淺談我國電動(dòng)車的發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望

張世強(qiáng)

【摘要】：電動(dòng)車行業(yè)的產(chǎn)生是人們對(duì)環(huán)境惡化問題和能源枯竭問題的一種解決方案，隨著國家的政策鼓勵(lì)，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和電池技術(shù)的不斷突破，人們將逐漸傾向于使用電動(dòng)車代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車作為代步工具。本文通過對(duì)電動(dòng)車發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，簡要描述了開發(fā)電動(dòng)車輛的工程理論與學(xué)科技術(shù)，預(yù)測電動(dòng)車的發(fā)展前景和面臨的困境，希望對(duì)對(duì)電動(dòng)車行業(yè)感興趣的人群有所幫助。

【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)車；發(fā)展現(xiàn)狀；未來展望

1、導(dǎo)言

隨著時(shí)代的發(fā)展，未來的汽車市場將以電動(dòng)車為主，目前，國內(nèi)充電樁的裝置越來越多，這是為電動(dòng)車時(shí)代做準(zhǔn)備，但電動(dòng)車的續(xù)航能力卻離不開碳纖維增強(qiáng)材料。

2、蓄電池的系統(tǒng)組成及工作原理

2.1系統(tǒng)組成

蓄電池組由4只20AH/12V閥控式密封鉛酸蓄電池串聯(lián)組成。電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)主要由蓄電池組、電流檢測單元、電壓溫度檢測模塊、充電器、多功能開關(guān)K1～K3、剎車能量反饋裝置、超級(jí)電容、電壓檢測單元、AT89C51和報(bào)警電路組成。

2.2系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)上電后，先自動(dòng)檢測單體電池的電壓、溫度和電流，判斷電池能否正常工作，同時(shí)檢測超級(jí)電容電壓，若該電壓值低于設(shè)定電壓值則多功能開關(guān)K1閉合，蓄電池組對(duì)超級(jí)電容快速充電；當(dāng)電動(dòng)車啟動(dòng)時(shí)，多功能開關(guān)K2閉合K3斷開，當(dāng)超級(jí)電容電壓接近蓄電池電壓時(shí)切換到蓄電池組供電；當(dāng)電動(dòng)車剎車時(shí)，剎車能量反饋裝置對(duì)超級(jí)電容充電。

3、研發(fā)電動(dòng)車的未來趨勢

作為一輛具有實(shí)用性的純電動(dòng)車，必須在安全性、舒適性方面加以考慮，而這恰恰是現(xiàn)階段國內(nèi)自主品牌企業(yè)較少關(guān)注的領(lǐng)域。由于沒有了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)和熱交換，電動(dòng)空調(diào)就成了純電動(dòng)車的必然選擇，但是大功率的電動(dòng)空調(diào)會(huì)加大電池的負(fù)載，造成整車動(dòng)力的不足。另外一方面，作為汽車的神經(jīng)系統(tǒng)，線束在整個(gè)電動(dòng)車中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。高壓線束的電壓一般在120～360V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)低壓線束12V的標(biāo)準(zhǔn)，其相關(guān)的設(shè)計(jì)和使用規(guī)范也需要修改。

電動(dòng)車作為一種新型的交通工具與以往的電動(dòng)車有著明顯的區(qū)別，這種區(qū)別主要在于新型電動(dòng)車也是一種電氣設(shè)備，其工程哲學(xué)是汽車工程和電氣工程的結(jié)晶，以系統(tǒng)集成和優(yōu)化為方法，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的高性能價(jià)格比的社會(huì)價(jià)值。電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)是汽車技術(shù)、電氣技術(shù)、信息技術(shù)、化工技術(shù)和電工技術(shù)的多相結(jié)合，雖然電動(dòng)汽車的關(guān)鍵在于能源的使用，但是整車設(shè)計(jì)和系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)電車技術(shù)來說也是很重要的因素，他們與能源的集成對(duì)于電動(dòng)車研發(fā)成功的關(guān)鍵很重要。電氣驅(qū)動(dòng)的要求決定了電動(dòng)汽車工程的新型設(shè)計(jì)思想。高效的車載能源和有效的職能能源管理是電動(dòng)汽車戰(zhàn)勝燃油汽車的關(guān)鍵因素。整車成本只是電動(dòng)汽車在市場上營銷的基本因素。

電動(dòng)汽車的核心是電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由電機(jī)，控制系統(tǒng)，機(jī)械減速及傳動(dòng)裝置，車輪等組成。傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車以直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩速度特性滿足牽引要求，速度控制系統(tǒng)簡單，易于操作。目前市場上對(duì)該技術(shù)的創(chuàng)新主要在于無換向器電機(jī)的技術(shù)研究，使其效率、功率密度、運(yùn)行費(fèi)用、可靠性和免維護(hù)等方面取得突破性進(jìn)展。感應(yīng)電機(jī)研究的時(shí)間長，使用歷史久，技術(shù)成熟安全，使用廣泛。永磁無刷電機(jī)的磁場由永磁材料產(chǎn)生，在電動(dòng)車的應(yīng)用領(lǐng)域中具有更高的效率和加工密度，使用范圍廣闊。開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、系統(tǒng)完善，在電動(dòng)車的應(yīng)用領(lǐng)域也相當(dāng)廣泛。

車載能源系統(tǒng)是電動(dòng)車商業(yè)化最嚴(yán)重的發(fā)展瓶頸，電動(dòng)車的發(fā)展需要解決能源方面的問題。已經(jīng)研發(fā)的電動(dòng)汽車的能源包括鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池等等。鎳氫與鎳鎘相比，技術(shù)上尚不成熟，但是其他性能都優(yōu)于鎳鎘電池，鎳鎘電池正被鎳氫電池所取代，鎳鎘電池走向消失的道路。近期研發(fā)的電池技術(shù)具有新突破的是鎳鋅、鋅空氣、鈉二氯化鎳、鋰聚合體和鋰離子電池這幾項(xiàng)。其中鋰離子電池由于其高效的性能被很多商家作為將要引入生產(chǎn)線的產(chǎn)品。但是它的初期投入費(fèi)用較高，可以通過大批量生產(chǎn)降低成本。鋅空氣電池能夠快速充電，但是不能再生制動(dòng)而回饋能量；鎳鋅電池的壽命短；鈉二氯化鎳需要高溫空間，但是通過技術(shù)的調(diào)控也能夠應(yīng)用于電動(dòng)車領(lǐng)域；鋰電池的研發(fā)技術(shù)成熟，并且已經(jīng)擁有完善的電動(dòng)車電池的性能要求，是目前大多制造商樂于生產(chǎn)的產(chǎn)品。

燃料電池是依托電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，本質(zhì)為化學(xué)裝置。其特點(diǎn)是效率高、無噪音、零排放或極低排放、余熱可再利用、燃料添加快、燃料種類多、壽命長、可靠性高等。固體、固化電池的工作溫度高達(dá)600攝氏度，在實(shí)際應(yīng)用中難以達(dá)到她所需要的溫度。甲醇燃料電池功率等級(jí)和功率密度太低，難以應(yīng)用到電動(dòng)車的能源生產(chǎn)當(dāng)中。碳酸燃料電池和固態(tài)聚合燃料電池在技術(shù)上已經(jīng)成熟，可以應(yīng)用到電動(dòng)汽車領(lǐng)域。

結(jié)論

綜上所述，電動(dòng)車以電池作為能源裝備，在未來的發(fā)展中需要滿足人們對(duì)遠(yuǎn)距離、安全、穩(wěn)定、實(shí)惠等需求，因此對(duì)電動(dòng)車的研究和新功能開發(fā)是非常必要的。目前，市場上的電動(dòng)車電池成本居高不下，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善，阻礙人們對(duì)電動(dòng)車的購買欲望，另外，我國對(duì)電動(dòng)車能源的研究尚未成熟，汽車制造商尚未提供提高電動(dòng)車電池的方法，市場還沒有形成強(qiáng)大需求推動(dòng)電動(dòng)汽車的技術(shù)革新。電力部門也應(yīng)給予電動(dòng)車一些電力技術(shù)的幫助，比如：電動(dòng)汽車各種性能、容量和功率，或者是能夠提供短期快速充電的設(shè)施和設(shè)備以及電動(dòng)車電池使用對(duì)電網(wǎng)的影響。此外，還可以研究電動(dòng)汽車隊(duì)電網(wǎng)的回饋技術(shù)，由電動(dòng)汽車的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)幫助電網(wǎng)的運(yùn)行，保障我國電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。

【參考文獻(xiàn)】：

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