徐帥

摘 要：隨著我國(guó)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，城市污染和能源危機(jī)的加重，電動(dòng)汽車受到廣泛關(guān)注。本文通過(guò)對(duì)電動(dòng)車發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，簡(jiǎn)要描述了開(kāi)發(fā)電動(dòng)車輛的工程理論與學(xué)科技術(shù)，預(yù)測(cè)電動(dòng)車的發(fā)展前景和面臨的困境，希望對(duì)對(duì)電動(dòng)車行業(yè)感興趣的人群有所幫助。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)車；技術(shù)；發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.265

0 前言

電動(dòng)車行業(yè)的產(chǎn)生是人們對(duì)環(huán)境惡化問(wèn)題和能源枯竭問(wèn)題的一種解決方案，隨著國(guó)家的政策鼓勵(lì)，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(dòng)車代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車作為代步工具。近年來(lái)，我國(guó)電動(dòng)車銷量明顯提升，2014年電動(dòng)車保有量為12萬(wàn)輛。而2020年，我國(guó)電動(dòng)汽車保有量預(yù)測(cè)500萬(wàn)輛。各項(xiàng)國(guó)家政策的出臺(tái)更有助于我國(guó)電動(dòng)車行業(yè)的繁榮，但是需要注意的是，即使面臨巨大的需求也會(huì)存在危機(jī)，因此，電動(dòng)車行業(yè)的發(fā)展也要謹(jǐn)小慎微的前進(jìn)。

1 電車的發(fā)展現(xiàn)狀描述

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，代步工具的環(huán)保性能也逐漸被開(kāi)發(fā)出來(lái)，尤其是在環(huán)境保護(hù)意識(shí)日益上升的時(shí)代，電動(dòng)車的發(fā)展強(qiáng)勁更是強(qiáng)勢(shì)。電動(dòng)車顧名思義就是通過(guò)電力帶動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)車類型主要有純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車以及燃料電池汽車三類。各類電動(dòng)車分別處于不同的研發(fā)時(shí)期，因此對(duì)于社會(huì)的各種需求和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)需要以不同的方式應(yīng)對(duì)。純電動(dòng)汽車的發(fā)展瓶頸在于電池的電量有限的問(wèn)題，電池只能滿足短距離出行?；旌想妱?dòng)車可以彌補(bǔ)電池電動(dòng)車的缺陷但是其價(jià)格也相當(dāng)昂貴，并且相應(yīng)的后續(xù)服務(wù)并沒(méi)有到位。燃料電動(dòng)車尚處于研發(fā)階段，它可以作為節(jié)能電動(dòng)車最有潛力的機(jī)器，但是目前對(duì)于燃料電動(dòng)車的研究尚不成熟，還未建立完善的系統(tǒng)管理。

2 研發(fā)電動(dòng)車的未來(lái)趨勢(shì)

電動(dòng)車作為一種新型的交通工具與以往的電動(dòng)車有著明顯的區(qū)別，這種區(qū)別主要在于新型電動(dòng)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(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的高性能價(jià)格比的社會(huì)價(jià)值。電動(dòng)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(dòng)汽車的關(guān)鍵在于能源的使用，但是整車設(shè)計(jì)和系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)電車技術(shù)來(lái)說(shuō)也是很重要的因素，他們與能源的集成對(duì)于電動(dòng)車研發(fā)成功的關(guān)鍵很重要。電氣驅(qū)動(dòng)的要求決定了電動(dòng)汽車工程的新型設(shè)計(jì)思想。高效的車載能源和有效的職能能源管理是電動(dòng)汽車戰(zhàn)勝燃油汽車的關(guān)鍵因素。整車成本只是電動(dòng)汽車在市場(chǎng)上營(yíng)銷的基本因素。

電動(dòng)汽車的核心是電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置，車輪等組成。傳統(tǒng)的電動(dòng)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(jiǎn)單，易于操作。目前市場(chǎng)上對(duì)該技術(shù)的創(chuàng)新主要在于無(wú)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(shí)間長(zhǎng)，使用歷史久，技術(shù)成熟安全，使用廣泛。永磁無(wú)刷電機(jī)的磁場(chǎng)由永磁材料產(chǎn)生，在電動(dòng)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(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、系統(tǒng)完善，在電動(dòng)車的應(yīng)用領(lǐng)域也相當(dāng)廣泛。

車載能源系統(tǒng)是電動(dòng)車商業(yè)化最嚴(yán)重的發(fā)展瓶頸，電動(dòng)車的發(fā)展需要解決能源方面的問(wèn)題。已經(jīng)研發(fā)的電動(dòng)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(xiàng)。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(guò)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(dòng)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(guò)技術(shù)的調(diào)控也能夠應(yīng)用于電動(dòng)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(dòng)車電池的性能要求，是目前大多制造商樂(lè)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(diǎn)是效率高、無(wú)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(zhǎng)、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(shí)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(jí)和功率密度太低，難以應(yīng)用到電動(dòng)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(dòng)汽車領(lǐng)域。

3 結(jié)論

綜上所述，電動(dòng)車以電池作為能源裝備，在未來(lái)的發(fā)展中需要滿足人們對(duì)遠(yuǎn)距離、安全、穩(wěn)定、實(shí)惠等需求，因此對(duì)電動(dòng)車的研究和新功能開(kāi)發(fā)是非常必要的。目前，市場(chǎng)上的電動(dòng)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(duì)電動(dòng)車的購(gòu)買(mǎi)欲望，另外，我國(guó)對(duì)電動(dòng)車能源的研究尚未成熟，汽車制造商尚未提供提高電動(dòng)車電池的方法，市場(chǎng)還沒(méi)有形成強(qiáng)大需求推動(dòng)電動(dòng)汽車的技術(shù)革新。電力部門(mén)也應(yīng)給予電動(dòng)車一些電力技術(shù)的幫助，比如：電動(dòng)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(dòng)車電池使用對(duì)電網(wǎng)的影響。此外，還可以研究電動(dòng)汽車隊(duì)電網(wǎng)的回饋技術(shù)，由電動(dòng)汽車的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)幫助電網(wǎng)的運(yùn)行，保障我國(guó)電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。

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