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谈电动汽车的电气系统及其发展 电动汽车, 电气, 系统, 发展 电气驱动是电动汽车的心脏，为了增加电动汽车的行驶里程，必须开发高功率密度、高效率、高可靠性以及价格合理的电气驱动系统。电气驱动系统是电动汽车的关键部件，对于高性能的电动汽车，电气驱动系统必须效率高、结构紧凑、体积小、重量轻和可靠性高。本文介绍电动汽车技术和产业化正在快速发展，电动汽车电气驱动系统的类型特点，以及电机驱动系统技术趋势。 　　1.电动汽车技术和产业化正在快速发展　　目前继成为全球最大的汽车市场后，中国将有可能在电动汽车领域成为全球最大生产者，国内及跨国汽车制造企业将在这个领域里展开激烈竞争。报载2009年前4个月的销售规模已近300万辆，中国不久后也将成为全球最大的电动汽车市场。中国电动汽车市场具有很大潜力，按现在全球汽车销售规模来说，选择购买电动汽车的消费者可以达150万，其中20万将会来自中国。　　中国的轻型电动车从基础研究开始，在市场规模的有力推动之下，其自主技术创新经历了一个“爆炸式”的提升阶段。作为轻型电动车技术的后起国家，中国在短短几年走到世界轻型电动车技术的前沿，与之相关的驱动技术、电池技术、控制技术、充电技术、能量回收技术等已经领先于国际水平。一是驱动技术的进步。轻型电动车的驱动方式大约经过了两个阶段，进入2004年以后，浙江台州新大洋机电集团有限公司成功推广了他们研制的直槽式大转矩电机，在绿源电动车公司等一批优势整车企业的大力合作推动下，逐渐成熟为具有中国自主知识产权的优秀电机，开始成为轻型电动车的主流电机，具有技术含量高、性能可靠、实用性好等特点。二是电控技术的进步。轻型电动车控制技术发展进程同样经历了两个明显的阶段。第二阶段是以无刷电机的广泛成功应用为标志的。此时，控制器进入了快速发展的阶段，以微处理器（CPU）的广泛应用为主要特征，一批有较强的自主开发能力的电子技术企业迅速崛起。目前，第二阶段的爆炸性的技术创新仍在继续，一系列旨在提高车辆行车便利性和安全性的控制模式正在不断深化。CPU进入轻型电动车控制系统，为未来开发微型电动汽车的控制系统奠定了关键技术的产业化基础。　　三是电池技术的进步。中国的轻型电动车主要采用铅蓄电池作为储能部件，铅蓄电池所表现出的循环经济特征已经得到有效利用。目前，失效铅蓄电池进入再生铅工业的比例几乎达到100%，再生利用效率最高可达97.7%，低水平的也在85%～90%。近十年来“密封动力型铅蓄电池”领域技术进步明显，不仅开发了14Ah大容量电池，还使放电寿命特性曲线从一般的“抛物线型”变成理想的“马鞍型”，从而延长了电池寿命。由此，轻型电动车技术和产业化在中国的快速发展，正在拉开全球交通工具电动化的序幕。　　2.电动汽车电气系统工作原理 　　与燃油汽车相比，电动汽车的结构特点是灵活的，这种灵活性源于电动汽车具有以下几个独特的特点：首先，电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转轴传递的，因此，电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性；其次，电动汽车驱动系统的布置不同（如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等）会使系统结构区别很大，采用不同类型的电动机会影响到电动汽车的质量、尺寸和形状；不同类型的储能装置也会影响电动汽车的质量、尺寸及形状。另外，不同的补充能源装置具有不同的硬件和机构，例如蓄电池可通过感应式和接触式的充电机充电，或者采用替换蓄电池的方式，将替换下来的蓄电池再进行集中充电。　　电动汽车系统可分为电力驱动子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。其中，电力驱动子系统又由电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和驱动车轮组成；主能源子系统由主电源、能量管理系统和充电系统构成；辅助控制子系统具有动力转向、温度控制和辅助动力供给等功能。根据制动踏板和加速踏板输入的信号，电子控制器发出相应的控制指令来控制功率转换器的功率装置的通断，功率转换器的功能是调节电动机和电源之间的功率流。当电动汽车制动时，再生制动的动能被电源吸收，此时功率流的方向要反向。能量管理系统和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收，能量管理系统和充电系统一同控制充电并监测电源的使用情况。辅助动力源供给电动汽车辅助系统不同等级电压并提供必要的动力，它主要给动力转向、空调、制动及其它辅助装置提供动力。除了从制动踏板和加速踏板给电动汽车输入信号外，转向盘也是一个很重要的输入信号，动力转向系统根据转向盘的角位置来决定汽车灵活地转向。　　现代电动汽车很多采用三相交流感应电动机，相应的功率转换器采用脉宽调制逆变器，机械变速传动系统一般采用固定速比的减速器或变速器与差速器。镍氢电池也是被电动汽车广泛采用的一种典型的动力能源，相应的能源补充系统就是充电器。　　采用不同的电力驱动系统可构成不同结构形式的