李飛泉,田玉冬,鄔建海
(1.上海理工大學(xué),上海 200093;2.上海電機(jī)學(xué)院,上海 200240;3.上海眾力汽車(chē)部件有限公司)
純電動(dòng)汽車(chē)核心技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
李飛泉1,2,田玉冬1,2,鄔建海3
(1.上海理工大學(xué),上海 200093;2.上海電機(jī)學(xué)院,上海 200240;3.上海眾力汽車(chē)部件有限公司)
闡述純電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r;分析動(dòng)力電池、電力驅(qū)動(dòng)、電控技術(shù)、能量管理四大方面的內(nèi)容;展望純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的未來(lái)。
純電動(dòng)汽車(chē);動(dòng)力電池;電力驅(qū)動(dòng);能量管理
據(jù)《世界汽車(chē)統(tǒng)計(jì)年鑒2015》預(yù)計(jì),2015年世界汽車(chē)銷量將達(dá)到8797萬(wàn)輛,其中中國(guó)地區(qū)占2 396萬(wàn)輛。而據(jù)最新《全球氣候年度報(bào)告》,由于燃燒化石燃料,人類已將從工業(yè)革命以來(lái)大氣中二氧化碳濃度增加了40%以上,2014年成為有氣象記錄135年來(lái)最炎熱的一年,冰川持續(xù)消融了31年。為了兼顧汽車(chē)需求和環(huán)境保護(hù),加上考慮化石能源的日益枯竭,發(fā)展新能源汽車(chē)成為最好的選擇。作為新能源汽車(chē)的重要一員,純電動(dòng)汽車(chē)有著無(wú)污染、低噪音、高效率以及廣泛、幾乎無(wú)窮盡的能量來(lái)源,是未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的重要方向之一。早在1873年Robert Davidson就制作了可供實(shí)用的純電動(dòng)汽車(chē),比Karl Benz早了10年以上。但由于當(dāng)時(shí)在經(jīng)濟(jì)上不及汽油汽車(chē),純電動(dòng)汽車(chē)得不到普及和發(fā)展。隨著它再次受到重視,其核心技術(shù)如動(dòng)力電池、電力驅(qū)動(dòng)及控制等技術(shù)將會(huì)得到長(zhǎng)足發(fā)展。
電池是電動(dòng)汽車(chē)(下文中電動(dòng)汽車(chē)均表示純電動(dòng)汽車(chē))的能量來(lái)源,現(xiàn)階段對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)無(wú)論在整車(chē)質(zhì)量還是成本上,電池都占很大比重。這也是制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要因素之一。目前動(dòng)力電池的主要種類有:鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鎳氫電池、鈉硫電池。動(dòng)力電池不同于其他商用電池,必須適應(yīng)汽車(chē)使用過(guò)程中的惡劣環(huán)境。根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)電池的工作環(huán)境,動(dòng)力電池應(yīng)滿足以下要求[1]:①高功率密度;②高體積比能量和高質(zhì)量比能量;③工作溫度范圍寬;④高倍率放電電荷的循環(huán)使用;⑤深度循環(huán)使用;⑥使用壽命長(zhǎng);⑦高安全性;⑧高可靠性;⑨價(jià)格比較低。
1.1 鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展,技術(shù)已相當(dāng)成熟,有著很高的可靠性和較低的成本。鉛酸電池具有良好的大電流輸出特性和較寬的溫度使用范圍,是使用非常廣泛的化學(xué)電源。但鉛酸電池的缺點(diǎn)也很明顯,比能量低和循環(huán)次數(shù)少,這使得鉛酸電池顯得特別笨重而且使用壽命低。目前,鉛酸電池主要應(yīng)用在電動(dòng)自行車(chē)上。
1.2 鋰離子電池
鋰離子電池是負(fù)極以碳素材料為主,正極以含鋰的化合物的二次電池。鋰離子電池有著高比能量、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),很適合作為動(dòng)力電池。其突出的缺點(diǎn)是價(jià)格較高,但隨著技術(shù)進(jìn)步、工藝完善和大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用,價(jià)格問(wèn)題將有望得到解決。
1.3 鎳氫電池
鎳氫電池正極為活性物質(zhì)氫氧化鎳,負(fù)極為儲(chǔ)氫合金。鎳氫電池具有放電倍率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、快速充電等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于需要功率較大的消費(fèi)型電子產(chǎn)品,如電動(dòng)玩具、照相機(jī)。在汽車(chē)領(lǐng)域主要運(yùn)用在混合動(dòng)力車(chē)上。其主要缺點(diǎn)有:成本較高、比能量低、有記憶效應(yīng)、自放電大。隨著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,鎳氫電池也受到了廣泛關(guān)注,其能量密度有望得到大幅提高,價(jià)格也將進(jìn)一步降低。
1.4 鈉硫電池
鈉硫電池是一種以熔融態(tài)金屬鈉為負(fù)極,硫和多硫化鈉熔鹽為正極,陶瓷管為電解質(zhì)隔膜的二次電池。有著比能量高、轉(zhuǎn)換效率高、大電流充放電等優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)也很明顯,首先保持電極在融融狀態(tài),這需要額外的加熱保溫裝置。再者,金屬鈉與硫接觸將發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)。一旦電池受外力破損或是內(nèi)部陶瓷隔膜受損,后果將不堪設(shè)想。故鈉硫電池現(xiàn)階段主要用于靜態(tài)環(huán)境下,如電網(wǎng)的“削峰填谷”。若要在電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)環(huán)境運(yùn)用,還需要有萬(wàn)無(wú)一失的保護(hù)措施。
1.5 動(dòng)力電池性能比較
電動(dòng)汽車(chē)的未來(lái)很大程度上取決于動(dòng)力電池的性能。為了便于選取,將上述動(dòng)力電池的性能優(yōu)缺點(diǎn)作比較,見(jiàn)表1[2]。
管理的任務(wù)是提升企業(yè)的復(fù)制能力和變革能力,管理的核心是要管理這些要素,同時(shí)也要讓這些要素根據(jù)變化去調(diào)整和積累。那么管理的最有效的手段是什么?管理的基本工具和方法是什么?
表1 各類動(dòng)力電池性能比較
電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源,不同于傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換率高,低速時(shí)仍能輸出大轉(zhuǎn)矩,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安全可靠。由于電動(dòng)機(jī)的可逆原理,驅(qū)動(dòng)電機(jī)還可以在減速過(guò)程中實(shí)現(xiàn)能量回收?,F(xiàn)在用于電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)主要有:直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。電動(dòng)汽車(chē)常常在極端溫度、極端環(huán)境中高負(fù)載運(yùn)行,因此對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有著嚴(yán)格的要求[3]:①高能量密度1~1.25 kW/kg;②寬泛的速度調(diào)節(jié)范圍,一般為25%~100%最大轉(zhuǎn)速;③足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩;④良好轉(zhuǎn)矩快速響應(yīng)性;⑤良好的環(huán)境適應(yīng)能力;⑥在大范圍的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩變化中保持高效率85%~93%;⑦能量回收轉(zhuǎn)換率高。
2.1 直流電機(jī)
直流電機(jī)是將直流電轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置,主要分為兩大類:繞組勵(lì)磁式和永磁式。其中繞組勵(lì)磁式分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)式,繞組勵(lì)磁電機(jī)容易實(shí)現(xiàn)大功率;永磁直流電機(jī)不用勵(lì)磁電流,效率較高,但由于勵(lì)磁場(chǎng)固定,機(jī)械特性不如繞組勵(lì)磁電機(jī),并且功率受限制。直流電機(jī)是最早被發(fā)明的電機(jī),技術(shù)已十分成熟,有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)速性能好的特點(diǎn)。
2.2 交流異步電機(jī)
交流異步電機(jī)又叫感應(yīng)電機(jī)。當(dāng)通入三相交流電,定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子繞組受磁感應(yīng)產(chǎn)生電流,并在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下受到電磁力,進(jìn)而產(chǎn)生電磁力矩。交流異步電機(jī)有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、堅(jiān)固耐用、過(guò)載能力強(qiáng)、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),這很適用于電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行中遇到的各種惡劣環(huán)境。
2.3 永磁同步電機(jī)
三相永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子為釹鐵硼等磁性材料組成,定子為三相分布的繞組。永磁同步電機(jī)不需要傳統(tǒng)同步電機(jī)的電刷和肩環(huán),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度大、效率高等優(yōu)點(diǎn),是理想的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。但目前受永磁材料的特性和加工工藝的限制,使得永磁同步電機(jī)功率小、恒功率區(qū)較窄,調(diào)速困難,且需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)。
2.4 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)
圖1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)圖
3.1 直流電機(jī)控制方法
由于直流電機(jī)定子磁動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)二者垂直,且二者可以單獨(dú)控制,彼此不受影響,故直流電機(jī)具有很好的線性調(diào)速性。直流電機(jī)主要通過(guò)晶閘管變流器提供可調(diào)的直流電壓調(diào)速,或是通過(guò)直流斬波器由DC/DC變換提供可變直流電壓調(diào)速。相比其他電機(jī),直流電機(jī)在控制技術(shù)上有著簡(jiǎn)單有效、成本低廉的先天優(yōu)勢(shì)。其成熟的理論基礎(chǔ)也對(duì)其他電機(jī)的控制方案提供了參考。
3.2 交流電機(jī)控制方法
交流異步電機(jī)與永磁同步電機(jī)都是強(qiáng)耦合、多變量、非線性系統(tǒng)。傳統(tǒng)調(diào)速方法如改變極數(shù)、頻率、定子電壓等屬于純量的改變。但磁鏈、磁動(dòng)勢(shì)都是空間方向的量,即矢量,如果控制這些矢量的大小和方向,則可使系統(tǒng)具有更優(yōu)良的性能[4]。矢量控制的基本思想是將定子電流分解成勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分量,通過(guò)坐標(biāo)變換,模擬直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制方法對(duì)兩分量分別控制,來(lái)獲取像直流電機(jī)一樣的高轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。
另一種比較流行的控制方法是直接轉(zhuǎn)矩控制。它通過(guò)檢測(cè)定子電壓、電流,計(jì)算電動(dòng)機(jī)磁鏈與轉(zhuǎn)矩,比較轉(zhuǎn)矩與給定值的差額,控制定子磁鏈?zhǔn)噶?,從而?shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的直接控制。矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制都是已獲實(shí)際應(yīng)用的高性能調(diào)速系統(tǒng),表2[5]列出了兩種系統(tǒng)的特點(diǎn)和性能比較。
表2 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和矢量控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與性能比較
3.3 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制方法
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制變量一般有施加于相繞組的端電壓、相電流、開(kāi)通角和關(guān)斷角等[6],因此相應(yīng)的控制方法有:電壓控制(VC)、電流斬波控制(CCC)、角度控制(APC)。電壓控制容易實(shí)現(xiàn)、成本低,但調(diào)速范圍小。電流斬波控制法可限制電流峰值的增長(zhǎng),適用于中低速調(diào)速系統(tǒng);但在負(fù)載變動(dòng)時(shí),由于電流峰值受限,會(huì)使其動(dòng)態(tài)響應(yīng)緩慢。角度控制法有著轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點(diǎn),并允許多相通電增加轉(zhuǎn)矩,適用于高速場(chǎng)合。
由于單體電池?zé)o論從電壓還是電容量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到電動(dòng)汽車(chē)要求,因此驅(qū)動(dòng)電池一般由眾多電池以一定的方式串并聯(lián)而成。以特斯拉model S為例[7],其電池包由8142節(jié)松下18650電池(3.6V/2.75Ah)組成。加上驅(qū)動(dòng)電池經(jīng)常處于大電流充放電狀態(tài),內(nèi)部溫度、電解質(zhì)濃度、正負(fù)極活性物質(zhì)成分都發(fā)生急劇變化,而這些因素會(huì)反饋影響電池性能。因此,驅(qū)動(dòng)電池是一個(gè)高度非線性系統(tǒng)。加上現(xiàn)階段電池價(jià)格依舊偏高、相比電機(jī)等其他器件壽命不足等因素,必須對(duì)其精心保護(hù),對(duì)其設(shè)置專門(mén)的電池管理(BMS)。BMS通過(guò)檢測(cè)電池的工作狀態(tài)如電壓、電流、溫度等,預(yù)測(cè)電池的SOC和SOH,避免出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放、過(guò)熱等現(xiàn)象,最大限度地利用電池。BMS主要任務(wù)及相應(yīng)傳感器輸入和輸出控制表見(jiàn)表3[8]。
表3 BMS的主要任務(wù)
5.1 最新電池技術(shù)
傳統(tǒng)電池在容量、壽命、充電速度上還有待提高,而新興的超級(jí)電容、石墨烯電池有望解決這些問(wèn)題。
超級(jí)電容的基本原理和傳統(tǒng)電容器一樣,但其面積是基于多孔碳材料,可實(shí)現(xiàn)更大的表面積,實(shí)現(xiàn)更大的電荷儲(chǔ)存量。由于基本工作原理是電極/電解質(zhì)界面的靜電應(yīng)力,超級(jí)電容表現(xiàn)出高度的可逆性,能承受約100萬(wàn)次循環(huán)周期[9]。故超級(jí)電容有著充放電速度快、比功率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),適合用于電動(dòng)汽車(chē),但存在比能量低的缺陷。據(jù)《德陽(yáng)日?qǐng)?bào)》報(bào)道,高能鎳碳超級(jí)電容器電池已于2015年10月21日舉行投產(chǎn)儀式,它將電池和電容進(jìn)行了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),既有電池的高容量又有電容的快速充放電性質(zhì)。相信在不久的將來(lái)這一問(wèn)題將會(huì)得到解決。
石墨烯本身不能形成電池,而是作為鋰電池負(fù)極材料形成石墨烯電池。傳統(tǒng)鋰電池以碳質(zhì)材料為負(fù)極,而碳質(zhì)材料是以石墨烯為基本單元。鋰電池的儲(chǔ)能機(jī)制是靠鋰離子在石墨層吸附、脫落。據(jù)Suzuk計(jì)算,只有當(dāng)兩片石墨層距離大于0.77nm時(shí),單片石墨層可以雙面結(jié)合鋰離子[10],但碳質(zhì)材質(zhì)的石墨層間距明顯達(dá)不到這一要求。直到2004年由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,成功從石墨中分離出由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體——石墨烯,這一難題才得到解決。理論上石墨烯將會(huì)使電極的鋰離子吸附能力翻倍。石墨烯電池有著電容量高、充電速度快的特點(diǎn),目前還存在著壽命短的缺陷。隨著技術(shù)改進(jìn),石墨烯電池在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域?qū)⒋笥凶鳛椤?/p>
5.2 新型電機(jī)
記憶電機(jī)又稱可變磁通電機(jī)。永磁電機(jī)由于通過(guò)永磁體勵(lì)磁,無(wú)需勵(lì)磁電流,故能量轉(zhuǎn)換率高。但也因此導(dǎo)致氣隙磁場(chǎng)難調(diào)節(jié)、恒功率區(qū)較窄、調(diào)速?gòu)?fù)雜。為了解決這一問(wèn)題,可變磁通永磁電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,其結(jié)構(gòu)如圖2所示。其永磁體為高剩磁、低矯頑力的永磁材料AlNiCo,通過(guò)施加脈沖電流,可改變其磁化狀態(tài),從而改變氣隙磁場(chǎng)。根據(jù)脈沖電流的方式,記憶電機(jī)可分為交流脈沖磁型和直流脈沖磁型。記憶電機(jī)為永磁電機(jī)調(diào)速范圍的擴(kuò)展提供了新途徑,并有望為電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供新的選擇。
5.3 最新電控方法
5.3.1 模糊控制法
傳統(tǒng)的控制方法通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模,由自然規(guī)律得到相應(yīng)的微分方程組,再通過(guò)解方程組得到傳遞函數(shù)或狀態(tài)函數(shù),從而得到控制器響應(yīng)函數(shù)。因此在理論上,這種方法得到的響應(yīng)函數(shù)是精確的。但當(dāng)系統(tǒng)為非線性或復(fù)雜系統(tǒng)時(shí),由于人的局限性,在建立微分方程組或解微分方程組時(shí)不可避免地使用近似條件,這使得控制效果并不理想。而人的經(jīng)驗(yàn)在處理非線性或復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)更具有優(yōu)勢(shì),用人的經(jīng)驗(yàn)得出的解決方法不一定是最完美的,但一定是有效實(shí)用的。模糊控制法采用的控制規(guī)律就是人的經(jīng)驗(yàn),其具體步驟[11]為:①根據(jù)輸入精確值做模糊化處理,得到相應(yīng)的模糊集;②根據(jù)模糊集規(guī)則庫(kù)中規(guī)則,對(duì)輸入模糊集進(jìn)行模糊推理并得出輸出模糊集;③對(duì)輸出模糊集進(jìn)行去模糊化處理,得到精確輸出值。
圖2 記憶電機(jī)結(jié)構(gòu)圖
5.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法
人的大腦是由大量神經(jīng)元連接而成的,具有極強(qiáng)的非線性復(fù)雜問(wèn)題的處理能力。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)和功能上對(duì)人腦進(jìn)行抽象化和簡(jiǎn)化,在控制領(lǐng)域有著誘人的吸引力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有以下顯著特征[12]:①學(xué)習(xí)能力;②抗故障能力;③集成性;④并行性;⑤連貫信息表示;⑥與腦的類似性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法最大的優(yōu)勢(shì)在于它的學(xué)習(xí)能力,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)修改加權(quán)系數(shù),改變輸入從而改變輸出,達(dá)到預(yù)期輸出,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)。這使得它在復(fù)雜環(huán)境中有了自我調(diào)節(jié)能力,從而使得控制系統(tǒng)總是能達(dá)到良好狀態(tài)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法有:Hebb學(xué)習(xí)算法、Widrow-Hoff學(xué)習(xí)算法、反向傳播學(xué)習(xí)算法、Hofield反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法等。
近年來(lái),電動(dòng)汽車(chē)受到了廣泛關(guān)注,被越來(lái)越多的消費(fèi)者接受,市場(chǎng)份額逐年攀升。電動(dòng)汽車(chē)的電力驅(qū)動(dòng)及電控、電池技術(shù)等將會(huì)得到迅猛發(fā)展?,F(xiàn)階段動(dòng)力電池的低容量、短壽命和高價(jià)格是制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要因素。新型材料如石墨烯和新型電池如超級(jí)電容、空氣電池的加入,將會(huì)為動(dòng)力電池的發(fā)展注入新的活力。
在電池技術(shù)短時(shí)間內(nèi)得不到實(shí)質(zhì)性進(jìn)展時(shí),充分利用電池的有限能源就顯得特別重要,這需要高效的能量管理系統(tǒng)。另外電池的壽命、電動(dòng)汽車(chē)的安全性在相當(dāng)程度上都依賴于能量管理系統(tǒng),故能量管理系統(tǒng)必須得到重視。
電機(jī)經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展,技術(shù)相對(duì)成熟。但不是每種電機(jī)都適合作為驅(qū)動(dòng)電機(jī),并且各種實(shí)用型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)還存在一些難以解決的問(wèn)題。如直流電機(jī)有良好的調(diào)速性,但卻結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格偏高;交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低,但卻調(diào)速性不佳。雖然隨著技術(shù)革新,傳統(tǒng)電機(jī)的缺點(diǎn)會(huì)有所改善,但新型電機(jī)擁有更明顯的優(yōu)勢(shì)。如開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)有著簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)同時(shí)寬泛的調(diào)速范圍,綜合了直流電機(jī)和交流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn);記憶電機(jī)繼承了永磁電機(jī)的高能量利用率同時(shí)又有著良好的調(diào)速性。
相比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)在調(diào)速性上要好得多,且啟動(dòng)迅速,無(wú)熄火現(xiàn)象。目前較為流行的交流電機(jī)調(diào)速方法如矢量控制和轉(zhuǎn)矩控制還有待改進(jìn),新型調(diào)速方法如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制在理論上還需繼續(xù)研究,實(shí)際應(yīng)用中還有待推廣。
本文通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)核心技術(shù)的現(xiàn)狀及最新技術(shù)進(jìn)行分析,得出如下結(jié)論。
1)動(dòng)力電池性能上的不足是制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的最大因素,只有當(dāng)大容量、快速充放電、高安全性、低成本的電池出現(xiàn)時(shí),電動(dòng)汽車(chē)才將得到真正廣泛推廣。
2)性能優(yōu)越的電源管理系統(tǒng)是對(duì)現(xiàn)階段電池性能不足的補(bǔ)充,并且在電動(dòng)汽車(chē)安全性上有著至關(guān)重要的作用。
3)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相關(guān)技術(shù)相對(duì)成熟,相比于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)有著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。但在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、調(diào)速性優(yōu)化、可靠性方面仍然有較大提升空間。
4)新技術(shù)新材料的引進(jìn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展有著難以估量的作用,并可能從根本上解決相關(guān)難題。
[1]曾一新,劉軍.動(dòng)力電池技術(shù)—電動(dòng)車(chē)核心技術(shù)[M].天津:天津大學(xué)出版社,2013.
[2]趙立軍.電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理[M].北京:北京大學(xué)出版社,2012.
[3]Zhang guirong,Zhang henghai,Li houyu.The Driving control of Pure electric vehicle[J].peocedia environmental science,2011(10):433-438.
[4]楊興瑤.電動(dòng)機(jī)調(diào)速的原理及系統(tǒng)[M].北京:中國(guó)電力出版社,1995.
[5]陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[6]孫冠群.控制電機(jī)與特種電機(jī)及其控制系統(tǒng)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2011.
[7]劉春娜.特斯拉電池技術(shù)及策略[J].電源技術(shù),2014,38(7):1 201-1 202.
[8]陳清泉.現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2002.
[9]Elzbieta Frackowiak,Qamar Abbas,Carbon/carbon su-percapacitors[J].Journal of Energy Chemistry 2013,3(22):226-240.
[10]T Suzuki,T Hasegawa,S.R Mukai,et al.H Tamon A theoretical study on storage states of Liions in carbon anodes of Liion batteries using molecular orbital calcu-lations[J].Carbon,2003,41(10):1 933-1 939.
[11]殷業(yè).模糊控制的本質(zhì)[J].前沿科學(xué),2015(1):16-25.
[12]谷萩隆嗣.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊信號(hào)處理[M].北京:科學(xué)出版社,2002.
(編輯 心翔)
Review of Core Technology Development Situation of Pure-electric Vehicle
LI Fei-quan1,2,TIAN Yu-dong1,2,WU Jian-hai3
(1.University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China;2.Shanghai Dianji University,Shanghai 200240,China;3.Zhongli Corporation)
This paper demonstrates the current core technology development of pure electric vehicles,from perspectives of power battery,electric drive,electronic control and energy management;states the future expectation of this technology.
pure electric vehicle;power battery;electric drive;energy management
U469.72
A
1003-8639(2016)08-0006-04
2016-01-25
李飛泉(1991-),男,碩士,研究方向?yàn)樾履茉雌?chē)驅(qū)動(dòng)技術(shù),E-mail:waterfalls_li@sina.com;田玉冬(1968-),男,博士,研究方向?yàn)閺?fù)雜工業(yè)系統(tǒng)控制。