在一辆及格的电动车中，所有配置都依赖电力驱动：从牵引电机到冷却系统、照明系统和制动能量回收系统，一切都为电动。其主要特征在于使用清洁能源，尽管偶而能量可能来自不完全可再生的其他起头。本文将专注于电动车驱动背后的电子旨趣。

电力电子

电力电子是电动车的主纪律域之一，在电动车的能量料理中进展着至关进犯的作用。它是电气工程的一个分支，波及将能量从一种容貌挪动为另一种容貌的截止和迤逦。它和顺于使用固态电子元件，如晶体管、MOSFET和二极管，来截止和料理高功率电能。

频繁，电力电子系统以高效驱动，并商酌和哄骗电流大于5-10安培时的料理尺度。对于几毫安的小信号放大器，无需使用电力电子，但要创建一个概况提供40安培电流的电源，就必须依赖于它。

如今，电力电子时刻还是发展，由于新式半导体材料的出现，不错灵验地创建概况料理数千瓦功率的电路，况兼不会产生显赫的热量分布。最进犯的哄骗所以着力为主要意见。电力是一种相配贵重的资源，必须尽可能以最少的摧毁来使用，因为在大领域情况下，少许的功率损耗就意味着显赫的支拨。表面上，从配置输入到输出传递的能量不应减少或裁减。

目下，电力电子的哄骗波及多个领域，如变换器、不间隔电源(UPS)、照明系统、电板充电器和电源。配置的蓄意相配环节，目下的商酌相配和顺以确保电路性能尽可能高。电力电子的一步地的是竣事电力从简，以裁减运营本钱和改善电路性能。将电力电子的征询浓缩到一段翰墨中险些是不行能的，这个主题的文件极为纷乱。不论如何，这一领域正在不断推广，大学和商酌东说念主员进行的商酌旨在改善能量传输和操作速率的电子时刻。

着力

在电力电子中，一个日常使用的参数是着力，它暗示可用能量的使用百分比与能量亏蚀的比较。举例，一个着力为100%的配置使用所有可用能量而莫得摧毁，而一个着力为40%的配置则使用不到一半的可用能量，剩余的能量则以未使用的热量摧毁掉。

如今，着力是商酌中的环节身分之一，公司戮力于追求尽可能高的着力，以从简能源并减少空气浑浊。市集主导的MOSFET和低损耗的晶体管确保了快速开关，同期其散热率极低。

在高功率变换器中，即使是小幅度的着力升迁也能挪动为巨大的能源量入计出。着力粗陋地是输出功率和输入功率之间的百分比比率，其计算公式如下：

其中：Eff(%)是着力的百分比，介于0%和100%之间;P(out)是负载虚耗的功率;P(in)是为电路提供能量的电源所使用的功率。

高着力使电子元件的职责更佳，发烧更少，并在实足可靠性和安全性下驱动。影响着力的一个进犯身分是开关器件的RDS(on)参数，即导通情景下DS通说念的电阻。它越小，所有这个词系统的着力就越高，如图1所示。

图1

该图以对数容貌展示了电气图中着力与MOSFET的RDS(on)之间的相干。不错看出，跟着配置导通电阻的增多，系统的着力裁减，因为发电机的功率以热量容貌亏蚀。

能量存储

电板是任何电动车的中枢，存储电能以驱动电机和其他配置。电板的职责基于可逆的化学响应，其中两个电极浸没在特定溶液中。化学响应在电极之间产生电位差(电压)，即推使电子在电路中流动的电动势，从而产生电流。如今，使用的电板主淌若锂离子电板，这些电板在能量密度、寿命和分量之间提供了很好的折衷，尽管本钱仍然较高。

图2

图2清楚了两种不同时刻电板的放电弧线。电板料理操作对于优化性能，尤其是延迟使用寿命至关进犯。市集上提供不同类型的电板，每种都有其性情和性能，相应的购买必须绝顶预防。如果本钱较高，则需要对其他参数作念出和谐。频繁，需要不雅察的电板性情包括功率密度、分量和尺寸、存储容量、人命周期(可充放电次数)、使用寿命(可使用的年限)、时刻(铅酸、锂等)和价钱。莫得一种电板是最好的，每种型号都有其优短处。锂电板以高能量密度为性情，分量较轻，但比其他电板不菲得多。

电动机

电动机(见图3)是将电能挪动为机械能的组件，推动车辆的轮子。电动机有多种类型，时刻在不断改善电动机的功耗，以竣事更低的摩擦和更高的扭矩。与内燃机比较，电动机结构更粗陋，电能挪动为机械能的经由比废弃经由巩固。

图3

大多数电动车给与径直驱动，因此不需要变速箱，因为它们在日常的转速范围内具有很高的驱动扭矩。用于汽车的电动机不错精炼从0转到15000转/分钟，并在长期保抓商酌齿比的情况下保抓恒定的驱动扭矩。鞭策的考究无比百分比径直取决于电板的性情。

高电压和低电流反之也是的布线

在电路中，功率(P)界说为电压(V)与电流(I)的乘积，公式如下：

蓄意高功率电路不仅波及电子元件、印刷电路板和其他配置，还包括各式电气部分之间的布线和贯穿。使用较粗的电缆并不老是最好聘用，这取决于哄骗类型及具体条目。一般来说，粗电缆的电阻较低，使用寿命长，概况承载高电流，符合热量是进犯身分的哄骗。然而，细电缆也有好多优点。它们更机动，更容易在局促空间中迤逦，分量轻，本钱低，而且频繁用于空间和分量是环节身分的哄骗。

进犯的是要记着，每根电缆都有其最大承载才能，即可安全运输而不会因焦耳效应而过热的最大电流值。苦难的是，电缆的粗细与本钱和分量成正比。因此，在蓄意阶段必须仔细评估电缆的不同截面。

跟着电动车数目的增多，制造商正在从12伏特电源转向48伏特电源。更高的电压提供了更大的驱能源，况兼有关的布线本钱更低。12伏特电板在启动时必须提供极高的电流，电缆必须具有鼓胀的截面，以复旧这一电子流动，以幸免过热。而在48伏特电源下，情况完全不同;以商酌的功率，流动的电流要小得多，电缆不错蓄意得更小直径，从而使总布线更轻便且本钱更低。

开关损耗

对于这个主题有大都文件。这类损耗存在于所有开关迤逦配置中，在开关时发生，因为配置无法连忙窜改情景，有关的涡流导致能量损耗。本体上，MOSFET通过快速切换，无法瞬时完成导通通说念的开关操作，在这种情况下，损耗功率显赫高涨(见图4)。

图4

在电流高涨的旯旮，电压的对称下落旯旮出现，但由于这些信号不是瞬时的，平均损耗功率趋于增多。苦难的是，恰是在高涨或下落旯旮，最大的功率亏蚀发生。然而，有一些时刻不错减少这些问题，举例软开关和硬开关。

使用PWM进行功率疗养

脉宽调制(PWM)是一种通过高速数字脉冲序列截止数字信号向负载输出的平均功率的时刻。它不错比作一个不单是是开或关的开关，而是概况相配快速地开关。通过窜改活跃脉冲的宽度相对于总周期，不错调整配置感知的平均电压和功率。这种时刻对于截止LED、灯或电动机等配置相配有用，这些配置的亮度或速率与平均电压成正比。

使用PWM截止电动机带来的克己是，任何占空比下驱动扭矩都是恒定的。图5中的示例展示了为一个12伏特、2安培的灯供电的典型需求，使用一半电压以得回较低的亮度。该灯的电阻为6欧姆。因此，当在12伏特下供电时，虚耗24瓦特。然而，该电路条目对灯只施加一半的功率以使其发光愈加柔和。其展示了两种处理决策：

·左侧的处理决策使用6欧姆的功率分流电阻(与灯商酌)创建一个电阻分压器，在两个负载之间分派能量。

·右侧的处理决策使用PWM版块，后果更佳。

第一个处理决策着力不高，因为电板提供的一半能量在分压器的电阻中以未使用的热量摧毁掉。它的着力颠倒低，梗概为50%。然而，第二个处理决策着力更高，因为莫得使用非凡元件，负载在一半时刻内供电，而另一半时刻则关闭。灯采纳的脉冲序列如斯之快，以至于东说念主眼无法察觉。其着力相配高，以致当先98%。

图5

电子配置是电动车的基础，目下比以往任何时候都愈加依赖表面念念想。电板、电动机、截止电路、电力配置、照明和文娱系统都慑服矫捷的电子工程旨趣，以竣事说念路上越来越安全和惬意的驾驶。

本文探讨的只是一些基应许趣，本体上还有好多更多的旨趣。如今，电动车的蓄意还是成为一种竟然的艺术，蓄意师必须仔细审查他们的数据并进行屡次测试，以计算系统的着力，尤其是在最坏的情况下。

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