汽车性能指标主要有哪些—汽车性能指标主要有哪些方面

文|时梦嫣

编辑|时梦嫣

电动汽车是一种涉及电力推进运动的道路车辆，电动汽车利用了消耗便携式，和电化学能源的电动机提供的牵引特性，车辆能源和车轮之间的电化学能量，转换联动系统是车辆的动力总成。

电动汽车的动力总成具有电气和机械联动，乘用车是日常生活中不可或缺的一部分，但由于传统内燃机汽车的尾管排放，这些车辆会产生城市空气污染，导致温室气体效应。

从而导致全球变暖，全球空气质量正在恶化，车辆排放是主要来源之一，车辆排放量的增加是由于人口增长、城市化和社会经济发展以及由此产生的车辆使用。

其中机械联动是什么？车辆的增加又对环境产生了什么影响？

燃料发动机排放温室气体，如一氧化二氮、甲烷、二氧化碳，以及许多污染物，例如氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物和颗粒物。

运输部门贡献了全球23-26%的CO2排放和74%的道路一氧化碳2排放量分别为2004年和2007年。

由于车辆老化、道路车辆缺乏足够的维护、交通拥堵严重、燃料掺假和道路基础设施薄弱，排放水平继续上升，虽然重型柴油车辆的比例较小，但其排放对空气污染问题有很大影响。

纯电动汽车在节能、零排放、保证供油安全等方面比传统内燃机汽车具有无可比拟的优势，吸引了众多汽车制造商和政府。

与内燃机车辆相比，电动汽车的主要优势在于它们能够节约能源，零尾管排放，独立于石油供应，不同子系统的关键部分及其对整个系统的贡献，所有这些系统的协同作用有助于运行电动汽车。

纯电动汽车或电池电动汽车利用，电池中储存的电能作为能量来源，其工作原理是通过更换内燃机和相关油箱，来利用利用能源的电机，并且车辆的能量在于，恢复其能量源时进行充电。

不同的子系统组合在电动汽车中，例如内燃机动力汽车的子系统，将化石燃料发动机和尾管放在一边，这些子系统的交互和连接使EV工作，并且可以采用多种技术来操作子系统。

通过利用轻量化车身结构、低阻力空气动力学车身设计和低滚动阻力等设计理念，可以提高电动汽车的整体性能，车辆重量直接影响续航里程和爬坡性能。

铝、玻璃纤维或碳纤维等轻质材料可用于车身和底盘结构，以减轻车辆的整备质量，通过优化车身的气流来改善车身空气动力学有助于降低空气动力学阻力。

滚动阻力较低的轮胎有助于降低运行阻力，并有助于动态建模，以确定动力传动系的大小并延长电动汽车在驾驶中的续航里程。

电动汽车架构或配置是指，电动汽车的能源和传动系统部件的布局，与传统的内燃机动力车辆相比。

电动汽车的架构是灵活的，因为没有复杂的发动机设置，没有离合器，对手动变速器系统的要求为零，无需排气管等，电动汽车中的能量流由柔性电线制成。

没有机械联动，不同的电动汽车驱动系统具有不同的系统架构，不同的能源具有不同的特性和不同的充电系统，由一个或多个电动发动机驱动的电池电动汽车具有最直接的架构，因为电机本身可以获得所需的功率。

电动汽车系统的详细基础及其与不同组件的互连，电动汽车系统的基本组成部分是电机、控制器、电源和传动系统。

用户通过加速器和制动器向电动汽车提供输入，从电动汽车的起源开始，电池一直是为电动汽车提供动力的能源，铅酸电池首先用于为电力驱动车辆提供动力。

但现在该技术已发展到镍氢和锂离子电池的应用，电池需要充电器来恢复储存的能量，大多数开发的电动汽车都在直流有刷机、感应机或永磁机上运行。

电动机由电力电子控制系统驱动，以维持车辆所需的运行，电力电子设备还与电池充电系统配合使用，以控制充电现象并监控电池组的可用性。

电动汽车中的辅助电源为，所有辅助系统提供所需的电力，主要是温度控制单元，用于监控电池系统长时间运行的，有利温度和动力转向单元。

由于电力驱动系统的变化，有不同的可行的电动汽车架构系统，电动汽车中可能存在的六种替代架构，并且还说明了这六种备选方案。

以下为电机架构系统，该系统具有电动机、离合器、变速箱和差速器，离合器接合或分离从电动机到车轮的动力流。

动力传动系统

就像在内燃机动力车辆中一样，车轮在低速时具有高扭矩，在较高档位具有低扭矩和高速，这种架构设置主要用于利用，现有组件将内燃机动力车辆转换为电动汽车。

显示了具有固定齿轮的单个电动机架构，这种架构的优点是省略了变速器和离合器，从而减轻了变速器的重量，一些使用没有传动系统的，电机车辆转换利用这种配置。

使用一个电动机的EV架构，它是一种具有后轮驱动架构的EM，将固定齿轮和差速器集成到单个组件中，目前已成为大多数电动汽车制造商的首选，比如说马恒达电动e20使用的类似后轮驱动系统。

并且一个双电机架构在这种配置中，差速动作可以由两个以不同速度运行的电动机提供电子控制，在这种双电机架构中，驱动轮由两个独立的电动机通过固定齿轮分别派生。

同时还具有固定行星齿轮系统的架构，该系统用于将电机速度降低到所需的轮速，这种架构称为轮毂驱动系统，该系统中的行星齿轮具有高速减速比以及输入轴和输出轴的直列布置的优点。

就算没有机械齿轮系统的EV架构，车轮内部安装了低速外转子电动机，外转子直接安装在轮辋上的无齿轮布置，使电动机的速度控制与轮速相同，也就与车辆的速度相当。

全轮驱动架构设置利用两个电机驱动，前桥和两个电机驱动后桥以及全轮驱动架构系统，AWD配置提供更好的牵引力控制并避免打滑，扭矩矢量分配可用于提高转弯性能。

带有轮毂电机系统的AWD架构系统可用于日产IMX等汽车，提供高效的驾驶性能。

（a）马恒达E20，后轮驱动，单电机，采用单速变速器（b）全轮驱动日产IMX。

电机用于将能量从电气转换为机械，反之亦然，在电动汽车中，电机用于为驱动桥提供动力和扭矩以进行推进，电动机为电动汽车提供推进动力。

与内燃机相比，电机的能量转换效率更高，在80-95%之间，电动机提供高扭矩和高功率密度。

在较低速度下具有更好的扭矩特性，瞬时额定功率是电动机额定功率的两到三倍，当将电动机作为发电机转动时，电机以相反的方向处理功率，制动模式可称为再生制动。

电动汽车电机的选择取决于三个变量定义的条件，可以意识到三个变量是车辆要求、车辆限制和电源。

车辆要求由驾驶循环时间表定义，车辆限制包括车辆类型、车辆重量、有效载荷和电池重量，考虑到上述变量，可以选择满足车辆性能要求的电机。

存在不同的电动机，用于电动汽车应用的两大类电机，是直流和交流电机，用于电动汽车的电机的要求包括更高的功率和扭矩、可变的速度范围、更高的效率、高可靠性和经济性。

动力传动系接口

直流电机驱动器曾经是较早的电动汽车推进选择，但低效的不可靠性使它们的吸引力降低随着电力电子系统的先进发展，感应和永磁类型已成为最受青睐的类型。

主要用于电动汽车的推进系统，技术成熟度和控制简单性使其可用于，驾驶电动汽车的初始选择，直流电机具有带永磁体的定子。

转子有刷子，对于电动汽车推进，直流电机采用旋转至5000rpm的高功率密度，并利用固定齿轮系统将其降压至1000rpm，通过提供反向旋转，可以避免笨重、低效和复杂的倒档。

并且还具有不同子系统的基本电机传动系统，从电机控制器到单减速器差速器和驱动轮，其中定子集成了有助于产生磁场激励的励磁绕组或永磁体，而转子则通过碳刷安装由换向器切换的电枢绕组。

对于直流电机驱动系统的基本设置，用于控制直流电机的电枢电流和输出扭矩，一般来说，反馈控制变量只是电机转速，而电枢电流反馈主要用于保护目的。

为了更好地控制直流驱动系统的速度，以便在电动汽车中使用直流转换器，直流电机的速度控制采用两种方法，驱动电枢电压控制和弱磁控制。

采用脉宽调制控制电动汽车推进直流驱动电枢电压的应用，在降低直流电动机的电枢电压时，电枢电流和电动机转矩减小，从而降低电动机的速度并增加电枢电压和电动机的转矩。

当直流电机的励磁电压减弱时，电机反电动势降低，由于电枢电阻低，电枢电流的增量比其在磁场中的减少值大，就会使电机的转矩会增加电机速度。

如果想要掌握励直流电机和串联直流电机的特性，就要搞清楚电机的自然特性，不仅可以在任何转矩速度特性下运行，还可以随速度变化具有恒定的斜率。

在电枢电压控制过程中，最大允许电枢电流保持不变，电枢电压控制利用保持最大转矩的优点，在所有速度下保持最大允许电流恒定。

a）他励直流电机控制的特点，（b）串联直流电机控制的特点。

直流电机和串联直流电机在直流电机，励磁电压减弱期间的运行情况，在这种控制现象中，两种直流电机特性的斜率各不相同。

但同时受磁链影响的独立电枢、电压控制和弱磁控制，只应用于单独励磁的直流电机驱动系统，实现大范围的速度控制。

永磁体是PM无刷电机驱动器的主要材料，电机是具有梯形反电动势波形的机器。

由于电机中使用的集中绕组转子中没有绕组，所以没有转子铜损，这使得它比感应电机更有效，也正因为没有绕组，转子中没有铜的损失，使其比可用的感应电机更有效。

PMBLDC电机系统的基本设置

单电机架构系统由一个馈电逆变器、一个电子控制器和传感器组成，位置传感器确保电流与磁通量同步，通过控制定子电流使矩形电流与梯形磁通对齐，速度控制相对简单。

矩形交流电流为驱动器供电，并具有显着的扭矩脉动，定子磁通和转子磁通保持接近90°，以驱动永磁电机，在恒转矩运行区域产生每安培最大扭矩，相位提前角控制提供恒定功率的EV操作，

当电机由于施加的电压和反电动臂之间的，微小差异而以高于基本速度的速度运行时，电机在以高于其基本速度的，速度运行时没有时间接合相电流，通过逐渐增大进相角，可以扩展具有恒定功率的工作区域。

永磁无刷直流电机一直是电动汽车应用的首选，可以在两轮车、固定齿轮驱动三轮车和电动汽车转换套件中找到大多数轮毂BLDC电机，如今BLDC电机主要用于两轮车和三轮车。

生态发展引发了对绿色交通的担忧，电动汽车正走在未来绿色出行的道路上，保护环境免受全球变暖的影响。

尽管特斯拉、日产聆风和其他电动汽车的销售数据良好，但电动汽车的商业化仍然不成功，成本和里程焦虑是大多数电动汽车，一直面临的主要障碍，并且为应对这一挑战而一直在改进。

大多数研究活动都集中在能源改进和高效传动系统的开发上，对电动汽车的传动系统配置、电机、能源、电力电子、动力总成优化场景和仿真技术进行了深入的思考和讨论。

对不同研究论文中各部分的关键技术进行了综述，并提出了不同的发现，目前电动汽车的局限性和可能的优化技术，已经通过不同的优化研究论文，提供的不同数据和分析进行了讨论。

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