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EV和HEV車的電機(jī)和電池技術(shù)

電動(dòng)汽車（EV）和混合動(dòng)力汽車（HEV）的設(shè)計(jì)生產(chǎn)在材料和操縱特性上發(fā)生很多變化，但核心技術(shù)仍保持不變。例如，化學(xué)電池仍然是主要的能量存儲(chǔ)介質(zhì)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)仍是主要的機(jī)電元件。雖然嘗試使用清潔能源，如太陽(yáng)能光伏板和燃料電池，但仍處在試驗(yàn)階段。HEV和EV中最常用的電機(jī)包括感應(yīng)電機(jī)（IM）、開關(guān)磁阻電機(jī)（SRM）、繞線式電機(jī)（SM）、直流電機(jī)（DC）和永磁鐵同步電機(jī)（PMSM）。

用于能量存儲(chǔ)的電池主要包括鉛酸電池（Lead Acid）、鎳基電池（Ni- Based）、鈉基電池（Na-Based）和鋰基電池（Li-Based）。圖1顯示出不同技術(shù)的潛在組合。例如，PMSM常與鋰基電池組合，因?yàn)檫@兩種技術(shù)是在同一時(shí)期發(fā)展起來(lái)的。

為研究EV和HEV中電機(jī)和電池的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)車輛進(jìn)行一項(xiàng)調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示，在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初，EV和HEV的生產(chǎn)呈現(xiàn)出一定量的增長(zhǎng)。20世紀(jì)70年代的石油危機(jī)也加速了這一增長(zhǎng)。EV和HEV中不同電機(jī)技術(shù)和電池技術(shù)的分布見圖2、圖3。

可以看出，以前占主導(dǎo)地位的技術(shù)正逐年衰落，現(xiàn)有技術(shù)和新技術(shù)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，這種增長(zhǎng)歸功于新材料、電子、控制及車輛系統(tǒng)的變化。從中期期望值可看出，鈉基電池等一些技術(shù)衰落，其它技術(shù)占據(jù)統(tǒng)治地位。短期預(yù)期值顯示，至少在未來(lái)5年內(nèi)，鋰基電池和PMSMs將成為主導(dǎo)技術(shù)。但由于稀土使用的限制，在未來(lái)5～10年中，將看到IMs份額的顯著增加。同時(shí)IM或基于感應(yīng)的電機(jī)將增加市場(chǎng)份額，如磁輔助感應(yīng)電機(jī)將在載貨車和SUV方面有很大的市場(chǎng)。

Ali M. Bazzi et al. Electric Machines & Drives Conference (IEMDC), 2013 IEEE International 12- 15 May 2013.

編譯：倪媛媛