2．控制子系统层面

在控制子系统层面，要研究电动机-逆变器的子控制系统。基于车辆控制指令，由高速至低速，如何在非常宽阔的速度范围内进行高速精细调节转矩；对混合动力汽车，还要研究当减速或制动时，功率分流装置如何分流出多余的功率，用以驱动发电机再生发电，对动力蓄电池组充电；还要研究动力蓄电池组控制子系统，如何对蓄电池组进行常时监控，把动力蓄电池组的残存容量SOC（StateofCharge）、容许放电电流和劣化指数等信息传送给车辆控制器，使混和动力汽车中的发电机输出功率、驱动电动机牵引机械输出功率、再生发电输出功率，或纯电动汽车中各电动轮的牵引机械输出功率均根据动力蓄电池组的状态进行控制；在电动汽车中，通常要对串联起来的数个单体蓄电池（Cell）设置单体蓄电池控制器（CC），在监视各单体蓄电池有无过放电、过充电的同时，还能在某个单体蓄电池的电压高于其他单体蓄电池的电压时，对其电压进行调整，进行平衡补偿。

系统中CC的上一级控制器（BC）可推断出蓄电池模块的全电压和电流，以及与温度相关的残存容量SOC；由于镍氢蓄电池存在“记忆效应”，为使混合动力汽车中的镍氢蓄电池组能长时间地充放电，如何使它总是能处于希望的“中间状态”，即当电动机牵引的频度增多时，SOC可到20％，并且直到由于SOC的剩余不足而抑制牵引；同样，当再生发电的频度增多时，一旦SOC达到80％，便会抑制再生发电；在混合动力汽车的实际控制系统中，要研究车辆控制器如何对蓄电池组和电动机-逆变器-发电机进行效率良好的控制，以期对动力蓄电池组的残存容量SOC进行协调控制。

3．电路层面

在电路层面，要重点研究、开发电动汽车上专用的相控整流电路、有源逆变与相控变流电路、硬脉冲宽度调制（PWM）开关和软PWM开关条件下的各类变换电路：如DC/DC，DC/AC，AC/AC，AC/DC等变换电路；要依据上述各电路的基本原理、电路特点、波形分析，研究在车辆各种工况下对它们的工作影响和进行初步设计计算；还要研究开发用于电动汽车的谐振电路、交流调压电路与交交变频电路等其他各种电路的结构和控制方法。

4．元器件层面

在元器件层面，要研究驱动电动机/电动轮如何才能具有小型、轻量、结构简单、高效率、高功率输出；如何改善目前广泛使用的永磁式同步电动机性能：如何设置永久磁铁的位置和辅助磁极（辅助凸极），改变磁力线通过方式，使永久磁铁形成的转矩和辅助磁极形成的转矩两者的合成力矩，能弥补常规永磁式同步电动机在高速区域运行时转矩会因感应电压而减小的缺点，从而使驱动电动机/电动轮能有高效率；还要研究、开发车载电力系统中的全控型电力电子器件和装置：包括可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR或BJT）、绝缘栅两极型晶体管IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）、功率金属氧化物场效应晶体管（PowerMOSFET）、MOS控制晶闸管MCT44、集成门极换流晶闸管IGCT45、静电感应晶闸管SITH48以及智能功率模块IPM49等大功率开关器件，以及各种采用了高新技术（包括纳米技术）的高能量密度的锂离子蓄电池、锂离子电力电容器和镍氢蓄电池；要研究各种电力电子元器件的特性和使用方法及使用中的保护措施。

5．整车层面

在整车层面，各类电动汽车的可靠性、电磁兼容（EMC）性和生产成本也是汽车电力电子技术的重要研究课题。各类电动汽车的电力电子系统必须能在-40～105℃的环境温度变化范围内，以及在潮湿、多雨、多风沙、沿海盐雾地区、高海拔地区等极为恶劣的气象和温度的环境下使用可靠。功率半导体模块和电解电容必须克服在上述气象、温度、海拔和各种苛刻工况条件下所释放出的大量热能。另外，对于电路中的连接器，在设计时还要考虑车辆行驶过程中可能产生的强烈振动，必须抗振、防振；电力、电子系统还要有能克服盐雾和水的封装要求。

各类电动汽车的电力传动系统的主电压目前普遍高达500V以上，因此绝缘安全和屏蔽成为必须解决的问题。特别是系统中的IGBT、逆变器和DC/DC变换器，它们的快速整流特性和变频、变流特性所造成的电磁干扰影响很难根除。如果对电压和电流的快速暂态变化所造成的电磁辐射和噪声处理不当，很可能会对距离这些设备较近的电子设备和车载网络产生严重影响甚至造成故障。有报道说，快速整流还有可能导致混合动力汽车中的发动机内线圈失效。因此，在各类电动汽车中，不仅交流电力传动系统中的各子系统必须具有屏蔽绝缘措施，而且连接其各器件间的线束（Harness）和主线束以及插接件（Connector）也必须是耐高压绝缘、屏蔽的。为此，必须研发新一代高压绝缘屏蔽线束，必须在现有金属编织网屏蔽线束的基础上，采取进一步措施，并在屏蔽线与其插接件之间采取屏蔽措施。

迄今为止，汽车电力电子技术尚处于初期阶段，对于电磁干扰（对车内各种装置和车外环境的电磁兼容性EMC），尚需进行很多的研究和开发。进而使电动汽车的设计能满足严格的汽车电磁干扰标准。

各类电动汽车的电力电子系统制造成本是它们能否被消费者接受的最大的问题。只有在性价比大大优于传统内燃机汽车情况下，才能得以推广普及。据测算，第二代纯电动汽车——锂离子蓄电池-电动轮汽车，在生产规模超过20万辆/年的情况下，有可能使生产成本降至当前水平的1/4，与传统内燃机汽车的生产成本相差无几，甚至还要低很多。若想迅速达到这种理想结果，必须由政府引导，“官产学研”或“产学研”结合，整车生产商或综合电力、电机企业牵头，汽车、电机、电子、冶金、化工各相关行业密切配合，才能完成上述非常艰巨的任务。