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        淺談電動客車的基本概念及技術(shù)

        2017-08-23 04:47:36侯寒冰凡麗敏任文源
        卷宗 2017年18期
        關(guān)鍵詞:技術(shù)概念

        侯寒冰+凡麗敏+任文源

        摘 要:純電動汽車作為一種新能源汽車,能夠在很大程度上緩解環(huán)境惡化、石油短缺等問題。純電動汽車涵蓋了機械、電子、控制等多個領(lǐng)域,各學(xué)科關(guān)鍵技術(shù)相互結(jié)合,從而促進純電動汽車技術(shù)的發(fā)展。動力系統(tǒng)是電動汽車與燃油汽車的主要不同之處,這也是電動汽車的設(shè)計重心。

        關(guān)鍵詞:電動客車;概念;技術(shù)

        1 電動客車的介紹

        汽車已經(jīng)在現(xiàn)代社會各個方面起到無可取代的作用,給人們的生存方式帶來了很大變動,也是一個國家經(jīng)濟發(fā)達程度的權(quán)衡標(biāo)識。汽車是使用最為廣泛的交通工具,很大程度上決定了交易運輸模式;汽車行業(yè)也促進了其余相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,推進科技發(fā)展,提高創(chuàng)新精神,增加國民生產(chǎn)總值,提供更多的就業(yè)機會;汽車的存在,提高了人們的生活水平,大大增加了活動范圍,提高了工作效率,加快生活節(jié)奏。電動汽車是依靠電力來驅(qū)動行駛的車輛。與傳統(tǒng)汽車外形相似,但內(nèi)部結(jié)構(gòu)不相同,工作原理也不同;融入了環(huán)保、節(jié)能的理念;電動汽車可形成一個智能系統(tǒng),為 21 世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展提供全新的平臺。

        電動汽車的分類:

        (1)純電動汽車

        由蓄電池提供電能,由發(fā)電機提供動力,這類電動汽車成為純電動汽車(Battery Electric Vehicle),簡稱 EV。有以下特點:①無污染,噪聲低。純電動汽車在啟動和行駛過程中沒有燃油的燃燒,所以沒有廢氣排放,對大氣零污染,電動機靠電流產(chǎn)生的磁場效應(yīng)工作,相對于發(fā)動機而言,大大降低了噪聲,提升乘客舒適感;②能源效率高。純電動汽車只依靠電能工作,停駛時電能消耗為零,制動時能量可被再利用,從這方面來講,純電動汽車很大程度上提高了資源利用率;③結(jié)構(gòu)簡單。與機動車輛和另兩種電動汽車相比,純電動汽車動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作簡單,易于修護;④成本高。蓄電池領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)還不夠完善,生產(chǎn)成本高,純電動汽車價格較高。

        (2)混合動力電動汽車

        由內(nèi)燃機和電動機同時提供動力的電動汽車成為混合動力電動汽車(Hybrid Electric Vehicle),簡稱 HEV。混合動力電動汽車實現(xiàn)了傳統(tǒng)燃油汽車向純電動汽車的過渡,比純電動汽車的續(xù)駛里程長,比傳統(tǒng)汽車的油耗少、尾氣少,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜 [4] 。總體來講,混合電動汽車比較占優(yōu)勢?;旌蟿恿﹄妱悠囍饕譃槿N:串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式。

        (3)燃料電池

        汽車由燃料電池提供電能的電動汽車成為燃料電池汽車(Fuel Cell Electric Vehicle),簡稱FCEV。燃料電池的工作原理是將燃料和空氣送進電池中,燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,再由正負(fù)極輸出。傳統(tǒng)汽車和混合動力電動汽車中的內(nèi)燃機工作時需要燃燒燃油,而燃料電池工作中沒有燃燒過程,是化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化過程,所以燃料電池汽車不生成尾氣,降低大氣污染度和溫室效應(yīng);燃料電池的所用燃料來源比較廣泛,可由風(fēng)能、太陽能、沼氣能、水電解能提供,這些可再生能源向電能轉(zhuǎn)化的效率較高,也符合現(xiàn)代社會新能源開發(fā)的趨勢。

        總結(jié)來說,各類型電動汽車今后的市場地位和發(fā)展進度一定程度上要由各地區(qū)環(huán)境、經(jīng)濟狀況決定。純電動汽車完全依靠電能,所以適用于交通便利、排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的地區(qū);混合動力電動汽車適合在城市或郊區(qū)中高速行駛,也適用于長途交通運輸。目前,美國、日本、德國、中國、韓國等國家正大力度研發(fā)燃料電池汽車,我國的燃料電池相關(guān)技術(shù)水平與發(fā)達國家差距很小。燃料電池汽車終將會在汽車行業(yè)中占據(jù)一席之地。

        2 電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)

        電動汽車涵蓋了汽車、機械、電子、化工等多個領(lǐng)域,各學(xué)科關(guān)鍵技術(shù)相互結(jié)合,從而促進電動汽車行業(yè)的不斷發(fā)展。目前,電動汽車仍未在社會生活中得到普遍使用,主要因為電動汽車的幾個關(guān)鍵問題未能找到較好的解決方案,還不能完全滿足人們的生活需求,包括電池、充電、電動機等關(guān)鍵技術(shù)。

        (1)電池

        蓄電池可多次循環(huán)使用,通過不斷充電、放電,為電動汽車提供電能,是電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前,蓄電池存在技術(shù)難題:①成本高。蓄電池的制造成本主要集中在電池內(nèi)部的正負(fù)極和隔膜上,比如,鋰離子電池的正負(fù)極材料是能夠嵌入或脫出鋰離子的化合物,成本高,及其后續(xù)處理過程成本也較高。②容量不夠大。一般私家電動汽車蓄電池的容量為 100Ah 左右,適合于往返行程不太遠(yuǎn)、交通順暢的城區(qū);但對遠(yuǎn)途運輸車或旅游客車而言,就需要大容量電池,電池組數(shù)量隨之增加,成本也增加。③充電次數(shù)有限,壽命短,維修更換頻繁。④能量密度小,電池體型大安裝攜帶不便。電動汽車使用的蓄電池種類主要有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鎳鋅電池

        (2)充電

        電動汽車的充電問題最終也可以歸結(jié)為蓄電池技術(shù)當(dāng)中,蓄電池容量不夠大,車輛行駛過程中需要及時補給電能,沿途設(shè)置電動汽車充電站成為關(guān)鍵問題。石油加油站已經(jīng)遍及城鄉(xiāng),燃油汽車補充油量方便快捷,相比之下,電動汽車充電站不常見,并且充電時間也遠(yuǎn)大于加油時間。這是大多數(shù)城鎮(zhèn)居民不愿購買電動汽車的主要原因。電動汽車要在未來走進尋常百姓家,主宰汽車領(lǐng)域,并非一蹴而就之事,必須長遠(yuǎn)打算,著力攻克該項技術(shù)難題,政府相關(guān)部門要從城、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)整體規(guī)劃,重新打造電網(wǎng)格局,搭建電動汽車網(wǎng)絡(luò)區(qū)域平臺。

        (3)電動機

        電動機取代了傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機,一般指內(nèi)燃機,將燃油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能。電動機是電動汽車的核心部件,要求電動機有較高的功率、較大的調(diào)速范圍和較大的輸出轉(zhuǎn)矩。電動汽車電動機主要有四種:直流電動機、交流感應(yīng)電動機、交流永磁電動機、開關(guān)磁阻電動機。

        3 展望

        電動汽車能夠把排放和污染將至最低。從環(huán)保和節(jié)能角度來看,電動汽車都會在汽車群體中脫穎而出。我國電動汽車的研發(fā)將是一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),也是一個長期、繁重的項目,我們要緊跟發(fā)達國家的腳步,制定電動汽車領(lǐng)域科研戰(zhàn)略,這對于我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極具重大意義,推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)新升級。

        參考文獻

        [1]徐哲.我國電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀與對策研究[J].上海汽車,2006,05:6-9

        [2]李光.影響我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素研究[D].武漢:武漢理工大學(xué),2011

        [3]孫亦詮.永磁電動機的發(fā)展前景[J].電工電能新技術(shù),1987,03:9-15

        [4]董冰.基于鋰離子動力電池的純電動汽車能量管理系統(tǒng)控制策略與優(yōu)化[D].長春:吉林大學(xué),2014

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