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  • 纯电动车

    纯电动车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 纯电动车 品牌: 纯电动车
    生产厂商: 陆地方舟 参考价格: 320000
    车型尺寸: 4.8米x1.5米x1.7米 引擎类型: 电动机
    驱动方式: 后轮驱动 制动方式: 蓄电池
    能 耗: 电能

    目录

    基本定义/纯电动车 编辑

    纯电动车 纯电动车

    纯电动车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动车。车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶, 纯电动车
      符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。 结构<p>在纯电动车控制系统中,主要包括4个节点,即主控制器ECU、电机控制ECU、电池控制ECU及CAN总线监控单元。

    主控制器ECU相当于纯电动车的大脑,它起到了控制全局的作用。主控制器Ecu接收汽车上传感器的信息,经过A/I)转换后计算、编码为cAN报文,发送到总线上控制其它节点的工作。同时,将一些整车相关信息(车速、电池容量、踏板位置等信息)在组合仪表上显示出来。其中最核心的就是通过传感器的输入值与系统当前状态及汽车工况等条件计算出合适的电机扭矩值,通过CAN总线发送到电机控制系统,指挥电机正确工作。另外,主控制器ECU还控制主继电器的开关,使得整个系统上电和断电。
      电机控制ECU相当于纯电动车的四肢。它的主要工作是以主控制器发送扭矩值为输入值,采用双闭环控制来调速电机,使电机工作在需要的转速下。还有,根据电机的温度变化控制电机的冷却水泵和冷却风扇,从而有效地调节电机的温度。
      纯电动车的电池是由几十块单体电池成组供电的,并能保证在不供电时电池不成组,每块电池的电压不超过5V。这样由于单个电池性能的差异,就需要在电池充放电过程中经常要均衡电池电压,保证电池性能。电池均衡问题由电池ECU来承担。电池ECU相当于纯电动车的血液循环系统。它提供系统需要的能量,同时,还提供给主控制器电池的信息及电池充放电能力最大值,供主控制器计算电机扭矩时用。
      CAN总线监控单元主要是在不干扰总线数据传输情况的下,对总线上传输的数据进行实时监控,实时记录和实时报警,还提供了离线分析功能及在纯电动车调试阶段对主控制器主要计算参数进行标定的功能。

    工作原理/纯电动车 编辑

    蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶

    主要结构/纯电动车 编辑

    纯电动车 纯电动车

    电动汽车的组成包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

    电源


      电源为电动汽车的驱动电动机提供电能,电动机将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池,但随着电动汽车技术的发展,铅酸蓄电池由于比能量较低,充电速度较慢,寿命较短,逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等,这些新型电源的应用,为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。

    驱动电动机


      驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。电动汽车上广泛采用直流串激电动机,这种电机具有"软"的机械特性,与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花,比功率较小、效率较低,维护保养工作量大,随着电机技术和电机控制技术的发展,势必逐渐被直流无刷电动机(BCDM)、开关磁阻电动机(SRM)和交流异步电动机所取代。

    调速控制装置


      电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的,其作用是控制电动机的电压或电流,完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。
      早期的电动汽车上,直流电?机的调速采用串接电阻或改变电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的,且会产生附加的能量消耗或使用电动机的结构复杂,已很少采用。电动汽车上应用较广泛的是晶闸管斩波调速,通过均匀地改变电动机的端电压,控制电动机的电流,来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的不断发展中,它也逐渐被其他电力晶体管(入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等)斩波调速装置所取代。从技术的发展来看,伴随着新型驱动电机的应用,电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用,将成为必然的趋势。
      在驱动电动机的旋向变换控制中,直流电动机依靠接触器改变电枢或磁场的电流方向,实现电动机的旋向变换,这使得孔子哈电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时,电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可,可使控制电路简化。此外,采用交流电动机及其变频调速控制技术,使电动汽车的制动能量回收控制更加方便,控制电路更加简单。 <p>4. 传动装置
      电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴,当采用电动轮驱动时,传动装置的多数部件常常可以忽略。因为电动机可以带负载启动,所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换,所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档。当采用电动机无级调速控制时,电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。在采用电动轮驱动时,电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。

    行驶装置


      行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力,驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的,由车轮、轮胎和悬架等组成。

    转向装置


      转向装置是为实现汽车的转弯而设置的,由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力,通过转向机和转向机构使转向轮偏转一定的角度,实现汽车的转向。多数电动汽车为前轮转向,工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。电动汽车的转向装置有机械转向、液压转向和液压助力转向等类型。 纯电动车

    制动装置


      电动汽车的制动装置同其他汽车一样,是为汽车减速或停车而设置的,通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上,一般还有电磁制动装置,它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行,使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流,从而得到再生利用。

    工作装置


      工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的,如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜通常由电动机驱动的液压系统完成。

    基本分类/纯电动车 编辑

    纯电动车 纯电动车

    纯电动汽车发展至今,种类较多,通常按车辆用途、车载电源数目以及驱动系统的组成进行分类。按照用途不同分类,纯电动汽车可分为电动轿车、电动货车和电动客车三种。

    (1)电动轿车是最常见的纯电动汽车。除了一些概念车,纯电动轿车已经有了小批量生产,并已进入汽车市场。

    (2)电动货车用作功率运输的电动货车还比较少,而在矿山、工地及一些特殊场地,则早已触电了一些大吨位的纯电动载货汽车。

    (3)电动客车,纯电动小客车也较少见;纯电动大客车用作公共汽车,在一些城市的公交线路以及世博会、世界性的运动会上,已经有了良好的表现。

    历史沿革/纯电动车 编辑

    在1873年,英国人罗伯特·戴维森(Robert Davidsson)制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。这比德国人戴姆勒(Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车早了10年以上。
      戴维森发明的电动汽车是一辆载货车,长4800mm,宽1800mm,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。其后,从1880年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电子表池发展到二次电池,这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。在19世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车需求量有了很大提高。在19世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。1890年法国和英伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时的车用内燃?技术还相当落后,行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便。

    电池系统/纯电动车 编辑

    纯电动汽车电池管理系统作为电池系统的重要组成部分,具有实时监控电池状态、优化使用电池能量、延长电池寿命和保证电池的使用安全等重要作用。电池管理系统对整车的安全运行、整车控制策略的选择、充电模式的选择以及运营成本都有很大影响。电池管理系统无论在车辆运行过程中还是在充电过程中都要可靠地完成电池状态的实时监控和故障诊断,并通过总线的方式告知车辆集成控制器或充电机,以便采用更加合理的控制策略,达到有效且高效使用电池的目的。

    电池管理系统采用集散式系统结构,每套电池管理系统由1台中央控制模块(或称主机)和10个电池测控模块(或称从机)组成。电池管理系统检测模块安装在电池箱前面板内;电池管理系统主控模块安装在车辆尾部高压设备仓内,

    电池管理系统的功能如下:

    1.电体电池电压的检测

    2.电池温度的检测

    3.电池组工作电流的检测

    4.绝缘电阻检测

    5.冷却风机控制

    6.充放电次数记录

    7.电池组SoC的估测

    纯电动车 纯电动车

    8.电池故障分析与在线报警

    9. 各箱电池充放电次数记录

    10.各箱电池离散性评价

    11.与车载设备通信,为整车控制提供必要的电池数据CAN1

    12.与车载监控设备通信,将电池信息送面板显示CAN2

    13.与充电机通信,安全实现电池的充电RS—485

    14.有简易的设备实现纯电动汽车电池管理系统的初始化功能,能满足电池快速更换以及电池箱重新编组的需要。

    充电/纯电动车 编辑

    在纯电动汽车的发展过程中,充电问题一直都是消费者的一个“后顾之忧”。对于居住于城市之中的电动汽车消费者而言,建立一个私有的充电桩并非易事。首先,停车难早已成为城市发展中的一大难题,2014年,北京市机动车保有量超过500万辆,但只有不到50%的汽车有固定停车位,停车尚且困难,建立私人充电桩更是奢侈。其次,充电桩在全功率使用时功耗十分惊人,大多数小区电网很难承受大量电动汽车同时充电,这也是很多小区拒绝私人安装充电桩的主要理由。

    所以,在目前私人充电桩的全面普及还存在难度的时候,电动汽车的普及必须依仗建立大量公共充电桩,公共充电桩的普及程度将直接影响着消费者购买纯电动车的热情。

    然而,在纯电动汽车市场的普及推广还存在不少困难的时候,充电服务企业在投入充电桩建设时也有所顾忌。数据显示,北京市目前共有充电站225座,合计充电桩1700多个,其中,70%是由政府连同国家电网先行投入建设。但这些已建成的充电站普遍存在盈利难的问题。记者了解到,国家电网已建成的400余座充电站几乎全线亏损,缺乏盈利机制是最重要原因。

    有业内人士认为,充电服务收费政策能够在一定程度上吸引社会资本进入充电服务市场,从长远看,服务供给的增加也将有利于充电服务市场的均衡,从而推动新能源汽车的普及推广。

    充电站之忧,既有消费者对充电不便的担心,也有充电服务企业对生存盈利的顾虑。在纯电动汽车发展的过程中,这样的“忧”不可避免。推行收取充电服务费并非坏事,有了透明的充电服务费价格,消费者可以对电动车的使用成本有一个基本的心理预期,从而作出消费决定;对于充电服务企业,则可以刺激其投入充电站建设。只是希望在收取充电服务费后,充电站能真正将充电服务提升上去,让电动汽车的消费者不再有后顾之忧。  

    发展背景/纯电动车 编辑

    电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄电池经过10多年的筛选,普遍看好的氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍,其它性能也都优于铅酸电池。但价格为铅酸电池的4-5倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍,锂聚合物电池为4倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵, 是很有希望的电池。我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电动汽车其他有关的技术,都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有16个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。我国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车,但石油资源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,中国人均汽车持有量达到全球水平---每1000人有110辆汽车,我国汽车持有量将成10倍地增加,石油进口就成为大问题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略考虑。

    发展前景/纯电动车 编辑

    中国汽车驶入“无油”时代
      新能源汽车的发展方向有多种,但其中之一的氢燃料电池技术不成熟,成本昂贵,是20年之后的技术。2007年1月,汽车和动力电池专家Menahem Anderman博士在美国参议院能源与资源委员会作证时下此结论。中国也没有氢燃料电池反应所必需的铂。虽然没有公开申明,但据传国家内部决策层曾明确表示中国不适宜发展氢燃料电池汽车,只作为科研跟踪项目。
      另外就主要采用甲醇、乙醇等低成本液体燃料的技术来说,由于大量采用玉米、粮食作为原料,导致全球粮价连续上升,这也不可能成为中国的技术选择。
      还有一种燃料技术清洁柴油,即含硫量低的柴油(含硫量低于350ppm的柴油),使用能使动力平均比汽油机节约30%的能源。不过因为国内的柴油品质不佳,频繁的油荒总是从柴油开始,此外柴油得不到国家政策支持。
      从技术发展成熟程度和中国国情来看,纯电动汽车应是大力推广的发展方向,而混合动力作为大面积充电网络还没建立起来之前的过渡技术。中外车厂都先后推出了混和动力和纯电动汽车。比亚迪先后展示了F6DM和F3DM双模电动车和F3e纯电动车。长安与加拿大绿色电池生产商Electrovaya 合作,共同拓展加拿大新能源汽车市场,首推奔奔纯电动版。美国通用汽车公司推出了以电动为主的Chevy Volt混合动力车,Mini Cooper推出了其纯电动版。 纯电动车
      但混合动力车动力系统复杂,成本昂贵。比亚迪F3DM有两套动力系统,其公布的动力系统成本增加了5万元,相当于每年要节省8千元的油费才能比传统汽油车经济。不过混合动力车省油有限,丰田Prius省油大致10%-20%,奇瑞A5-ISG在北京奥运试运期间公布的省油参数为10%。可以算一笔帐,假设家庭年行驶2万公里,汽油车百公里油耗7.5升,年油费9450元,混合动力车省油20%节省了1890元,无法抵消其车价成本的增加。
      混合动力的优势是保留了传统汽油汽车的使用生活方式,根据汽油机和电动机混合程度,充电次数和传统汽油汽车加油次数相当,或者不用充电。行驶距离也不受限制。
      纯电动车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统,相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统,电动机和控制器的成本更低,且纯电动车能量转换效率更高。因电动车的能量来源——电,来自大型发电机组,其效率是小型汽油发动机甚至混合动力发动机所无法比拟的。纯电动汽车因此使用成本在下降。按比亚迪F3e纯电动车公布的数据,百公里行驶耗电12度,依照0.5元的电价算,百公里使用成本才6元。而其原形车F3汽油车百公里耗油7.6升,按6.2元的油价,成本是46.5元。相比之下,电动车的使用成本才是传统汽油汽车的八分之一。
      纯电动车的缺点是它改变了传统汽车的使用生活方式,需要每天充电。传统的汽车使用习惯是大致一到两周加一次油。而且每次出行也有几百公里的距离限制,虽然一个家庭远距离出行可能一年就这么几次。

    技术难题/纯电动车 编辑

    纯电动车 纯电动车

    电动汽车的困难是蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵,至于使用成本,有些试用结果比汽车贵,有些结果仅为汽车的1/3,这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。现阶段电池的容量还达不到需要,续航能力还达不到全天候的应用。

    主要特点/纯电动车 编辑

    纯电动车 纯电动车

    纯电动汽车,相对燃油汽车而言,主要差别(异)在于四大部件,驱动电机,调速控制器、动力电池、车载充电器。相对于加油站而言,它由公用超快充电站。
      纯电动汽车之品质差异取决于这四大部件,其价值高低也取决于这四大部件的品质。纯电动汽车的用途也在四大部件的选用?置直接相关。
      纯电动汽车时速快慢,和启动速度取决于驱动电机的功率和性能,其续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小,车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如铅酸、锌碳、锂电池等,它们体积,比重、比功率、比能量、循环寿命都各异。这取决于制造商对整车档次的定位和用途以及市场界定、市场细分。
      纯电动汽车的驱动电机有直流有刷、无刷、有永磁、电磁之分,再有交流步进电机等,它们的选用也与整车配置、用途、档次有关。另外驱动电机之调速控制也分有级调速和无级调速,有采用电子调速控制器和不用调速?制器之分。电动机有轮毂电机、内转子电机、有单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。电机及调速控制器的选用和配制对整车档次和价位也有影响。 <p>公用超快充电站是纯电动汽车商业化的基础设施,将它做完善到位了才能使前者畅行无忧,反之则是它的短腿,受其制约和影响,欧洲、美国电动汽之商业实践充分说明了这点。我们对此认识到了,但行动不力。另外,充电机与车载电池之电缆连接器问题必须规范,形成电池品种、电压分档、快慢(功率大小)诸要素的一致,否则纯电动汽车及公用超快充电站无法有效无法对接,这个产业白纸一张,待我们去开拓,但必须规划、设计成型后实施,以免徒劳,以免劳命伤财。
      纯电动汽车之四大部件及公用充电站之大型充电机,专用电缆、线缆连接器乃至计费、收费系统,这是汽车行业新的零部件,没它们将是无米之炊,没做到位、不完善则是短腿受其制约。同时与此相关的零部件制造商应以此形成产业链,共图发展。
      国家发政委“新能源汽车公告管理办法和实施细则”已于2007年11月1日施行。“城镇乡村农用(专用)电动汽车通用技术条件”也在酝酿过程中,纯电动汽车商业化在农村已经初现雏形,我们不该视而不见。
      将来符合国际和符合市场需求的纯电动汽车必定遵守以下几项:1、电动车辆研发制造运营必须符合国家各项相关法规。整车、零部件性能必须满足国家技术标准和各项具体要求。2、电动车辆是以电为能源,由电动机驱动行驶的,不再产生新的污染,不再产生易燃、易爆之隐患。3、电动车辆储能用的电池必须是无污染、环保型的。且具有耐久的寿命,具备超快充电(2-3C以上电流)的功能。车辆根据用途确定一次充电之续行里程,以此装置够用电量的电池组,充分利用公用充电站超快充电以延长续行里程。4、电动机组应有高效率的能量转换。刹车、减速之能量的直接利用和回收,力求车辆之综合能源利用的高效率。5、根据车辆用途和行驶场合设定最高车速,且不得超过交通法规的限定值,以合理选择电动机的功率和配置电池组容量。6、车辆驾驶操作,控制简单有效、工作可靠,确保行车安全。7、机械、电气装置耐用少维修。车辆运营之费用低廉。8、以目标市场需求为依据,提供实用、合适车型满足之,力求做到技术、经济、实用、功能诸方面的综合统一。

    将来产业化、商业化为用户所欢迎的电动汽车,必定符合以下几点特征:准确的定位、恰当的用途、宜驶的区域、最佳的效能。合适的车型、经济的配置?可靠的性能、便当的操控。环保的电池、耐久的寿命、够用的电量、超快的充电、完善的网络、到位的服务。低廉的费用、最少的维修。

    专家看法/纯电动车 编辑

    北京理工大学电动车辆工程技术中心副主任林程
      我国磷酸铁锂电池研究工作已经取得突破
      林程对记者说,车用锂电池的要求更高。它要求车辆在各种使用条件下,都要保障安全性,不能发生明火、爆炸等事故。最先用于电动车的是动力电池,国内在这一方面取得了很大突破,已初具产业规模。装有该电池的电动车经常出现一些事故,这样的电池也就逐渐被淡化。国内对锂电池的研究进步很快,特别是在电池安全性的问题上,取得了很大进展。
      林程向记者介绍,锂电池主要包括锰酸锂电池和磷酸铁锂电池。国内的锰酸锂电池发展已初具规模。磷酸铁锂电池由于安全性更高、寿命更长,将成为未来锂电池发展的重要方向,也是国外各汽车企业研发的重点。国内对磷酸铁锂电池的研究工作进展顺利,特别是在一些专利上取得突破,这次为北京奥运会提供的客车用锂电池就是自主研发的磷酸铁锂电池。
      “当然与国外对锂电池的研究相比,国内的锂电池研究工作还有一定差距,但是国内对锂电池的重视程度越来越高,未来将成为研发重点。”林程对记者说。
      河南环宇集团锂电池产业技术副总工程师邓伦浩
      锂电池大规模用于电动车还需一定时间
      河南环宇集团是一家从电池零部件到电池塑料五金及相关电池制造、设备制造、电器制造等完整产业链的企业集团,曾承担过科技部锂电池项目的研发工作。
      “国内锂电池的研究工作和国外相比,差距主要体现在电池的控制系统和电源管理系统上。”邓伦浩对记者说,国内对锂电池的研究处于各自开发的状态。有的公司已经能够为电动汽车提供相应的锂电池配套产品,配套的锂电池一般能跑200~500公里左右。
      邓伦浩告诉记者,国内锂电池的价格太高,电源管理系统的问题还没得到很好地解决。电动汽车还面临充电的问题。家里的一般线路不能为电动汽车锂电池充电,必须配一个小型的专用充电器,而且充电的时间很长,很麻烦。在国外,为了解决这一问题,一般都把充电站和加油站放在一起。国内的充电站还没有大规模地建立起来。
      邓伦浩认为,国内消费者对装有锂电池的电动汽车接受起来还有难度:“一辆普通电动汽车的价格大概是同等配置汽油机车的两倍甚至更高,国内消费者还没有足够的经济实力和心理准备来接受电动汽车。”
      中国电力科学研究院工程师庄童
      看好磷酸铁锂电池发展前景
      庄童向记者介绍,电动汽车电池的研发工作经历了从铅酸电池、镍氢电池?锂电池的发展过程,每一种电池各有利弊。
      铅酸电池出现得最早,使用的时间也最长,属于蓄电池系列。铅酸电池的安全性能最好,很少出现爆炸、着火等现象,只是储能效果不太理想。后来,人们研制出了镍氢电池,存储电能和功率的效果都比铅酸电池理想,但是由于镍氢电池在充电过程中产生的氢气容易发生爆炸,所以企业对镍氢电池处在可用可不用的状态。
      到了2000年前后,人们研制成功了锂电池。锂电池存储的电能是铅酸电池的2~3倍,但是由于它含有的锂离子活跃在金属层表面,在空气中容易出现自燃、爆炸等情况,危险性更高。所以各国对锂电池的研发主要是控制它的安全性和稳定性。
      “一块锂电池大概能循环充电1000次左右,其中磷酸铁锂电池的储能效果比钴酸锂电池和锰酸锂电池的效果差一些,但是它的安全性能最好,储能比铅酸电池要高很多,所以现在磷酸铁锂电池最被看好。”庄童说。
      中国汽车工程学会电动汽车分会主任陈全世
      国内锂电池研究存在三大问题
      陈全世在接受记者采访时说:“现在国家对锂电池的研究工作高度重视,‘863’计划项目中,国家共投资6600万元,全部用于锂电池的研发工作。我?与**、美国等走在锂电池研发前列的发达国家相比,中国在锂电池的制造精度、设备、标准等研发细节上存在一定差距。”
      陈全世告诉记者,国内锂电池研究存在三大问题。首先是制造的一致性问题。由于在锂电池的制造工艺和设备上存在差距,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐,制造标准还达不到一致性。电动汽车所用的锂电池都是串联或并联在一起,如果一致性问题解决不好,那么所生产的锂电池也就无法大规模应用于电动汽车。
      其次是知识产权问题。国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由于美国在这方面有专利,所以虽然我们在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权问题上,还不知如何应对。
      第三是原材料的筛选问题。用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要还是取自国内,但是国内的原材料要通过国际认证,生产出的锂电池才能被国际认可,所以在原材料认证环节上还存在一些问题。
      国内主要品牌
      国内民营汽车公司,如深圳市陆地方舟新能源电动车集团有限公司,比亚迪、吉利、奇瑞、上海大众,长安等汽车企业。

    优点缺点/纯电动车 编辑

    环境污染小


      这是电动汽车最突出的优点。电动汽车使用过程中不会产生废气,与传统汽车相比根本不存在大气污染的问题。有人说电动汽车使用的二次能源——电能在火力发电厂产生时污染了大气,它只是把污染从城市转移到了郊区。事实上,电动汽车并不是简单地将空气污染改变了地方,相对传统汽车,它确实做到了减小了污染。因为电力来源是多样化的,许多能源像水能、风能、太阳能、潮汐能、核能都可以高效地转化为电能,即使电动汽车的电能全部来自于火力发电厂,其整体的能量利用效率也高于城市常规燃油汽车,也就是说使用电动汽车还是减小了绝大部分空气污染。此外,如果避开用电高峰夜间充电,那还可以进一步减少能源的浪费。

    无噪音 噪声低


      这是电动汽车最直观的特点。大城市中汽车噪声已经成为一种比较严重的污染,减少噪声污染也是对今后汽车工业的考验。汽车发动机噪音是行驶过程中主要噪声来源,与燃油车相比,电动汽车在这方面有绝对的优势。它在行驶运行中基本是宁静的,特别适合在需要降低噪声污染的城市道路行驶。

    高效率


      这是电动汽车能源利用方面最显著的特点。在城市中,道路上车辆行驶较多,而且经常遇到红绿灯,车辆必须不断的停车和启动。对于传统燃油汽车而言,这不仅意味着消耗大量能源,而且也意味着更多汽车尾气排出。而使用电动汽车,减速停车时,可以将车辆的动能通过磁电效应,“再生”地转化为电能并贮存在蓄电池或其他储能器中。这样在停车时,就不必让电机空转,可以大大提高能源的使用效率,减少空气污染。

    方便耐用


      这是电动汽车运行成本方面的最大亮点。与传统燃油汽车相比,电动汽车容易操纵、结构简单,运转传动部件相较对少,无需更换机油、油泵、消声装置等,也无需添加冷却水。维修保养工作量少。如果有好的蓄电池,它的使用寿命也比燃油车长。
      5.使用范围广,不受所处环境影响
      这是电动汽车另一优势所在。在特殊场合,比如不通风、冬天低温场所,或者高海拔缺氧的地方,内燃机车要么不能工作,要么效率降低,而电动车则完全不受影响。

    优惠政策


      北京汽车产业“十二五”发展规划由北京汽车行业协会提出,已经通过了北京市经济和信息化委员会的审查。根据规划,2015年,北京的纯电动汽车在用车将达到10万辆的规模,并将以乘用车为主。 纯电动车
      根据规划,纯电动车是北京发展新能源车的重点,此外不排斥发展插电式、混合动力等其他类型新能源车。物流、环卫类商用纯电动车、北汽福田迷迪纯电动出租车等已开始示范运行,但私人购买亟待推进。中国汽车工业咨询委员会副主任、北京汽车行业协会会长安庆衡认为,私人购买纯电动车依赖优惠政策的支持以及充电设施的完善。据透露,消费者在购买纯电动车时,除将享受与深圳相同水平的优惠补贴外,还将享受“不摇号、不限行、不纳税(国家代付)”的特殊优惠。业内人士认为,北京的限号、限行政策给了电动汽车一个机会。

    行业发展/纯电动车 编辑

    国内外形势

    2010 年年初国际气候组织曾对40 名电动汽车相关行业专家进行访谈,结果表明充电基础设施建设的重要程度在电动汽车发展众多影响因素中排名第2,超过了购买价格因素,仅次于排名第1的电池技术提高因素。充电设施的基础性、关键性作用各方已达成共识。

    从国外发展情况来看,尽管国外主要发达国家的充电设施建设还处于起步阶段,但是政府支持力度非常大。从国内发展情况来看,我国充电设施建设主要参与者包括国家电网公司、南方电网公司、普天海油、中石化、比亚迪等企业。近几年来,我国已经投产了一定数量的充电站与充电桩,充电方式有快充、慢充、换电池等多种,先期的工作为后续建设提供了宝贵经验。国家电网公司、南方电网公司、普天海油、中石化等企业已经与多数地方政府签订了战略合作协议,制定了较为明确的建设目标和计划,充电站建设开始呈现加速发展的势头。

    尽管充电基础设施建设在国内外普遍得到高度重视,但是世界各国都面临着相关技术标准与运营模式不明确等一系列问题,我国亟待在试点基础上加大研究和创新力度,探索一条适合我国国情的充电基础设施发展道路。

    国外发展情况

    世界各国著名的汽车厂商都在加紧研制各类电动汽车,并且取得了一定程度的进展和突破。

    第一,日本一直以来,出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场的考虑,日本十分重视电动汽车的研制与开发。从世界范围内的整个形势来看,日本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一,特别是在混合动力汽车的产品发展方面,日本居世界领先地位。世界上能够批量产销混合动力汽车的企业,已经在全世界20多个国家上市销售。推出的产品已经是多次改进后的第二代产品,其生产工艺更为成熟。

    继PRIUS混合动力轿车之后,推出了ESTIMA混合动力汽车和搭载软混合动力系统的CROWN轿车。普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界的前列。

    第二,美国。美国的汽车公司在电动汽车产业化方面比来自日本的同行逊色不少,三大汽车公司仅仅小批量生产、销售过纯电动汽车,而混合动力和燃料电池电动汽车还未能实现产业化,来自日本的混和动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。

    核心技术/纯电动车 编辑

    发展电动汽车必须解决好4个方面的关键技术:电池技术、电机驱动及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术。

    电池技术 电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。

    电动汽车用电池经过了3代的发展,已取得了突破性的进展。第1代是铅酸电池,主要是阀控铅酸电池(VRLA),由于其比能量较高、价格低和能高倍率放电,因此是惟一能大批量生产的电动汽车用电池。第2代是碱性电池,主要有镍镉(NJ-Cd)、镍氢(Ni-MH)、钠硫(Na/S)、锂离子(Li-ion)和锌空气(Zn/Air)等多种电池,其比能量和比功率都比铅酸电池高,因此大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程,但其价格却比铅酸电池高。第3代是以燃料电池为主的电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能,能量转变效率高,比能量和比功率都高,并且可以控制反应过程,能量转化过程可以连续进行,因此是理想的汽车用电池,但还处于研制阶段,一些关键技术还有待突破问。

    电力驱动及其控制技术 电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件,要使电动汽车有良好的使用性能,驱动电机应具有调速范围宽、转速高、启动转矩大、体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。电动汽车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁无刷电动机(PMBLM)和开关磁阻电动机(SRM)4类。

    由感应电动机驱动的电动汽车几乎都采用矢量控制和直接转矩控制。由于直接转矩的控制手段直接、结构简单、控制性能优良和动态响应迅速,因此非常适合电动汽车的控制。美国以及欧洲研制的电动汽车多采用这种电动机。永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系统(BLDCM)和由正弦波驱动的无刷直流电动机系统(PMSM),它们都具有较高的功率密度,其控制方式与感应电动机基本相同,因此在电动汽车上得到了广泛的应用。PMSM类电机具有较高的能量密度和效率,其体积小、惯性低、响应快,非常适应于电动汽车的驱动系统,有极好的应用前景。由日本研制的电动汽车主要采用这种电动机。

    开关磁阻电动机(SRM)具有简单可靠、可在较宽转速和转矩范围内高效运行、控制灵活、可四象限运行、响应速度快和成本较低等优点。实际应用发现SRM存在转矩波动大、噪声大、需要位置检测器等缺点,应用受到了限制。

    随着电动机及驱动系统的发展,控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家控制、遗传算法等非线性智能控制技术,都将各自或结合应用于电动汽车的电动机控制系统。

    纯电动车 纯电动车

    电动汽车整车技术 电动汽车是高科技综合性产品,除电池、电动机外,车体本身也包含很多高新技术,有些节能措施比提高电池储能能力还易于实现。采用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料,优化结构,可使汽车自身质量减轻30%-50%;实现制动、下坡和怠速时的能量回收;采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎,可使汽车的滚动阻力减少50%;汽车车身特别是汽车底部更加流线型化,可使汽车的空气阻力减少50%。

    能量管理技术 蓄电池是电动汽车的储能动力源。电动汽车要获得非常好的动力特性,必须具有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源。而要使电动汽车具有良好的工作性能,就必须对蓄电池进行系统管理。

    能量管理系统是电动汽车的智能核心。一辆设计优良的电动汽车,除了有良好的机械性能、电驱动性能、选择适当的能量源(即电池)外,还应该有一套协调各个功能部分工作的能量管理系统,它的作用是检测单个电池或电池组的荷电状态,并根据各种传感信息,包括力、加减速命令、行驶路况、蓄电池工况、环境温度等,合理地调配和使用有限的车载能量;它还能够根据电池组的使用情况和充放电历史选择最佳充电方式,以尽可能延长电池的寿命。

    世界各大汽车制造商的研究机构都在进行电动汽车车载电池能量管理系统的研究与开发。电动汽车电池当前存有多少电能,还能行驶多少公里,是电动汽车行驶中必须知道的重要参数,也是电动汽车能量管理系统应该完成的重要功能。应用电动汽车车载能量管理系统,可以更加准确地设计电动汽车的电能储存系统,确定一个最佳的能量存储及管理结构,并且可以提高电动汽车本身的性能。

    在电动汽车上实现能量管理的难点,在于如何根据所采集的每块电池的电压、温度和充放电电流的历史数据,来建立一个确定每块电池还剩余多少能量的较精确的数学模型。

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