电动汽车技术原理及发展展望范丛山(扬州工业职业技术学院,江苏扬州225127)摘要:电动汽车的发展前景广阔,用新颖实用的无排放污染汽车来替代当前大量使用的内燃机汽车具有极大的现实意义。电动汽车以蓄电池为能源系统,驱动系统包括电动机、功率电子系统、电机驱动系统、电池充电器等,对电池需要进一步实现其优化管理和合理使用。关键词:电动汽车;能量;控制;应用技术中图分类号:U46文献标识码:A文章编号:1008-3693(2007)03-0034-04OnthePrincipleofElectricVehiclesandTheirDevelopingProspectsFANCong2shan(YangzhouVocationalCollegeofIndustrialTechnology,Yangzhou225127,China)Abstract:Thedevelopingprospectsforelectricvehiclesarebrightandbroad.It’sofgreatpracticalsignifi2cancetoreplacethelargely2useddiesellocomotiveswithnovelandpracticalzero2emissionvehicles.Thispa2perpresentsthedevelopingprospectsforelectricvehiclesandtheirmainstructuralelements.Besides,itdealswiththebattery,driveandenergymanagementofthesystem.Keywords:electricvehicles;energy;control;appliedtechnology环境恶化的最明显标志是空气污染,空气污染的主要来源是:工业生产过程14%、固体废料5%、电厂21%、森林火灾8%、交通运输42%、其它10%。[1]由此可见交通运输对空气的污染最为严重。电动汽车不产生尾气排放,运行时几乎无污染,是一种真正意义上的零污染汽车。唯一使电动汽车产生污染的是为其提供能源的电池。但电池的废弃处理以无机物为主,有形且易于收集,人们利用现有技术可进行可靠处理,从而达到零污染的目的。因此,用新颖实用的无排放污染汽车替代当前大量使用的内燃机汽车具有极大的现实意义。1电动汽车的蓄电池系统1.1电动汽车的基本原理电动汽车与普通汽车和无轨电车的结构及原理极为相似,其区别主要在动力源上。电动汽车与无轨电车相比,区别仅在于无轨电车的600V直流电源是从高架线获得,通过集电杆和调速控制器驱动电机;电动汽车则由电池供电,通过调速控制器驱动电机。因此,无轨电车与电动汽车的原理和结构相似。电动汽车与普通汽车相比,其结构差异见表1。由表1可见,由于电动汽车所用能源形式不同,使得其动力驱动控制系统与普通汽车有较大区别。收稿日期:2007-04-10作者简介:范丛山(1964-),男,扬州工业职业技术学院电子信息工程系高级工程师。第11卷第3期2007年9月扬州职业大学学报JournalofYangzhouPolytechnicCollegeVol.11No.3Sept.2007表1电动汽车与燃油汽车的主要差别项目燃油汽车电动汽车能源系汽油或柴油蓄电池动力系发动机(内燃机)电动机速度控制变速器、离合器调速控制器传动系变速器、离合器、传动轴、驱动桥传动轴、驱动桥(固定减速器)目前常用的电动汽车驱动方式主要有直流电机驱动、交流电机驱动和混合驱动。驱动系统主要由蓄电池、能量转换换器、电机组成,见图1。蓄电池是电动汽车的动力源,能量转换器用于将电池直流电源转换成驱动电机需要的直流电或交流电,由控制系统控制电机需要的电流或电压以改变车辆行驶速度。辅助能源系统可以是另一组蓄电池(对直流或交流驱动型也可能没有)或小型发动机(对混合驱动型)。对于使用辅助能源系统混合驱动型电动汽车,其运行范围可不受电池容量限制。电动汽车是否会被公众接收主要取决于其运行性能、可靠性、使用寿命和制造成本。其中关键技术是提供牵引动力的蓄电池和驱动系统。[3]图1电动汽车驱动原理1.2蓄电池系统蓄电池系统的容量是限制电动汽车发展和使用的主要原因,因为电池成本较高、充电时间长往往使用户难以接受。电池的功率决定了电动汽车的加速和爬坡性能,容量给出潜在的运行范围,循环寿命决定了电池充电次数,电池的体积和重量影响到整个车辆系统的效率。目前在电动汽车上使用的电池主要有:铅酸电池、镍钙电池、钠硫电池、锌空气电池、镍氢电池、锂聚合物电池等。1.3其它储能装置为了提高电动汽车的续驶里程,扩大运行范围,正在研究应用的能量存储装置还有超容量燃料电池、飞轮技术和超容量电容器等。2驱动系统驱动系统包括电动机、功率电子系统、电机驱动系统、电池充电器等。2.1电动机功率转换器和电动机将电...
