張世強(qiáng)

【摘要】：電動車行業(yè)的產(chǎn)生是人們對環(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，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車代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車作為代步工具。本文通過對電動車發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，簡要描述了開發(fā)電動車輛的工程理論與學(xué)科技術(shù)，預(yù)測電動車的發(fā)展前景和面臨的困境，希望對對電動車行業(yè)感興趣的人群有所幫助。

【關(guān)鍵詞】：電動車；發(fā)展現(xiàn)狀；未來展望

1、導(dǎo)言

隨著時代的發(fā)展，未來的汽車市場將以電動車為主，目前，國內(nèi)充電樁的裝置越來越多，這是為電動車時代做準(zhǔn)備，但電動車的續(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、超級電容、電壓檢測單元、AT89C51和報警電路組成。

2.2系統(tǒng)工作原理

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

3、研發(fā)電動車的未來趨勢

作為一輛具有實用性的純電動車，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)動和熱交換，電動空調(diào)就成了純電動車的必然選擇，但是大功率的電動空調(diào)會加大電池的負(fù)載，造成整車動力的不足。另外一方面，作為汽車的神經(jīng)系統(tǒng)，線束在整個電動車中發(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)計和使用規(guī)范也需要修改。

電動車作為一種新型的交通工具與以往的電動車有著明顯的區(qū)別，這種區(qū)別主要在于新型電動車也是一種電氣設(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，實現(xiàn)電動車的高性能價格比的社會價值。電動汽車的關(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，雖然電動汽車的關(guān)鍵在于能源的使用，但是整車設(shè)計和系統(tǒng)優(yōu)化對電車技術(shù)來說也是很重要的因素，他們與能源的集成對于電動車研發(fā)成功的關(guān)鍵很重要。電氣驅(qū)動的要求決定了電動汽車工程的新型設(shè)計思想。高效的車載能源和有效的職能能源管理是電動汽車戰(zhàn)勝燃油汽車的關(guān)鍵因素。整車成本只是電動汽車在市場上營銷的基本因素。

電動汽車的核心是電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由電機(jī)，控制系統(tǒng)，機(jī)械減速及傳動裝置，車輪等組成。傳統(tǒng)的電動汽車以直流電機(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，在電動車的應(yīng)用領(lǐng)域也相當(dāng)廣泛。

車載能源系統(tǒng)是電動車商業(yè)化最嚴(yán)重的發(fā)展瓶頸，電動車的發(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。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和功率密度太低，難以應(yīng)用到電動車的能源生產(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)用到電動汽車領(lǐng)域。

結(jié)論

綜上所述，電動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遠(yuǎn)距離、安全、穩(wěn)定、實惠等需求，因此對電動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，阻礙人們對電動車的購買欲望，另外，我國對電動車能源的研究尚未成熟，汽車制造商尚未提供提高電動車電池的方法，市場還沒有形成強(qiáng)大需求推動電動汽車的技術(shù)革新。電力部門也應(yīng)給予電動車一些電力技術(shù)的幫助，比如：電動汽車各種性能、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)備以及電動車電池使用對電網(wǎng)的影響。此外，還可以研究電動汽車隊電網(wǎng)的回饋技術(shù)，由電動汽車的電池儲能系統(tǒng)幫助電網(wǎng)的運(yùn)行，保障我國電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。

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