电动车辆发展概述

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1、电动车辆发展综述关于环保和能源的问题备受关注，为解决这些问题，电动汽车呈现出加速发展的趋势。从环保的角度来看，电动汽车是零排放的市区交通工具，即使计及发电厂增加的排气,总量上看，它也将使空气污染大大减少。从能源的角度来看，电动汽车将使能源的利用多元化（例如可使用各种再生能源）和高效化，达到能源的可靠、均衡和无污染地利用的目的。在改善交通安全和道路使用方面，电动汽车更容易实现智能化。电动汽车的发展将使集中考虑能源、环保和交通成为可能，而且，它对于促进高科技的发展、新兴工业的兴起以及经济的发展将产生深远的影响。电动车辆有自己的优缺点，它不依赖石油(水电、风力、潮汐、地热

2、、核能、氢能、天然气、生物能、热电和太阳能等)，具有零排放或超低排放的优点，低噪声，低热辐射，结构简单维修保养费用低，但是收到电池技术的制约。电动车辆的发展经历了漫长曲折的过程，国内外发展历程各有可取之处。我国自九五期间开始电动汽车的自主研发，十五期间电动汽车相关技术加速发展，以整车技术为代表拉动相关技术，展示了汽车工业的光明未来。介绍电动车辆的关键技术，涵盖了动力源、驱动电机、驱动控制器、电源能量管理系统、充电系统等部分。总体来讲，电动汽车的关键技术包括汽车技术、电气技术、电子技术、信息技术和化学技术，尽管电源技术至关紧要，但车身设计、电力驱动、能量管理系统和系统

3、的优化也同样重要，所有这些领域技术上的整合是电动汽车技术成功的关键。车身设计生产电动汽车有两种基本方法，一种是改装，另一种是专门设计制造。对于改装的电动汽车，燃油车中原来安装发动机以及相关组件的部位由电机、功率转换器和电池所取代，由于可采用现有的燃油汽车底盘，对于小批量生产而言，这种方法较经济。但是，对于大部分改装车而言，均具有自重较大、重心位置较高以及重量分配不合理等缺点，因而这种方法逐渐被淘汰。目前，现代电动汽车大部分是为特定目的而设计的，这种特定设计的电动汽车与改装车相比有一定的优势，它允许工程师灵活地调整和整合各子系统，使之能有效地工作。在设计电动汽车时，影

4、响整车整体性能（如续驶里程、爬坡能力、加速能力以及最高车速）的参数需要进一步改进，比如减轻整车的重量、降低风阻系数和减小滚动阻力等。汽车的重量直接影响整车性能，特别是续驶里程和爬坡能力，可采用铝和合成材料作车身和底盘来减轻汽车的自重。车身风阻系数越低，汽车行驶时的空气阻力就越小，因而可以大大提高汽车在公路上行驶的续驶里程。采用流线型的车头和车尾，隐藏式和平坦的车身底部可减小空气阻力。当汽车以中低速行驶时，采用滚动阻力系数小的轮胎可以有效地减小汽车的滚动阻力，也有利于延长汽车在市区内行驶的续驶里程。电力驱动电力驱动子系统的主要任务是把电能转换为机械能，使汽车能克服空气

5、阻力、滚动阻力和加速阻力而前进。由于发动机的转速/转矩变化范围窄，不能满足汽车行驶的需要，因而需要齿轮变速。另外，现代电机的高转矩、低转速和恒功率、高转速的工作范围可以通过电子控制来获得，使得电动汽车的驱动系统设计更加灵活多样，可采用单电机或多电机驱动，可选用或不用变速器，可选用或不用差速器，可选用轴式电机或轮边电机等。电力驱动系统由电气系统、变速装置和车轮组成，其中变速装置是选用的。电力驱动系统的关键是电气系统，电气系统由电机、功率变换器和电子控制器等组成。对电机驱动系统的要求如下：·恒功率输出和高的功率密度；·在汽车起步和爬坡时具有低速－高转矩的输出特性以及汽车

6、巡航时的高速－低转矩特性；·具有较大的转速范围足以涵盖恒转矩区和恒功率区；·快速的转矩响应特性；·在转矩/转速特性的较宽范围内具有高的效率；·再生制动时的能量回收效率高；·坚固，能在不同的工作条件下可靠地工作；·成本低廉。为了满足这些特定的要求，驱动电机的额定功率与转矩/转速特性应该在驾驶模式和系统仿真的基础上进行确定。为优化系统效率，扩大高效率运行工作范围，人们正在寻求新的电机设计技术和控制策略，同时，应用新开发的一些电子技术以改善系统的性能及降低成本。随着先进的电机、功率电子、微电子技术以及控制策略的发展，现在越来越多的电机可用于电动汽车。由于直流电机在低速时的

7、转矩很高且容易控制，所以早期的电动汽车都采用直流电机驱动系统，但直流电机的换向器和电刷需定期维护。目前，随着技术的发展，许多先进的电机驱动技术显示出优于直流电机的性能，它们在高效率、高功率密度、有效的再生能量回馈、坚固性、可靠性和免维护性等方面具有明显的优势。在这些电机中，矢量控制的感应电机最受欢迎，技术也最成熟，但它的缺点是在小负荷范围内效率低。永磁无刷电机比其它电机的效率和功率密度都高，但它在高速恒功率工作区很难进行弱磁控制。永磁混合式无刷电机是一种特殊的永磁无刷电机，这种电机加入了励磁绕组，永磁磁通分量和励磁磁通分量在气隙中迭加形成气隙磁通，气隙磁通可通过