新能源汽车电力电子技术 课件 第9章 数字电路、第10章 新能源汽车技术应用基础

第9章数字电路9.1数字电路基本概念9.1.1模拟信号与数字信号9.1.2数字信号与数字电路9.1.1模拟信号与数字信号图9-1模拟信号与数字信号对比9.1.2数字信号与数字电路1.数字信号数字信号是脉冲信号,其持续作用的时间可短至几微秒,甚至几纳秒。图8-2为常见脉冲信号波形。在工业检测与控制的数字电路中最常用的是矩形脉冲信号,它一般是电压波形,可用电位的高低来表示,分别称为高电平和低电平。高电平和低电平是数字信号的两种状态,一般高电平是指高电位,低电平是指低电位。通常情下数字电路设计3.5V～５V是高电平,而０V～1.5V为低电平。图9-2常见的几种脉冲信号波形8.1.2数字信号与数字电路1.数字信号

图9-3实际的往矩形脉冲波形9.1.2数字信号与数字电路2.数字电路9.1.2数字信号与数字电路2.数字电路9.2逻辑门电路9.2.1基本逻辑门电路9.2.2集成逻辑门电路9.2.1基本逻辑门电路

为了详细描述逻辑关系，常把“条件”和“结果”的各种可能性列成表格对应表示出来，下表为与逻辑关系表。如果用二值逻辑变量来表示上述关系，假设开关接通和灯亮均用

表示；开关不通(断)和灯不亮(灭)均用

表示，则可得到用逻辑变量的取值反映逻辑关系的表格称为逻辑真值表，简称真值表。在逻辑代数中，把逻辑变量之间逻辑与关系称作与运算，也叫逻辑乘运算，并用符号“•”表示与。因此，、

和

的与逻辑关系可写成1.与门(逻辑与)开关A开关B灯YABY断开

断开灭000断开

闭合灭010闭合

断开灭100闭合

闭合亮111下图给出了指示灯的两开关串联控制电路。由图可知，只有

和

两个开关全都接通时，指示灯

才会亮；如果有一个开关不接通，或两个开关均不接通，则指示灯不亮。由此例我们可以得到这样的逻辑关系：只有决定事物结果(灯亮)的几个条件(开关

和

接通)同时满足时，结果才会发生。这种因果关系称为逻辑与，也叫与逻辑关系。与逻辑举例电路与逻辑符号、和的与逻辑关系可写成9.2.1基本逻辑门电路1.与门(逻辑与)下图给出了指示灯的两开关并联控制电路，只要任何一个开关(或)接通或两个均接通，指示灯

都会亮；如果两个开关均不接通，则灯不亮，这种因果关系称为逻辑或，也叫或逻辑关系，或逻辑关系也可以用逻辑符号表示。用二值逻辑变量不难列出或逻辑关系的真值表，如下表所示。

或逻辑举例电路或逻符号或辑真值表逻辑变量之间逻辑或关系，也称为或运算，也有叫做逻辑加法运算，因此，

、

和

的逻辑关系表达式为ABY0000111011119.2.1基本逻辑门电路2.或门(逻辑或)由图所示电路可知，当开关A接通时，指示灯Y不亮；而当开关A不接通时，指示灯Y亮,它所反映因果关系称为逻辑非，也叫非逻辑关系。假设开关接通和灯亮均用1表示，开关不通和灯不亮均用

0表示，则可得到逻辑非的真值表。电路举例图非逻辑符号非逻辑真值表在逻辑代数中，逻辑非称为非运算，也称作求反运算。通常在变量上方加一短线表示非运算，所以逻辑表达式可写为Y=AY01109.2.1基本逻辑门电路3.非门(逻辑非)与、或、非三种逻辑运算是最基本的逻辑函数。利用三种基本的与、或、非运算，可以组合成几种常用的复合逻辑运算，以实现各种预期的逻辑功能。下表给出了几种常用的复合逻辑运算的名称、逻辑符号和逻辑函数式。与非或非异或同或与或非Y=A⊙B4.常用的复合逻辑门9.2.1基本逻辑门电路9.2.2集成逻辑门电路(a)74LS00的引脚排列图

(b)74LS20的引脚排列图图9-7两种常见的74系列TTL与非门外引线排列图9.3组合逻电路9.3.1加法器9.3.2编码器9.3.3译码器和数字显示电路9.3.1加法器加法器是数字系统中最基本的运算单元。1.半加器不考虑低位的进位，只求本位的两个二进制数相加，称为半加。设两个一位二进制数A、B相加，S表示

和

两个数半加和，C为进位,列出半加器的真值表.半加器真值表ABSC0000011010101111根据上面分析，半加器可用一个异或门和一个与门实现。半加器的逻辑电路和逻辑符号如图所示。半加器的逻辑电路和逻辑符号9.3.1加法器2.全加器全加器除了最低位是加数和被加数两个二进制数相加，而对于其他位而言，不仅要考虑该位的被加数

，加数

，而且还要考虑来自低位的进位

。这三个数相加，得到本位和数

，和进位

，实现这种加法运算功能的电路称为全加器。全加器真值表00000001010100101110100011011011010111119.3.1加法器由真值表可以看出,和函数

就是奇数电路，即输入变量为奇数个1时为1，否则为0。进位函数就是一个三变量的多数表决器。两者凑起来，就组成一个全加器，但这不是最佳方案。采用异或门电路或者用与非门电路较简。全加器逻辑电路图及其逻辑符号9.3.1加法器9.3.2编码器

1.二进制编码器1位二进制数可表示“1”和“0”两种状态，n位二进制数则有种状态。种状态能表示个数据和信息。编码就是对种状态进行人为的数值指定，给每一种状态指定一个具体的数值。三位二进制编码器符号及编码电路

2.二－十进制编码器将十进制的十个数码0、1、2、3、4、5、6、7、8、9编成二进制代码的电路称二－十进制编码器。(1)确定二进制代码的位数编码的输入信号～共十个数码，可知输出为四位二进制代码。(2)列编码表四位二进制代码共有十六种状态，其中任何十种都可以表示0～9十个数码，编码方案很多，最常用的是8421按

编码方式编码，见下表。9.3.2编码器输

入

信

号输出信号I0I1I2I3I4I5I6I7I8I9Y3Y2Y1Y0100000000001000000000010000000000100000000001000000000010000000000100000000001000000000010000000000100000000110000111100001100110001010101018421编码表9.3.2编码器逻辑图如图所示。计算机的键盘输入电路就是由编码器组成的。按下某一个按键就输入相应的一个十进制数码。8421编码器逻辑图9.3.2编码器9.3.3译码器和数字显示电路1.二进制译码器二进制译码器就是要把用二进制编码的信号还原出来。CT74LS139就是一个双2

线-4线译码器。除此以外，还有2线-4线译码器、3线-8线译码器等。下图为是常用的

3线-8线译码器

的外引线排列图。3线-8线译码器的外引线图3线-8线译码器的功能表使能控制输

入

输

出S××01111111110×0000000001×00000000××000001111××001110011××01001010111101111111111101111111111101111111111101111111111101111111111101111111111101111111111109.3.3译码器和数字显示电路2.显示译码器（1）半导体数码管显示器半导体数码管是当前使用最广泛的显示器件之一，它将十进制数码分成七个字段，每个字段为一发光二极管，排列成图所示的字形结构封装而成。

半导体数码管的结构9.3.3译码器和数字显示电路半导体数码管内部的七个发光二极管有共阴极和共阳极两种接法，如图所示。对于共阴极接法的数码管，阴极接地，当任一字段接高电平时，该字段发光；而共阳极接法的数码管，阳极接高电平，只有当某一字段接低电平时，该字段才发光。

共阴极接法共阳极接法数码管的两种接法9.3.3译码器和数字显示电路(2)液晶显示器液晶即液态晶体，它既具有液体的流动性和连续性，又具有晶体的某些光学特性。其透明度和颜色受外加电场的控制，利用这一特点制成七段液晶数码显示器。当无电场作用时，液晶分子排列整齐，入射的光线绝大部分被反射回来，液晶呈透明状态，不显示数字；当相应的字段加外电场时，破坏了液晶分子的整齐排列，使入射光线被散射，透明的液体变浑浊，从而显示出相应的字型来。当外加电场消失时，液晶又恢复到整齐排列状态，显示的数字也随之消失。9.3.3译码器和数字显示电路显示译码器

七段显示译码器就是将8421代码译成对应的七个字段信号，驱动显示器显示出相应的十进制数码,下图为74LS247显示译码器功能示意图。A、B、C、D四个输入端，输入为码。～七个输出端(低电平有效)，为消隐控制端，当时，七个字段全灭，显示器不显示数字。为试灯输入端，检查工作是否正常，，时，七个字段全亮，显示8。为灭0输入端，，，输入均为0时，灭0。74LS247显示译码器功能示意图

9.3.3译码器和数字显示电路9.4

时序逻辑电路9.4.1触发器9.4.2寄存器9.4.3计数器9.4.1触发器1.基本

触发器基本

触发器是构成各种功能触发器的最基本单元，用两个与非门构成基本

触发器的逻辑图如图所示。基本RS触发器的状态表基本RS逻辑图基本RS逻辑符号SR1010011001

不定2.同步

触发器在上述RS触发器中增加与非门

、

构成的引导电路，构成同步RS触发器。这里，时钟信号

作为CP,、

与非门的一个输入信号。同步RS触发器的逻辑电路和符号如图所示。同步RS逻辑图

同步RS逻辑符号9.4.1触发器同步RS触发器利用输入R、S端的高电平实现置0

和置1，而基本RS

触发器是利用输入

、

端的低电平实现置0和置1。同步RS触发器的状态表CPSR01111×0101×001110不定9.4.1触发器3.主JK从型

触发器如图所示的是

触发器的逻辑图及它的逻辑符号。它由两个同步RS触发器组成，两者分别称为主触发器和从触发器

主从JK触发器的逻辑电路主从JK触发器图形符号9.4.1触发器列出JK型主从触发器的逻辑功能，见下表。由于主从型触发器输出状态的改变都是发生在CP从1下跳为0时，故称为下降沿触发。JK型主从触发器不会产生空翻现象。主从型JK触发器的逻辑功能JK00110101（不变）0（与J同）1（与J同）（翻转）9.4.1触发器4.触发器逻辑功能的转换(1)JK触发器转换成D触发器将JK触发器的输入端连接一个反相器。(2)JK触发器转换成T触发器将JK

触发器的输入端连在一起，称为T端。JK触发器转换成D触发器JK触发器转换成T触发器9.4.1触发器9.4.2寄存器1.数码寄存器具有接收数码和清除原有数码功能的寄存器称为数码寄存器。下图为由四个D触发器构成的4位数码寄存器的逻辑图。当清零端为0时，4个触发器

～

同时被置

。寄存器工作时，清零端应为高电平1。由4个D触发器构成的4位数码寄存器2.移位寄存器(1)单向移位寄存器下图为由D触发器构成的单向右移位寄存器(由低位向高位)。由第一个触发器接收数据，每个触发器的输出依次作为下一个触发器的输入。设输入数码为1101，那么在移位脉冲作用下，输入数码移入触发器。由D触发器构成的单向移位寄存器9.4.2寄存器移位寄存器中数码移动的情况见下表。从表中可以看出，当过来四个CP移位脉冲

后，数码1011就由端

并行输出，如果想得到串行输出信号，则只需要再输入4个脉冲，这时1011

便由

端依次输出。同理，我们也可以构成左向移位寄存器(由高位向低位)。右向移位寄存器的状态表

移位脉冲CP

输入数据移位寄荐器中的数码012341011010110010100010000019.4.2寄存器(2)双向移位寄存器如果通过适当的控制电路，将左移和右移的寄存器结合到一起，便构成双向移位寄存器。下图为集成双向移位寄存器CT74LS194

的逻辑功能示意图。图中

为置0端，

～

为并行数码输入端，为右移串行数码输入端，为左移数码串行输入端，

、

为工作方式控制端，

～

为并行数码输出端，CP为移位脉CT74LS194的逻辑功能示意图冲输入端。9.4.2寄存器9.4.3计数器

1.二进制计数器二进制只有0和1两个代码，其加法规则是“逢二进一”由于双稳态触发器有0和1两种稳态，因此，可以考虑用双稳态触发器的四位二进制加法计数器状态表输出来表示二进制的每一位代码，

n位二进制计数器电路需要n个触发器。CPQ3Q2Q1Q0十进制数CPQ3Q2Q1Q0十进制数012345670000000100100011010001010110011101234567891011121314151000100110101011110011011110111189101112131415(1)异步二进制加法计数器初始时计数器置0，每来一个计数脉冲CP，相应的二进制数加一，计满16个CP时，计数器又回到全0状态，开始新的循环，故四位二进制加法计数器又称为十六进制计数器。但应当注意的是，四位二进制加法计数器能记的十进制数的范围是0～15

，在16

时已经溢出。异步4位二进制加法计数器9.4.3计数器(2)同步二进制加法计数器同步计数方式将计数脉冲同时加到各触发器

端，那么当计数脉冲到来时，各触发器实现同时工作，故称为同步触发器。同步二进制加法计数器的逻辑图9.4.3计数器(3)集成二进制计数器下图所示为集成四位二进制同步加法计数器

74LS161的逻辑功能示意图。

为同步置数控制端，为异步置

控制端，

和

为计数控制端，

～

为并行数据输入端，

～

为输出端，

为进位输出端。集成计数器74LS161逻辑功能示意图9.4.3计数器2.十进制计数器十进制计数器是在二进制计数器的基础之上得到的。十进制计数器只有10

种状态。（1）异步十进制计数器下图为异步十进制加法计数器的工作波形，当第十个脉冲输入时，计数器从

1001直接跳到

0000，实现十进制计数异步十进制计数器工作波形9.4.3计数器利用4个JK触发器组成十进制加法计数器,可画出异步十进制加法计数器的逻辑图，如下图所示。异步十进制计数器9.4.3计数器（2）集成十进制同步计数器集成十进制同步计数器74LS160的逻辑功能示意图和功能表与74LS161相同。但因为74LS160是十进制计数器，所以

9.4.3计数器9.5

555集成定时器9.5.1555定时器的结构9.5.2555定时器的功能9.5.1

555定时器的结构1.电路组成如图所示为双极型5G555定时器内部结构逻辑图及符号图5G555定时器2.基本功能定时器的逻辑功能见下表。555定时器的逻辑功能表9.5.2555定时器的功能9.6模拟信号与数字信号的转换9.6.1A/D转换器9.6.2D/A转换器8.6.1A/D转换器1.集成A/D转换器ADC0808图9-25ADC0808内部框图8.6.1A/D转换器1.集成A/D转换器ADC0808地址码选通通道CBA000001010011100101110111IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7表9-17ADC0808的地址码与选通通道对应情况

8.6.1A/D转换器集成A/D转换器ADC0808

ADC0808的外引线管脚分布图如图9-26所示，部分引脚功能说明如下：：电压输入端GND：接地端和：分别为基准电压的高电平端和低电平端，提供D/A转换器权电阻的标准电平。CLK：时钟脉冲输入端。ADC0808只有在时钟脉冲信号的同步下才能进行A/D转换。时钟频率越高，转换速度越快。START：启动脉冲输入端。在此端应该加一个完整的正脉冲信号，脉冲的上跳沿将使内部寄存器清，下跳沿启动A/D转换开始。EOC：转换结束信号。A/D转换期间，(低电平)，表示转换正在进行，输出数据不可信；A/D转换完成后，(高电平)，表示转换结束，输出数据可信。图8-26ADC0808外引线管脚图

8.6.2D/A转换器集成D/A转换器

(a)CC7520集成芯片的管脚排列图(b)CC7520的应用电路图9-27CC720A/D转换器

9.7数字电路在汽车电路中的应用举例9.7.1汽车前照灯电子变光器9.7.2555转向闪光讯响器电路9.7.3制动灯故障监测器

9.6.1汽车前照灯电子变光器下图是由一块CMOS双D触发器CDZ1013构成的汽车大灯变光电子开关。图9-28汽车大灯光电子开关9.6.1汽车前照灯电子变光器9.6.2转向闪光讯响器电路

闪光讯响器是由555集成电路、转向灯开关Κ、指示信号灯ZD以及讯响器Y等组成。图9-29转向闪光讯响电路9.6.2转向闪光讯响器电路9.6.3制动灯故障监测器制动灯故障监测器电路用一块CMOS与非门数字集成电路

接成非门的形式，用来自动监测气车制动灯泡的工作状况

图9-30制动灯故障检测器9.6.3制动灯故障监测器谢谢大家！第10章新能源汽车技术应用基础10.1动力电池及其管理充电技术10.1.1

动力电池10.1.2

动力电池管理技术10.1.3

动力电池充电技术10.1.1动力电池1.铅酸蓄电池铅酸蓄电池已有90多年的历史,广泛用作内燃机汽车的起动动力源。它也是成熟的电动汽车蓄电池,可靠性好、原材料易得、价格便宜、使用安全、再生率高，比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但是由于铅酸蓄电池的比能量低、循环寿命短、供电不稳定、使用寿命短等缺点，目前铅酸蓄电池已不做为动力电池使用。10.1.1动力电池2.镍氢电池镍氢电池是20世纪90年代发展起来的一种新型绿色电池,因具有能量高、使用寿命长、无污染等特点而成为世界各国竞相发展的高科技产品之一。镍氢电池具有高比能量、高功率、适合大电流放电、可循环充放电、无污染等优点,被誉为“绿色电池”。(1)镍氢电池的性能优点①功率性能好。②低温性能好。③循环寿命长。④耐过充、过放。⑤应用比较成熟。⑥管理系统相对简单。⑦具有较高的回收价值。(2)镍氢电池的缺点①电池的热效应。②蓄电池比能量较低。③标称电压低。④高温充电性能差⑤自放电大⑥材料成本高。

10.1.1动力电池3.锂离子电池锂离子蓄电池是1990年由日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池，是一种在电极材料中使用了锂元素作为主要活性物质的一类电池,锂离子电池作为高电压、高能量密度的可充电电池,其突出的特点是:重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长、、开发前景非常光明。同时它是一种真正的绿色环保电池,不会对环境造成污染,是目前最佳的能应用到电动车上的电池。(1)锂商子电池的分类根据材料的不同,锂电池可分为磷酸铁锂电池、钻酸锂电池与三元聚合物锂电池。10.1.1动力电池3.锂离子电池(2)锂商子电池的结构锂离子电池一般使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料,使用非水电解质,锂离子蓄电池根据正极材料的不同,分为磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钻酸锂电池以及三元材料锂离子电池等。锂离子电池由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和导电材料等组成,如图10-1所示,其中正、负极材料的选择和质量直接次定锂离子蓄电池的性能与价格。图10-1锂离子电池的结构构10.1.1动力电池3.锂离子电池

10.1.1动力电池4.燃料电池燃料电池是将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其他反应产物的发电装置。燃料电池电动汽车是以燃料电池系统作为动力源或主动力源的车辆。燃料电池构造原理如10-2所示。主要由三部分组成,电极、电解质和外部电路。燃料主要是氢气、甲醇等碳氢化合物。图10-2燃料电池构造、原理10.1.1动力电池4.燃料电池(1)燃料电池的性能①优点A.热效率高。B.零污染或超低污染。C.在宽广的范围内保持高效率且过载能力强。D.配置灵活及机动性大。②缺点A.辅助设备复杂。B.辅助设备重而体积大。C.起动时间长并需提高系统的耐振能力。(2)燃料电池与普通电池的区别①燃料电池通过电化学反应转化为电能的活性物质是从外部输入,不是在内部的。②燃料电池放电过程中所消耗的活性物质无需通过充电来还原,只需向电池内部不断输入燃料及氧化剂,并将反应产物及时排出即可持续提供电能。10.1.1动力电池5.超级电容器超级电容电池又称为双电层电容,是一种通过极化电解质来储能的新型储能装置,它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。

超级电容器的突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。相对于传统的电池产品,超级电容能存储的电量并不多。(1)充电速度快,只要充电几十秒到几分钟就可达到其额定容量的95%以上。(2)循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达50万次。(3)大电流放电能力超强,能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%。(4)功率密度高,可达300～5000W/kg,相当于普通电池的数十倍。(5)产品原材料构成、生产、使用、储存及拆解过程均没有污染,是理想的环保电源。(6)充放电电路简单,无需充电电池那样的充电电路,安全系数高,长期使用免维护。(7)超低温特性好,使用环境温度范围宽达40～70℃。(8)检测方便,剩余电量可直接读出。(9)单体容量范围通常为及其0.1～3400F。10.1.1动力电池6.飞轮电池飞轮电池是20世纪90年代才提出的新概念电池,它突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。轮电池内部结构如图10-3所示。飞轮电池兼顾化学电池、燃料电池和超导电池等储能装置的优点,主要表现在以下几个方面:(1)能量密度高。(2)能量转换效率高。(3)体积小、重量轻。(4)工作温度范围宽。(5)使用寿命长。(6)低损耗、低维护。

图

10-3飞轮电池内部结构10.1.1动力电池7.动力电池性能指标10.1.1动力电池7.动力电池性能指标10.1.1动力电池7.动力电池性能指标10.1.1动力电池

8.电动汽车对动力蓄电池的要求10.1.2动力电池管理技术电池管理系统BMS与电池紧密结合在一起，通过对对电池组和电池单元（电芯）的电压、电流、温度等参数采集、计算,进而监控和管理动力电池的充放电过程,实现对电池的保护,提升电池组综合性能，使电池工作在最佳状。1.BMS的基本结构电池管理系统基本结构如图10-4所示。主要包括数据采集、电池状态计算、能量管理、安全管理、热管理、均衡控制、通信功能和人机接口等功能模块组成。图10-4电池管理系统基本结构10.1.2动力电池管理技术

2.BMS的工作原理数据采集单元采集电池状态信息(电压、电流、温度等)数据后,通过CAN总线将数据传送给电控单元进行数据处理和分析,然后电池管理系统根据分析结果对系统内的相关功能模块发出控制指令,并向外界传递电池状态信息,同时电池管理系统通过CAN总线与组合仪表及车载充电机等进行通信,实现电池状态信息显示、电池充电监控等功能。10.1.2动力电池管理技术3.BMS的功能BMS是电池保护和管理的核心部件,它不仅要保证电池安全可靠地使用,而且要充分发挥电池的性能和延长其使用寿命。在动力电池系统中,它的作用就相当于人的大脑。BMS作为电池和整车控制器以及驾驶者沟通的桥梁,通过控制接触器进而控制动力电池组的充放电,并向VCU传送动力电池系统的基本参数及故障信息。BMS的的主要功能包括数据采集、状态分析、均衡控制、安全保护、热管理、数据通信等。均衡控制示例如图10-5所示。

（a）被动均衡(b)被动均衡图10-5均衡控制示例10.1.2动力电池管理技术3.BMS的功能动力电池数据通如图10-6所示。通过电池管理系统实现蓄电池参数和信息与车载设备或非车载设备的通信,为充、放电控制和整车控制提供数据依据是电池管理系统的重要功能之一。图10-6动力电池数据通信示意图10.1.3动力电池充电技术10.1.3动力电池充电技术1.电动汽车充电概述(1)充电设施①充电桩。充电桩如图10-7所示。充电桩分为交流充电桩(慢充)、直流充电桩(快充)两种。②充电机。充电机作通过接口与电动汽车进行连接,为电动汽车提供一定规格的电源。，图10-7充电桩10.1.3动力电池充电技术1.电动汽车充电概述③充电站。充电站基本构成如图10-8所示,基本构成包括充电机、监控系统、安全防护设施和其他配套设施等。图10-8充电站基本构成10.1.3动力电池充电技术1.电动汽车充电概述充电站布局图如图10-9所示。目前,电动汽车充换电设施接入配电网的典型方式主要有:a.充电桩:就近接入380V低压配电网。b.充/换电站:采用专用变压器接入或专线接入9kV中压配电网。图10-9充电站布局图10.1.3动力电池充电技术1.电动汽车充电概述(2)动力电池充电的类型按照不同的分类要求，对动力电池的充电进行分类：①按照充电方法的不同，可分为恒压充电、恒流充电、脉冲充电、智能充电、补充充电、②按照充电方法的不同,可分为传导式充电、感应式充电、远程无线充电。10.1.3动力电池充电技术1.电动汽车充电概述(3)电动汽车充电的基本要求电动汽车对充电系统的基本要求如下:①安全性。包括驾乘人员和操作人员的人身安全和动力电池的安全。(2)易用性。操作简单便捷,具有较高的智能性,操作人员不需要过多地干预充电过程。②高效性。能够高效率地完成充电过程是对纯电动汽车充电系统最为重要的要求之一。③经济性。价格低廉、性能优异的充电设备有助于降低纯电动汽车的整体成本,增强纯电动汽车的市场竞争力。10.1.3动力电池充电技术2.快速充电系统快速充电系统如图10-10所示。主要由直流充电桩、直流充电枪、快充接口、高压配电盒等组成。其作用在于从公共电网获取电能并为动力蓄电池进行充电。(a)示意图(b)基本组成图10-10快速充电系统10.1.3动力电池充电技术3.慢速充电系统电动汽车常规慢充充电是通过慢速充电线束(家用慢速充电线束或充电桩慢速充电线束)与220V家用交流插座或交流充电桩相连对整车进行充电的交流慢充方式，以实现对动力电池的电能补给。慢充充电示意图如图10-11所示。图10-11慢充充电示意图10.1.3动力电池充电技术3.慢速充电系统慢充充电桩原理拓扑图如图10-12所示。是一种利用专用充电接口为具有车载充电机的电动汽车提供交流电能,并提供友好的人机操作界面,具有相应的控制、计费和通信等功能的电动汽车专用交流供电装置。慢充充电方式对电网没有特殊要求,只要能够满足照明要求的供电质量就能够使用。图10-12慢充充电桩原理拓扑图10.2电机及其驱动控制技术10.2.1电动汽车驱动电机10.2.2

电动汽车电机驱动技术10.2.3驱动电机控制技术10.2.1电动汽车驱动电机1.电机的基本概念电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩,作为车用电器或各种机械的动力源。电机通常指电动机与发电机。电动汽车的驱动电机有有刷或无刷直流电机、永磁或电磁直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等,它们的选用也与整车配置、用途和档次有关。另外,驱动电机的调速控制可分为有级调速和无级调速,有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。10.2.1电动汽车驱动电机2.驱动电机的作用驱动电机的在电动汽车上的具体任务是:在驾驶人操纵控制下,将内燃机-发电机系统、动力电池组的电能转化为车轮的动能驱动车辆,并在车辆制动时把车辆的动能再生为电能反馈到动力电池中以实现车辆的再生制动。近90%的电动机由旋转场设备组成,其主要优势在于可通过旋转场从定子向转子进行非接触式能量传输。这样就不需要直流电机换向器等磨损件。因此,这类设备磨损低,所需维护少。10.2.1电动汽车驱动电机3.驱动电机主要性能指标10.2.1电动汽车驱动电机4.电动汽车对驱动电机的要求10.2.2电动汽车电机驱动技术

1.电机驱动系统基本组成电机驱动系统是电动汽车的心脏，也是电动汽车的关键子系统。它由电机、功率转换器、控制器、各种检测传感器和电源(蓄电池组)组成,其任务是在驾驶人的控制下,高效地将蓄电池的电能转化为车轮的动能,或者将车轮的动能反馈到蓄电池中。电机驱动系统的基本组成如图10-13所示。图10-13电机驱动