陳清泉《現代電動汽車技術》
前言：相比於燃油汽車，電動汽車最大的結構特點是靈活性。
原因1電動汽車的能量傳輸依靠柔性電線，由此，電動汽車各部件結構相當靈活。
2不同的電動機會大大影響汽車的質量，尺寸，形狀
3不同的儲能裝置也會大大影響汽車的質量，尺寸，形狀
4感應式或者接觸式充電機作為能源補充裝置也會大大影響汽車的質量，尺寸，形狀
正文：問題1電動汽車的基本結構
電動汽車系統可分為三個子系統組成
｛1｝ 電力驅動系統：（1）電控單元（2）功率轉換器 （3）電動機（4） 機械傳動裝置（5） 驅動車輪
｛2｝ 主能源系統：（1）主電源 （2）能源管理系統（3） 充電系統
｛3｝ 輔助控制系統：（1）動力轉向（2）溫度控制（3）輔助動力供給
上述電動汽車系統的執行細節：從制動踏板和加速踏板輸入訊號，電子控制器發出相應的控制指令控制功率轉換器的功率裝置的通斷，功率轉換器的作用是調節電動機和電源之間的功率流。當電動汽車制動時，再生制動產生的動能被電源吸收，此時功率流的方向為負方向。
能量管理系統和電控系統一起控制再生制動及其能量吸收，能量管理系統和充電器一同控制充電並檢測電源使用情況。輔助動力系統供給電動汽車輔助系統不同等級的電壓並提供相應的動力，這種輔助系統主要保證動力轉向（保證方向盤的動力），空調，制動等等裝置的動力。
現代電動汽車多採用三相交流感應電動機，其功率轉換器採用脈寬調變逆變器，機械傳動裝置採用固定速比的減速器，變速器或差速器。
問題2電動汽車系統三個子系統的典型結構
第乙個子系統----電驅動的結構形式
不同的的電驅動形式決定了電動汽車的型別，下面介紹6種電驅動。
【1】 第一種電驅動
此種電驅動是發動機前置，前輪驅動燃油車發展而來的，它由電動機離合器齒輪箱差速器組成，其中離合器用來切斷或接通電動機到車輪之間傳遞動力的機械裝置，變速器是一套具有具有不同速比的齒輪機構（駕駛員可選擇不同的變速比來傳輸力矩，低速檔時，車輪具有大力矩低轉速；高速擋，車輪具有小力矩高轉速。汽車在轉彎時，內側車輪的轉彎半徑小，外側車輪的轉彎半徑大，差速器來控制內外車輪有不同的轉速）。
【2】 第二種電驅動
使用固定速比的減速器，去掉離合器，可減少機械傳動裝置的質量，體積。如圖，它是由電動機，固定速比的減速器和差速器的電驅動系統。此種車沒有離合器，所以無法提供理想的轉矩、轉速配合特性，所以不適合於發動機的燃油汽車。
【3】 第三種電驅動
它於第一種相類似，它把電動機，固定速比減速器和差速器集成為乙個整體，兩根半軸聯接驅動車輪，這種結構在小型電動汽車上應用最為普遍。
【4】 第四種電驅動
此結構採用兩個電動機通過固定速比的減速器分別驅動兩個車輪，每個電動機的轉速可以獨立調節控制，便於實現電子速差。所以，此電動車不必用機械差速器。
【5】 第五種電驅動
電動機裝在車輪裡，稱為輪毅電動機，可縮短電動機到車輪的距離。為了將電動機轉速減低到理想車輪轉速，可採用固定減速比的行星齒輪變速器，它能提供大的減速比，且輸入和輸出可布置在同一條軸線上。
【6】 第六種電驅動
這是另一種輪毅電動機結構，它採用了低速外轉子電動機，徹底去掉了機械減速齒輪箱，電動機的外轉子直接安裝在車輪的輪緣上，車輪轉速和電動汽車的車速完全取決於電動汽車的轉速控制。
*對輪毅電動機的補充介紹*
將驅動電機直接裝在車輪上，縮短或去掉電動機與車輪之間的機械傳遞裝置，這主要取決於是高速內轉子電動機還是低速外轉子電動機。高速內轉子電動機體積小，質量輕，成本低，但需要增加變速裝置。而低速外轉子電動機結構簡單，無需變速裝置，但它體積大，質量大，成本高。
兩者各有優缺點。
（1）若採用高速內轉子電動機，必須裝固定速比的減速器來降低車速。一般採用高減速的行星齒輪減速裝置，安裝在電動機輸出軸和車輪輪緣之間，這種電動機設計的工作轉速約為10000r/min，目的是為了獲得更高的功率密度。電動機的最高轉速主要受線圈損失、摩擦損失、變速機構的承受能力等等因素影響。
所選的行星齒輪機構的速比是10：1，而車速的轉速範圍降為0---1000r/min。
（2）若採用低速外轉子電動機，則可以完全去掉變速裝置，不需要減速裝置。
如圖顯示了這兩種內建輪式電動機的結構，採用的都是永磁無刷電動機，由於具有顯著的高功率密度的特點，因此更加吸引人。
補充：第乙個子系統中的差速裝置
【1】機械差速器
差速器是傳統車輛的標準件，電動汽車也採用了這種技術，汽車轉彎時，外側車輪的轉彎半徑比內側車輪的大，需要利用差速器來調整兩側車輪的轉速。如圖，顯示了典型機械差速器的結構，差速器的行星齒輪繞各自的軸旋轉，從而使兩個半軸有不同轉速。
對於電動汽車，若採用兩輪或四輪驅動，可以使用電子差速器，不再需要機械差速器。電子差速器的質量輕、體積小。電動汽車如果是單電動機驅動就需要機械差速器，如果是多電動機驅動就要使用電子差速器。
電子差速器器的優點是體積小，質量輕，可提供精確電子控制；缺點是增加了電動機和功率轉換器，增加了成本。而且在不同條件下實現對兩個電動機精確控制的可靠性還需要進一步的發展。現在的解決辦法是使用3個微處理器的電子控制器，其中兩個分別控制左右兩個電動機，另乙個用於控制與協調，通過監測器來監視彼此的工作情況來改善可靠性。
第二個子系統----儲能系統的結構形式。
儲能形式有6種基本形式。（注意：電動汽車用蓄電池，燃料電池，電容器，飛輪等作為能源，其中電容器和飛輪不能單獨作為能源，因為他們的能量比有限。）
【1】 第一種儲能形式
這種是電動汽車所獨有的以蓄電池為動力源的結構，蓄電池應該集中在車尾部或者底盤下面。所選用蓄電池應該能提供足夠的能量比和功率比，並且在車輛制動時能**再生制動能。其蓄電池的能量比和功率比會影響汽車的行駛里程，其功率比影響汽車的加速效能和爬坡能力。
【2】 第二種儲能形式
有時一種蓄電池不能滿足能量比和功率比，可以採用兩種不用蓄電池，一種來提供高的能量比，另一種提供高的功率比。這種結構分離了能量比和功率比，而且可利用乙個蓄電池**汽車下坡和制動時產生的能量。
【3】 第三種儲能形式
可以新增燃料電池，作為小型發電裝置，燃料電池利用可逆電解過程，利用h2和o2產生水和電能，氫氣可以儲存在車載氫氣罐中，氧氣可直接取自空氣。燃料電池可以提供高的能量比但不能**下坡和再生制動的能量，因此最好於一種高功率比且能高效**下坡及再生制動能量的蓄電池結合在一起使用。
【4】 第四種儲能形式
燃料電池所需的氫氣不僅可由壓縮氫氣、液態氫、金屬氫化物儲存。還可以由常溫液態燃料如甲醇或汽油隨車產生。上圖是乙個帶小型重整器的電動汽車的結構簡圖，燃料電池所需氫氣由重整器隨車產生。
【5】第五種儲能形式
當使用蓄電池與超級電容器進行混合時，所選的蓄電池必須能提供高能量比，因為超級電容器本身比蓄電池有更高的功率比和更高的**再生制動能量的能力。由於用在電動汽車的超級電容器的電壓較低，所以在蓄電池和超級電容器之間加乙個dc—dc功率轉換器。
【6】第六種儲能形式
與超級電容器類似，飛輪是另一種有高功率比和**再生制動能量能力的新型儲能器。它與傳統飛輪是完全不同的，它的質量輕，且真空下有高轉速。超高速飛輪與（電動機、發電機）電動機轉子相結合，可以實現電能和機械能的雙向轉換。
如圖，飛輪和蓄電池作為混合動力的結構，所選的蓄電池應提供高能量比。飛輪最好與無刷交流電動機結合使用，因為這種電動機的效率比直流電動機高，所以應在蓄電池和飛輪之間加乙個ac—dc轉換器。
第三個子系統----輔助控制系統
輔助控制系統：
（1）動力轉向（2）溫度控制（3）輔助動力供給（略）
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