電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢

楊興炯 王文杰 冉建豐

摘 要：隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，越來越多的新型技術(shù)逐漸被研發(fā)出來。汽車作為目前我國乃至世界出行必備的交通工具，它的發(fā)展逐漸被重視著，汽車在發(fā)展的同時(shí)也帶來了許多的問題，比如對環(huán)境的破壞以及石油等不可再生能源的損耗，因此汽車的發(fā)展必然要進(jìn)行創(chuàng)新。電動(dòng)汽車就是能夠解決環(huán)境保護(hù)問題以及能源使用問題的一種新型戰(zhàn)略產(chǎn)品，本文在對電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展趨勢論述的同時(shí)，還對未來我國乃至世界的電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展的方向進(jìn)行深入的探討與展望。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；技術(shù)進(jìn)展；發(fā)展趨勢

1.引言

近幾年來，隨著能源以及環(huán)保問題的不斷惡化，世界各國都給予了極大的關(guān)注度，各大汽車生產(chǎn)企業(yè)以及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)都對電動(dòng)機(jī)車技術(shù)加大了研究力度，各國的政府也對新型能源汽車的研發(fā)以及推廣制定了一些列相關(guān)措施，極大的推動(dòng)了電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展。

電動(dòng)汽車的一些關(guān)鍵零件部位的相關(guān)研究日漸趨于成熟，生產(chǎn)能力越來越高，一些相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)以及汽車生產(chǎn)企業(yè)在汽車的結(jié)構(gòu)研究方面有了更進(jìn)一步的探究。同時(shí)，汽車電子技術(shù)方面的相關(guān)發(fā)展也給電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展帶來了不斷的創(chuàng)新。本文認(rèn)為，充分的運(yùn)用電動(dòng)化、汽車智能化技術(shù)能夠使得電動(dòng)汽車技術(shù)充分的發(fā)揮出它的運(yùn)用價(jià)值。

2.電動(dòng)汽車的技術(shù)現(xiàn)狀

2.1能源動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀

電動(dòng)汽車經(jīng)過了幾十年的快速發(fā)展，在能源動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)方面主要有以下幾大技術(shù)特點(diǎn)。

2.1.1形成各具特色的三大類動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前電動(dòng)汽車領(lǐng)域有三大種類的電動(dòng)汽車，分別為燃料電池電動(dòng)汽車、油電混合電動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車，其中的油電混合電動(dòng)汽車目前被我國乃至國外都最早的列入了汽車行業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃，電動(dòng)汽車中廣泛使用的動(dòng)力系統(tǒng)為并聯(lián)混合動(dòng)力以及混聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)。隨著近幾年來，國內(nèi)外電池儲(chǔ)能技術(shù)的不斷提高，以車載動(dòng)力儲(chǔ)蓄電池提供動(dòng)力的純電動(dòng)汽車得到了進(jìn)一步的發(fā)展，以多個(gè)儲(chǔ)蓄電池驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力分散結(jié)構(gòu)的純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)汽車在國內(nèi)外都得到了廣泛的關(guān)注以及研究。以氫元素和氧元素發(fā)生電極反應(yīng)來轉(zhuǎn)換成電能驅(qū)動(dòng)的燃料電池電動(dòng)汽車在結(jié)構(gòu)上運(yùn)用了電與電混合一起的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能量裝換效果比普通的內(nèi)燃機(jī)高了幾倍，是世界未來在生產(chǎn)清潔能源汽車的重要發(fā)展的方向之一。

2.1.2電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的主流為交流驅(qū)動(dòng)

由于直流交電機(jī)在低速以及高速的控制下較為簡單，所以早期的電動(dòng)汽車運(yùn)用的都是直流的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。但是直流的的發(fā)電機(jī)的一些裝置系統(tǒng)需要進(jìn)行一定的定期維護(hù)，目前除了少量的低成本制造的車還在使用直流電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)之外，其他類型的電動(dòng)汽車都已經(jīng)從直流驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱私涣黩?qū)動(dòng)。與直流驅(qū)動(dòng)相對比，交流驅(qū)動(dòng)在高效率、高功率、高制動(dòng)、高可靠性、高耐久性等各個(gè)方面都有著比直流驅(qū)動(dòng)更好的優(yōu)勢，交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將逐漸成為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流發(fā)展方向。

2.2整體汽車的集成技術(shù)現(xiàn)狀

電動(dòng)汽車的整體結(jié)構(gòu)在布置方面，由單純的零件布置逐漸向能源動(dòng)力系統(tǒng)以及整體結(jié)構(gòu)有效整合的方向轉(zhuǎn)變。

2.2.1動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)

不管是使用串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)的混合式電動(dòng)汽車，還是使用儲(chǔ)蓄電池來進(jìn)行發(fā)電提供能量的純電動(dòng)汽車，它們的電動(dòng)力裝置都是在原發(fā)動(dòng)機(jī)的布置的基礎(chǔ)上來進(jìn)行的額，并致力于將相對應(yīng)的電氣裝置布置在前艙，所以對一些小型的部件有了更高的要求。除此之外，串聯(lián)或者并聯(lián)因?yàn)橐\(yùn)用兩個(gè)及兩個(gè)以上的動(dòng)力裝置，所以在布置上的要求更加的嚴(yán)格。

2.2.2汽車車身的結(jié)構(gòu)

純電動(dòng)汽車使用的是儲(chǔ)蓄電池來作為儲(chǔ)存能量的系統(tǒng)，混合動(dòng)力汽車使用的是儲(chǔ)蓄電池或者一些超大電容的電池作為儲(chǔ)存能量的裝置，燃料電池汽車除了前兩者所具有的的裝置外，還具有一套更加復(fù)雜的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，對電池的布置要求更加的嚴(yán)格。由于對車身安全性能的綜合考慮，，儲(chǔ)存能量裝置逐漸的進(jìn)行轉(zhuǎn)變，使之與車身的結(jié)構(gòu)能夠更好的進(jìn)行結(jié)合起來，而不是簡單的布置在汽車的后備箱或者汽車車身的中間位置。這種布置的方式不僅能夠加強(qiáng)對儲(chǔ)能系統(tǒng)的有效保護(hù)，而且還能促進(jìn)整體汽車的配置的進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)然要達(dá)到這種布置就要對整車的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著更高的要求，必要時(shí)需要對整車進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或者在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上有所加強(qiáng)。

3.電動(dòng)汽車的能源動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

電動(dòng)汽車的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能比一般的工業(yè)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求更加的嚴(yán)格。因?yàn)殡娏︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)從儲(chǔ)能系統(tǒng)中獲取足夠的能量從而產(chǎn)生動(dòng)能驅(qū)使汽車工作，所以在各個(gè)環(huán)境中都有更高的效率要求，從而保證一次充電后能夠行駛很長的距離。車輛上裝載的電機(jī)，它的體積以及重量一般占傳統(tǒng)工業(yè)用電機(jī)的一半甚至更少，說明對于車輛上裝載的電機(jī)要具有體積小，重量輕的特點(diǎn)。汽車上的電機(jī)振動(dòng)的質(zhì)量達(dá)到了幾克左右，這樣可以確保電機(jī)在任何的環(huán)境中都能具有一定的有效性以及更長的使用期限，研究具有更高效率、更高功率、可靠性更高以及成本和噪音較低的電動(dòng)汽車逐漸成為了電動(dòng)汽車電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。

3.2儲(chǔ)能系統(tǒng)

電動(dòng)汽車的理想儲(chǔ)能系統(tǒng)是能夠使電池進(jìn)行穩(wěn)定且持續(xù)的大電流放電，以此保證汽車在行駛過程中的速度；還應(yīng)該具備短時(shí)間內(nèi)的穩(wěn)定的大電流放電；進(jìn)行充電的時(shí)候能一次性出巡好足夠的能量，以保證汽車具有一定的行駛距離。目前鋰離子電池被作為電動(dòng)汽車儲(chǔ)能系統(tǒng)最具有前景的一種電池。目前鋰離子電池的主要功能已經(jīng)能夠基本滿足汽車的使用要求以及批量化生產(chǎn)，推廣所應(yīng)具有的條件也逐漸趨于成熟。目前鋰離子電池發(fā)展的主要問題仍然是電池的使用期限太短、安全性能不夠高以及一些經(jīng)濟(jì)性的問題等，由于這些原因?qū)е码姵匾驗(yàn)槌潆?、放電、溫度過高以及過流的問題而導(dǎo)致電池出現(xiàn)提前損壞的現(xiàn)象，導(dǎo)致電池的使用時(shí)間大大的縮短，甚至在使用的過程中會(huì)發(fā)熱從而導(dǎo)致燃燒發(fā)生爆炸等事故。

4.未來電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢

電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車的一個(gè)最明顯的特點(diǎn)就是采用了新型的能源動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)，一方面使電動(dòng)汽車的保護(hù)環(huán)境以及節(jié)約能源上發(fā)生了巨大的改變，另一方面電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的快速響應(yīng)的特點(diǎn)也是的汽車的主動(dòng)安全技術(shù)與性能發(fā)生了巨大的改變。汽車電子技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用使得電動(dòng)汽車的相關(guān)技術(shù)向更多元化的方面發(fā)展，為汽車的安全性以及藝術(shù)實(shí)行帶來了極大的改變。

4.1設(shè)計(jì)理念的改變

電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)理念的改變主要表現(xiàn)為安全技術(shù)的改變。

4.1.1智能化的汽車技術(shù)能夠提供仿人的功能，即在發(fā)生事故碰撞之前，電動(dòng)汽車就會(huì)根據(jù)智能化系統(tǒng)進(jìn)行提前預(yù)警然后自動(dòng)的調(diào)節(jié)行駛的軌道路線，從而避免交通事故的發(fā)生，保證了駕駛員以及乘客的生命安全。

4.1.2對于車身的碰撞要求大大的降低了。碰撞的安全性的設(shè)計(jì)理念采用了全新的安全性設(shè)計(jì)理念，使得車身可以通過吸收能量的方式來對即將發(fā)生的碰撞進(jìn)行快速反應(yīng)。

4.2汽車生產(chǎn)方式的改變與簡單化

未來電動(dòng)汽車最大的改變特點(diǎn)就是在結(jié)構(gòu)上的改變。

4.2.1汽車的地盤經(jīng)過一些簡單的部件組成在一起，集儲(chǔ)能電池系統(tǒng)、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及傳統(tǒng)的底盤結(jié)合為一體的新型的底盤，將會(huì)使電動(dòng)汽車的生產(chǎn)方式變得更加的簡單化。

4.2.2汽車的車型將會(huì)設(shè)計(jì)的更加的簡潔。傳統(tǒng)的汽車車型不可能再如此的復(fù)雜，原來下車身的功能將由新型的底盤取代，一些新型材料也將被運(yùn)用在車身上，從而導(dǎo)致一個(gè)新型的底盤系統(tǒng)可以搭配不同的汽車造型，逐漸成為一種新的潮流。

5.總結(jié)

電動(dòng)汽車技術(shù)除了由新型的能源動(dòng)力系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)之外，未來的發(fā)展也將研發(fā)出更多比傳統(tǒng)汽車更好的特征。這些新技術(shù)的發(fā)展與不斷創(chuàng)新，將會(huì)大大增強(qiáng)汽車的安全性能，使得電動(dòng)汽車的安全性能設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的改變。

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（作者單位：重慶三峽學(xué)院）