快速充电能力差，充电耗费时间长目前的蓄电池充电时间都较长，般情况下充电需小时，就算使用快速充电也远远达不到内燃机汽车加油的速度。这就使得电动汽车的使用效率较低，推广使用难度大。蓄电池价格昂贵目前的动力蓄电池的价格直居高不下，整个动力蓄电池组的价格占整个电动汽车成本的很大部分，这使得目前电动汽车在价格方面对内燃机汽车不具备竞争优势。汽车附属设备使用受到限制由于动力蓄电池的性能限制，电动汽车的能量很宝贵，不能随便浪费，这就要对车载用电设备进行较严格的要求，避免影响电动汽车的基本性能。正因为存在这些问题和不足，同时又不能在短时间内得到解决，所以对蓄电池的管理就显得很重要。.本研究用蓄电池本研究用铅酸蓄电池图.为本研究纯电动中型城市客车所选用的铅酸蓄电池，由广州公司生产，技术参数见下表.。蓄电池组总电压为，总容量为。图.本研究用铅酸蓄电池表.本研究用铅酸蓄电池的基本参数型号电压额定容量单体质量通过计算车辆在平直路面上匀速行驶的续驶里程来检查所选蓄电池容量是否满足要求。车辆运行时的电量消耗率⋅可由下式计算.其中为蓄电池组总电压。则续驶里程为.其中为蓄电池总容量。由公式.和.可以得本车的续驶里程图，如图.所示。本车以的速度匀速行驶时，续驶里程为.，可以满足使用要求图.续驶里程图铅酸蓄电池放电特性本课题组利用饶线电位器，对该型蓄电池进行了四个电流值的恒流放电特性试验，结果如下图.蓄电池左和右放电曲线图.蓄电池左和右放电曲线从图.和图.中可以看出，蓄电池以不同的放电率进行放电时，放电时间长短不样放电电流越大，放电时间越短，容量越小反之则放电时间越长，容量越大。.蓄电池管理系统总体设计蓄电池管理系统功能及结构蓄电池管理系统的作用就是用来对蓄电池组的使用进行全面管理，它是电动汽车上个重要而基本的组成部分。其主要功能包括检测电池电压电路电流电池温度等参数对检测数据进行处理分析，通过显示器显示对蓄电池组进行均衡充放电管理计算剩余容量，提供续驶里程参考值对制动能量回收进行管理对电池的异常情况进行报警提供安全保护。蓄电池管理系统结构如图.所示。图.蓄电池管理系统结构示意图各模块功能主控机主控机根据检测模块检测到的蓄电池组的各种数据信号来对蓄电池组进行管理，防止过流放电放电电流大于最大允许放电电流和欠压放电放电过程中蓄电池电压低于截止电压防止过流充电充电电流高于允许的最大充电电流和过电压充电充电电压高于蓄电池的发泡电压，控制均衡充放电模块进行蓄电池组的均衡充放电，保持蓄电池组性能致性。同时，主控机还要计算剩余容量值和给出续驶里程数，对蓄电池状态进行监控，发现有异常的单体电池及时报警和处理。检测模块检测模块的功能就是为蓄电池管理提供与之相关的蓄电池的参数数据，其中包括了电路电压检测电池电流检测和温度检测。均衡充放电模块均衡充放电模块的功能就是实现各单体蓄电池之间性能的致性，延长蓄电池组的使用寿命，维持其性能的稳定。显示模块显示模块的功能包括了蓄电池电流电压温度的显示，值和续驶里程数显示以及各种提示和报警显示。主控机的选择及介绍主控机采用研华公司的嵌入式计算机，该产品实时操作系统技术，提供.既有解决方案，支持大部分网络接口，具有开放结构丰富扩展功能无风扇和无盘设计的特点，是工业级应用的理想平台。主要特点内嵌处理器,个端口和个端口支持扩展配件双总线和个标准接口通道隔离口路热电偶输入图.为主控机的主界面和蓄电池信息界面。图.主控机主界面左和蓄电池信息界面右蓄电池组检测方法目前对蓄电池组的检测方法主要有整组检测和单体检测两种。整组检测的检测方法相对简单。但是如果只对整组蓄电池进行检测，很难发现其中单体电池的缓慢变化，包括单体电池本身的老化和因为单体蓄电池致性问题而带来的积累效应。整组检测无法检测单体蓄电池的性能及蓄电池组的实际容量，也就无法快速准确的找出其中已经性能衰退的蓄电池。实用的方法是检测每个单体电池。目前采用的主要是集中检测和分布检测两种方法。集中检测法是用套检测电路分时检测各个单体电池。检测技术比较直观，为了检测每只蓄电池的电压，需要将每只蓄电池的电压信号引入检测设备，采用多通道切换的技术，即通过开关器件继电器把多节单体蓄电池的电压信号切换到同个差分放大器，经信号处理后用只转换器进行采样。集中检测法的缺点需要引出较多的导线，容易发生短路或破损，影响蓄电池组的安全接线难度和复杂度较大引线较长，不仅容易引入干扰，较大的线阻也会影响测量精度。分布式检测技术，就是将单体电池电压及温度的检测模块化本地化，然后通过定的传输手段将这些检测模块检测到的数据集中起来，统处理。分布式检测连线简单性能可靠，容易实现较高的测量精度。但检测模块的功耗不能大，否则将增加蓄电池的“负担”由于检测模块直接从被测电池上持续取电，不利于节能和安全当电池较多时，模块数量也多，使得成本和复杂度提高，并且要求通信总线有较高的带载能力,。本研究使用集中分布式的检测方法。该方法将全部块蓄电池分成个小组，每组块蓄电池，每个小组用个电压温度检测模块进行集中检测，电流则块蓄电池共用个电流检测模块，这样整个系统由个分布检测模块通过总线连接而成。集中分布式检测除了具有前集中检测和分布检测的优点之外，还具有增加搭建系统的灵活性和扩展性提高系统的可靠性和性价比等优点。.各检测模块基本设计电压温度检测模块设计电路电压检测通过电容的充放电特性进行电压的采集。将电容与蓄电池并联，电容充当个中间桥梁的作用，利用其可以存储电能的特性，从蓄电池上得到电压值，再通过转换器最终完成蓄电池电压的采集。因为的工作电压为，转换电压不能超过，而单体铅酸蓄电池的电压为，所以要把检测电压降到以下。本研究采用分压原理，即串联两个电阻和将与并联，这样就可以使的电压降到以下。电池温度检测通过温度芯片进行温度采集，是公司生产的线式数字温度传感器，数据传输接口为总线，温度测量范围为内部有温度上下报警设置不需要外部元器件即可实现测温，适用于远距离多点温度测量系统。图.为的示意图。图.示意图接口设计因为作为的内部集成了通信控制器，所以不需再外接城市纯电动中型客车的总体设计摘要运转功率电路简单可靠性好良好的适应性低成本等优点。但是开关磁阻电动机又有转矩有脉动振动和噪声较大驱动控制系统复杂，控制器价格高在高峰和高峰电流时容易产生电磁兼容性问题等缺点。当前在电动汽车上的应用极少,。各种电动机的性能比较表.各种电动机的性能比较项目直流电动机异步电动机开关磁阻电动机永磁无刷电动机转速范围功率密度低中较高高功率因数峰值效率负荷效率过载能力恒功率区比例.电动机质量重中轻轻电动机外形尺寸大中小小可靠性般好好优良结构的坚固性差好优良般控制操作性能最好好好好控制器成本低高般高.电动汽车对电机性能的要求汽车行驶的特点是频繁地启动加速减速停车等。在低速或爬坡时需要高转矩，在高速行驶时需要低转矩。电动机的转速范围应能满足汽车从零到最大行驶速度的要求，即要求电动机具有高的比功率和功率密度。电动汽车电动机应满足的主要要求可归纳为如下个方面高电压。在允许的范围内，尽可能采用高电压，可以减小电动机的尺寸和导线等装备的尺寸，特别是可以降低逆变器的成本。工作电压由的提高到的在尺寸不变的条件下，最高功率由提高到,最大转矩由•提高到•。可见，应用高电压系统对汽车动力性能的提高极为有利。转速高。电动汽车所采用的感应电动机的转速可以达到，高转速电动机的体积较小，质量较轻，有利于降低整车的整备质量。质量轻，体积小。电动机可通过采用铝合金外壳等途径降低电动机的质量，各种控制装置和冷却系统的材料等也应尽可能选用轻质材料。电动汽车驱动电动机要求有高的比功率电动机单位质量的输出功率和在较宽的转速和转矩范围内都有较高的效率，以实现降低车重，延长续驶里程而工业驱动电动机通常对比功率效率及成本进行综合考虑，在额定工作点附近对效率进行优化。电动机应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能，以满足启动加速行驶减速制动等所需的功率与转矩。电动机应具有自动调速功能，以减轻驾驶员的操纵强度，提高驾驶的舒适性，并且能够达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制响应。电动汽车驱动电动机需要有倍的过载，以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求，而工业驱动电动机只要求有倍的过载就可以了。电动汽车驱动电动机应具有高的可控性稳态精度动态性能，以满足多部电动机协调运行，而工业驱动电动机只要求满足种特定的性能。电动机应具有高效率低损耗，并在车辆减速时，可进行制动能量回收。电气系统安全性和控制系统的安全性应达到有关的标准和规定。电动汽车的各种动力电池组和电动机的工作电压可以达到以上，因此必须装备高压保护设备以保证安全。能够在恶劣条件下可靠工作。电动机应具有高的可靠性耐温和耐潮性，并在运行时噪声低，能够在较恶劣的环境下长期工作。结构简单.适合大批量生产，使用维修方便，价格便宜等。.本研究用电动机永磁直流电机控制简单，通过的控制，实现无级调速，调速性能优良，因而广泛应用于我国工业控制领域。本研究基于降低研究和开发成本，缩短研究周期的角度，选择包头永磁电机研究所研制的额定功率为的永磁直流电机作为驱动电机。型永磁直流电动车电机是专为电动汽车及混合动力电动汽车研制的驱动电机，该电机的定子采用高性能钕铁硼永磁材料励磁，转子为大气隙结构具有能量转换效率高且高效区宽广体积小重量轻换向性能好电刷寿命长等优点，同时还有控制系统简单成本低可以降低整车成本的优点，在不少国内研究的电动汽车上都得到了应用。其外型如图.所示，表.则给出了电机的主要性能参数。图.本研究用的永磁直流电机表.永磁直流电机技术参数电机型号电源电压额定电压最高电压额定功率最大功率额定转速最大转速额定效率最大转矩.工作制重量.电动机性能计算电动车的使用情况及性能选择由于条件的限制，在电动汽车开发时必须提出合理而且恰当的整车动力性能指标，从而能够更好的选择动力电动机和动力蓄电池，及相关的其他设备。以市区使用的电动公交车为例，结合市区道路的特点可以提出电动公交车的动力性能指标如下最高车速加速时间最大爬坡度。本课题所选车型为中型客车，载员人数为人，主要用于城市之内的乘客运输工作，这就对车辆的动力性能有较高的要求，具体来说就是最高车速不能太低，般要求在之间同时，车辆要有定的爬坡能力，爬坡能力不能低于对加速能力的要求是，加速时间不大于。图.为本研究用的上海申沃客车有限公司生产的型城市客车，表.给出了该车的些基本参数配置。图.本研究用的中型城市客车表.本研究用中型城市客车的基本参数配置型号申沃牌整车总质量含成员车长车宽车高轴距底盘型号轮胎规格.额定载客含驾驶员人改装后总质量含乘员，估计电动汽车的动力性除了特别全新设计的电动汽车以外，现有的电动汽车在外型上与普通的内燃机汽车没有什么区别。它们都是采用通过橡胶轮胎来与地面相接触，相互作用，从而产生驱动力驱动车辆前进，在力学原理上不存在本质的区别。电动汽车在行驶时，由蓄电池组对电动机提供电能，由电动机将电能转换为机械能，用以克服各种阻力，驱动电动汽车行驶。电动汽车驱动力电动机发出的扭矩，经过传动系传到驱动轮上，通过与地面的作用转变为驱动力，对保留有变速器和主减速器的电动汽车有与的关系式.其中为变速器传动比，为主减速器传动比，η为传动系机械效率，是车轮的滚动半径。电动汽车行驶方程电动汽车行驶受力如图.所示。电动汽车在路面上行驶时受到滚动阻力和空气阻力，加速阻力和重力沿道路坡面方向的分力坡道阻力。图.电动汽车行驶受力图电动汽车的驱动力要与行驶总阻力平衡，因此有.公式.又可以具体写为.其中表示车辆总重力，表示滚动阻力系数，表示坡道与水平面的夹角，表示车辆的空