新能源汽車的未來-純電動汽車結構與原理

因混合動力汽車存在排放，燃料電池技術發展還需要克服氫能源的運輸與儲藏問題，目前純電動汽車是解決汽車排放的Z好選擇。

純電動汽車使用便攜式能源和由一個或多個電機提供的牽引力。其中，電機能夠直接提供動力，不需要動力混合。純電動汽車的詳細結構以及各個部件的相互作用關系如下圖所示。純電動汽車Z主要的部件有電機、控制器、動力源和傳動系，同時，該圖也給出了可供系統選擇的子系統組件。

電化學電池是純電動汽車的傳統能量源。1996年，第一批商業化純電動汽車Saturn EV 1就應用了鉛酸電池。之后，隨著技術的不斷進步，鎳氫電池和鋰電池發展起來。一旦電池的可用電量消耗殆盡，充電器可以使其恢復至能量儲存線。純電動汽車的驅動問題促進了新能源的尋找，例如燃料電池和飛輪。過去的10年燃料電池汽車的模型和隊伍得到了發展壯大，同時，電池技術也得到了顯著發展。一些不同形式的鋰電池出現了，并應用到了純電動汽車和混合動力汽車中。

發展至今，大多數的純電動汽車基于直流電機、感應電機或者永磁同步電機。直流電機的劣勢促使純電動汽車開發者研究出了各種形式的交流電機。免維護、低成本的感應電機吸引了眾多開發者。雖然近期感應電機在高速范圍的研究呈現了新觀點，但是這是以犧牲尺寸和重量為代價的。永磁電機的優良性能和高功率密度使其成為純電動汽車的良好選擇，雖然其未來受其成本的制約。高功率密度和潛在低成本使得開關磁阻電機尤其適用于純電動汽車，目前使用開關磁阻電機的主要問題是噪聲問題。電機的設計不僅包含電磁方面，還包括熱和機械方面。如今電機的設計采用了有限元方法和各種各樣的計算機輔助工具，使設計流程高效地進行。

基于功率處理單元的功率電子器件驅動電機，將固定的直流電壓轉變為可變的電壓，將受控的可變頻率維持在車輛的Z佳操作點。電力電子電路包括功率半導體器件，功率半導體器件在過去的30年間得到了巨大的發展。如今電力電子技術是發展高效、高性能動力單元的關鍵。固態器件的進步和大規模集成技術大大提高了電力電子電路和電子控制單元的效率和緊湊性。如今，布置緊湊的高功率設備以功率電子電機驅動器著稱，使輕質、高效的功率單元得到了發展。高速數字信號處理器和微處理器的發展使復雜的控制算法在高速下得以實施并具有較高的精確度。該控制器包括電機驅動的內部循環算法和系統的外部循環算法。

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