标题：交流电动汽车
简介
交流变频电动汽车是指以车载电源为动力，用交流变频电机驱动车轮行驶的一种电动汽车。交流变频电动汽车采用交流变频电机作为驱动器，性能稳定，抗过载能力强，不烧电机，爬坡动力强劲。行驶时起步平稳，提速快，噪音低等特点，令乘客倍感舒适。
  交流变频电动车
原理
交流变频电动汽车和普通电动汽车的驱动系统原理对比：
（1） 普通电瓶车驱动系统原理： 
  
（2）交流变频电动车驱动系统原理 （以陆地方舟交流  交流变频电动车驱动系统原理变频电动汽车为例）：
特性
  陆地方舟交流电动汽车以陆地方舟交流电动汽车为例：
1、陆地方舟交流电动汽车采用大容量铅酸密封电池作为储能装置，储、供电性能好，能量利用率高达92%，供电稳定，充电时间短，令车辆续行里程长，使用过程中不需要维护，无需加酸加水，电池使用寿命长，一般可使用三年。
2、变频控制器采用美国进口DSP控制芯片，相当于微电脑控制，性能稳定，以频率控制电能，为目前国内领先技术，该控制器由本公司自主研发生产，质量及保养维修都得到保障，使用及维护成本低。
3、采用交流变频电机作为驱动器，性能稳定，抗过载能力强，不烧电机，爬坡动力强劲。行驶时起步平稳，提速快，噪音低，令乘客倍感舒适。
优势
电动汽车交流变频电机采用与普通异步电机不同的特殊电磁结构优化设计，使电机转矩、功率、效率在宽转速范围内达到最优。此系列电机具有其它同类电机在低压时所不具有的效率高、峰值功率大、过载能力强、性能稳定可靠、结构紧凑、小型轻巧、免维护等电动车辆用驱动电机的性能特点，系列低压交流变频电机基速以下恒转矩运行，满足电动车辆快速启动、加速、爬坡及频繁起动要求，基速以上恒功率运行、使电机高速运行时获得较大扭矩，使电动车辆获得很好的高速性能。可以满足电动车辆各种工况运行要求。同时在下坡、高速滑行及刹车时作为发电机提供能量回馈对电池充电，提高车辆续航里程。电机及控制器系统主要用于小型电动车辆、电动高尔夫球车、电动观光游览车等的驱动。
优势：
1、大扭矩（过载能力强，特别在低速大负载时更能满足电动车辆爬坡及加速性能）。
2、宽调速（较直流电机工作速度更高，更符合电动车辆速度性能要求）  电动汽车。
3、高效率、高密度（与直流电机比较体积更小、重量更轻，效率更高）。
4、全封闭式铝合金外壳（提高散热性能和防护等级）。
5、结构紧凑、小型轻巧（满足电动车辆对安装空间的严格要求）。
6、免维护，使用寿命长（基本可达到与整车使用寿命同步）。
技术
电动叉车使 用时会存在交流技术两个问题：即80V的低系统电压及相应较高的电流；直流交流转换时的能量损耗。为了解决这两个问题，最初很多厂商将直流改成了交流，但 是这种交流动力技术的主要用于防爆环境下的直流叉车的改型，且价格十分昂贵。后来研发出了BT前移式叉车，这种叉车也是采用了交流动力，但是不仅还解决了 以前电动叉车存在的问题，还降低了硬件的成本。
直接交流转换时的能量损耗解决办法只需通过先进电子系统即可实现，因为能量损耗主要是直流碳刷部分的能量损耗。
以前的交流动力叉车价格昂贵，主要是维修硬件部分很贵，而为了降低硬件成本，现在的BT前移式电动叉车选 用了半导体元件，硬件成本比以前降低不少，而且随着电子元件价格的不断下降，其硬件成本也呈下降趋势，BT前移式叉车价格低最关键的因素是整车设计都基于 支流技术交流电动机的高制动扭矩是关键。而且交流电动机的制动能力还具有加速能力，行驶方向改变还可以改变电气制动。通过对电动机尺寸的仔细研究，制动扭矩要比加速扭距要大得多，这样交流电机的电气制动效果会比直流电动机强。  电动汽车
BT前移式叉车使用的是泊车制动系统，已经取代了普通的行车制动。利用泊车制动系统，这样无论是刹车踏板刹车，还是转换行驶方向刹车，电动机均会停转，这样刹车衬就不会磨损的很厉害。
高效的制动意味着传统的制动系统可被大大简化、在BT的前移式叉车中，普通的行车制动已被泊车制动替代。不论驾驶者通过刹车踏板刹车，还是转换行驶方向刹车，电动机均会停转并且产生类似发电机的作用。这意味着刹车衬的磨损降至最低。
和直流电机相比，交流电机在行驶与制动上的效率很高，刹车时，电机就会反向转动，这样交变电压的频率就会下降，且电机就会放电，产生能量。因此刹车越强，再生能量就越多。
BT前移式叉车能量消耗最大，因此设计时则会考虑到行驶部分的能量再生，而且还不会增加系统的复杂性，也不会增加成本。
为了能保证回收的能量能得已合理运用，最简单的做法则是回充至上电瓶以延长使用时间。从而可以提高前移式叉车的整体性能。
电动叉车使用交流技术，不仅可以提高叉车的整体性能，还能减少故障或者零部件的更换频率，这样大大增强了其可靠性。
交直流对比
如果采用直流电瓶作为储能装置，储、供电性能较差，容量不大，充电时间长，导致车辆续行里程短，同时使用过程中需要不断维护，长期使用需要不断加酸加水，使用成本高，频繁加酸加水导致电瓶使用寿命短，一般使用一年左右必须更换。
与此同时，直流电机作为驱动器，直流电机必须与电瓶匹配，由于直流电机自身带碳刷，在长期使用过程中碳刷磨损严重，需要定期检查更新，使用维护费用高。直流电机过载能力较差，在超负荷运转时容易烧毁电机，同时由于直流电机高速运转时功率衰减快，导致车辆爬坡能力弱。  电动汽车
相比之下陆地方舟交流变频电动汽车却有着独天独厚的技术优势，在运行的过程中性能稳定，抗过载能力强，不烧电机，爬坡动力强劲。行驶时起步平稳，提速快，噪音低，令乘客倍感舒适。在配置上陆地方舟自行研发生产的“高效变频电驱动系统集成技术”、“DSP电驱动控制系统集成”、“电动汽车动力电池管理系统”，更能让陆地方舟电动汽车能源转换率高达92%，比直流电动汽车提高了1/3至1/4，有效的让车辆走得更远，跑的更快，充分体现出了陆地方舟电动汽车在国内的龙头地位。
◆采用交流变频电机作为驱动器，
直流与交流电动汽车主要性能比较表
主要配置
陆地方舟
智能交流电动车
其他厂家
直流电动汽车车
电源
车用高能密封动力电池、免维护
12V×6=72V
普通电瓶：需加水、加酸液
6V×6=36V
或6V×8=48V
电机
6KW交流电机
动力更强劲（可达105 NM）
2-3KW直流电机
45-68 NM
电控系统
智能DSP数字
变频调速控制系统
直流调速器
车身底盘
专业汽车底盘
螺旋弹簧+筒式减震（专利技术）
高尔夫车底盘
板簧式减震 或 无减震
可靠性能
使用交流变频器，具有过热过载保护
电机过载易烧、怕水、常换碳刷
使用维护
费用
低
能量利用率92%
高
能量利用率72%
最大爬坡度
≦45%
爬坡力强，制动稳定
≦25%
驱动特点
低速恒扭矩、高速恒功率
低转速大扭矩
控制方式
交流变频控制，无须设定功率，变化适应大，低能耗，效率高
无法实现大功率变频控制，依靠变阻箱，能量消耗大
车灯设计
汽车式灯头，美观大方
独立12V电源供电
小灯头
共用电瓶电源
续使里程
≦140km
≦100km
最高时速
45km/h 无级调速
可行驶于复杂路况
25km/h
行驶于平坦路况
充电时间
6-8小时
8-12小时

发展前景
在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。目前，我国已出台许多政策，扶持和引导电动汽车行业的快速发展，政府意欲加速提高国内电动车产业的竞争力，缩短成熟期，实现对国外汽车工业的“弯道超车”。电动汽车的发展步入关键时期，机遇与挑战并存。  电动汽车
一、电动汽车的定义和特点
新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。 电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶。所以混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车都被归为电动汽车。
电动汽车之所以成为本世纪技术开发的宠儿，首先是因为电动汽车直接采用电机驱动，本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少。发电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且发电厂的场所固定，有害排放物集中排放、清除较容易。由于电力可以从多种一次能源中获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，可以很好地解除人们对石油资源日见枯竭的担心。其次，电动汽车能够充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备得到充分利用，大大地提高了经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电、充入电池、由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。
二、电动汽车主要技术　1. 电机及控制系统 　纯电动汽车以电动机代替燃油机，由电机驱动而无需自动变速箱。相对于自动变速箱，电机结构简单、技术成熟、运行可靠。
传统的内燃机能把高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内，这是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因；而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩，在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置，操纵方便容易，噪音低。
与混合动力汽车相比，纯电动车使用单一电能源，电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统，结构更简化，也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音，节省了汽车内部空间、重量。  电动汽车
电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构，驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件（电池、电机、电控）之一，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV 和纯电动汽车EV 三大类都要用电动机来驱动车轮行驶，选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素，因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求，并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。
电动汽车的驱动电机目前有直流有刷、无刷、有永磁、电磁之分，再有交流步进电机等，它们的选用也与整车配置、用途、档次有关。另外驱动电机之调速控制也分有级调速和无级调速，有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毂电机、内转子电机、有单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。
2. 纯电动车的动力电池
动力电池是电动汽车的关键技术，决定了它的续行里程和成本。
1）纯电动车所需的动力电池
用于电动车的动力电池应有的功能指标和经济指标包括：（1）安全性；（2）比能量；（3）比功率；（4）寿命；（5）循环价格；（6）能量转换效率。这些因素直接决定了电动车的合用性、经济性。
2）超级电容器
超级电容器的优势是质量比功率高、循环寿命长，弱点是质量比能量低、购置价格贵，但是循环寿命长达50万～100万次，故单次循环价格不高，与铅酸电池、能量型锂离子电池并联可以组成性能优良的动力电源系统。
3）铅酸电池
铅酸电池生产技术成熟，安全性好，价格低廉，废电池易回收再生。近些年来，通过新技术，其比能量低、循环寿命短、充电时发生酸雾、生产中可能有铅污染环境等缺点在不断克服中，各项指标有很大提高，不仅可更好地用作电动自行车和电动摩托车的电源，而且在电动汽车上也能发挥很好的作用。  电动汽车
4）以磷酸铁锂为正极的锂离子电池
负极为碳、正极为磷酸铁锂的锂电池综合性能好：安全性较高，不用昂贵的原料，不含有害元素，循环寿命长达2000次，并已克服了电导率低的缺点。能量型电池的质量比能量可达120Wh/kg，与超级电容器并联使用，可以组成性能全面的动力电源。功率型的质量比能量也有70～80Wh/kg，可以单独使用而不必并联超级电容器。
5）以钛酸锂为负极的锂离子电池
钛酸锂在充电-放电中体积变化极小，保证了电机机构稳定和电池的长寿命；钛酸锂电极点位较高（相对于Li /Li电极为1.5V），在电池充电时可以不生成锂晶枝，保证了电池的高安全性。但也因钛酸锂电极电位较高，即使与电极电位较高的锰酸锂正极配对，电池的电压也仅约2.2V，所以电池的比能量只有约50～60Wh/kg。即使如此，这种电池高安全性，长寿命的突出优点，也是其他电池无可比拟的。
三、 国内外电动汽车发展现状
目前，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了潮流。根据各大汽车公司发布的产品上市计划，预计2012年前后将迎来国际电动汽车产业化发展的一次高潮。电动汽车一旦取得市场突破，必将对国际汽车产业格局产生巨大而深远的影响。因此，顺应国际汽车工业发展潮流，把握交通能源动力系统转型的战略机遇，坚持自主创新，动员各方面的力量，加快推动电动汽车产业发展，对抢占未来汽车产业竞争制高点、实现我国汽车工业由大变强和自主发展至关重要，也十分紧迫。
一是各国政府相继发布电动汽车发展战略和国家计划，进一步为产业发展指明了方向。
美国奥巴马政府实施绿色新政，把电动汽车作为国家战略的重要组成，计划到2015年普及100万辆插电式混合动力电动汽车（PHEV）。日本把发展电动汽车作为“低碳革命”的核心内容，并计划到2020年普及包括电动汽车在内的“下一代汽车”达到1350万辆，为完成这一目标，日本到2020年计划开发出至少17款纯电动汽车、38款混合动力车。德国政府在2008年11月提出未来10年普及100万辆纯电动汽车和插电式混合动力汽车，并宣称该计划的实施，标志德国将进入电动汽车时代。国家战略的发布实施，对产业发展有着十分重要的导向作用，必将进一步加快国际电动汽车产业发展的进程。
二是动力电池得到高度重视，研发投入急剧增加，电动汽车技术瓶颈突破的预期大大增强。
美国总统奥巴马2009年8月宣布安排24亿美元支持PHEV的研发与产业化，其中20亿美元用来支持先进动力电池的研发和产业化。日本政府提出“谁控制了电池，谁就控制了电动汽车”，并组织实施国家专项计划，在2011年以前将投入400多亿日元用于先进动力电池技术研究，2010年左右新型锂电池将规模应用于下一代电动汽车。德国从今年起启动了一项4.2亿欧元的车用锂电池开发计划，几乎所有德国汽车和能源巨头均携资加入。
三是各国政府加大政策支持力度，全力推进电动汽车产业化  电动汽车。
一方面，政府加大对消费者的政策激励，加快电动汽车的市场培育。美国对PHEV实施税收优惠，减税额度在2500美元和15000美元之间。日本从2009年4月1日起实施新的“绿色税制”，对包括纯电动汽车、混合动力车等低排放且燃油消耗量低的车辆给予税赋优惠，一年的减税规模约为2100亿日元，是现行优惠办法减税额的10倍。英国从2009年4月1日起执行新汽车消费税，对纯电动汽车免缴消费税。法国对购买低排放（二氧化碳）汽车的消费者给予最高5000欧元的奖励，对高排放汽车进行最高2600欧元的惩罚。另一方面，政府通过加大信贷支持等措施，鼓励整车企业加快电动汽车产业化。美国政府对电动汽车生产予以贷款资助。2009年6月23日，福特、日产北美公司和Tesla汽车公司获得80亿美元的贷款，主要用于混合动力和纯电动汽车的生产。欧盟在2009年上半年发放70亿欧元贷款，支持汽车制造商发展电动汽车；此外，美国新的汽车燃油经济性法规和欧盟新车平均二氧化碳排放法规，对汽车的技术要求大幅提高，如果不发展电动汽车技术，汽车制造商将很难达到新法规的要求。
四是纯电动汽车得益于高性能锂离子电池的发展应用，受到各国政府和各大汽车公司的重新重视，产业化步伐不断加快。
日产汽车公司宣布2010年在美国和日本销售纯电动汽车，计划于2012～2013年实现大规模上市，其量产车型“树叶”已经正式发布。三菱、雷诺、丰田、宝马等汽车公司也开发出小型纯电动轿车，并计划在2012年前后批量上市。美国、日本、法国、德国、以色列等国政府都制定了纯电动汽车推广计划，电动汽车充电系统建设项目也陆续启动。
随着汽车造成的环境污染和石油危机日益严重，20世纪90年代以来，电动汽车研究开始受到重视。经过近20年的研究，已经在电动汽车关键技术、系统集成、试验应用上实现了全面突破，目前世界上主要国家争相开展产业化工作。
国外电动汽车研发成果
1993年美国政府组织企业和科研机构成立 “新一代汽车合作计划”（PNGV），联合开展电动汽车研究，法、德、日等发达国家纷纷采取政府引导、企业和科研机构联合的方式加强电动汽车开发研究。
1997年以来，丰田汽车公司推出两代 “Prius”混合动力轿车，截止到2004年底，丰田汽车公司累计销量25万辆混合动力轿车，占全球混合动力汽车总数90%。
2000年本田公司的“Insight”混合动力轿车投放市场，2002年Civic混合动力汽车投放美国市场。
1999年以来，本田汽车公司先后推出“FCX V1、V2、V3、V4、”燃料电池汽车，进行可靠性、碰撞安全性、道路试验等内容的认证试验。
2001年以来，通用汽车公司先后推出了“Autonomy”、“Hy Wire”和“Sequel”三种燃料电池轿车，其中“Sequel”燃料电池轿车集成了燃料电池、线传操控系统、轮毂电机和全铝合金车身等先进技术，是一部走向实用化的燃料电池汽车。
国内电动汽车研发成果
“十五”计划期间，中国科技部投入8.8亿元全面启动863电动汽车重大科技专项，制定了“三纵三横”的总体研发布局：以混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”，以多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”，全面构筑电动汽车的技术平台。
经过多年的探索与努力，我国在新能源汽车电池、电机、电控三大关键技术上相继取得突破，并开始产业化。
清华大学和天津清源电动车辆有限公司研制纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家质检中心的型式认证试验。
东风汽车(600006,股吧)（600006）公司与武汉理工大学等筹资创建东风电动车辆股份有限公司，开展混合动力汽车研发， 其开发的EQ6100HEV混合动力客车于2003年11月8日在武汉开始示范运行工作，已累计运行14万多公里，载客15万人次。
2004年一汽集团和丰田汽车公司签署协议，计划引进其“Prius”混合动力汽车技术，建设“绿色”汽车生产基地。
建立了电动汽车研发的国家技术标准平台、测试检验平台、政策法规平台和示范应用平台。到目前为止，电动汽车整车产品13项新标准已起草完成、5项标准修订完成、6项关键零部件产品测试规范也已确定。测试电动汽车动力蓄电池、驱动电机、燃料电池发动机等部件的6个公共检测中心和试验平台已分别在北京、天津、上海、大连建立起来。
经过多年的技术研发、功能性样车试验、示范性应用，我国的电动汽车已经具备了初步产业化条件。
四、 中国电动汽车未来发展展望
中国正在紧张研讨《电动汽车科技发展“十二五”专项规划（草案）》，规划的总体目标是全面掌握电动汽车核心技术，培育自主研发能力，发挥市场和资源优势，形成有较强竞争力的电动汽车以及关键零部件工业体系。筹划建设电动汽车充电站、加氢站等基础设施，满足电动汽车产业化发展需求，完善电动汽车标准体系，建立有利于电动汽车发展的环境，实现中国由“汽车大国”向“汽车强国”的转变。
未来5年将是电动汽车从研发阶段向产业化阶段过渡的关键时期，也是中国将电动汽车产业做大做强的关键5年。根据规划的总体思路，“十二五”期间将重点开展7个方面的工作。第一，坚持“三纵三横”研发布局（即、以燃料电池汽车、混合动力电动汽车、纯电动汽车三种车型为“三纵”，多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”）和“产业化研发”模式。第二，加大充电基础设施科技创新力度，加快基础设施建设。第三，加快技术标准研究，完善标准体系建设。第四，深化示范推广，探索商业推动模式。第五，支持组建产业技术创新联盟、承担科技计划任务。第六，完善公共平台，加强人才培养。第七，深化国际技术交流与合作，推动电动汽车国际化发展。