鄭英杰

（1. 山東理工大學，山東 淄博 255049；2. 吉林化工學院，吉林 吉林 132000）

隨著世界能源危機及環(huán)境污染的日益惡化，汽車工業(yè)在促進社會發(fā)展的同時，也為人類文明帶來了危害。造成人類社會和汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴重的威脅。開發(fā)汽車新動力、發(fā)展汽車新能源，成為世界汽車工業(yè)面對的非常緊要的任務。電動汽車作為新能源汽車的代表，已被公認為21世紀汽車工業(yè)發(fā)展和改造的重要方向。

1 電動汽車優(yōu)點

1.1 環(huán)境污染小

電動汽車在使用中不排放有害氣體，和傳統(tǒng)汽車相比不存在大氣污染的問題。即使電動汽車所消耗的電力由火力發(fā)電廠提供，火力發(fā)電廠的大氣污染物主要是NOX，根據(jù)電動汽車所消耗電力計算出以火力發(fā)電來估計 NOX的排放數(shù)量，也不到同類內(nèi)燃機汽車的十分之一。

1.2 噪聲低

汽車發(fā)動機噪音是汽車使用中重要的噪聲源，和內(nèi)燃機汽車相比，電動汽車有著絕對的優(yōu)勢。電動汽車在行駛中非常安靜，由動力部分引起的振動和噪聲，特別是在加速時，電動機的振動和噪聲要比發(fā)動機低很多。

1.3 效率高

電動汽車不存在怠速損失，在制動時可以回收能量，85%以上的電池能量可以由電動機轉為汽車的動力，即使考慮配送電效率、發(fā)電效率、充放電效率等，最終效率也比內(nèi)燃機高許多。

1.4 結構簡單，維修方便

與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相比，電動汽車結構簡單、容易操縱，傳動部件比較少，需要更換的部件或維護液體比較少。如果有好的蓄電池，它的使用壽命也比內(nèi)燃機汽車長。

1.5 智能化

電動汽車系統(tǒng)中有利于運用先進的電子信息技術，提升汽車智能化程度。電動汽車的控制系統(tǒng)能和各個電子控制系統(tǒng)，例如：無級變速、制動能量回收系統(tǒng)、防抱死制動系統(tǒng)、自動空調系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)等相配合，在電動汽車上實現(xiàn)最優(yōu)機智能控制。

2 電動汽車類型及發(fā)展狀況

電動汽車按動力源一般分為三類類，即：混合動力汽車（HEV）、純電動汽車（PEV）、燃料電池動力汽車（FCEV）?；旌想妱悠嚨膭恿碓从趦煞N或兩種以上的能源，如汽油發(fā)動機或柴油發(fā)動和蓄電池機，這些能源可相互協(xié)作或以主輔關系來驅動汽車，也可分別用作汽車的動力來源；純電動汽車的動力來自于蓄電池；燃料電池電動汽車的動力來自燃料電池。電動汽車車型按使用功能分，又可分為出租車、城市公交車、私家車、城市商用車、城市環(huán)衛(wèi)車輛、政府公務車、城市綠化車、特殊園區(qū)用車、市政工程專用車輛等。

3 電動汽車關鍵技術

3.1 整車技術

電動汽車由于空間、能源和車身質量的矛盾，在設計時必須考慮采用輕質材料以降低整車重量。在充分利用空間的情況下，盡可能提高車廂內(nèi)部乘員空間，最大限度地降低滾動阻力系數(shù)和空氣阻力系數(shù)，以求降低行駛阻力，利用整車設計技術，確保整車結構參數(shù)做到最優(yōu)化。

3.2 電機及控制技術

電動汽車的驅動電機按驅動方式可分為交流驅動電機和直流驅動電機。交流電機驅動的電動汽車具有重量輕、體積小、效率高、基本免維護、調速范圍寬的優(yōu)點，是近幾年發(fā)展起來的新技術，缺點是制造成本較貴。但是隨著電力電子技術的不斷發(fā)展，成本將隨之降低。這類電動汽車將具有強大的發(fā)展前景。直流電機驅動的電動汽車具有控制系統(tǒng)較簡單、起步加速牽引力大等優(yōu)點，缺點是整個動力傳動系統(tǒng)效率較低，所以具有被其他驅動類型的電動汽車所代替的可能。電動汽車驅動系統(tǒng)的控制技術決定電動汽車的性能指標，所以采如何優(yōu)化調速控制技術是非常重要的。

3.3 電源技術

3.3.1 鎳氫蓄電池

鎳氫蓄電池其比能量可達80～85 W·h/kg，比功率達170～240 W/kg，循環(huán)使用壽命超過620次。隨著鎳氫蓄電池技術的發(fā)展，其比能量可超過90 W·h/kg，循環(huán)使用壽命可超過2 200次。

3.3.2 鎳鎘蓄電池

鎳鎘蓄電池應用廣泛程度僅低于鉛酸蓄電池，其比能量可達60 W·h/kg，比功率超過200 W/kg；能夠迅速充電，循環(huán)使用壽命長，為鉛酸蓄電池的兩倍以上，可達2 100多次；缺點是價格較高且存在重金屬鎘污染問題，很多國家已經(jīng)禁止使用這種鎳鎘蓄電池。

3.3.3 鋰電池

鋰電池最大優(yōu)點是比能量高，鋰離子電池理論值可達580 W·h/kg，所以受到各汽車公司的重視。目前其比能量為120 W·h/kg，比功率為240 W/kg，循環(huán)使用壽命為1 400次，充電時間3～5 h。

3.3.4 燃料電池

燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學能通過電化反應直接轉化為電能的發(fā)電裝置。與發(fā)動機相比燃料電池直接把化學能轉為電能。因為不通過熱機過程，所以具有較高的能量轉換率，實際效率可達 70%～85%，是內(nèi)燃機的 2.5倍左右。燃料電池的燃料和氧化劑由外部裝置源源不斷地供給，可以像發(fā)動機一樣源源不斷地向外部提供能量。目前應用最多的車用燃料電池是磷酸燃料電池和質子交換膜燃料電池，其不存在復雜的運動機構，同時生成物主要是水，所以運行平穩(wěn)、無污染。燃料電池商業(yè)化所面臨的主要問題是制造成本高，

4 結束語

電動汽車具備無排放污染、易于操縱、噪聲低、運行成本低、維修簡單等優(yōu)點，在節(jié)約能源和環(huán)保保護上具有不可比擬的優(yōu)點，它是解決世界巨大環(huán)境壓力和能源危機的最重要的途徑。電動汽車將是新世紀的綠色交通工具，電動汽車技術是目前世界各國正在積極研究的一項高新技術。隨著計算機技術、機電技術、材料技術、電化學技術等的快速發(fā)展，電動汽車在開發(fā)、研制、推廣方面將會取得重大的突破。

[1]陳清泉，孫逢春.現(xiàn)代電動汽車技術[M].北京：北京理工大學出版社，2002.

[2]陳全世.先進電動汽車技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[3]南金瑞，孫逢春，王建群.純電動汽車電池管理系統(tǒng)的設計及應用[J].清華大學學報，2007（2）：1831－1834.