電動汽車的坎坷成長史
純電動汽車聽起來好像未來世界的產(chǎn)品,其實早在1837年,蘇格蘭人就發(fā)明了純電動汽車。當然,那時候電動汽車的性能不能與現(xiàn)在的同日而語。從那以后,研究純電動汽車的熱潮就此起彼伏。曾經(jīng)有段時間,純電動汽車技術(shù)上停滯不前,大家對電動汽車失去信心,通用及福特就關(guān)閉純電動汽車的工廠。電動汽車的命運是和能源危機相反相成的,能源危機越嚴重,大家研究電動汽車的動力越強。目前日益高漲的油價,又激起了汽車廠家研究純電動汽車的激情。
電池還是電池
純電動汽車的最大瓶頸是電池。電動汽車對電池的要求比較高,高比能、高比功率、快速充電和具有深度放電功能、循環(huán)和使用壽命長。鉛酸電池作為比較成熟的技術(shù),雖然其比能量、比功率和能量密度都比較低,但是高的性價比及高倍率放電,成為目前唯一能大批量生成的電動汽車用電池。鎳鎘電池和鎳氫電池雖然性能好于鉛酸電池,但是其性價比不高,含重金屬,用完遺棄后對環(huán)境會造成嚴重污染。
目前,越來越多的研究人員選用鋰離子電池作為電動汽車的動力電池,因為鋰離子動力電池有以下優(yōu)點:工作電壓高(是鎳鎘電池氫-鎳電池的3倍);比能量大(可達165WH/㎏,是氫鎳電池的3倍);體積小;質(zhì)量輕;循環(huán)壽命長;自放電率低;無記憶效應(yīng);無污染等。如果采用鋰離子電池,電動汽車成本難以降低。磷酸鐵鋰電池也是一種鋰電池,其比能量不到鈷酸鋰電池的一半,但是其安全性高,循環(huán)次數(shù)能達到2000次,放電穩(wěn)定,價格便宜,成為車用動力新的選擇。
比亞迪提出的“鐵電池”由于官方?jīng)]有透露確切消息,業(yè)界人士認為其為磷酸鐵鋰電池的可能性較大,高鐵電池的可能性較小。高鐵電池就是以高價鐵鹽陰極材料如:高鐵酸鋇、高鐵酸鉀構(gòu)成的水系電化學電池體系。首次提出高鐵酸鹽作正極材料的是以色列科學家,但是高鐵電池穩(wěn)定性及安全性很差,應(yīng)用研究進展非常緩慢,目前還處于初步研究階段。
表1 各種車用電池的性能比較
電池類型 |
能量 |
功率 |
能量密度 |
循環(huán)壽命 |
鉛酸電池 |
35 |
130 |
90 |
500 |
鎳鎘電池 |
55 |
170 |
94 |
500 |
鎳氫電池 |
80 |
225 |
143 |
1000 |
鋰離子電池 |
120 |
180 |
360 |
1200 |
磷酸鐵鋰電池 |
120 |
90 |
210 |
2000 |
燃料電池 |
500 |
60 |
純電動汽車其實是個能下金蛋的母雞,它不僅對電池技術(shù)起到促進作用,還帶動其他一些新技術(shù)的發(fā)展,比如電機系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)等等。
電動車輛的驅(qū)動電機屬于特種電機,是電動汽車的關(guān)鍵部件。要使電動汽車有良好的使用性能,驅(qū)動電機應(yīng)具有較寬的調(diào)速范圍及較高的轉(zhuǎn)速,足夠大的啟動扭矩,體積小、質(zhì)量輕、效率高且有動態(tài)制動強和能量回饋的性能。目前電動汽車所采用的電動機中,直流電動機基本上已被交流電動機、永磁電動機或開關(guān)磁阻電動機所取代。電動汽車所用的電動機正在向大功率、高轉(zhuǎn)速、高效率和小型化方向發(fā)展。
除了單電機驅(qū)動電動汽車外,電動汽車可以實現(xiàn)四輪驅(qū)動,它為每個輪都分配輪轂電機。四輪驅(qū)動的電動汽車可省略內(nèi)燃機汽車所需的機械式操縱換擋裝置、離合器、自動變速器、傳動軸和機械差速器等,因而其驅(qū)動系統(tǒng)和整車結(jié)構(gòu)布置十分簡潔,傳動效率高。
借助高度發(fā)達的現(xiàn)代計算機控制技術(shù),直接控制車輪轉(zhuǎn)速,可實現(xiàn)各電動輪的電子差速和驅(qū)動防滑,提高行駛與操縱穩(wěn)定性。通過合理分配各電動輪的驅(qū)動力,可提高加速極限性能及惡劣路面條件下的行駛性能。
汽車瞬時多變的運行工況需要對電機及電池進行正確控制。控制系統(tǒng)應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)迅速、抗干擾能力強,參數(shù)變化具有魯棒性。控制系統(tǒng)還應(yīng)該擁有制動能量回收功能,以提高續(xù)航里程。制動能量回收系統(tǒng)由超級電容或飛輪及其控制器組成,利用超級電容或飛輪吸收再生制動能量,具有非常突出的優(yōu)點。
當車輛制動時,電機工作于發(fā)電機工況,將一部分動能或重力勢能轉(zhuǎn)化為電能儲存在超級電容或飛輪中,由于超級電容或飛輪的功率密度大,可以更快速、高效地吸收電機回饋能量。在車輛起動和加速時,利用雙向DC/DC將存儲的能量釋放出來,協(xié)助電池向電機供電,不但增加了電動汽車一次充電的行駛里程,而且避免了蓄電池的大電流放電,達到了節(jié)約能源、降低剎車片磨損和提高蓄電池壽命的目的。
電動汽車的前景
幾乎所有的人都認為電動汽車是未來的發(fā)展趨勢,但種種跡象表明,電動汽車離我們還是比較遙遠。畢竟每天提幾公斤的電池上下樓,還可以鍛煉身體,如果提幾百公斤的電池上下樓,一般人也做不到。電池的革命對電動汽車起決定性作用,看目前的發(fā)展速度,等到石油耗盡的時候,純電動汽車也就能順其自然地接過化石燃料發(fā)動機的班。
編輯:coco
來源:搜狐汽車
http:leisuda.cn/news/2008-5/20085993259.html

