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的混合動力汽車電源模塊。在保持超級電容器高比功率、長壽命和快充特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，大幅度提高比能量。4.相關(guān)檢測方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

三、研究步驟、方法

1.混合動力電動汽車電池及管理系統(tǒng)：以單片機(jī)為核心，采用分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)時檢測動力電池的各種運(yùn)行參數(shù)?？梢愿鶕?jù)電池狀態(tài)進(jìn)行故障診斷和報警, 同時具有熱管理功能等；系統(tǒng)參數(shù)通過PC進(jìn)行標(biāo)定，通過CAN總線與整車其他系統(tǒng)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)信息共享。

車載充電機(jī)，具有為電動汽車動力電池，安全、自動充滿電的能力，充電機(jī)依

據(jù)電池管理系統(tǒng)（BMS）提供的數(shù)據(jù)，能動態(tài)調(diào)節(jié)充電電流或電壓參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的動作，完成充電過程。

1）具備高速CAN網(wǎng)絡(luò)與BMS通信的功能，判斷電池連接狀態(tài)是否正確；獲得電池系統(tǒng)參數(shù)、及充電前和充電過程中整組和單體電池的實(shí)時數(shù)據(jù)。2）可通過高速 CAN網(wǎng)絡(luò)與車輛監(jiān)控系統(tǒng)通信，上傳充電機(jī)的工作狀態(tài)、工作參數(shù)和故障告警信息，接受啟動充電或停止充電控制命令。3）完備的安全防護(hù)措施： 交流輸入過壓保護(hù)功能； 交流輸入欠壓告警功能； 交流輸入過流保護(hù)功能； 直流輸出過流保護(hù)功能； 直流輸出短路保護(hù)功能；

輸出軟啟動功能，防止電流沖擊；

在充電過程中，充電機(jī)能保證動力電池的溫度、充電電壓和電流不超過允許值；并具有單體電池電壓限制功能，自動根據(jù)BMS的電池信息動態(tài)調(diào)整充電電流。自動判斷充電連接器、充電電纜是否正確連接。當(dāng)充電機(jī)與充電樁和電池正確連接后，充電機(jī)才能允許啟動充電過程；當(dāng)充電機(jī)檢測到與充電樁或電池連接不正常時，立即停止充電；

充電聯(lián)鎖功能，保證充電機(jī)與動力電池連接分開以前車輛不能啟動； 高壓互鎖功能，當(dāng)有危害人身安全的高電壓時，模塊鎖定無輸出； 具有阻燃功能。車載充電機(jī)技術(shù)指標(biāo)：

輸入電壓：AC220V，50Hz±1Hz； 輸出電壓范圍：DC140～360V 輸出電流范圍：1A～12A 最大功率：5KW 轉(zhuǎn)換效率：≥92%（滿載）功率因素：≥0.99（滿載）

環(huán)境溫度、工作溫度：-30～70℃（50℃以上限功率輸出）保護(hù)功能：輸出過壓、過流、短路、過熱、電池反接保護(hù)

混合動力電動汽車車載充電機(jī)

系統(tǒng)總體：（1）具有CAN總線接口及功能：充電模式可通過CAN（2.0B）總線接口自動控 制； 電池管理系統(tǒng)通過CAN通訊控制充電機(jī)實(shí)現(xiàn)分階段恒流恒壓充電；工作狀態(tài)和故 障信息可以通過CAN接口讀取。

（2）必要的保護(hù)功能：短路（交流和直流側(cè)），輸出過流、過壓、欠壓、過熱等。（3）在交流電源欠壓保護(hù)后，電源電壓恢復(fù)正常后，可以自動恢復(fù)充電的功能； 停電后恢復(fù)供電時，充電機(jī)具有自動恢復(fù)充電功能。（4）電磁兼容性：滿足車輛電氣系統(tǒng)電磁兼容性

（5）輸入輸出接口包括：220VAC、13.5VDC、CAN通信、250—400VDC。充電機(jī)系統(tǒng)技術(shù)及考核指標(biāo)（1）額定功率：2.8KW（2）輸入電壓220?10%，50~60Hz

（3）電壓輸出：高壓250-400VDC，精度FS 1%；低壓：13.5VDC（150W）（4）輸出電流：0~7A，精度為FS 1%，充電電流<1A時自動停機(jī)（5）整機(jī)效率：85%

（6）輸出電壓紋波：小于1%

（7）外形尺寸：小于370mm?230mm?180mm。

（8）連續(xù)工作時，環(huán)境溫度-20~40℃，箱體內(nèi)系統(tǒng)溫度-20~65 ℃。（9）系統(tǒng)連續(xù)工作時間7~8小時（10）使用環(huán)境：車載

2.混合動力電動汽車電機(jī)及控制系統(tǒng)：從電機(jī)、功率電子裝置和控制技術(shù)三個方面論述了當(dāng)前的研究現(xiàn)狀，指出了其未來的發(fā)展趨勢?；旌蟿恿﹄妱悠噷︱?qū)動電機(jī)及控制系統(tǒng)的要求主要有：

(1)以轉(zhuǎn)矩為控制目標(biāo)，油門和制動的開度是電磁轉(zhuǎn)矩給定的目標(biāo)值，要求轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速，波動??；

(2)混合動力電動汽車要求驅(qū)動電機(jī)要有較寬的調(diào)速范圍，電機(jī)能在四象限內(nèi)工作；(3)為保證加速時間，要求電機(jī)低速時有大的轉(zhuǎn)矩輸出和較大的過載倍數(shù)，為保證汽車能跑到最高車速，要求電機(jī)高速區(qū)處有一定的功率輸出；(4)驅(qū)動系統(tǒng)高效、可靠性好、電磁兼容性好且易于維護(hù)等。

3.超級電容器：研究碳材料、電解液等關(guān)鍵材料技術(shù)；研究單體電容電性能設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計、模塊設(shè)計，模塊均衡及熱管理等技術(shù)等。

四、主要參考文獻(xiàn)

鄭敏信，齊鉑金，吳紅杰，等.混合動力客車鋰離子動力電池管理系統(tǒng)[J].高技術(shù)通訊，2008.2，18(2)袁方偉，陳思忠.電動汽車電池管理系統(tǒng)的研究[J].汽車研究與開發(fā)，2003,(3)萬沛霖.電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，l998,12 王玲.混合動力大巴用高比功率鎳氫電池的管理系統(tǒng)設(shè)計[D].北京：北方工業(yè)大學(xué)，2004 張揚(yáng)，王峰光.鉛酸蓄電池維護(hù)與測試現(xiàn)狀及測試技術(shù)發(fā)展趨勢[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2005,(7)陳清泉,孫逢春,祝嘉光,等.現(xiàn)代電動汽車技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2002.1l 張銳，張維戈，文鋒.一種電動汽車絕緣性能的測量方法[J].國外電子測量技術(shù).2007,26（10）黃勇，陳全世，陳伏虎.電動汽車電氣絕緣檢測方法的研究[J].儀器儀表與檢測.2005,4

系（教研室）評論意見

評議人：

年 月 日

第二篇：HEV 混合動力電動汽車介紹

HEV（Hybrid-ElectricVehicel）—混合動力裝置。混合動力就是指汽車使用汽油驅(qū)動和電力驅(qū)動兩種驅(qū)動方式，優(yōu)點(diǎn)在于車輛啟動停止時，只靠發(fā)電機(jī)帶動，不達(dá)到一定速度，發(fā)動機(jī)就不工作，因此，便能使發(fā)動機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài)，動力性好，排放量很低，而且

電能的來源都是發(fā)動機(jī)，只需加油即可。

混合動力汽車的關(guān)鍵是混合動力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動力汽車整車性能。經(jīng)過十多年的發(fā)展，混合動力系統(tǒng)總成已從原來發(fā)動機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動力總成系統(tǒng)?；旌蟿恿偝梢詣恿鬏斅肪€分類，可分

為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。

串聯(lián)式動力：串聯(lián)式動力由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)三部分動力總成組成，它們之間用串聯(lián)方式組成SHEV動力單元系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動機(jī)，由電動機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動汽車。小負(fù)荷時由電池驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動車輪，大負(fù)荷時由發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動電動機(jī)。當(dāng)車輛處于啟動、加速、爬坡工況況時，發(fā)動機(jī)、電動機(jī)組和電池組共同向電動機(jī)提供電能；當(dāng)電動車處于低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅(qū)動電動機(jī)，當(dāng)電池組缺電時則由發(fā)動機(jī)-發(fā)電機(jī)組向電池組充電。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速運(yùn)行工況，可以將發(fā)動機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動機(jī)的輸出來達(dá)到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動機(jī)避免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動機(jī)的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點(diǎn)是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。

并聯(lián)式動力：并聯(lián)式裝置的發(fā)動機(jī)和電動機(jī)共同驅(qū)動汽車，發(fā)動機(jī)與電動機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅(qū)動又可以單獨(dú)驅(qū)動。當(dāng)汽車加速爬坡時，電動機(jī)和發(fā)動機(jī)能夠同時向傳動機(jī)構(gòu)提供動力，一旦汽車車速達(dá)到巡航速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動機(jī)維持該速度。電動機(jī)既可以作電動機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動－發(fā)電機(jī)組。由于沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī)可以直接通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動車輪，這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的應(yīng)

用。

混聯(lián)式動力：混聯(lián)式裝置包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)。動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)，根據(jù)助力裝置不同，它又分為發(fā)動機(jī)為主和電機(jī)為主兩種。以發(fā)動機(jī)為主的形式中，發(fā)動機(jī)作為主動力源，電機(jī)為輔助動力源；以電機(jī)為主的形式中，發(fā)動機(jī)作為輔助動力源，電機(jī)為主動力源。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制方便，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。豐田的Prius屬于

以電機(jī)為主的形式。

相關(guān)鏈接

當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動機(jī)汽車存在種種弊病，統(tǒng)計表明在占80％以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40％，在市區(qū)還會跌至25％，更為嚴(yán)重的是排放廢氣污染環(huán)境。20世紀(jì)90年代以來，世界各國對改善環(huán)保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動汽車脫穎而出。雖然人們普遍認(rèn)為未來是電動汽車的天下，但是目前的電池技術(shù)問題阻礙了電動汽車的應(yīng)用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠(yuǎn)未達(dá)到人們所要求的數(shù)值，專家估計在10年以內(nèi)電動汽車還無法取代燃油發(fā)動機(jī)汽車（除非燃料電池技術(shù)有重大突破）。

現(xiàn)實(shí)迫使工程師們想出了一個兩全其美的辦法，開發(fā)了一種混合動力裝置

（Hybrid-ElectricVehicel，縮寫HEV）的汽車。所謂混合動力裝置就是將電動機(jī)與輔助動力單元組合在一輛汽車上做驅(qū)動力，輔助動力單元實(shí)際上是一臺小型燃料發(fā)動機(jī)或動力發(fā)電機(jī)組。形象一點(diǎn)說，就是將傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)盡量做小，讓一部分動力由電池-電動機(jī)系統(tǒng)承擔(dān)。這種混合動力裝置既發(fā)揮了發(fā)動機(jī)持續(xù)工作時間長，動力性好的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮電動機(jī)無污染、低噪聲的好處，二者“并肩戰(zhàn)斗”，取長補(bǔ)短，汽車的熱效率可提高10％以上，廢

氣排放可改善30％以上。

混合動力源電動車按照能量合成的的形式主要分為串聯(lián)式(SHEV）和并聯(lián)式（PHEV）兩

種。

串聯(lián)式動力由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)三部分動力總成組成，它們之間用串聯(lián)的方式組成SHEV的動力單元系統(tǒng)。負(fù)荷小時由電池驅(qū)動電動機(jī)帶動車輪轉(zhuǎn)動，負(fù)荷大時則由發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動電動機(jī)。當(dāng)電動車處如啟動、加速、爬坡的工況時，發(fā)動機(jī)-電動機(jī)組和電池組共同向電動機(jī)提供電能；當(dāng)電動車處低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅(qū)動電動機(jī)，由發(fā)動機(jī)-發(fā)電機(jī)組向電池組充電。這種串聯(lián)式電動車不管在什么工況下，最終都要由電動機(jī)來驅(qū)動車輪。例如福特“新能級－2010”SHEV，其電池采用燃料電池，在城市市區(qū)行駛時全部由燃料電池驅(qū)動電動機(jī)，電動機(jī)通過減速器（變速器）和驅(qū)動橋驅(qū)動車輪，達(dá)到了“零排放”要求。當(dāng)高速及爬坡時，則由發(fā)動機(jī)-電動機(jī)組和燃料電池組共同向電動機(jī)

供電，驅(qū)動車輪。

并聯(lián)式裝置的發(fā)動機(jī)和電動機(jī)以機(jī)械能疊加的方式驅(qū)動汽車，發(fā)動機(jī)與電動機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅(qū)動又可以單獨(dú)驅(qū)動。電動機(jī)既可以作電動機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動－發(fā)電機(jī)組。由于沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī)可以直接通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動車輪，因此該裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，得到比較廣泛的應(yīng)用。例如大眾汽車公司的高爾夫PHEV，發(fā)動機(jī)通過離合器１帶動電動－發(fā)電機(jī)，輸出扭力再通過另一邊離合器２驅(qū)動車輛行駛。靜止啟動時，電池向電動－發(fā)電機(jī)供電，此時電動－發(fā)電機(jī)就是發(fā)動機(jī)的起動機(jī)。發(fā)動機(jī)啟動后，發(fā)動機(jī)一方面作為車輛單獨(dú)的動力源驅(qū)動車輪，另一方面又帶動電動－發(fā)電機(jī)發(fā)電向電池充電，此時與傳統(tǒng)汽車一樣。

在市區(qū)行駛時，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，離合器１脫開，離合器２接合，電池做為唯一能源向電動機(jī)供電，由電動機(jī)取代發(fā)動機(jī)驅(qū)動車輪。當(dāng)電動車需要高速或高負(fù)荷時，發(fā)動機(jī)啟動離合器１閉

合，發(fā)動機(jī)與電動－發(fā)電機(jī)系統(tǒng)組成復(fù)合驅(qū)動形式，以最大功率驅(qū)動車輛。

混合動力汽車在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)日益成熟，有些已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段。由于構(gòu)造復(fù)雜，成本

較高，在電動汽車時代到來之前，混合動力型汽車只是一種過渡產(chǎn)品。

混合動力車標(biāo)準(zhǔn)出臺在望

標(biāo)準(zhǔn)背后的博弈剛剛開始

目前，《混合動力電動汽車標(biāo)準(zhǔn)》的研究與制定，已經(jīng)由中國汽車技術(shù)研究中心協(xié)助整理完畢，并通過了科技部的驗收，上報主要負(fù)責(zé)國家度量衡體系的全國標(biāo)準(zhǔn)管理委員會等待

批準(zhǔn)，即將擇日出臺。

“混合動力車標(biāo)準(zhǔn)即將出臺，這意味著混合動力車很快就能上市銷售了?！敝袊嚰夹g(shù)研究中心汽車技術(shù)情報研究所總工程師、汽車產(chǎn)業(yè)政策研究室主任黃永和日前告訴記者。

混合動力電動車標(biāo)準(zhǔn)即將出臺，企業(yè)界的混合動力車的量產(chǎn)研究，也正在如火如荼地進(jìn)

行。

據(jù)來自科技部的消息，近期，國家將有一筆專項的撥款發(fā)放給長安，主要用于自主品牌的混合動力車的研究。江陵將成為長安的混合動力車研究基地。

“我們的混合動力車研究是國家863計劃的一部分，撥款是肯定的?！遍L安集團(tuán)宣傳部部長劉躍肯定了撥款的說法。但對具體撥款數(shù)額和混合動力車生產(chǎn)基地的問題，劉表示不知

詳情。

政策胎動，聞風(fēng)而動者不僅僅只有長安一家。

一汽集團(tuán)宣傳部副部長沃仲聲告訴記者，“我們和豐田關(guān)于混合動力車項目的合作正在順利進(jìn)行。按照原計劃，今年P(guān)rius即將投產(chǎn)?！苯衲?月份上海國際車展上，一汽紅旗已

經(jīng)提前推出了完全自主研發(fā)的混合動力車。

引用:

據(jù)了解，從制定標(biāo)準(zhǔn)的成員上來看，參與制定標(biāo)準(zhǔn)的主要包括中國汽車技術(shù)研究中心、天津清源電動車輛公司、東風(fēng)電動車輛公司、一汽集團(tuán)技術(shù)中心、清華大學(xué)和奇瑞汽車公司等。新標(biāo)準(zhǔn)共六章

黃永和透露，混合動力車整車方面標(biāo)準(zhǔn)分為六個部分，包括混合動力車定型試驗規(guī)程、混合動力車動力性能試驗方法、混合動力車安全要求、輕型混合動力車污染物、輕型混合動力車能量消耗和混合重型混合動力車。

其中前三項是輕型車和重型車共用標(biāo)準(zhǔn)：即“安全要求”、“動力性能試驗方法”和“定型試驗規(guī)程”。此外，涉及混合動力車其他方面的標(biāo)準(zhǔn)還有七項。

更重要的是，所有標(biāo)準(zhǔn)只是推薦性標(biāo)準(zhǔn)，而且不涉及專利技術(shù)，除了電池、電機(jī)等特定部件和電氣系統(tǒng)的專項技術(shù)要求外，其余的條款都是有關(guān)試驗方法標(biāo)準(zhǔn)的。

有專家表示，這是因為混合動力車的發(fā)展在國內(nèi)甚至國際上都是初級發(fā)展階段，遠(yuǎn)沒有成熟，制定一個標(biāo)準(zhǔn)著實(shí)費(fèi)力。

事實(shí)也是如此。以世界公認(rèn)最成熟的混合動力車豐田Prius為例，雖然它在美國上市后非常搶手，但是上周三，據(jù)CNN報道，美國政府宣布，由于發(fā)生了一連串的針對發(fā)動機(jī)的用戶投訴事件，Prius因此將面臨調(diào)查。

美國國家高速公路安全管理委員會已經(jīng)收到了33個投訴，涉及04款和05款Prius。委員會稱將評估用戶所投訴的問題，約75000輛Prius有可能受到影響。

CNN援引美國國家高速公路安全管理委員會的報告說，在全部投訴中，85%的車主報告Prius在時速35到65英里時會發(fā)生發(fā)動機(jī)突然停轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，且事先沒有任何警告。出現(xiàn)這樣的問題，豐田面臨召回 Prius的可能性。不久前，豐田曾宣稱，將準(zhǔn)備把用于Prius的發(fā)動機(jī)用于佳美和花冠。

豐田中國事務(wù)所公關(guān)部楊紅堅女士告訴記者，豐田正全面協(xié)助美國道路交通安全局的調(diào)查。

Prius尚且如此，中國起步更晚的混合動力車研究就更難制定強(qiáng)硬性標(biāo)準(zhǔn)。所以，對該標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中也非常慎重?？萍疾繌摹鞍宋濉本烷_始組織混合動力汽車的研究工作，在“十五”期間則將混合動力汽車列為863重大專項。

有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究一直是其中的重點(diǎn)內(nèi)容之一。全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會電動車輛分技術(shù)委員會也在兩年中分三次對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了審查。

標(biāo)準(zhǔn)公平之慮

豐田在混和動力車研究方面居于世界絕對領(lǐng)先地位。2004年，豐田Prius在釣魚臺國賓館高調(diào)登場。當(dāng)時豐田宣布，一汽豐田將成為這款據(jù)稱是代表最先進(jìn)混合動力技術(shù)的小車唯一的一家海外生產(chǎn)廠家。

豐田選擇在中國生產(chǎn)Prius，業(yè)界普遍猜測認(rèn)為，已經(jīng)占盡先機(jī)的豐田，力圖通過標(biāo)準(zhǔn)的推行，在中國獨(dú)霸混合動力轎車的天下，是提前在中國控制標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)的舉動。

3月9日，長安集團(tuán)總裁尹家緒告訴記者：“豐田極力推動自己的混合動力車標(biāo)準(zhǔn)，是想用他的標(biāo)準(zhǔn)代表中國的標(biāo)準(zhǔn)，但如果按照豐田的標(biāo)準(zhǔn)就要走豐田的路線。”

對于業(yè)界的顧慮，黃永和告訴記者，“該標(biāo)準(zhǔn)保證了公允，不會偏袒哪個企業(yè)。并不存在此前業(yè)內(nèi)擔(dān)心的所謂中國標(biāo)準(zhǔn)就是豐田標(biāo)準(zhǔn)的問題。”

對于沒有參加混合動力標(biāo)準(zhǔn)研究的國內(nèi)主要企業(yè)，汽車技術(shù)研究中心都向他們發(fā)送了有關(guān)的會議通知和資料。

而在此之前，標(biāo)準(zhǔn)草案還參考了國際標(biāo)準(zhǔn)(1SO)、聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會法規(guī)(ECE)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)(正N)、美國汽車工程師學(xué)會(5AE)、日本電動車協(xié)會(1EVS)等國際性、地區(qū)性和各國行業(yè)性組織的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。

“雖然這些標(biāo)準(zhǔn)本身也不完善，有些也只是草案，但事實(shí)上，對中國標(biāo)準(zhǔn)的制定起到了很大的啟發(fā)。”一位知情人士透露，在國際合作與技術(shù)交流方面，涉及日、美、歐多家企業(yè)和機(jī)構(gòu)，而不僅僅是一兩家公司。

但是，這樣的安排并不能讓所有人感到平衡?！翱梢钥隙ǖ氖?，并不是所有企業(yè)都積極參與了此事?！痹撝槿耸扛嬖V記者。所以，對哪家有利，哪家吃虧都是不可知的。

該人士分析，由于不涉及專利，該標(biāo)準(zhǔn)保持中立并不難。而正因為不涉及專利，該標(biāo)準(zhǔn)也就不痛不癢，缺乏實(shí)際上的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該具備的強(qiáng)制性?！皹?biāo)準(zhǔn)顯得太中庸了，盡量做到誰都不得罪。因此此后的修訂和修改是可以預(yù)見的?！?/p>

事實(shí)上，通用已承認(rèn)自己的混合動力車大部分專利技術(shù)都買自豐田。因此發(fā)展混合動力技術(shù)，由于豐田目前是全球領(lǐng)先，必然具有更多的話語權(quán)。

相關(guān)欄目

第三篇：關(guān)于電動汽車的電池技術(shù)調(diào)研報告

關(guān)于電動汽車的電池技術(shù)調(diào)研報告

引言

隨著全球大氣環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，能源緊缺問題日益突出，電動汽車以其環(huán)保節(jié)能的突出特點(diǎn)，受到各國的重視，電動汽車成為汽車未來發(fā)展的趨勢。當(dāng)前電動汽車的熱點(diǎn)研究有電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，充電機(jī)技術(shù)，充電諧波分析和充電站監(jiān)控系統(tǒng)等，其中電動汽車電池技術(shù)是最主要的難題。

電動汽車電池及其管理系統(tǒng)現(xiàn)狀

電動汽車電池可分為蓄電池與燃料電池，蓄電池主要有鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池、鈉硫電池。衡量電池的性能參數(shù)有電性能、機(jī)械性能、貯存性能，其中電性能是電池的主要參數(shù)。電池的檢測和保養(yǎng)通過電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，電池管理系統(tǒng)(BMS)的主要工作是監(jiān)控和管理蓄電池組。通過電池管理系統(tǒng)，蓄電池的使用效率可以得到很大提升，使用壽命可以延長，從而達(dá)到降低運(yùn)行成本、提升電池組的可靠性的目的，是電動汽車的核心部件?？v觀整個電動汽車的發(fā)展過程，出現(xiàn)過多種不同類型的電池，電池的管理系統(tǒng)也因各個國家各個企業(yè)不同，目前國內(nèi)外市場使用最多的電池主要有鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池。

國內(nèi)外使用鉛酸蓄電池作為電動汽車電源的企業(yè)有：吉利汽車控股公司、奇瑞汽車控股公司、美國通用汽車公司、德國奔馳汽車公司等。鉛酸蓄電池是市場中使用最廣泛的電池，它的優(yōu)點(diǎn)是：價格低廉、可靠性高、能達(dá)到電動汽車的動力性要求。然而它有兩大缺點(diǎn)；一是使用壽命短，導(dǎo)致成本高；另一個缺點(diǎn)是比能量低，導(dǎo)致體積和質(zhì)量很大，且充電單次續(xù)航短。另外由于鉛是重金屬，所以這種電池存在環(huán)境污染的問題。

奇瑞汽車控股公司使用的是成新一代閥控式鉛酸電池（VRLA），閥控式鉛酸蓄電池是普通鉛酸蓄電池的改進(jìn)，正負(fù)極板柵用鉛鈣錫合金鑄以減少氫氣析出。新一代閥控式密封鉛酸蓄電池具有不須維護(hù)，允許深度放電，可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，但閥控式鉛酸蓄電池仍未能解決鉛酸蓄電池比能量和比功率低的問題，其根本原因是金屬鉛的密度大。在典型的應(yīng)用中，電池經(jīng)常工作于一個高倍率部分荷電狀態(tài)，使用壽命和性能會因此受到嚴(yán)重影響。鉛酸電池作為電動汽車電池的未來研究重點(diǎn)是解決比能量低的問題，以及高倍率部分荷電狀態(tài)時壽命嚴(yán)重縮短的問題。其電池管理系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，由多個電池模組遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊CAN總線和電池管理模塊構(gòu)成，能夠管理電池單體均衡充電和擴(kuò)充接口。首先，通過監(jiān)測電池的狀態(tài)，控制整車用電器的適用狀態(tài)，同時控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率以及輸出電壓，并向駕駛員提供蓄電池的狀態(tài)信息，最大程度的優(yōu)化整車的電平衡；其次，控制整車靜態(tài)電流，降低靜態(tài)電流對于蓄電池電量的損耗，保證車輛停放后可以正常啟動的時間，另外，優(yōu)化蓄電池的充放電狀態(tài)，延長蓄電池的使用壽命。

美國通用汽車公司的EV1電動汽車由26個鉛酸蓄電池供電，放電深度為80%，電池壽命是450個深度放電周期。EVI的電池管理系統(tǒng)包括四個組成部分：電池模塊、軟件BPM、電池組熱系統(tǒng)、電池組高壓斷電保護(hù)裝置。EV1電池管理系統(tǒng)的核心是BPM，其功能有：單電池電壓檢測、電池組電流分流采樣、電池組高壓保護(hù)（保險絲）。EV1的電池管理系統(tǒng)與一般電池管理系統(tǒng)的區(qū)別在于，它把系統(tǒng)側(cè)重點(diǎn)放在電池組的可靠性上，其可靠性措施有：電池組高壓斷電保護(hù)裝置、手動斷電開關(guān)、地線絕緣失效檢測、自動開關(guān)與手動開關(guān)連鎖。

國內(nèi)外使用鎳氫電池作為電動汽車電源的企業(yè)有：東風(fēng)汽車集團(tuán)、一汽集團(tuán)、豐田汽車公司等。鎳氫電池是一種堿性電池，不含重金屬，因此有“綠色電池”的稱號。相對鉛酸電池，鎳氫電池在能量體積密度方面提高了3倍，在比功率方面提高了10倍。鎳氫電池主要有以下特性：①外部溫度越低，鎳氫電池充滿之后保持的電壓越高。反之，電壓越低。②充電電流越大，鎳氫電池自身溫度升溫越快。③電池充滿之后，繼續(xù)充電，電池電壓反而下降。④長時間閑置，自身會消耗內(nèi)部電量。它的缺點(diǎn)是：高成本，價格是鉛酸電池的5-8倍；自放電損耗大；單體電池電壓低；對環(huán)境溫度敏感低溫時容量減小和高溫時充電耐受性的限制，導(dǎo)致電池組溫度管理難度高；不易確切的判定電池的荷電水平，因此降低了蓄電池組的實(shí)際使用壽命。

東風(fēng)汽車集團(tuán)電動汽車使用的鎳氫電池管理電路主要通過主控芯片控制外圍電壓采集電路、電流檢測電路、溫度監(jiān)測電路和UART通訊電路。鎳氫電池管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對20組串聯(lián)電池組中任一單節(jié)電池的實(shí)時電壓進(jìn)行監(jiān)控。串聯(lián)電池組具有大范圍(測量電壓范圍為0—28V)，高精度(測量精度要求達(dá)到mV級別)，強(qiáng)實(shí)時(測量時間要求達(dá)到秒級)等一系列特點(diǎn)，因此必須對20組電池電壓進(jìn)行同時測量，減少實(shí)時誤差，并通過內(nèi)部軟件校正實(shí)現(xiàn)測量精度要求。

國內(nèi)外使用鋰離子電池作為電動汽車電源的企業(yè)有：比亞迪汽車公司、萬向集團(tuán)、天津清源電動車輛有限責(zé)任公司、天津力神電池股份有限公司、深圳雷天公司、北京嘉捷恒信能源公司技術(shù)公司、美國通用汽車公司、德國寶馬汽車公司、日產(chǎn)汽車公司等。與鎳氫電池相比，鋰離子電池具有相對較高的工作電壓和較大的比能量，是鎳氫電池的3倍。鋰離子電池體積小質(zhì)量輕，電池高能量密度，電池電壓較高，電池的自放電小，安全性較高，可滿足大電流放電，無記憶效應(yīng)，循環(huán)充放電次數(shù)較多，使用壽命長，鋰離子對環(huán)境友好，綠色環(huán)保。電池單個性能指標(biāo)的數(shù)值范圍跨度大，其原因是鋰離子電池有較多的電極組合，它們在性能上存在一定的差距。目前在電動汽車中，企業(yè)應(yīng)用較多的鋰離子電池是磷酸鐵鋰電池，其熱穩(wěn)定性和安全性較好，同時價格相對便宜。鋰離子電池大量應(yīng)用于電動汽車仍然存在問題，主要是因為多種性能的限制，包括鋰離子電池的安全性、循環(huán)壽命、成本、工作溫度和材料供應(yīng)。

比亞迪汽車公司采用的電池管理系統(tǒng)為分布式管理系統(tǒng)，有三個模塊組成，分別為電池組數(shù)據(jù)采樣模塊、電池采樣管理模塊和電池數(shù)據(jù)綜合分析處理模塊。其特點(diǎn)為有效提高采樣速度，解決電池組充電不均的問題；能夠?qū)崿F(xiàn)對電池組的實(shí)時監(jiān)控一個電池組采樣數(shù)據(jù)模塊；可管理多節(jié)電池；電池包的電池數(shù)可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況調(diào)整，適用范圍廣泛。

德國寶馬汽車公司最新款電動汽車i3，通過專門研發(fā)的高壓鋰離子蓄電池給驅(qū)動系統(tǒng)以及所有其它車輛功能供電。這款電動汽車使用的蓄電池再一次奠定了能源效率的新基準(zhǔn)。高壓蓄電池的智能加熱/冷卻系統(tǒng)可保證能量輸出（和車輛的續(xù)航里程）受溫度波動的影響小于通常使用的同類蓄電池，有助于提高電池的性能和使用壽命。高壓蓄電池的保用期時間長，充電迅速，在8小時之內(nèi)即可完全充滿電。電池管理系統(tǒng)的兩種電子控制器電池管理單元和電芯監(jiān)控傳感單元由普瑞提供。電池管理系統(tǒng)的由兩部分組成，分別為：電池管理單元和電芯監(jiān)控傳感單元。這兩種控制器通過給高壓電池進(jìn)行均勻的充電保證電池的最佳性能。電芯監(jiān)控傳感器對每一個電池單體的電壓和溫度都會進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。電池管理單元對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而對不同的電荷狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此保證電池的最佳性能。

電動汽車電池技術(shù)的展望

在目前市場上的電池中，鋰離子電池具有輕巧方便、比能量高、比功率高、高效環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已是公認(rèn)的未來汽車動力電池的不二之選，有進(jìn)一步研發(fā)和大規(guī)模應(yīng)用的前景。但考慮安全性、輸出功率、成本等問題，車鋰離子動力電池仍處于產(chǎn)業(yè)起步期。今后BMS的研究的重點(diǎn)：BMS的高度集成化、通用化；建立一個適合于電動汽車工況的動態(tài)特性好、精度高、適用于大電流充放電工況的電池模型；BMS不僅要能夠準(zhǔn)確估測電池組的SOC，還要具有評估電池組的健康狀態(tài)和剩余使用壽命的功能；研究電池的優(yōu)化充放電控制算法；電池組均衡方式向能量非耗散型轉(zhuǎn)變；充電過程中，BMS能夠與充電機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和優(yōu)化充電，保障充電快速性和安全性；提高BMS安全性能，包括BMS抗干擾技術(shù)、BMS異常及報警技術(shù)和電池組熱管理技術(shù)等。

電動汽車電池系統(tǒng)的最優(yōu)方案

集中式電池管理系統(tǒng)因無法滿足電池的安全性和可靠性要求，采用分布式結(jié)構(gòu)，對各個子系統(tǒng)進(jìn)行管理，通過CAN總線實(shí)現(xiàn)各個子系統(tǒng)的通信連接。系統(tǒng)由狀態(tài)檢測系統(tǒng)和均衡管理系統(tǒng)組成。狀態(tài)檢測系統(tǒng)通過檢測電池的電流、電壓、溫度等電池狀態(tài)量，對電池的剩余量（SOC）和相應(yīng)的駕駛里程進(jìn)行估計。SOC的估計采用安培積分法，用卡爾曼濾波法進(jìn)行校正。均衡管理系統(tǒng)通過狀態(tài)檢測系統(tǒng)采集的電流、電壓信息，判斷電池電流、電壓的高低，通過均衡模塊對每節(jié)電池進(jìn)行均衡。

參考文獻(xiàn)

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第四篇：電動汽車開題報告資料

畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告

題 目 學(xué) 院專 業(yè) 姓 名 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師

電動汽車充電對配電系統(tǒng)的影響

自動化學(xué)院

電氣工程與自動化專業(yè)

一、綜述本課題選題的依據(jù)和意義

2015年9月，關(guān)于充電樁的好消息頻頻傳出，如國務(wù)院常務(wù)會議上提出加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施、電動汽車充電接口國家標(biāo)準(zhǔn)修訂稿通過審查，以及國務(wù)院辦公廳日前發(fā)布《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，到2020年，我國將基本建成適度超前、車樁相隨、智能高效的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系，滿足超過500萬輛電動汽車的充電需求。尤為引人關(guān)注的是，北京通信展舉行期間，國務(wù)院副總理馬凱稱：國家準(zhǔn)備將充電樁普及的任務(wù)交由鐵塔公司負(fù)責(zé)。

隨著時代的發(fā)展，汽車的普及，石油的消耗也日益增加，作為不可再生的石油資源，總有枯竭的一天，而且汽車尾氣的排放對環(huán)境有很大的污染，所以利用電能替代石油，實(shí)現(xiàn)汽車尾氣的零排放，將是未來汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢。截至2015年一月，從公開信息顯示，目前杭州已經(jīng)建成了70座充換電站、620個充電樁，其中杭州主城區(qū)投入運(yùn)營的充換電站有27個。在杭州市區(qū)里，一輛新能源車要找到最近的充電站，只要開4.5公里。

國內(nèi)外電動汽車在近幾年的發(fā)展情況如下：經(jīng)過2012和2013年的緩慢起步，全球電動汽車銷量終于在2014年下半年爆發(fā)，全年銷售已超過30萬輛大關(guān)，中國新能源汽車品牌突飛猛進(jìn)，比亞迪從2013年的第40名躍升至第七位，康迪電動車也擠進(jìn)第十名。在2015年，全球電動汽車銷售量達(dá)到40萬輛左右。

隨著電動汽車規(guī)模化應(yīng)用,電網(wǎng)原有裝機(jī)和線路容量是否能應(yīng)對新增充電負(fù)荷需求,即在不擴(kuò)大規(guī)模的情況下,如何提高原有電網(wǎng)利用率,增加容納能力,同時最大限度降低充電負(fù)荷對電網(wǎng)的負(fù)面影響,在分析充電負(fù)荷特性基礎(chǔ)上,針對電動汽車充電對電網(wǎng)各方面的影響,提出相應(yīng)對策,將對電動汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有重要的研究意義。

二、國內(nèi)外研究動態(tài)

我國電動汽車起步較發(fā)達(dá)國家晚,但研究發(fā)展快。各汽車生產(chǎn)商進(jìn)入研發(fā)電動汽車的行列,已經(jīng)在促進(jìn)電動汽車各方面技術(shù)發(fā)展方面取得有益的成見。由于配套設(shè)施等主要原因,家用電動汽車并沒有廣泛的推廣開來，現(xiàn)有的電動汽車充電站主要對電動公交車和工程車輛進(jìn)行充電。同時針對電動汽車充電站運(yùn)行和電動汽車充電對配電網(wǎng)的研究仍然非常缺乏。電動汽車規(guī)模預(yù)測，用戶充電行為的隨機(jī)性,以及接入電網(wǎng)造成的影響和相應(yīng)充電控制策略都沒有一套成熟的模式和系統(tǒng)，以及對此的全面研究。

電動汽車對電網(wǎng)的影響，主要包括電網(wǎng)負(fù)荷特性影響、諧波影響、電壓電流沖擊影響、負(fù)荷不平衡影響以及功率損耗影響。在負(fù)荷特牲方面,由于用戶充電行為習(xí)慣具有極大隨機(jī)性和不確定性,目前國內(nèi)主要采用簡化假設(shè)的思路和數(shù)學(xué)統(tǒng)計兩種方法。在諧波方面,很多研究人員采用不用的方法和工具對電動汽車充電規(guī)?；尤氘a(chǎn)生的諧波問題進(jìn)行了分析,如利用概率統(tǒng)計學(xué)大數(shù)定律和中心極限定理,建立多諧波源諧波分析數(shù)學(xué)模型,研究多個電動汽車充電站產(chǎn)化的偕波電流特性：利用MATLAB或PSCAD仿軟件建立充電站的仿真模型,通過快速傅里葉變換對電流進(jìn)行諧波分析,研究充電站電流諧波特性。在對電網(wǎng)負(fù)荷特性影響研究方面,對充電負(fù)荷預(yù)測目前主要采用對歷年負(fù)荷曲線進(jìn)行疊加,“填谷”等方法,但是這些方法都缺乏實(shí)際運(yùn)行數(shù)掘作為參考,因此利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計的方法,根據(jù)實(shí)際測量的數(shù)據(jù),進(jìn)行擬合將更切合實(shí)際。

美國電科院(Electrical Power Research Institute,EPRI)的開放式配電系統(tǒng)仿真分析平臺,可用于建立配電網(wǎng)模型,分別結(jié)合時空隨機(jī)因素和確定因素,從兩方面分析電動汽車對配網(wǎng)負(fù)荷平衡、電壓以及三相平衡的影響。一般在設(shè)定情景(不同滲透水平、預(yù)測規(guī)模、充電模式、電池容量/車型)下,研究充電對配電網(wǎng)的影響,例如通過潮流計算,分析電網(wǎng)損耗和電壓畸變率。考慮負(fù)荷接入位置、SOC實(shí)時狀態(tài)、充電行為隨機(jī)性等多種因素,建立負(fù)荷模型,研究電動汽車在配網(wǎng)中隨接入位置不同對電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓產(chǎn)生的影響。大量研究表明,大規(guī)模無序負(fù)荷接入,將使配網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓波形嚴(yán)重畸變,峰值負(fù)荷顯著上升,經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)下降此外,在電能質(zhì)量三大影響中,諧波影響尤為重要,并利用改進(jìn)的潮流計算法對配網(wǎng)影響進(jìn)行分析,得出配電變壓器是電網(wǎng)中相對薄弱環(huán)節(jié),低壓配網(wǎng)中充電負(fù)荷接入導(dǎo)致其過載、壽命降低、甚至失效。

同時，其對電動汽車的影響進(jìn)行了一系列的研究。在節(jié)能減排方面,充電一次行駛60英里的電動汽車與燃油汽車相比,能夠減少二氧化碳排放50%,能夠減少汽油消耗75%。電動汽車的減排效果主要受到一次能源類型的影響。低排放的優(yōu)勢只有在以低碳發(fā)電為主的區(qū)域才比較顯著,而在以燃煤發(fā)電本身就增加了碳排放,因此并不太顯著。根據(jù)美國對加利福尼亞州汽車保有數(shù)量研究表明,在2020年電動汽車銷量可能為180萬,如果對充電不加以管理,電網(wǎng)就需要在變壓器和發(fā)電容量方面增加50億美元投資。

三、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：

決定電動汽車充電負(fù)荷曲線的主要因素包括電動汽車保有量、電池容量、起始荷電狀態(tài)（SOC）、每輛電動汽車的充電功率、起始充電時間等。其中，電動汽車保有量和充電功率決定了電動汽車充電所需總功率；電動汽車保有量、電池容量和起始SOC則決定了所需消耗的總電量。用戶起始充電時間越集中，則系統(tǒng)所需提供的充電功率就越大，電動汽車接入對系統(tǒng)的影響也就越明顯。

本文主要針對電動汽車充電站接入電網(wǎng)后的穩(wěn)態(tài)分析 ：電動汽車充電站接入電網(wǎng)以后屬于電網(wǎng)中的大功率負(fù)荷,因此可能會造成電網(wǎng)負(fù)荷的重新分布,從而引起潮流變化和網(wǎng)損增加,利用所學(xué)科目《電力系統(tǒng)分析》中的牛頓--拉夫遜法潮流計算和MATLAB仿真軟件仿真計算電動汽車充電站接入以后對配電網(wǎng)潮流的影響。以及電動汽車充電站對電網(wǎng)負(fù)荷特性影響分析，包括:電動汽車充電站對負(fù)荷的影響、網(wǎng)損的影響、電壓質(zhì)量的影響以及其它影響。并提出相應(yīng)的降低網(wǎng)絡(luò)損耗措施。

主要針對某一具體案例分析電動汽車充電站對配電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，電動汽車在充放電過程中不僅僅考慮充電的效率也要靠考慮經(jīng)濟(jì)效益，由于一天當(dāng)中電價是變化的因此這里我們假設(shè)：高峰時為C，因此一天的電價時間可分為：

?c/222?t?24,1?t?7C(t)??8?t?21?c因此對于此電價來說最好的充電分配為每個小時最優(yōu)的連接如電站的數(shù)量如下：

這樣，電動汽車就可在配電系統(tǒng)負(fù)載率較低時充電，并在系統(tǒng)峰荷附近反向放電，可以起到削峰填谷作用。分別對電動汽車在同一個節(jié)點(diǎn)不同時間的負(fù)荷情況，分析最優(yōu)的充電日常安排，對同節(jié)點(diǎn)的不同數(shù)量的充電，分配節(jié)點(diǎn)最優(yōu)的工作數(shù)量，對不同節(jié)點(diǎn)同一數(shù)量的充電狀況分析，了解不同負(fù)荷節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的影響。從而合理的進(jìn)行電動汽車充放電安排。

四、研究步驟、方法及措施：

1．查看資料學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)分析的基本知識，學(xué)習(xí)有關(guān)電動汽車的知識，了解現(xiàn)今國內(nèi)外電動汽車的發(fā)展及前景。

2．利用潮流計算中的牛頓--拉夫遜法進(jìn)行充電站的潮流計算。3．學(xué)習(xí)MATLAB軟件，學(xué)會如何運(yùn)用MATLAB編程建立的系統(tǒng)模型進(jìn)行潮流計算并研究分析相關(guān)問題。

4.對已知數(shù)據(jù)進(jìn)行電動汽車對電網(wǎng)負(fù)荷特性影響分析。

五、研究工作進(jìn)度：

序號 1 2 3 4 5 6

時間

2016.03.01-2016.03.14 2016.03.15-2016.03.31 2016.04.01-2016.04.15 2016.04.16-2016.04.30 2016.05.01-2016.5.05 2016.05.06-2016.05.20

內(nèi)容

借閱書籍，查閱資料，確立自己的設(shè)計方

案

掌握相關(guān)的理論知識，整理設(shè)計思路 學(xué)習(xí)MATLAB軟件和前推回代法潮流計算

進(jìn)行相關(guān)計算分析 整理材料，撰寫報告

準(zhǔn)備答辯

六、主要參考文獻(xiàn)

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第五篇：混合動力電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的研究與設(shè)計任務(wù)書

湖北文理學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書

畢業(yè)論文（設(shè)計）題目混合動力電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的研究與設(shè)計

學(xué)生姓名車輛工程班級指導(dǎo)教師張 琎

一、畢業(yè)論文（設(shè)計）的主要內(nèi)容：

二、畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要求及應(yīng)完成的成果：

4、制定盡量完善的研究方案.；

5、完成畢業(yè)設(shè)計論文（不少于8000字）；

6、完成英文文獻(xiàn)翻譯（不少于2500字）；

三、畢業(yè)論文（設(shè)計）的進(jìn)度安排：

四、畢業(yè)論文（設(shè)計）應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)：

2、主要參考文獻(xiàn)：

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