電動車輛發(fā)展概述

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1、電動車輛發(fā)展綜述關于環(huán)保和能源的問題備受關注，為解決這些問題，電動汽車呈現(xiàn)出加速發(fā)展的趨勢。從環(huán)保的角度來看，電動汽車是零排放的市區(qū)交通工具，即使計及發(fā)電廠增加的排氣,總量上看，它也將使空氣污染大大減少。從能源的角度來看，電動汽車將使能源的利用多元化（例如可使用各種再生能源）和高效化，達到能源的可靠、均衡和無污染地利用的目的。在改善交通安全和道路使用方面，電動汽車更容易實現(xiàn)智能化。電動汽車的發(fā)展將使集中考慮能源、環(huán)保和交通成為可能，而且，它對于促進高科技的發(fā)展、新興工業(yè)的興起以及經濟的發(fā)展將產生深遠的影響。電動車輛有自己的優(yōu)缺點，它不依賴石油(水電、風力、潮汐、地熱

2、、核能、氫能、天然氣、生物能、熱電和太陽能等)，具有零排放或超低排放的優(yōu)點，低噪聲，低熱輻射，結構簡單維修保養(yǎng)費用低，但是收到電池技術的制約。電動車輛的發(fā)展經歷了漫長曲折的過程，國內外發(fā)展歷程各有可取之處。我國自九五期間開始電動汽車的自主研發(fā)，十五期間電動汽車相關技術加速發(fā)展，以整車技術為代表拉動相關技術，展示了汽車工業(yè)的光明未來。介紹電動車輛的關鍵技術，涵蓋了動力源、驅動電機、驅動控制器、電源能量管理系統(tǒng)、充電系統(tǒng)等部分。總體來講，電動汽車的關鍵技術包括汽車技術、電氣技術、電子技術、信息技術和化學技術，盡管電源技術至關緊要，但車身設計、電力驅動、能量管理系統(tǒng)和系統(tǒng)

3、的優(yōu)化也同樣重要，所有這些領域技術上的整合是電動汽車技術成功的關鍵。車身設計生產電動汽車有兩種基本方法，一種是改裝，另一種是專門設計制造。對于改裝的電動汽車，燃油車中原來安裝發(fā)動機以及相關組件的部位由電機、功率轉換器和電池所取代，由于可采用現(xiàn)有的燃油汽車底盤，對于小批量生產而言，這種方法較經濟。但是，對于大部分改裝車而言，均具有自重較大、重心位置較高以及重量分配不合理等缺點，因而這種方法逐漸被淘汰。目前，現(xiàn)代電動汽車大部分是為特定目的而設計的，這種特定設計的電動汽車與改裝車相比有一定的優(yōu)勢，它允許工程師靈活地調整和整合各子系統(tǒng)，使之能有效地工作。在設計電動汽車時，影

4、響整車整體性能（如續(xù)駛里程、爬坡能力、加速能力以及最高車速）的參數(shù)需要進一步改進，比如減輕整車的重量、降低風阻系數(shù)和減小滾動阻力等。汽車的重量直接影響整車性能，特別是續(xù)駛里程和爬坡能力，可采用鋁和合成材料作車身和底盤來減輕汽車的自重。車身風阻系數(shù)越低，汽車行駛時的空氣阻力就越小，因而可以大大提高汽車在公路上行駛的續(xù)駛里程。采用流線型的車頭和車尾，隱藏式和平坦的車身底部可減小空氣阻力。當汽車以中低速行駛時，采用滾動阻力系數(shù)小的輪胎可以有效地減小汽車的滾動阻力，也有利于延長汽車在市區(qū)內行駛的續(xù)駛里程。電力驅動電力驅動子系統(tǒng)的主要任務是把電能轉換為機械能，使汽車能克服空氣

5、阻力、滾動阻力和加速阻力而前進。由于發(fā)動機的轉速/轉矩變化范圍窄，不能滿足汽車行駛的需要，因而需要齒輪變速。另外，現(xiàn)代電機的高轉矩、低轉速和恒功率、高轉速的工作范圍可以通過電子控制來獲得，使得電動汽車的驅動系統(tǒng)設計更加靈活多樣，可采用單電機或多電機驅動，可選用或不用變速器，可選用或不用差速器，可選用軸式電機或輪邊電機等。電力驅動系統(tǒng)由電氣系統(tǒng)、變速裝置和車輪組成，其中變速裝置是選用的。電力驅動系統(tǒng)的關鍵是電氣系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)由電機、功率變換器和電子控制器等組成。對電機驅動系統(tǒng)的要求如下：·恒功率輸出和高的功率密度；·在汽車起步和爬坡時具有低速－高轉矩的輸出特性以及汽車

6、巡航時的高速－低轉矩特性；·具有較大的轉速范圍足以涵蓋恒轉矩區(qū)和恒功率區(qū)；·快速的轉矩響應特性；·在轉矩/轉速特性的較寬范圍內具有高的效率；·再生制動時的能量回收效率高；·堅固，能在不同的工作條件下可靠地工作；·成本低廉。為了滿足這些特定的要求，驅動電機的額定功率與轉矩/轉速特性應該在駕駛模式和系統(tǒng)仿真的基礎上進行確定。為優(yōu)化系統(tǒng)效率，擴大高效率運行工作范圍，人們正在尋求新的電機設計技術和控制策略，同時，應用新開發(fā)的一些電子技術以改善系統(tǒng)的性能及降低成本。隨著先進的電機、功率電子、微電子技術以及控制策略的發(fā)展，現(xiàn)在越來越多的電機可用于電動汽車。由于直流電機在低速時的

7、轉矩很高且容易控制，所以早期的電動汽車都采用直流電機驅動系統(tǒng)，但直流電機的換向器和電刷需定期維護。目前，隨著技術的發(fā)展，許多先進的電機驅動技術顯示出優(yōu)于直流電機的性能，它們在高效率、高功率密度、有效的再生能量回饋、堅固性、可靠性和免維護性等方面具有明顯的優(yōu)勢。在這些電機中，矢量控制的感應電機最受歡迎，技術也最成熟，但它的缺點是在小負荷范圍內效率低。永磁無刷電機比其它電機的效率和功率密度都高，但它在高速恒功率工作區(qū)很難進行弱磁控制。永磁混合式無刷電機是一種特殊的永磁無刷電機，這種電機加入了勵磁繞組，永磁磁通分量和勵磁磁通分量在氣隙中迭加形成氣隙磁通，氣隙磁通可通過