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現代電動汽車主要技術參數

發布時間: 2022-10-17 07:20:40

① YDAI是什麼電動車

產品簡介 » 主要技術參數 車型名稱:純電動汽車 整車參數續駛里程(km):100-150 變速:自動變速裝置/手動 長×寬×高(mm):3400*1500*1510 軸距(mm):2190 輪距(前/後)(mm):1203/1208 整車整備質量(kg):1000 最小離地間隙(mm):180 乘坐人數(人):4 最小轉彎半徑(m):6 最高車速(km/h):65 系統結構驅動方式:後驅動 轉向系統:齒輪齒條式轉向 駐車制動形式:手操縱、作用於後輪 主要裝備 揚聲器:數量2個 後視鏡:可調式外後視鏡 座椅:織物座椅/真皮座椅 剎車燈:低位剎車燈 防霧燈:圓形高亮棄防霧燈 儀表:數字化多層次顯示儀表 液晶顯示里程錶 車窗:手動/電動升降車窗 音響:普通或高級音響 電池:維護鉛酸電池 可選: 電機功率:2.2-4KW 電瓶容量:100-200Ah 電壓:36-72V 產品特徵 » 商 標 躍迪 產品型號 YD-A1 產品規格 3400*1500*1510 產品價格 人民幣29800元/元 公司名稱 河北新宇宙電動車有限公司

② 電動汽車的工作原理是什麼,其動力源是什麼

利用蓄電池作為儲能動力源,通過電池向電動機提供電能,驅動電動機運轉,從而推動汽車行駛。純電動汽車的可充電電池主要有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池等,這些電池可以提供純電動汽車動力。同時,純電動汽車也通過電池來儲存電能,驅動電機運轉。

③ 純電動汽車的三大核心部件是什麼

純電動不等於換發動機 電動車也有三大件和普通的柴油、汽油發動機的卡車相比,純電動最直接和簡單的區別就是發動機不一樣,純電動使用電動機代替了傳統的柴油/汽油發動機,以電池組代替了燃油,為電動機提供動力。其中還有一個最主要的部件就是電控系統,電控系統由電池管理系統和控制系統構成,管理電池組和控制電池的能量的輸出以及調節電動機的轉速等等 純電動卡車,這個名字不經意間就進入了我們的世界,從最開始的單純的更換電動機到現在的整套純電動動力鏈,純電動卡車已經不再是簡單的電動機代替柴油機的時代了。 ● 純電動不等於換發動機 電動車也有三大件和普通的柴油、汽油發動機的卡車相比,純電動最直接和簡單的區別就是發動機不一樣,純電動使用電動機代替了傳統的柴油/汽油發動機,以電池組代替了燃油,為電動機提供動力。其中還有一個最主要的部件就是電控系統,電控系統由電池管理系統和控制系統構成,管理電池組和控制電池的能量的輸出以及調節電動機的轉速等等。目前國內最簡單的純電動卡車就是把柴油機換成電動機,在原來發動機的位置焊接一個支架安裝電動機,這樣的方式最原始也是最簡單的,沒有任何的控制系統,這樣的純電動卡車甚至還保留了手動變速箱。經過技術的不斷發展,純電動卡車已經由簡單粗暴的更換電動機發展到擁有整套控制系統、電池管理系統、電動機等等。對於一輛成熟的純電動卡車來說,擁有成熟的三大件(電動機、電池、電控系統)才可以稱之為真正的純電動卡車。 ● 純電動卡車要求高 電動機是重點1、電動汽車電機應該具備較大的起動轉矩、良好的啟動性能和良好的加速性能來滿足電動汽車的頻繁啟/停、加/減速和爬坡等要求;2、電動汽車電機應該具備較寬的恆功率范圍,以滿足電動汽車高速行駛的需要;3、電動汽車電機應該具備較大范圍的調速能力,在低速時具有較大的轉矩,在高速時具有高功率,能夠根據駕駛需要,隨時調整電動汽車的行駛速度和相應的驅動力;4、電動汽車電機應該具備良好的效率特性,在較寬的轉速/轉矩范圍內,獲得最優的效率,提高一次充電後的持續行駛里程,一般要求在典型的駕駛循環區,獲得85%~93%的效率;5、電動汽車電機的外形尺寸要求盡可能小,質量盡可能輕;6、電動汽車電機應該具備良好的可靠性好,耐溫和耐潮性能強,能夠在較惡劣的環境下長期工作,運行時噪音低,維修方便;7、結合控制器是否能有效的回收制動產生的能量。 ● 電動機種類多 永磁同步電機佔多數電動機分為直流電動、非同步電動機、永磁同步電動機、開關磁阻電動機等等,這幾種電動機各有特點,通過下表就可以直觀的看到幾種電動機之間的異同點。目前純電動卡車用的最多的當屬永磁同步電動機,同其他幾種類型的電動機相比,永磁同步電動機具有效率高、比功率大的特點,但是永磁同步電動機的控制系統相對復雜、成本比較高,一些小型的純電動卡車企業目前還沒有自己的永磁同步電動機的技術。 ● 電池技術不斷發展 鋰電池已經成為主角在純電動卡車上另外一個重要的部件就是電池,對於純電動卡車來說,電池就是保證源源不斷的動力的根源,因此純電動卡車對電池的基本要求大概可以總結為一下幾個方面:1、電池的可靠性達到車用需求;2、電池使用壽命長,深度放電時循環次數達到車用要求;3、充電時間短、蓄電池尺寸和質量小、環境適應性強;4、電池在使用過程中單體電池健康狀態變化一致,不影響整體性能;5、功率密度和能量密度高、不存在環境污染問題、成本低。通過以上的幾點要求我們可以看出純電動卡車對電池自身的要求也比較高,特別是電池的重量和尺寸上更是要求盡量的輕和小。那麼又是怎麼衡量一塊電池的好壞呢,通過以下幾個技術指標就就可以判斷一塊電池的好壞。容量:在規定條件下,完全充電的蓄電池能夠提供的電量,通常用安時(A.h)表示。充電率:蓄電池充電時用安培表示的電流完全充電狀態:當蓄電池內所有可利用的活性物質都已轉變成完全充電的狀態。過充電:完全充電後仍延續的充電。急充電:通常是以高倍率短時間的一種部分充電。涓流充電:為補償自放電,使蓄電池保持在近似完全充電狀態的連續小電流充電。熱失控:在恆壓充電期間發生的一種臨界狀態。此時,蓄電池的電流及溫度發生一種累積的互相增強的作用並逐漸增強導致蓄電池的損壞。開路電壓:開路時,蓄電池正、負極間的電位差。負載電壓:蓄電池輸出電流時端子間的電壓。終止電壓:認為放電終止時的規定電壓。目前電池技術不斷的發展,車用電池已經從普通的鉛酸電池發展到了燃料電池,但是目前在純電動卡車上用的最多的電池是鋰電池,鋰離子電池是一種充電電池,它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。一般採用含有鋰元素的材料作為電極的電池,是現代高性能電池的代表。鋰電池目前在汽車行業里應用最為廣泛,發展前景廣闊,未來電池發展可能在鋰電池上突破;主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰及三元材料電池。鋰電池主要優勢如下:單體電池工作電壓高達3.7V,是鎳鎘電池,鎳氫電池的3倍,鉛酸電池的近2倍。重量輕,比能量大,高達150Wh/Kg,是鎳氫電池的2倍,鉛酸電池的4倍。體積小,高達到400Wh/L,體積是鉛酸電池的二分之一到三分之一。循環壽命長,循環次數可達1000次,使用年限可達3-5年,壽命約為鉛酸電池的兩到三倍。自放電率低,每月不到5%,無記憶效應,可以隨時隨地進行充電。無污染,鋰電池中不存在有毒物質,因此被稱為綠色電池。 ● 保障車輛正常運行 控制系統是關鍵在純電動卡車中另外一個部件也是相當的重要,那就是電池管理控制系統,電動汽車電池管理系統BMS主要用於對電動汽車的動力電池參數進行實時監控、故障診斷、SOC估算、行駛里程估算、短路保護、漏電監測、顯示報警,充放電模式選擇等,並通過CAN匯流排的方式與車輛集成控制器或充電機進行信息交互,保障電動汽車高效、可靠、安全運行。電控系統可以分為BMS系統和顯示系統,簡單的來說就是BMS系統主要是採集電池的數據,電池充放電狀態、電池總電壓、電池總電流,每個電池箱內電池測點溫度以及單體模塊電池電壓等。由於動力電池都是串聯使用的,所以這些參數的實時,快速,准確的測量是電池管理系統正常運行的基礎。剩餘電量估算:電池剩餘能量相當於傳統車的油量。荷電狀態(SOC)的估算是了為了讓司機及時了解系統運行狀況。實時採集充放電電流、電壓等參數,並通過相應的演算法進行剩餘電量的估計。充放電控制:根據電池的荷電狀態控制對電池的充放電,當某個參數超標如單體電池電壓過高或過低時,為保證電池組的正常使用及性能的發揮,系統將切斷繼電器,停止電池的能量供給和釋放。熱管理:實時採集每個電池箱內電池測點溫度,通過對散熱風扇的控制防止電池溫度過高。均衡控制:由於電池個體的差異以及使用狀態的不同等原因,電池在使用過程中不一致性會越來越嚴重,系統應能判斷並自動進行均衡處理。故障診斷:電動汽車電池的工作電壓一般都比較高(90V-700V),系統應監測供電短路,漏電等可能對人身和設備產生危害的狀況。電池狀況預測和報警:通過對電池參數的採集,系統具有預測電池組中單體電池性能、故障診斷和提前報警等功能,以便對電池進行維護和更換,以保證安全。信息監控:電池的主要信息在車載顯示終端進行實時顯示。參數標定:由於不同車型使用的電池類型、數量,每個電池箱容量和數量不同,因此系統應具有對車型、車輛編號、電池類型和電池模式等信息標定的功能。 純電動不僅僅是換發動機,電動車也有三大件純電動車使用電動機代替了傳統的柴/汽油發動機,以電池組代替了燃油,為電動機提供動力。其中還有一個最主要的部件就是電控系統,電控系統由電池管理系統和控制系統構成,管理電池組和控制電池的能量輸出以及調節電動機的轉速等等。經過技術的不斷發展,純電動汽車已經由簡單粗暴的更換電動機發展到擁有整車控制系統(VCU)、電池管理系統(BMS)、電動機等等。 純電動不僅僅是換發動機,電動車也有三大件純電動車使用電動機代替了傳統的柴/汽油發動機,以電池組代替了燃油,為電動機提供動力。其中還有一個最主要的部件就是電控系統,電控系統由電池管理系統和控制系統構成,管理電池組和控制電池的能量輸出以及調節電動機的轉速等等。經過技術的不斷發展,純電動汽車已經由簡單粗暴的更換電動機發展到擁有整車控制系統(VCU)、電池管理系統(BMS)、電動機等等。驅動電機是「心臟」驅動電機以車載電源為動力,驅動車輪行駛,電機將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。汽車行駛的特點是頻繁地啟動、加速、減速、停車等。在低速或爬坡時需要高轉矩,在高速行駛時需要低轉矩。電機的轉速范圍應能滿足汽車從零到最大行駛速度的要求,即要求電機具有高的比功率和功率密度。 電池是能量來源在純電動汽車上另外一個重要的部件就是電池,對於純電動汽車來說,電池就是保證源源不斷的動力的根源,因此純電動汽車對電池的基本要求大概可以總結為一下幾個方面:1、電池的可靠性達到車用需求;2、電池使用壽命長,深度放電時循環次數達到車用要求;3、充電時間短、蓄電池尺寸和質量小、環境適應性強;4、電池在使用過程中單體電池健康狀態變化一致,不影響整體性能;5、功率密度和能量密度高、不存在環境污染問題、成本低。電控系統是保障車輛正常運行的關鍵電控系統是電動汽車的大腦,由各個子系統構成,每一個子系統一般由感測器、信號處理電路、電控單元、控制策略、執行機構、自診斷電路和指示燈組成。在不同類型的電動汽車上,電控系統存在一些區別,但總體來說一般都包括能量管理系統、再生制動控制系統、電機驅動控制系統、電動助力轉向控制系統以及動力總成控制系統等。各個子系統功能不是簡單的疊加,而是綜合各子系統功能來控制電動汽車。 電動車(EV)、混動車(HEV)的各種核心技術,如電池、電機、逆變器、可充電電池、充電器等 日本很厲害,尤其是電池基礎技術!電動汽車必須解決好4個方面的關鍵技術:電池技術、電機驅動及其控制技術、電動汽車整車技術以及能量管理技術。 電池是電動汽車的動力源泉,也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。電動汽車用電池的主要性能指標是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循環壽命(L)和成本(C)等。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭,關鍵就是要開發出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。電動機與驅動系統是電動汽車的關鍵部件,要使電動汽車有良好的使用性能,驅動電機應具有調速范圍寬、轉速高、啟動轉矩大、體積小、質量小、效率高且有動態制動強和能量回饋等特性。電動汽車用電動機主要有直流電動機(DCM)、感應電動機(IM)、永磁無刷電動機(PMBLM)和開關磁阻電動機(SRM)4類。能量管理系統是電動汽車的智能核心。一輛設計優良的電動汽車,除了有良好的機械性能、電驅動性能、選擇適當的能量源(即電池)外,還應該有一套協調各個功能部分工作的能量管理系統,它的作用是檢測單個電池或電池組的荷電狀態,並根據各種感測信息,包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環境溫度等,合理地調配和使用有限的車載能量;它還能夠根據電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式,以盡可能延長電池的壽命。 純電動車和普通的柴油、汽油發動機的車相比,最直接和簡單的區別就是發動機不一樣,純電動使用電動機代替了傳統的柴油/汽油發動機,以電池組代替了燃油,為電動機提供動力。其中還有一個最主要的部件就是電控系統,電控系統由電池管理系統和控制系統構成,管理電池組和控制電池的能量的輸出以及調節電動機的轉速等等。 電動車(EV)、混動車(HEV)的各種核心技術,如電池、電機、逆變器、可充電電池、充電器等 日本很厲害,尤其是電池基礎技術!AutoCTO汽車學院總結,發展電動汽車必須解決好4個方面的關鍵技術:電池技術、電機驅動及其控制技術、電動汽車整車技術以及能量管理技術。 電池是電動汽車的動力源泉,也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。電動汽車用電池的主要性能指標是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循環壽命(L)和成本(C)等。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭,關鍵就是要開發出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。電動機與驅動系統是電動汽車的關鍵部件,要使電動汽車有良好的使用性能,驅動電機應具有調速范圍寬、轉速高、啟動轉矩大、體積小、質量小、效率高且有動態制動強和能量回饋等特性。電動汽車用電動機主要有直流電動機(DCM)、感應電動機(IM)、永磁無刷電動機(PMBLM)和開關磁阻電動機(SRM)4類。能量管理系統是電動汽車的智能核心。一輛設計優良的電動汽車,除了有良好的機械性能、電驅動性能、選擇適當的能量源(即電池)外,還應該有一套協調各個功能部分工作的能量管理系統,它的作用是檢測單個電池或電池組的荷電狀態,並根據各種感測信息,包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環境溫度等,合理地調配和使用有限的車載能量;它還能夠根據電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式,以盡可能延長電池的壽命。 純電動最直接和簡單的區別就是發動機不一樣,所以一般認為純電動汽車的三大核心部件是電動機、電池和電控系統,其中最關鍵的是電池。 純電動車使用電動機代替了傳統的柴/汽油發動機,以電池組代替了燃油,為電動機提供動力。其中還有一個最主要的部件就是電控系統,電控系統由電池管理系統和控制系統構成,管理電池組和控制電池的能量輸出以及調節電動機的轉速等等。經過技術的不斷發展,純電動汽車已經由簡單粗暴的更換電動機發展到擁有整車控制系統(VCU)、電池管理系統(BMS)、電動機等等。 @2019

④ 未來電動汽車的發展前景大嗎

" 摘要:本文對電動汽車技術發展趨勢和前景作了概略介紹,並從技術—經濟的角度出發,對純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車以及動力電池、電機等關鍵零部件技術,作了綜合評述,展望了電動汽車技術的未來發展前景。

1引言

上世紀70年代全球三次石油危機爆發後,各跨國汽車公司先後開始研發各種類型的電動汽車。我國經過「八五」、「九五」、「十五」三個五年計劃,在研發電動汽車的專項上投入了大量的人力、物力和財力,並取得了一系列科研成果,但是,迄今為止,這些科研成果真正能轉化為產品,並實現產業化生產的項目並不多。國外大汽車公司投入遠比我國更多的資金和人力,已投入批量生產的電動汽車產品也寥寥無幾。隨著全球能源危機的不斷加深,石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇,各國政府及汽車企業普遍認識到節能和減排是未來汽車技術發展的主攻方向,發展電動汽車將是解決這二個技術難點的最佳途徑。

現代電動汽車一般可分為三類:純電動汽車(PEV)、混合動力汽車(HEV)、燃料電池電動汽車(FCEV)。但是近幾年在傳統混合動力汽車的基礎上,又派生出一種外接充電式(Plug-In)混合動力汽車,簡稱PHEV。本文將電動汽車技術研發的若干問題和趨勢,作簡要的介紹和評述。

2純電動汽車(PEV)

純電動汽車是指完全由動力蓄電池提供電力驅動的電動汽車,雖然它已有134年的悠久歷史,但一直僅限於某些特定范圍內應用,市場較小。主要原因是由於各種類別的蓄電池,普遍存在價格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時間長等嚴重缺點。目前採用的鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池,它們已達到的實際性能指標和市場平均價格,如表1所示。根據實際裝車時的循環壽命和市場價格,可估算出電動汽車從各種動力電池上每取出1kWh電能所必須付出的費用。計算時,假設電池最高可充電荷電狀態(SOC)為0.9,放電SOC為0.2,即實際可用的電池容量僅占總容量的70%;由電網供電價為0.5元/kWh,電池的平均充放電效率為0.75。

從表1的粗略計算中可知,雖然從電網取電僅需0.5元/kWh,但充入電池,再從電池取出,鉛酸電池每提供1kWh電能,價格為3.05元左右,其中2.38元為電池折舊費,0.67元為電網供電費,而從鎳氫電池中每提供1kWh電能,費用為9.6元,鋰離子電池為10.2元,即後二種先進電池供電成本是鉛酸電池的三倍多。

目前國內市場上用柴油機發電,價格大致為3元/kWh,若用汽油機發電,供電價格估計為4元/kWh,即從鉛酸電機提供電能的價格大致和柴油機發電價格相等,僅僅從取得能量的成本來考慮,採用鉛酸電池比汽油機驅動有一定價格優勢,但是由於它太過笨重,充電時間又長,因此只被廣泛用於車速小於50km/h的各種場地車、高爾夫球車、垃圾車、叉車以及電動自行車上。實踐證實鉛酸電池在這一低端產品市場上有較強的競爭力和實用性。

鎳氫電池的主要優點是相對壽命較長,但是由於鎳金屬占其成本的60%,導致鎳氫電池價格居高不下。鋰離子電池技術發展很快,近10年來,其比能量由100Wh/kg增加到180Wh/kg,比功率可達2000W/kg,循環壽命達1000次以上,工作溫度范圍達-40~55℃。美國USABC在2002年制定的鋰離子電池技術發展目標如表2所示。

近年由於磷酸鐵鋰離子電池的研發有重大突破,又大大提高了電池的安全性。目前已有許多發達國家將鋰離子電池作為電動汽車用動力電池的主攻方向。我國擁有鋰資源優勢,鋰電池產量到2004年已佔全球市場的37.1%,預計到2015年以後,鋰離子電池的性/價比有望達到可以和鉛酸電池競爭的水平,而成為未來電動汽車的主要動力電池。

圖1示出了國內外各種純電動車輛數量/性能和價格/性能曲線,以電動自行車為代表的低性能車輛,由於其成本低廉,僅我國在2006年已達到年產2000萬輛,美國通用汽車公司生產的沖擊1號電動跑車,雖然已達到了很高的動力性,但是由於售價高昂,僅生產了區區50輛,由於沒有市場而不得不停產。性能較低的場地車,在我國年產達7000~8000輛左右;天津清源電動車公司生產的微型電動車,最高車速僅50km/h,年產也可以達千輛以上,這可能是目前市場所能接受的純電動車輛性能的上限。上述所有電動車輛均採用鉛酸電池為動力。隨著高性能鋰離子電池的性/價比不斷提升,未來5~10年內,市場上可能會出現最高車速≥100km/h,續駛里程≥250km的高性能純電動汽車。

3混合動力電動汽車(HEV)

由於完全由動力蓄電池驅動的純電動汽車,其性能/價格比長期以來都遠遠低於傳統的內燃機汽車,難於與傳統汽車相競爭,上個世紀90年代以來各大汽車公司都著手開發混合動力汽車。日本豐田公司在1997年率先向市場推出「先驅者」(Prius)混合動力汽車,並在日本、美國和歐洲各國市場上均獲得較大成功,累計產銷量已超過60萬輛。隨後日本本田、美國福特、通用和歐洲一些大公司,也紛紛向市場推出各種類型的混合動力汽車。

3.1研製全混合電動汽車的必要性

混合動力電動汽車是指具備兩個以上動力源、而其中有一個可以釋放電能的汽車。混合動力汽車按混合方式不同,可分為串聯式、並聯式和混聯式三種;按混合度(電機功率與內燃機功率之比)的不同,又可分為微混合、輕度混合和全混合三種。其中外掛式皮帶驅動起動/發電(BSG)式是微混合動力汽車的典型結構,其電機功率一般僅2~3kW,依賴發動機趵%GD!A3蟊魷

新能源汽車驅動電機的技術參數有哪些

1.新能源汽車具有環保、節約、簡單三大優勢。在純電動汽車上體現尤為明顯:以電動機代替燃油機,由電機驅動而無需自動變速箱。相對於自動變速箱,電機結構簡單、技術成熟、運行可靠。
2.傳統的內燃機能高效產生轉矩時的轉速限制在一個窄的范圍內,這就是為何傳統內燃機汽車需要龐大而復雜的變速機構的原因;而電動機可以在相當寬廣的速度范圍內高效產生轉矩,在純電動車行駛過程中不需要換擋變速裝置,操縱方便容易,噪音低。
3.與混合動力汽車相比,純電動車使用單一電能源,電控系統大大減少了汽車內部機械傳動系統,結構更簡化,也降低了機械部件摩擦導致的能量損耗及噪音,節省了汽車內部空間、重量。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構,驅動電機及其控制系統是新能源汽車的核心部件(電池、電機、電控)之一,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標,它是電動汽車的重要部件。
4.電動汽車中的燃料電池汽車FCV、混合動力汽車HEV和純電動汽車EV三大類都要用電動機來驅動車輪行駛,選擇合適的電動機是提高各類電動汽車性價比的重要因素,因此研發或完善能同時滿足車輛行駛過程中的各項性能要求,並具有堅固耐用、造價低、效能高等特點的電動機驅動方式顯得極其重要。
5.驅動電機系統是新能源車三大核心部件之一。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標,它是電動汽車的重要部件。電動汽車的整個驅動系統包括電動機驅動系統與其機械傳動機構兩個部分。電機驅動系統主要由電動機、功率轉換器、控制器、各種檢測感測器以及電源等部分構成

⑥ 燃料電池汽車的關鍵技術

電動汽車的關鍵能源動力技術包括電池技術、電機技術、控制器技術。電池技術、電機技術和控制器技術是電動汽車所特有的技術,這3項技術也是一直制約電動汽車大規模進入市場的關鍵因素。 電池是電動汽車的動力源泉,也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。電動汽車用電池的主要性能指標是比能量(E) 、能量密度(Ed)、比功率(P)、循環壽命(L)和成本(C)等。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭,關鍵就是要開發出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。
電動汽車用電池經過了3代的發展,已經取得了突破性進展。
第1代是鉛酸電池,目前主要是閥控鉛酸電池(VRLA) ,由於其比能量較高、價格低和能高倍率放電, 因此是目前惟一能大批量生產的電動汽車用電池。
第2代是鹼性電池,主要有鎳鎘、鎳氫、鈉硫、鋰離子和鋰聚合物等多種電池,其比能量和比功率都比鉛酸電池高,因此大大提高了電動汽車的動力性能和續駛里程,但其價格卻比鉛酸電池高。
第3代是以燃料電池為主的電池,燃料電池直接將燃料的化學能轉變為電能,能量轉變效率高,比能量和比功率都高,並且可以控制反應過程,能量轉化過程可以連續進行,因此是理想的汽車用電池還處於研製階段,一些關鍵技術還有待突破。
廣泛應用於電動汽車的燃料電池是一種稱為質子交換膜的燃料電池(PEMFC) ,它以純氫為燃料,以空氣為氧化劑,不經歷熱機過程,不受熱力循環限制,因此能量的轉換效率高,是普通內燃機熱效率的2~3倍。同時,它還具有噪音低、無污染、壽命長、啟動迅速、比功率大和輸出功率可隨時調整等特性,使得PEMFC非常適合用作交通工具的動力源。 美國和加拿大是燃料電池研發和示範的主要區域,在美國能源部(DOE)、交通部(DOT)和環保局(EPA)等政府部門的支持下,燃料電池技術取得了很大的進步,通用汽車、福特汽車、豐田、戴姆勒賓士、日產、現代等整車企業均在美國加州參加燃料電池汽車的技術示範運行,並培育了美國的UTC(聯合技術公司)、加拿大的巴拉德(Ballad)等國際知名的燃料電池研發和製造企業美國通用汽車公司2007 年秋季啟動的Project Driveway 計劃,將100 輛雪佛蘭Equinox 燃料電池汽車投放到消費者手中,2009 年總行駛里程達到了160萬km。同年,通用汽車宣布開發全新的一代氫燃料電池系統,新系統與雪佛蘭Equinox 燃料電池車上的燃料電池系統相比,新一代氫燃料電池體積縮小了一半,質量減輕了100 kg,鉑金用量僅為原來的1/3。通用汽車新一代燃料電池汽車的鉑金用量已經下降到30 g,按照目前國際市場價格,鉑金為300~400 元/g,100 kW燃料電池的鉑金成本約為1 萬元人民幣,燃料電池的成本大幅度下降。預計到2017 年,100 kW燃料電池發動機的鉑金用量將下降到10~15 g,達到傳統汽油機三效催化器的鉑金用量水平。
美國在2006 年專門啟動了國家燃料電池公共汽車計劃(National Fuel Cell City Bus Program,NFCBP),進行了廣泛的車輛研發和示範工作,2011 年美國燃料電池混合動力公共汽車實際道路示範運行單車壽命超過1.1 萬h 。美國在燃料電池混合動力叉車方面也進行了大規模示範,截至2011 年,全美大約有3000 台燃料電池叉車,壽命達到了1.25 萬h 的水平。燃料電池叉車在室內空間使用,具有噪音低、零排放的優點。 歐洲的燃料電池客車示範計劃,完成了第6 框架計劃(Framework Program,2002—2006)和第7 框架計劃(2007—2012),目的是突破燃料電池和氫能發展的一些關鍵性技術難點,在CUTE (Clean Urban Transport for Europe, 歐洲清潔都市交通)及歐盟其他相關項目支持下,各個城市開展燃料電池公共汽車示範運行,今年新的計劃 CHIC( Clean Hydrogen in European Cities, 歐洲清潔都市交通)開始實施,包括阿姆斯特丹、巴塞羅那、漢堡、倫敦、盧森堡、 馬德里、波爾圖、斯德哥爾摩、斯圖加特、冰島以及澳大利亞珀斯, 即澳大利亞STEP 項目(Sustainable Transport Energy Program,可持續交通能源計劃)等,歐洲在燃料電池汽車的可靠性和成本控制等方面取得了長足的進步。
在德國,2012 年6 月,主要的汽車和能源公司與政府一起承諾,建立廣泛的全國氫燃料加註網路,支持發展激勵計劃,即到2015 年,全國建成50 個加氫站,為全國5000 輛燃料電池汽車提供加氫服務[7] 。戴姆勒賓士於2011 年開展燃料電池汽車的全球巡迴展示,驗證了燃料電池轎車性能已經達到了傳統轎車的性能,具備了產業化推廣的能力。戴姆勒集團參與「 Hy FLEET:CUTE(2003-2009)」項目。36 輛梅賽德斯-賓士Citaro 燃料電池客車已由20 個交通運營商進行運營使用,運營時間超過14 萬h、行駛里程超過220 萬km。但是第一代純燃料電池的客車,壽命只有2 000 h,經濟性較差。戴姆勒集團與2009 年開始推出第二代輪邊電機驅動的燃料電池客車,主要性能達到了國際先進水平,其經濟性大幅度改善,燃料電池耐久性達到1. 2 萬h。
德國西門子公司研發的燃料電池,已經成功地應用於德國的214 型潛艇上(氫氧型) [11] 。2007 年德國戴姆勒賓士公司,美國福特汽車公司和加拿大Ballard公司合作, 成立AFCC 公司(Automotive Fuel Cell Cooperation,車用燃料電池公司),以研發和推廣車用燃料電池。2013 年年初,寶馬公司決定與燃料電池技術排名第一的企業——豐田汽車公司合作,由豐田公司向寶馬公司提供燃料電池技術。 從全球范圍看,日本和韓國的燃料電池研發水平處於全球領先,尤其是豐田、日產和現代汽車公司,在燃料電池汽車的耐久性,壽命和成本方面逐步超越了美國和歐洲。豐田公司的2008 版FCHV-Adv 在實際測試中,實現了在-37 ℃順利啟動,一次加氫行駛里程達到了830km,單位里程耗氫量0.7 kg/(100 km),相當於汽油3L/(100 km),如圖3 所示 [12] 。2013 年11 月,豐田在「第43 屆東京車展2013」上,展出了計劃在2015 年投放市場的燃料電池概念車,作為技術核心的燃料電池組目前實現了當時公開的全球最高的3 kW/L 功率密度。該燃料電池組去掉了加濕模塊,不但降低了成本、車質量和體積,還減少了燃料電池的熱容量,有利於燃料電池在低溫條件下迅速冷啟動。如圖5所示為豐田公司的FCHV-Adv。
目前豐田汽車公司在擴大混合動力汽車的同時,重點針對燃料電池汽車的產業化進行准備,擬在2015年投放新一代燃料電池轎車,進行批量生產;2016 年生產(與日野合作)新一代燃料電池客車。和豐田汽車公司類似,日產汽車也投入巨資開展燃料電池電堆和轎車的研發,2011 年日產的燃料電池電堆,功率90 kW,質量僅43 kg,2012 年,日產汽車公司研發的電堆功率密度達到了2.5 kW/L,這在當時是國際最高水平[14] 。另外,本田公司新開發的FCX Clarity燃料電池汽車,能夠在- 30℃順利啟動,續駛里程達到620 km[15] ,2014 年,本田宣布的新一代燃料電池堆功率密度也達到3 kW/L。韓國現代從2002 開始研發燃料電池汽車,2005 年採用巴拉德的電堆組裝了32 輛運動型多功能車(sports utility vehicle,SUV),2006 年推出了自主研發的第一代電堆,組裝了30 台SUV,4 輛大客車,並進行了示範運行;2009—2012 年間,開發了第2 代電堆,裝配100 台SUV,開始在國內進行示範和測試,並對電堆性能進行改進;2012 年,推出了第3 代燃料電池SUV 和客車,開始全球示範;2013 年,韓國現代宣布將提前2年開展千輛級別的燃料電池SUV(現代ix35)生產,在全球率先進入燃料電池千輛級別的小規模生產階段。該SUV 採用了100 kW燃料電池,24 kW鋰離子電池,100 kW電機,70 MPa 的氫瓶可以儲存5.6 kg 氫氣, 新歐洲行駛循環(New European Drive Cycle,NEDC) 循環工況續駛里程588 km,最高車速160 km/h。 在中國國家「八六三」高技術項目、「十五規劃」的電動汽車重大科技專項與「十一五規劃」節能與新能源汽車重大項目的支持下,通過產學研聯合研發團隊的刻苦攻關,中國的燃料電池汽車技術研發取得重大進展,初步掌握了整車、動力系統與核心部件的核心技術,基本建立了具有自主知識產權的燃料電池轎車與燃料電池城市客車動力系統技術平台,也初步形成了燃料電池發動機、動力電池、DC/DC 變換器、驅動電機、供氫系統等關鍵零部件的配套研發體系,實現了百輛級動力系統與整車的生產能力。中國燃料電池汽車正處於商業化示範運行考核與應用的階段,已在北京奧運燃料電池汽車規模示範、上海世博燃料電池汽車規模示範、UNDP(United Nations Development Programme, 聯合國開發計劃)燃料電池城市客車示範以及「十城千輛」、廣州亞運會、
深圳大運會等示範應用中取得了良好的社會效益中國燃料電池轎車採用獨具特色的「電—電混合」動力系統平台技術方案,具有「動力系統平台整車適配、電—電混合能源動力控制、車載高壓儲氫系統、工業副產氫氣純化利用」的技術特徵。在「十五規劃」研發的基礎上,「十一五規劃」新一代燃料電池轎車動力系統結合整車平台的改變,採用扁平化的動力系統布置方式,燃料電池發動機氫氣子系統、空氣子系統與冷卻系統採用模塊化分散布置的模式,增加了動力系統與整車適配的柔性,明顯提升整車的人機工程性能。同時,優化集成DC/DC 變換器、DC/AC控制器以及電動空調和低壓變換器等功率元器件的動力系統控制單元,在提升模塊化的同時方便集中處理電磁兼容、系統冷卻以及電安全等問題,體現了電動
汽車動力系統集成設計的方向。與「十五規劃」燃料電池轎車動力系統相比,新一代動力系統的性能得到進一步優化與提高。主要表現在:燃料電池發動機功率從40 kW 提高到55 kW;動力蓄電池容量從48 kWh 減小到26 kWh ;電機功率從60 kW 提高到90 kW;電機控制器(DC/AC) 功率提高35%,體積比功率增加12.5%。同時,動力系統繼續保持燃料經濟性的技術優勢,在車輛整備質量增加近250 公斤的前提下整車動力性明顯提高,燃料經濟性則
仍然保持在1.2 kg/(100 km) 的原有水平。中國國家「八六三」高技術項目持續支持燃料電池汽車的技術研發工作,「十二五規劃」期間為保持中國電動汽車技術制高點,繼續保持了對燃料電池汽車的支持力度。從產業界來看,即使在「十五、十一五規劃」燃料電池汽車全球產業化熱潮期間,中國汽車工業界並沒有在燃料電池汽車方面有明顯投入,進入「十二五規劃」後,在燃料電池汽車產業化趨於理性化的大背景下,上汽集團制定了燃料電池汽車發展的五年規劃,以新源動力為燃料電池電堆供應商,開始投入大量資金研發燃料電池汽車,目前正進行第3 代燃料電池轎車FCV 的開發,在2011 年必比登比賽中,上汽開發的FCV 在燃料電池轎車組別中,名列第3。
同濟大學已開展多輪燃料電池轎車的研發工作,研製的燃料電池轎車已在奧運會、世博會進行大規模示範運行。在「十二五規劃」期間,同濟大學將為中國第一汽車集團公司、東風汽車公司、奇瑞汽車股份有限公司和中國長安汽車集團股份有限公司集成燃料電池轎車。在中國城市循環條件下,代表性燃料電池混合動力轎車的技術參數如表6 所示。

⑦ 現在的電動汽車都採用什麼類型的電動機

電動國汽車的主要成本在電池、充電機、電機和控制器,以快速充電的電池和充電網路之保障,減少電池車載量,以組合電機和磁力驅動器來替代主電機和電子調速控制器,機械變速箱和離合器,以降低成本,用自主知識產權的驅動技術來取代汽車電子控制技術,免得日後受制於外國專利。

國內中低檔轎車價格日趨下降,2004年10月份國內奧托和吉利競爭推出極低價轎車,3萬元/輛以內,相比這下:電動汽車目前成本仍高居不下,究其原因是:電動汽車目前尚處於研發階段,樣車和試運行階段,根本無批量可言,這是與流水線生產燃油汽車所不能比擬的,這是現實,也是可以理解的。
同時目前各式電動汽車能示範運行的,都是在原燃油汽車的底盤、車廂之基礎上改裝而成的,即將發動機、油箱等系統全數拆下,然後裝上電動機,電池等相關配套設備就形成電動汽車,而混合動力是在原然油系統基礎上加裝一套電池、電氣驅動系統,形成了油、電混合驅動系統。那麼,電動汽車成本主要就在電池、充電機、驅動電機、控制器和電源轉換設備等產品組成,約佔到整車造價成本50—60%。
目前以純電動汽車為例,電池有採用鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池,電源有的採用直流電源、驅動直流電機,有的將車載直流電源經逆變器轉換成交流電三相380V,供給三相非同步電機,採用變頻設備來調速。
電池品種不同和儲電量不同,其總體造價差異很大,另外電動汽車之儲電量加大多少,使成本成倍增長,如鋰電池裝備轎車,如續行里程300km,電池成本約4萬元以上,500km以上續行里程,電池成本為8萬元以上,這種研發思路是白天行駛晚上充電,為了使續行里程不亞於燃油汽車,就構成了電池成本的居高不下。
電動汽車驅動電機不同,其成本也差異甚大,若採用直流有刷電機,車載電源可直接供給電機,使用這種電機採用晶閘管式控制器斬波方式調速。目前電動汽車用直流有刷電機已經能滿足電動汽車使用要求,但由於產量有限成本很高,品種規格不多,選擇餘地較小,晶閘管控制器原採用外國公司如義大利和美國產品,現在可以國產化,成本較高,同時關鍵元器件均採用外國公司生產和控制。
若用直流無刷電機,其必須與控制器一體製成,成本更高。以調電源脈沖寬度來調電機轉速,優點是體積小,重量輕。電機能國產化,控制器的關鍵元器件均由國外公司生產,成本降下來可能性不大,且目前這種電機與電動汽車一樣屬研發階段,形不成批量,成本高就在情理之中。
若用交流非同步電機作為電動汽車驅動電機,其優點:體積小、重量輕,國產質量不差,由於車載電源系直流電,需將電源經逆變器轉換成交流電,汽車電機電壓380V左右,功率在幾十kw不等,其逆變器功率不小,成本也不會低到哪裡去,交流電機調速由變頻方式調速,交流非同步電機採用變頻變壓控制(VVVF)和磁場定向控制(FOC)也稱矩量控制或解耦控制、變極控制。變頻控制器國產、進口都有,但關鍵元器件均為進口,因此,要降低成本也不太可能。
至於正在研發中的磁阻電機,也要由電子控制器來控制調速,其成本情況與上述相同。開關磁阻電機採用模糊滑模控制(FSMC)方法來控制電機和調速,它若沒有這種電子控制設備,電機就不能工作。
電動機的轉速越高則電樞繞且切割磁場越快,產生的反電勢越高。反而限制了電流,使轉矩降低,低轉速下卻可輸出較大轉矩。因此在阻力較大的路面或走上坡路時,由於轉矩較大,所以要消耗較大的電流,換句話說,電動機在低速運動,電動車在慢速行駛時,電流輸出並不小,只是電壓降低了。
電動機要調速度,就得通過改變電壓來實現,這是電動機調速的理論基礎。而將車載電源之電壓降低至電機調速之低電壓,將有限的電源消耗在頻繁的調速中,是一種浪費。
電機最高效率在額定轉速那裡,往下調速就效率低,轉速越低效率越低。而為了提高車載電源的利用率,應該希望電機的效率越高越好。
電動汽車驅動電機,要求啟動、爬坡時高轉矩,高速行駛時要求低轉矩,要求變速范圍大。直流有刷電機、直流永磁無刷電機、交流非同步電機、磁阻電機是目前電動汽車驅動電機的主流技術和首選機型,它們有一個不可避開的設備,電子控制設備和微機控制技術,這個構成了電動汽車成本的主要部份之一和技術障礙,目前核心技術掌握在外國人手中,我們要就得向他們購買,將來中國各種電動汽車推開形成產業,或有朝一日中國能出口電動汽車時,國外控制器核心技術擁有者會象彩電、DVD一樣,來收專利費,這是後話,但這種可能並非天方夜譚。
若要降低電動汽車總成本,只能在電池、充電器、電機、控制器產品方面作文章。要用技術創新的思路來改變這一局面,發明出一種新的電機驅動,變速機構系統和電池充電模式,走自己特色的路。
如果在電動汽車上電池裝的少,在確保電機正常運作,同時在各種路況運行條件下,不損害電池壽命的前提下,以一次充電續行里程200km左右,也即所載電池供電機,整車工作2—3小時,然後在快速充電機上補充電源,這就要求電池能以1C以上或2C--3C電流充電。另外電動車應在一個城市一個區域行駛,在它們的行駛范圍內有公用充電站,在極短時間內如10分種、15分鍾將電池組充至80%--90%,能行使100km--150km。電動汽車本身配有車載充電器,回家在車庫里慢充電,車載電池裝得少,整車質量就小,能有效增載入荷,造價也低。
電動機應採用直流有刷電機,稍作改進後直接驅動,不用逆變電源,削去這一塊成本,電機調速問題不採用暫波,調脈,調頻率的通常做法,改用調內燃機油門的原理,車用驅動電機之功率,分解成若干個小功率電機,組成一個組合電機,該組合內的各個電機功率相等或功率大小不一,在啟動、加速、輕載、重載、爬坡、怠速時分別啟動或關閉其中幾個電機,使之工作或停機。即駕駛員根據電動汽車實際運行狀況來調節電機工作的數量和總功率,而工作的電機始終以額定轉速恆定輸出轉速和扭矩,而不必對其進行調速,這樣就不再用電子控制器和調速器。
多電機驅動能減小整車主電機的電流和額定值功率,減小單個電機驅動時所需大電流對車載電池的沖擊,這點對已使用較長時間壽命的電池和車載電池組內所儲電量不多時的電池情況猶為重要和關鍵,能延長電池使用壽命。
目前在研製的電動汽車,其驅動機構中,有的仍保留原汽車中的機械變速器和離合器,這主要是電動機調速控制的不是很理想所致,因而保留了它。應取消原機械變速箱和離合器,採用磁性驅動器,來無極變速,通過調節主動和從動器件的間距,就能達到變速箱離合器的作用,與組合電機二者配合,就成了一個有機整體的電機驅動系統。磁力驅動器調速可和單個大電機進行匹配也可與組合電機之幾個小功率電機進行匹配,在這種匹配中,電機始終以額定轉速在工作,由於磁力驅動器的調節,電動車的車速快、慢有變化,這時電機的負載,轉矩就跟著變化,即整車需要大的轉矩,電機或電機組就輸出大轉矩,反之就輸出小轉矩,電機的轉矩變化隨整車之需要而變化,電機的功耗也隨之變化,這樣就做到整車需多少轉矩,電機就輸出多少轉矩,就耗多少電,既節能又不必通過復雜的電機控制系統。電機運行時,轉速越高,轉矩越小,轉速越低,轉矩越大,這就是載重負載大,或爬坡時要降低轉速加大轉矩,而和電動機正好達到了統一。中國稀土永磁材料在世界上 居優勢地位,應著力開發應用,而用直流稀土永磁有刷電機與磁力驅動器,就完全利用稀土永磁材料,完全具有中國自主知識產權,整個成本也大大低於「電機、控制器、機械變速箱、離合器」的總成本。而且將來也不受制於外國公司。
電動汽車包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車,它們都以電動機來驅動行駛的,若組合電機和磁力驅動器能應用到這些車上,對這種車型的總成本會降低很多,這樣就容易為市場所接受,與內燃機汽車相比,更具競爭力。因此組合電機和磁力驅動器的研發,將對電動汽車研發,產業化起到推動作用,具積極意義。
如果用價格甚低的汽車如奧托、吉利,3萬元/輛,撤除發動機、離合器、變速箱、油箱、供油系統等,那麼扣去這一塊成本約5000—6000元左右,那麼整車成本約2.5萬元/輛左右,然後配上電池組,車載充電機、電機、磁力驅動器等,其總成本在3萬—3.5萬元套,那麼經濟型家用或出租用電動轎車,其成本在6—7萬元左右是可以實現的。這種轎車是有競爭力的,而且電費經測算約10元/100km,每100km耗電18kw/h左右。一般普通轎車每百公里耗油為8升/100km,按2004年10月份油價3.63元/升計,約30元/100kw的耗油費。前者是後者的1/3,如果2005年實施燃油稅,那麼油耗用將進一步增加,而電動汽車目前應屬扶持對象,而且電費2005年變化不會太大,其耗電費也不會增加,兩者相較,電動汽車在運行費用方面是有競爭力的。

電動汽車驅動電機性能比較

摘要:驅動電機系統是電動汽車的關鍵技術之一。本文對電動汽車的幾種典型驅動系統進行了定性分析,對它們的性能進行了比較,指出了它們各自的優缺點。

關鍵詞:電動汽車;驅動電機;分析;性能比較

人類與環境共存和全球經濟的可持續發展使人們迫切希望尋求到一種低排放和有效利用資源的交通工具,使用電動汽車無疑是一種很有希望的方案。

現代電動汽車是融合了電力、電子、機械控制、材料科學以及化工技術等多種高新技術的綜合產品。整體的運行性能、經濟性等首先取決於電池系統和電機驅動控制系統。電動汽車的電機驅動系統一般由4個主要部分組成,即控制器。功率變換器、電動機及感測器。目前電動汽車中使用的電動機一般有直流電動機、感應電動機、開關磁阻電動機以及永磁無刷電動機等。

1 電動汽車對電動機的基本要求

電動汽車的運行,與一般的工業應用不同,非常復雜。因此,對驅動系統的要求是很高的。

1.1 電動汽車用電動機應具有瞬時功率大,過載能力強、過載系數應為3~4),加速性能好,使用壽命長的特點。

1.2 電動汽車用電動機應具有寬廣的調速范圍,包括恆轉矩區和恆功率區。在恆轉矩區,要求低速運行時具有大轉矩,以滿足起動和爬坡的要求;在恆功率區,要求低轉矩時具有高的速度,以滿足汽車在平坦的路面能夠高速行駛的要求。

1.3 電動汽車用電動機應能夠在汽車減速時實現再生制動,將能量回收並反饋回蓄電池,使得電動汽車具有最佳能量的利用率,這在內燃機汽車上是不能實現的。

1.4 電動汽車用電動機應在整個運行范圍內,具有高的效率,以提高1次充電的續駛里程。

另外還要求電動汽車用電動機可靠性好,能夠在較惡劣的環境下長期工作,結構簡單適應大批量生產,運行時雜訊低,使用維修方便,價格便宜等[1-2]。

2 電動汽車用電動機的種類和控制方法

2.1 直流電動機

有刷直流電動機的主要優點是控制簡單、技術成熟。具有交流電機不可比擬的優良控制特性。在早期開發的電動汽車上多採用直流電動機,即使到現在,還有一些電動汽車上仍使用直流電動機來驅動。但由於存在電刷和機械換向器,不但限制了電機過載能力與速度的進一步提高,而且如果長時間運行,勢必要經常維護和更換電刷和換向器。另外,由於損耗存在於轉子上,使得散熱困難,限制了電機轉矩質量比的進一步提高。鑒於直流電動機存在以上缺陷,在新研製的電動汽車上已基本不採用直流電動機[3]。

2.2 交流三相感應電動機

2.2.1 交流三相感應電動機的基本性能

交流三相感應電動機是應用得最廣泛的電動機。其定子和轉子採用硅鋼片疊壓而定子之間沒有相互接觸的滑環、換向器等部件。結構簡單,運行可靠,經久耐用。交流感應電動機的功率覆蓋面很寬廣,轉速達到12000~15000r/min。可採用空氣冷卻或液體冷卻方式,冷卻自由度高。對環境的適應性好,井能夠實現再生反饋制動。與同樣功率的直流電動機相比較,效率較高,質量減輕一半左右,價格便宜,維修方便。

2.2.2 交流感應電動機的控制系統

由於交流三相感應電動機不能直接使用蓄電池供給的直流電,另外交流三相感應電動機具有非線性輸出特性。因此,在採用交流三相感應電動機的電動汽車上,需要應用逆變器中的功率半導體器件,將直流電變為頻卒和幅值都可以調節的交流電來實現對交流三相電動機的控制。主要有v/f控製法、轉差頻率控製法。

用矢量控製法,對交流三相感應電動機的勵磁繞組交流電的頻率和輸入交流三相感應電動機的端調控制,控制交流三相感應電動機旋轉磁場的磁通量和轉矩,實現改變交流三相感應電動機轉速和輸出轉矩,來滿足負載變化特性的要求,並能夠獲得最高效率,從而使得交流三相感應電動機能夠在電動汽車上得到廣泛應用。

2.2.3 交流三相感應電動機的不足

交流三相感應電動機的耗電量較大,轉子容易發熱,在高速運轉時需要保證對交流三相感應電動機的冷卻,否則會損壞電動機。交流三相感應電動機的功率因數較低,使得變頻變壓裝置的輸入功率因數也較低,因此需要採用大容量的變頻變壓裝置。交流三相感應電動機的控制系統的造價遠遠高於交流三相感應電動機本身,增加了電動汽車的成本[2-4]。另外,交流三相感應電動機的調速性也較差。

2.3 永磁無刷直流電動機

2.3.1永磁無刷直流電動機的基本性能

永磁無刷直流電動機是一種高性能的電動機。它的最大特點就是具有直流電動機的外特性而沒有刷組成的機械接觸結構。加之,它採用永磁體轉子,沒有勵磁損耗:發熱的電樞繞組又裝在外面的定子上,散熱容易,因此,永磁無刷直流電動機沒有換向火花,沒有無線電干擾,壽命長,運行可靠,維修簡便。此外,它的轉速不受機械換向的限制,如果採用空氣軸承或磁懸浮軸承,可以在每分鍾高達幾十萬轉運行。永磁無刷直流電動機機系統相比具有更高的能量密度和更高的效率,在電動汽車中有著很好的應用前景。

2.3.2 永磁無刷直流電動機的控制系統

典型的永磁無刷直流電動機是一種准解耦矢量控制系統,由於永磁體只能產生固定幅值磁場,因而永磁無刷直流電動機系統非常適合於運行在恆轉矩區域,一般採用電流滯環控制或電流反饋型SPWM法來完成。為進一步擴充轉速,永磁無刷直流電動機也可以採用弱磁控制。弱磁控制的實質是使相電流相位角超前,提供直軸去磁磁勢來削弱定子繞組中的磁鏈。

2.3.3 永磁無刷直流電動機的不足

永磁無刷直流電動機受到永磁材料工藝的影響和限制,使得永磁無刷直流電動機的功率范圍較小,最大功率僅幾十千瓦。永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時,其導磁性能可能會下降或發生退磁現象,將降低永磁電動機的性能,嚴重時還會損壞電動機,在使用中必須嚴格控制,使其不發生過載。永磁無刷直流電動機在恆功率模式下,操縱復雜,需要一套復雜的控制系統,從而使得永磁無刷直流電動機的驅動系統造價很高[5-10]。

2.4 開關磁阻電動機

2.4.1 開關磁阻電動機的基本性能

開關磁阻電動機是一種新型電動機,該系統具有很多明顯的特點:它的結構比其它任何一種電動機都要簡單,在電動機的轉子上沒有滑環、繞組和永磁體等,只是在定子上有簡單的集中繞組,繞組的端部較短,沒有相間跨接線,維護修理容易。因而可靠性好,轉速可達15000 r/min。效率可達85%~93%呢,比交流感應電動機要高。損耗主要在定子,電機易於冷卻;轉子元永磁體,調速范圍寬,控制靈活,易於實現各種特殊要求的轉矩一速度特性,而且在很廣的范圍內保持高效率。更加適合電動汽車動力性能要求。

2.2.4 開關磁阻電動機的控制系統

開關磁阻電動機具有高度的非線性特性,因此,它的驅動系統較為復雜。它的控制系統包括功率變換器。

a. 功率變換器

開關磁阻電動機的勵磁繞組,無論通過正向電流或反向電流,其轉矩方向不變,期換向,每相只需要一個容量較小的功率開關管,功率變換器電路較簡單,不會出現直通故障,可靠性好,易於實現系統的軟啟動和四象限運行,具有較強的再生制動能力。成本比交流三相感應電動機的逆變器控制系統要低。

b.控制器

控制器由微處理器、數字邏輯電路等元件組成。微處理器根據駕駛員輸入的命令,同時對位置檢測器、電流檢測器所反饋的電動機轉子位置,進行分析、處理,並在瞬間做出決策,發出一系列執行命令,來控制開關磁阻電動機適應電動汽車不同條件下運行。控制器性能好壞和調節的靈活性,取決於微處理器的軟體和硬體的性能配合關系。

c.位置檢測器

開關磁阻電動機需要高精度的位置檢測器,來為控制系統提供電動機轉子的位置、轉速和電流的變化信號,並要求有較高的開關頻率以降低開關磁阻電動機的雜訊。

2.4.3 開關磁阻電動機的不足

開關磁阻電動機的控制系統比其他電動機的控制系統復雜一些,位置檢測器是開關磁阻電動機的關鍵器件,其性能對開關磁阻電動機的控制操作有重要影響。由於開關磁阻電動機為雙凸極結構,不可避免地存在轉矩波動,雜訊是開關磁阻電動機最主要的缺點。但近年來的研究表明,採用合理的設計、製造和控制技術,開關磁阻電動機的雜訊完全可以得到良好的抑制。另外,由於開關磁阻電動機輸出轉矩波動較大,功率變換器的直流電流波動也較大,所以在直流母線上需要裝置一個很大的濾波電容器[2,11-13]

3 電動汽車採用的備種驅動電動機性能比較

電動汽車在不同的歷史時期採用了不同的電動是採用了控制性能最好和成本較低的直流電動機。隨著電機技術、機械製造技術、電力電子技術和自動控制技術的不斷發展,交流電動機。永磁元刷直流電動機和開關磁阻電動機顯示出比直流電動機更加優越的性能,在電動汽車上,這些電動機逐步取代了直流電動機。表1為現代電動汽車所採用的各種電動機的基本性能比較。目前交動機、永磁電動機和開關磁阻電動機以及它們的控制裝置,成本還比較高,形成批量生產以後,這些電動機和單元控制裝置的價格會迅速降低,將能夠滿足經濟效益的要求,並使電動汽車整車價格降低[2]。

⑧ 新能源汽車的主要性能參數有哪些

軸距、最高車速、純電續航里程、動力電池類型、動力電池能量、充電方式及時間、驅動電機類型、驅動電機峰值功率、驅動電機峰值扭矩。

⑨ 現代電動汽車的關鍵技術包括哪些

現代電動汽車關鍵技術主要包括三大件,動力電池,電機和電控

⑩ 電動汽車的發展方向是哪裡電動汽車的電池技術會怎樣進步

前瞻產業研究院《中國電動汽車行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》

上世紀70年代全球三次石油危機爆發後,各跨國汽車公司先後開始研發各種類型的電動汽車。我國經過「八五」、「九五」、「十五」三個五年計劃,在研發電動汽車的專項上投入了大量的人力、物力和財力,並取得了一系列科研成果,但是,迄今為止,這些科研成果真正能轉化為產品,並實現產業化生產的項目並不多。國外大汽車公司投入遠比我國更多的資金和人力,已投入批量生產的電動汽車產品也寥寥無幾。隨著全球能源危機的不斷加深,石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇,各國政府及汽車企業普遍認識到節能和減排是未來汽車技術發展的主攻方向,發展電動汽車將是解決這二個技術難點的最佳途徑。下面將為您介紹電動汽車的現狀與發展趨勢。

  • 一、電動汽車的現狀

現代電動汽車一般可分為三類:純電動汽車(BEV)、混合動力汽車(HEV)、燃料電池電動汽車(FCEV)。但是近幾年在傳統混合動力汽車的基礎上,又派生出一種插電式(Plug-In)混合動力汽車,簡稱PHEV。本文將電動汽車技術研發的若干問題和趨勢,作簡要的介紹和評述。

  • 1、純電動汽車(BEV)

純電動汽車是指完全由動力蓄電池提供電力驅動的電動汽車,雖然它已有134年的悠久歷史,但一直僅限於某些特定范圍內應用,市場較小。主要原因是由於各種類別的蓄電池,普遍存在價格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時間長等嚴重缺點。目前採用的鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池,它們已達到的實際性能指標和市場平均價格,如表1所示。根據實際裝車時的循環壽命和市場價格,可估算出電動汽車從各種動力電池上每取出1kWh電能所必須付出的費用。計算時,假設電池最高可充電荷電狀態(SOC)為0.9,放電SOC為0.2,即實際可用的電池容量僅占總容量的70%;由電網供電價為0.5元/kWh,電池的平均充放電效率為0.75。

從表1的粗略計算中可知,雖然從電網取電僅需
0.5元/kWh,但充入電池,再從電池取出,鉛酸電池每提供1kWh電能,價格為3.05元左右,其中2.38元為電池折舊費,0.67元為電網供電費,而從鎳氫電池中每提供1kWh電能,費用為9.6元,鋰離子電池為10.2元,即後二種先進電池供電成本是鉛酸電池的三倍多。

目前國內市場上用柴油機發電,價格大致為3元/kWh,若用汽油機發電,供電價格估計為4元/kWh,即從鉛酸電機提供電能的價格大致和柴油機發電價格相等,僅僅從取得能量的成本來考慮,採用鉛酸電池比汽油機驅動有一定價格優勢,但是由於它太過笨重,充電時間又長,因此只被廣泛用於車速小於50km/h
的各種場地車、高爾夫球車、垃圾車、叉車以及電動自行車上。實踐證實鉛酸電池在這一低端產品市場上有較強的競爭力和實用性。

鎳氫電池的主要優點是相對壽命較長,但是由於鎳金屬占其成本的60%,導致鎳氫電池價格居高不下。鋰離子電池技術發展很快,近10年來,其比能量由
100Wh/kg增加到180Wh/kg,比功率可達2000W/kg,循環壽命達1000次以上,工作溫度范圍達-40~55℃。美國USABC在
2002年制定的鋰離子電池技術發展目標如表2所示。

近年由於磷酸鐵鋰離子電池的研發有重大突破,又大大提高了電池的安全性。目前已有許多發達國家將鋰離子電池作為電動汽車用動力電池的主攻方向。我國擁有鋰資源優勢,鋰電池產量到2004年已佔全球市場的37.1%,預計到2015年以後,鋰離子電池的性/價比有望達到可以和鉛酸電池競爭的水平,而成為未來電動汽車的主要動力電池。

圖1示出了國內外各種純電動車輛數量/性能和價格/性能曲線,以電動自行車為代表的低性能車輛,由於其成本低廉,僅我國在2006年已達到年產2000萬輛,美國通用汽車公司生產的沖擊1號電動跑車,雖然已達到了很高的動力性,但是由於售價高昂,僅生產了區區50輛,由於沒有市場而不得不停產。性能較低的場地車,在我國年產達7000~8000輛左右;天津清源電動車公司生產的微型電動車,最高車速僅50km/h,年產也可以達千輛以上,這可能是目前市場所能接受的純電動車輛性能的上限。上述所有電動車輛均採用鉛酸電池為動力。隨著高性能鋰離子電池的性/價比不斷提升,未來5~10年內,市場上可能會出現最高車速≥100km/h,續駛里程≥250km的高性能純電動汽車。

  • 2、混合動力電動汽車(HEV)

由於完全由動力蓄電池驅動的純電動汽車,其性能/價格比長期以來都遠遠低於傳統的內燃機汽車,難於與傳統汽車相競爭,上個世紀90年代以來各大汽車公司都著手開發混合動力汽車。日本豐田公司在1997年率先向市場推出「先驅者」(Prius)混合動力汽車,並在日本、美國和歐洲各國市場上均獲得較大成功,累計產銷量已超過60萬輛。隨後日本本田、美國福特、通用和歐洲一些大公司,也紛紛向市場推出各種類型的混合動力汽車。

2.1 研製全混合電動汽車的必要性

混合動力電動汽車是指具備兩個以上動力源、而其中有一個可以釋放電能的汽車。混合動力汽車按混合方式不同,可分為串聯式、並聯式和混聯式三種;按混合度(電機功率與內燃機功率之比)的不同,又可分為微混合、輕度混合和全混合三種。其中外掛式皮帶驅動起動/發電(BSG)式是微混合動力汽車的典型結構,其電機功率一般僅2~3kW,依賴發動機的停車斷油功能,可節燃油5~7%;在發動機曲軸後端加裝一個電動/發電型盤式電機(ISG)是輕度混合動力汽車的典型結構;具有純電力驅動功能的可作為全混合或混聯式混合動力汽車的典型。豐田公司的Prius轎車即屬於這類全混合汽車。目前我國若干汽車企業研製的混合動力汽車,大多採用ISG輕度混合或BSG微混合方案,主要是考慮這二種方案的技術難度較小,生產成本也較低。但是根據研究表明,混合動力汽車的節油率幾乎與汽車功率的混合度和汽車的生產成正比上升(如圖2)。因此,從長遠來看,研製全混合電動汽車是一種必然趨勢。

  • 2.2 研發及市場情況

下面分別介紹混合動力乘用車和混合動力公交車的研發及市場情況。

以節油率最佳的豐田Prius汽車為例,在我國實測它與豐田花冠(Corrolla)油耗在不同工況下的對比數據如表3所示。各種工況下的平均節油率為39.6%,平均百公里可節油3.07L。

以97號汽油價格為5元/L計算,每百公里可節省油費15.35元,行駛20萬km也僅省油費3.07萬元,顯然還不足以抵消購置混合動力汽車所增加的費用。據中國汽車工業協會統計,2006年一汽豐田普銳斯(Prius)銷量僅為2152輛,佔全國乘用車總銷量的0.04%。考慮到我國用戶對汽車售價的敏感性,這一銷售業績並不令人驚奇,可以認為在近期,如果沒有政府的大力支持,混合動力乘用車在我國不會有很大的市場。

  • 2.3 城市公交車的使用特點

在我國,城市公交車與私人乘用車的情況有很大的不同,具體歸納為以下三點:

(1)據統計我國城鎮居民日常出門有70%是首選乘坐公交車,我國大部分城市政府都奉行公交車優先的交通政策,我國公交車的年產量和保有量都居世界第一;

(2)我國城市公交車大多由市政府補助公交企業采購,公交車是否符合節油減排要求,將是政府需要考慮的一個重要采購原則;

(3)從技術角度來分析,在城市工況下,公交車頻繁起步、加速、制動和停車,要額外消耗許多燃油。表4列出了在國外四種典型城市工況下,汽車制動消耗能量(油耗)所佔比例,其算數平均值達47.1%。即有近一半的燃油是被汽車頻繁制動所消耗的,這就為混合動力公交車的節油減排留下了相當大的空間。

正是考慮到以上幾個特點,我國至少有7~8家汽車企業將研發、生產混合動力公交車作為研發工作的重點。經過近幾年的開發,雖然已取得了一系列重大成果,但公交車的節油率並未達到預計的要求,一輛總重15.5t,長11m的混合動力公交車,實際油耗大多為33~35L,平均34L/100km,若傳統
11m公交車的平均油耗為40L/100km,則節油率僅15%。

2.4節油率難以進一步提高的原因

分析節油率難以進一步提高的原因主要有二個:

(1)汽車的制動過程十分短暫,一半不超過10s,在短短的幾秒內,電機要求發出很大的電流,才能有效回收制動能量,但是電池的充電倍率只有放電倍率的一半,因此電池不能接受大電流充電。理論上汽車有50~60%的制動能量可回收,實際回收的制動能量<20%,最簡單的改進辦法是加大動力電池容量,例如至少加大容量一倍,回收的制動能量可由20%增加到40%。但這將大大增加整車成本和汽車自重,經濟上可能是得不償失。<
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(2)混合動力公交車若採用停車斷油,甚至滑行時即斷油,可節油10%左右(4L/100km),實際上國產柴油機沒有專門為混合動力汽車設計,一般不允許頻繁的停車斷油,否則供油系和廢氣增壓器都可能損壞,嚴重影響柴油機壽命。其次,停車斷油就必須裝有電動轉向油泵、電動空壓機和電動空調系統,這又會大大增加整車成本和重量,二相權衡,不一定合算,所以近期大多未實現停車斷油功能。因此,目前HEV的開發重點集中在節油降耗的工作上,針對以上問題,科研工作者提出了不同的解決方案,如利用超級電容器的功率密度達鉛酸電池的10倍,具有快速吸收大電流充電的優異特性,在混合動力汽車制動時可以快速吸收能量,大大提高制動能量的回收率,此外它還具有循環壽命長、充放電效率高、耐低溫特好以及免維護等優點。這種方案由於受到超級電容價格昂貴的影響,限制了它在混合動力汽車上的廣泛應用。在進一步降低成本,提高能量密度後,超級電容器最有可能首先在混合動力公交車上得到應用。

  • 3、插電式混合動力汽車

插電式混合動力汽車是最新的一代混合動力汽車類型,近年來受到各國政府、汽車企業和研究機構的普遍關注,國內外專家認為,PHEV有望在幾年後得到廣泛的推廣使用。

據統計,法國城鎮居民80%以上日均駕車里程少於50km,在美國,汽車駕駛者也有60%以上日均行駛里程少於50km,80%以上日均行駛里程少於
90km。PHEV特別適合於一周有5天僅駕車用於上下班,行駛里程50~90km之間的工薪族使用。PHEV是在混合動力汽車上增加了純電動行駛工況,並且加大了動力電池容量,使PHEV採用純電動工況可行駛50~90km,超過這一里程,即必須起動內燃機,採用混合驅動模式。所以PHEV的電池容量一般達5~10kW·h,約是純電動汽車電池容量的30~50%,是一般混合動力汽車電池容量的3~5倍,可以說它是介於混合動力汽車與純電動汽車之間的一種過渡性產品。與傳統的內燃機汽車和一般混合動力汽車(HEV)對比(見表5),PHEV由於更多的依賴動力電池驅動汽車,因此它的燃油經濟性進一步提高,二氧化碳和氮氧化物排放更少。由於動力電池容量的加大,每輛車的售價至少比一般HEV高2000美元。

圖3示出了四種不同類型乘用車,它們的蓄電池容量與汽車價格、燃油消耗及尾氣排放的對比關系。可見隨著蓄電池容量的加大,汽車價格將上升,但是燃油消耗和尾氣排放則下降。因此可以認為,電動汽車是以使用和損耗蓄電池為代價來換取節油、減排的效果,動力電池性/價比的大幅提升將是電動汽車能否迅速推廣使用的關鍵所在。

一般HEV動力電池SOC僅在較小范圍內波動(例如±2%~3%)因此循環壽命次數很長,而PHEV的動力電池SOC必須在很大的范圍內波動(例如±40%),屬於深充深放,因此循環工作壽命短得多,和純電動汽車(PEV)相似。目前在PHEV上都採用先進的鋰離子電池,由表1可知,鋰離子電池每放出1kWh電能,能耗費為10.2元,相當於內燃每
kWh能耗費用的3倍。隨著全球石油價格不斷上升,燃油內燃機的能耗費用也將不斷上升,而鋰離子電池隨著技術進步和產量的擴大,其能耗費用將不斷下降(如圖4所示),二者可能在2015至2020年內達到平衡點。因此PHEV有望在10年內得到大面積推廣使用。

  • 4、燃料電池電動汽車

早在1839年,英國人格羅孚就提出了氫和氧反應發電的原理。20世紀60年代,研發出了液氫和液氧發電的燃料電池,由美國UTC公司首先用於航天和軍事用途。近20年來,由於石油危機和大氣污染日趨嚴重,以質子交換膜式為代表的燃料電池技術,受到世界各國普遍重視。各大跨國汽車公司紛紛投入巨資,研發出了各種類型的燃料電池電動汽車(FCEV)。

4.1質子交換膜燃料電池(PEMFC)主要優點

(1)其排放生成物是水及水蒸汽,為零污染;

(2)能量轉換效率可高達60~70%;

(3)無機械振動、低雜訊、低熱輻射;

(4)宇宙質量中有75%是氫,地球上氫也幾乎是無處不在。氫還是化學元素中質量最輕、導熱性和燃燒性最好的元素;

(5)氫的熱值很高,1kg氫和3.8L汽油的熱值相當。

4.2燃料電池電動汽車存在的技術、經濟問題

在我國,國家科技部將研發燃料電池客車和燃料電池轎車列為「十五」和「十一五」計劃「863」重大科技項目。並已取得一系列重大科技成果,但是在多年科研實踐中,也暴露出一些技術、經濟問題:

(1)燃料電池發動機的耐久性壽命短

一般僅1000~1200小時(國外達2200小時),燃料電池汽車行駛4~5萬km,功率即下降~40%,和傳統內燃機可普遍行駛50萬km以上相比,差距很大;

(2)燃料電池發動機的製造成本居高不下

一般估計3萬元/kW(國外成本約3000美元/kW),與傳統內燃機僅200~350元/kW相比,差距巨大。由於其中如質子交換膜、炭紙、鉑金屬催化劑、高純度石墨粉、氫回收泵、增壓空氣泵等關鍵部件均依靠進口,所以與國外相比,並沒有成本優勢;

(3)燃料電池發動機對工作環境的適應性很差

國產可在0~40℃氣溫下工作,低於0℃有結冰問題,高於40℃過熱不能正常工作;此外對空氣中的粉塵、一氧化碳、硫化物等都十分敏感,鉑催化劑極易污染中毒失效;

(4)燃料電池汽車的使用成本過於高昂

例如高純度(99.999%)高壓氫(>200大巴)售價約80~100元/kg。按1kg氫可發10kW·h電能計算,僅燃料費即約為10元
/kW·h,按燃料電池發動機工作壽命1000小時計算,折舊費為30元/kWh。所以總的動力成本達40元/kW·h。與表1對照可知,至少在目前,由燃料電池發動機提供1kWh電能的成本遠高於各種動力電池,這從一個側面反映了作為汽車動力源,燃料電池汽車還有相當的距離。

4.3目前燃料電池電動汽車的研究課題

盡管存在如此多的問題,但是燃料電池仍然是人類迄今為止,發明的最清潔、安靜又可無限再生的能源,值得我們為實現燃料電池電動汽車的產業化,付出更大的努力。

為此建議從以下幾個方面進行工作:

(1)以更為創新的思維,對燃料電池的基本理論和基礎材料進行深入研究,例如努力探尋非鉑金屬催化劑;努力研製抗電腐蝕金屬雙極板和耐高溫(>110℃)高機械強度質子交換膜等;

(2)努力實現如炭紙、增壓空氣泵等關鍵零部件的國產化,以降低整機成本;

(3)進一步提高整機的優化集成技術,著力提高整機的耐候性(高、低氣溫變化)、抗大氣污染能力和耐電負荷急劇變化能力等。

5、電機及電動車輪的分類

電動汽車驅動電機是所有電動汽車必不可少的關鍵部件。目前使用較多的有直流有刷、永磁無刷、交流感應和開關磁阻等四種電機。

美國和德國開發的電動汽車大多採用交流感應電機,主要優點是價格較低、效率高、重量輕,但啟動轉矩小。日本研製的電動汽車幾乎全部使用永磁無刷電機,其主要優點是效率可以比交流感應電機高6個百分點,但價格較貴,永磁材料一般僅耐熱120℃以下。開關磁阻電機結構較新,優點是結構簡單、可靠、成本較低、起動性能好,沒有大的沖擊電流,它兼有交流感應電機變頻調速和直流電機調速的優點,缺點是雜訊較大,但仍有一定改進餘地。表6列出四類電機比較。

顯然表6中四種電機各有優缺點,但是對於電動汽車而言,由於電能是由各類電池提供,價格昂貴而彌足珍貴,所以使用相對效率最高的永磁無刷電機是較為合理的,它已被廣泛用於功率小於100kW的現代電動汽車上。

此外,在國外已有越來越多的電動汽車採用性能先進的電動輪(又稱輪轂電機),它用電機(多為永磁無刷式)直接驅動車輪,因此無傳統汽車的變速箱、傳動軸、驅動橋等復雜的機械傳動部件,汽車結構大大簡化。但是它要求電機在低轉速下有很大的扭矩,特別是對於軍用越野車,要求電機基點轉速∶最高轉速=1∶10(見圖5)。近幾年,美、英、法、德等國紛紛將電動輪技術應用於軍用越野車和輕型坦克上,並取得了重大成果。例如美海軍陸戰隊在「悍馬」基礎上研製出串聯式「影子」新型混合動力越野車,採用了電動輪技術,其結構及主要技術參數如表7所示。與傳統「悍馬」車對比試驗,在同樣偵察試驗條件下,「悍馬」耗油472kg,而「影子」僅耗油200kg;同一越野路段,「悍馬」耗時32分鍾跑完,而「影子」僅耗時13分50秒,此外它還具有在純電動模式下,汽車靜音、無「熱痕跡」等優點。如此優異的性能,據聞美軍已決定停產傳統「悍馬」車,全部改產新型混合動力電動輪驅動的「影子」型軍車。這一重要發展趨勢,應引起高度關注。

  • 二、電動汽車發展趨勢

綜上所述,可以從技術/經濟分析出發,對電動汽車技術的現狀和未來作如下結論:

(1)在目前國內市場價格的基礎上,可粗略計算出各種提供電能技術的價格比。即電網供電∶柴油機供電∶鉛酸電池供電∶鎳氫電池供電∶鋰離子電池供電∶燃料電池供電=1∶6∶6∶19.2∶20.4∶80。這從一個側面反映了各種供電方式距離電動汽車市場的遠近。當然,隨著石油價格的上升、電池技術的進步,這些比例關系將發生很大的變化;

(2)由於鉛酸電池的供電成本大體和柴油機供電相等,因此它仍然是低端電動車市場的主要動力電池。磷酸鋰離子電池技術進步較快,它最有可能成為鉛酸電池的競爭對手,率先成為高端電動車市場的主要動力電池;

(3)由於混合動力汽車僅需裝用純電動汽車1/10的動力電池容量,整車有較為接近市場的性/價比,因此它仍將是近期實現產業化的主要電動汽車種類。考慮到我國國情,目前仍應大力推廣使用混合動力大客車,進一步降低製造成本,減少油耗和排放;

(4)在鋰離子電池性/價比進一步提升後,外接充電式混合動力汽車(PHEV)有望成為理想的上班族乘用車,它可大幅度減少油耗和降低排放,但是由於較高的價格,它可能首先在發達國家得到推廣應用;

(5)燃料電池雖然是理想的清潔能源,但是目前它的性/價比太低,要達到可以進入市場的性/價比,可說是任重而道遠,必須從基礎材料和基本理論上有重大突破,才可能進入汽車市場;

(6)電動輪已成為國外電力驅動技術的重要發展趨勢,並已在軍用越野車上得到實際應用,證實它在技術/經濟上的重要優勢,我國雖也有不少單位研發,但始終未進入「863」計劃,技術進步緩慢,因此有必要奮起直追,盡快掌握這一先進的電驅動技術。

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