纯电动汽车的发展前景

纯电动汽车的发展前景（共10篇）

纯电动汽车的发展前景 篇1

1 福建纯电动汽车发展现状

为了贯彻落实国家节能减排、建设低碳城市的要求, 福建省大力推行交通领域节能减排的战略部署, 适时推出《福建省汽车产业“十二五”发展规划》, 大力推行新能源汽车的推广和应用。目前, 福建省新能源汽车以东南汽车、厦门金龙、西虎汽车、新龙马汽车为主, 其中, 厦门金龙和西虎汽车偏向城市新能源客车或混合动力客车, 新龙马汽车则偏重于纯电动物流车、环卫车、微型面包车。东南汽车除开发得利卡纯电动轻型客车外, 还开发了V3 菱悦纯电动轿车[1]。此外, 三明的中科动力 (福建) 汽车有限公司也大量推广新能源汽车。总体来说, 近年来, 福建新能源汽车的发展取得了一定成就, 且大部分集中在沿海, 如福州、厦门、泉州、莆田等地。但福建的纯电动轿车发展却不容乐观, 对纯电动轿车的研发相对比较滞后, 纯电动轿车的销售行情不乐观, 相当一部分是政府采购乘务车, 而家用纯电动轿车的推广面临极大挑战。

2 福建纯电动汽车发展所面临的技术性瓶颈

福建地区丘陵较多, 其中, 山区占据福建大部分版图。山区对纯电动汽车各方面的技术要求更高, 这是制约纯电动汽车发展的关键因素。纯电动汽车在发展过程中面临的技术性瓶颈主要体现在以下几方面。

2.1 动力不足问题

动力不足主要体现在动力电池上, 动力电池是纯电动汽车的核心。目前, 福建省拥有以厦门华锂、宁德新能源和龙岩卫东为代表的锂电池和镍氢电池生产企业, 其中, 厦门华锂能源有限公司拥有从电池材料到电芯、PACK成组及系统集成的核心技术, 并与东南汽车合作, 开发纯电动及增程式乘用车动力电池系统。宁德新能源科技有限公司和宁德时代新能源科技有限公司则主要生产锂电池, 福建卫东新能源股份有限公司着重开发新型快充式镍氢动力电池[1]。但这些动力电池在技术上仍面临很大的瓶颈, 如车用动力电池的性能指标包括能量密度、使用寿命、快速充电性能、功率密度等方面依然离理想状态差距较大, 从而反映出在电池的续航能力、加速和最高车速性能与混合动力轿车或燃油汽车差距明显。首先, 目前, 车用动力电池大部分都采取数个单体电池进行串并联使用, 而在电池一致性、电池成组技术制约下, 成组后的动力电池的能量密度及循环寿命往往会大幅降低, 难以完全满足电动汽车产业化的要求。其次, 电动汽车电能供给模式可分为交流充电模式、直流充电模式、电池更换模式等三种模式, 但目前, 快速充电也需要半小时左右, 严重影响出行, 且快充会大大缩短电池循环寿命。

2.2 动力稳定性问题

纯电动汽车的动力稳定性问题, 主要体现在两方面, 一方面是电池的热敏问题, 鉴于福建省地形的特殊性, 时常会遇到爬坡和下坡现象, 而经常性变速会引起电池的热敏问题。此外, 温度对电池性能的影响极大, 在福建闽北、闽西的冬天, 低温情况较多, 电池反应会降低功率的输出;在福建沿海地区的夏天, 高温天气会加速腐蚀电池, 缩短电池的使用寿命。这样会严重影响电池电量输出的稳定性。另一方面, 电机控制问题, 即电机控制电流稳定问题。电机驱动系统主要包括电机系统和控制器系统, 其中, 电机系统电机的故障主要是轴承和绝缘, 电机的薄弱环节为轴承系统和绝缘系统, 轴承系统和绝缘系统中的任何一个出现故障, 电机均不能正常工作。纯电动轿车的动力稳定性主要体现在电机控制器的控制成熟稳定性上, 控制器为直流母线支撑电容、控制电路和IGBT的串联系统[2]。福建在控制器的系统稳定性研发力度和创新型不足。

2.3 电源供应设施的缺乏

纯电动汽车的电源供应问题主要体现在供电网络的稳定性不足和充电桩、电池供应点的建设滞后。虽然福建已在新能源汽车发展规划上提到了电网对新能源汽车的支持, 但对新能源供电网络的研究却明显滞后, 特别是对电网和充电设施的协调性研究不足。在大城市, 若大量电动汽车集中在负荷高峰期充电, 将进一步加剧电网负荷峰谷差, 加重电力系统的负担。同时, 由于用户用车行为和充电时间与空间分布的不确定性, 使电动汽车充电负荷具有较大的随机性, 这将加大电网控制的难度, 使电网运行优化控制难度增加。

《福建省汽车产业“十二五”发展规划》中曾提到利用立交中心绿地、道路环岛绿地、城市公园边角空地等地块, 建设公共纯电动车充电塔;在经营性停车场, 停车设施的居住小区, 按照5% 的比例配建纯电动汽车专用充电位。但这些规划的实施难度较大, 一是因为大城市交通拥挤, 会挤占充电桩的位置, 使其位置偏向郊外。事实上, 早在2010 年, 省电力公司就开建电动汽车充电设施。截至目前, 福州市已经建成19 个充电站, 超过100 个充电桩, 但是, 使用的人并不多。二是高速公路上的充电桩建设还未进入实质阶段, 给纯电动汽车的续航造成很大影响。其实, 福建省规划2015 年将在沈海和京台两条高速路建设30 对服务区充电站 (即60 个充电站) , 供小型纯电动汽车充电使用, 其中, 福州地区有6 对, 但目前, 充电站建设仍未落实[3]。三是目前福建电池更换站建设较少, 且集中于大城市, 对高速公路和山区城市的换电站建设还处于研讨中。

2.4 行车安全系统设计和研发的滞后

纯电动汽车的设计是一个系统工程, 但目前, 国内对整车安全系统的整合和研究重视力度不够。如对车辆横摆稳定性控制系统、动力蓄电池监测系统、电动汽车前舱高压零部件布置系统的安全性缺乏系统性研究。第一, 车辆横摆稳定性控制是整车稳定性控制系统的重要部分, 其控制精度直接影响汽车行驶安全, 必须做到多个控制器协同作用, 方能达到最好的控制性能。汽车本身就是一个大的耦合系统, 如果底盘集成控制系统中各个控制子系统间相互耦合, 会造成控制器的控制效果与驾驶员意图产生偏差[4], 因此, 如何解耦及对解耦技术的研究非常重要, 但目前, 对其的研究仍处于落后状态。第二, 动力蓄电池监测系统的完善对电动轿车安全及避免发生火灾具有重要意义。作为一种储能装置, 动力电池易受外界环境刺激 (比如碰撞) , 再加上自身制造缺陷 (比如热过敏、电流量不稳定等因素) 的影响, 易发生热失控, 引发火灾, 而对电气系统的完善和监测的研发尚未引起很大的重视。第三, 对电动汽车前舱高压零部件布置研究不足, 电动汽车有很多设计控制及电器方面的零件, 如电机、电机控制器、高压保险丝盒、充电器、暖风加热器等[5], 而前舱是电动汽车高压零部件比较集中的地方, 其布置水平会直接影响零件的工作条件及整车性能。

3 福建纯电动汽车发展的对策

3.1 加大动力电池的研发力度, 攻克核心技术难题

纯电动汽车动力的核心部件主要包括动力电池和电机。电动汽车电池既是发展电动汽车的核心, 也是电动汽车技术攻关的难点。目前, 福建省电动汽车研发的动力电池主要是铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。其一, 铅酸蓄电池具有技术成熟、批量生产、成本低、价格便宜等优势, 但无法解决比能量低的问题, 及高倍率部分荷电状态时寿命严重缩短。可通过使用密度小的非腐蚀性容器来提高比能量, 再在活性物质中增加碳, 以此来减轻硫化物对电池容量寿命的影响。其二, 镍氢电池比能量较高且对环境无污染, 但其易快速产生枝晶, 导致寿命缩短, 特别是低温时容量减小和高温时充电耐受性的减弱及金属镍价格昂贵。可以通过三电极充电, 使用新的隔膜和在电解液中添加缓蚀剂或导电黏结剂和优化电池设计等方式解决。其三, 锂离子电池具有较大的比能量, 体积小、质量轻, 循环寿命长, 自放电率低, 无记忆效应且无污染等优势。但锂离子电池大量应用于电动汽车仍存在诸多问题, 如锂离子电池的安全性、循环寿命、成本、工作温度、材料供应及均衡充电技术不成熟。其四, 近期, 在钒基磷酸盐锂电池技术上取得了进展, 此种锂离子电池比目前广泛应用的磷酸铁锂电池具有更高的功率和更好的车辆应用性能。此外, 还有德国DBM Energy公司的KOLIBRI电池技术研发的锂聚合物电池, 通过现金的膜技术 (alpha polymer technology, 阿尔法聚合物技术) , 提高了锂离子电池的稳定性和效率[6]。因此, 福建省的新能源汽车公司, 加大对动力电池的研发, 可以借鉴国内外电池公司的经验或通过合作共享, 积极参与国内和国际的电池研发, 也可借助与高校合作走产学研相结合的技术攻关道路。

3.2 加快电机驱动系统研发步伐, 增强汽车稳定性

目前, 有多种电机驱动系统, 如何判断该系统的适用性和可靠性, 需要做到以下几点:第一, 通过电动动力传动参数设计与分析, 运用数学建模, 建立电机驱动系统可靠性模型, 并进行可靠性预计。通过电机轴承系统和控制电路两方面的资金投入, 结合实际故障数据, 完善系统, 并修正结果。第二, 加强对轮毂电机驱动方案的研究, 通过比较异步电动机、永磁无刷电动机和开关磁电动机及横向磁场电动机等不同指标, 进一步确定轮毂电机驱动中各个配件如定子、绕组、齿槽、磁钢、永磁材料的尺寸和优化方案。第三, 加快电动汽车起步加速过程的调速系统研究, 解决电动汽车爬坡和在拥挤市区的起步加速问题。通过分析电动汽车起步加速过程的受力和无刷直流电机驱动的数据, 建立起步加速过程中的动态数学模型, 采用车速与电流双闭环控制策略, 建立车速与电流双闭环控制策略的无刷直流电机系统, 并进行仿真。

3.3 加大电源供应设施的建设, 开拓电源供应模式

第一, 加快电动汽车配、供电设施建设。首先, 通过对电动汽车对电网的影响及动力电池的充电特性、电动汽车用户的用车行为、充电方式的研究, 对电动汽车充电负荷进行建模, 分析电动汽车动力电池的特性, 包括电池类型、容量、充电特性等, 认真总结电动汽车的运行规律, 如各种类型电动汽车出行时间、行驶里程、停放规律、充电场所与充电时间等, 通过完善配电网络的规划, 改善配电网负荷, 实行电动汽车实时有序充电控制策略, 降低城市充电高峰期配电网的网损, 达到改善配电网的节点电压波形的目的[7]。其次, 加大配电网络信息系统建设资金的投入, 提高配电网的信息化程度, 通过研究分层、分区的电动汽车充放电控制方式与策略, 加快电动汽车与电网的信息交互, 提高处理速度, 降低对通信系统的要求。再次, 建立合理的市场机制和价格机制, 采取不同时段充电具有不同价格优惠的措施, 避开用电高峰期。最后, 加快充电站、换电站和充电桩的建设。政府应加大和加快充电站、换电站和充电桩的建设, 不能仅把充电设施局限于市区, 拓展充电设施的普及面, 积极探索和研究交流充电桩、充电站和电池更换站的布局规划体系。

第二, 积极探索电源供应模式。首先, 对电动汽车能源供给系统进行标准化建设, 包括电池与电池箱的标准化;充电及电池更换设备的标准化;计量计费的标准化;电力系统运营的标准化等。其次, 积极探索电源供应模式, 适当考虑换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送模式的推广。可以绕过当前电池快充技术存在的障碍, 通过对电池进行快速更换, 满足用户的快速能量补给要求。同时, 可以实现电池的科学储存、合理充电、安全配送, 有效提升电池的循环使用寿命, 此外, 也有利于电池的梯次利用和回收, 更有利于加强电池的安全与质量问题的管控。福建省可以考虑在郊区建设电池统一配送站, 市区拥挤地区, 可以采取多建一些换电站或换电池门店, 统一配送电池;在城郊地区, 可以考虑建充电站, 合理规划充电站的分布;在高速公路服务区, 加大充、换电站的建设投入。

3.4 加强行车安全性系统的总体设计和研发

行车安全性是衡量车辆性能的关键指标之一, 加强行车安全性系统的总体设计和研发具有重要意义。第一, 加大电动汽车底盘集成系统耦合分析与控制的研发。因此, 必须注重汽车的侧向及横摆方向的稳定性控制, 充分利用耦合技术, 分析汽车动力学特性和汽车的耦合特性, 采用简单的二自由度模型, 进行耦合分析, 并进行解耦及仿真反馈, 实现子系统的独立控制, 提升汽车侧向稳定性的控制性能。第二, 加大动力电池温控系统的研究, 特别是动力电池在温度过低和温度过高的情况下, 可能产生的温度失衡问题, 从而产生燃烧或爆炸等严重性安全隐患。因此, 要加大对动力电池温度监督系统试验平台的建设, 依托平台研究在不同工况行驶其动力电池组的温升状况, 建立电池组导热的数学模型, 开发汽车仿真软件仿真纯电动汽车在不同路面上不同车速行驶时, 在封闭环境下动力电池组温度和周围流场的分布, 并进行动力电池组温度场分布试车试验[8]。第三, 加强电动汽车前舱高压零部件的布局设计和研发。虽然前舱高压零部件在电动汽车中不算核心技术, 但其分布的合理性将直接影响行车安全。高压电器部件布置位置要合理, 在满足工作要求的前提下, 尽量减小前舱高压线束的长度, 避免在行车过程中由于车速变化引起的缠绕;相邻的高压线束应尽量避免交叉布置, 多采用便于间隔夹使用的平行布置方案, 避免因磨损造成的漏电事故引发的火灾;高压零部件应尽量布置在前舱相对靠后的位置, 减少碰撞损坏概率, 此外, 还要尽量为有振动工况的零部件保留较大空间。

摘要：通过对福建纯电动汽车发展现状进行调查, 指出其在电动汽车发展进程中面临的技术性瓶颈, 如动力不足和不稳定、电源供应设施的缺乏、行车安全系统设计和研发的滞后等问题。为此, 文章从纯电动汽车的动力性和安全性的角度来解决纯电动汽车发展中存在的问题。

关键词：福建省,纯电动汽车,技术性瓶颈

参考文献

[1]青山电动资讯.福建省新能源汽车电动汽车推广应用实施方案 (2013-2015) [EB/OL]. (2014-10-01) [2015-10-15].http://www.hnqsdd.com/n180c17.aspx.

[2]胡伟, 温旭辉, 刘钧.电动汽车电机驱动系统可靠性模型及预计[J].电气传动, 2007, (12) .

[3]东南快报.福建将在高速路布设充电站促进电动汽车行业发展[EB/OL]. (2014-12-04) [2015-10-15].http://www.0594.com/html/house/putianxinwen/2014/1204/604061.html.

[4]马永和.电动汽车底盘集成系统耦合分析与控制[J].天津科技, 2015, (7) .

[5]关振东.电动汽车前舱高压零部件布置研究[J].上海汽车, 2013, (4) .

[6]Dbm R T.Energy's Electric Audi A2 Completes Record Setting 372 Mile Drive on a Single Charge[EB/OL]. (2010-07-08) [2015-10-15].http://www.engadget.com/2010/10/27/dbm-energys-electric-audi-a2-completes-record-setting-372-mile/.

[7]胡泽春, 宋永华, 徐智威, 等.电动汽车接入电网的影响与利用[J].中国电机工程学报, 2012, (4) .

[8]李仲兴, 李颖, 周孔亢, 等.纯电动汽车不同行驶工况下电池组的温升研究[J].机械工程学报, 2014, (16) .

纯电动汽车的发展前景 篇2

关键词：纯电动汽车；电机控制；发展概况；趋势

中图分类号：TM38 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）06－0051－02

1 研究的背景及意义

1.1 研究的背景

随着资源与环境双重压力的持续增大，电动汽车已成为未来汽车工业的发展方向。电动汽车具有环保、节约、简单三大优势，这在纯电动汽车上体现尤为明显：以电动机代替燃油机，由电机驱动而无需变速箱。相对于变速箱，电机结构简单、运行可靠。

随着国家节能与新能源汽车补贴政策的出台，我国重点扶持纯电动汽车的战略路线基本确定。当前市场在售或即将进入市场的纯电动汽车基本都是高端电动车，价格大都在15万元以上，甚至有的达到20多万元，即便是享受国家补贴，但大部分人还是觉得价格偏高，同时担心充电设施不配套及电池的续航里程短等问题，导致企业已上“公告”的纯电动汽车迟迟无法推出市场，个别已上市的产品也得不到消费者的认可，“热政策”遇到了“冷市场”。相反，低速电动汽车因为价廉物美，得到了不少消费者的青睐。在山东、河北、河南、浙江等地一些城镇，节能环保低速纯电动汽车已形成一定的规模，数量日益增长。

1.2 研究的意义

发展低速电动汽车具有长远的战略意义。从现实角度来看，低速电动汽车是推动我国电动汽车产业化、开启电动汽车大规模消费市场的最佳产品；从长远发展来看，通过低速电动汽车的技术升级提升高端电动汽车的核心技术。相信国家行业主管部门会在立足国情的基础上，出台低速电动汽车标准法规，引导低速电动汽车行业的规范发展，为低速电动汽车健康发展营造良好的市场环境。

2 纯电动汽车用电磁型电机分类介绍

纯电动汽车用电磁型电机大致可以分为直流电机和交流电机，交流电机包括交流异步电机（感应电机）和交流同步电机。车用交流同步电机一般是永磁同步电机或是开关磁阻电机。当永磁同步电机工作在方波换向模式时，又常称为无刷直流电机。

2.1 直流电机

直流电机由定子、转子、换向器和电刷组成，定子上有磁极，转子有绕组，通电后，转子上也形成磁极，定子和转子的磁场之间有一个夹角，在定转子磁场的相互吸引下，使电机旋转。直流电机商品化历史最长，控制简单且具有优良的电磁转矩控制特性，串励直流电机、他励直流电机、永磁（有刷）直流电机控制系统至今仍在电动车辆中大量应用，缺点是电机本身结构复杂，机械换向，有电刷的维护问题，换向的电火花会产生严重的电磁干扰，高速可能有环火，不适宜高速运行，体积偏大，防护差。鉴于缺点众多以及其他电机驱动系统的迅速发展，可以预见，直流电机将逐步被淘汰。

2.2 交流异步电机

交流异步电机由定子和转子构成，简单坚固，成本较低。在运行时，定子通过交流电而产生旋转磁场，旋转磁场切割转子中的导体，在转子导体中产生感应电流，转子的感应电流产生一个新的磁场，两个磁场相互作用则使转子转动。

3 电机控制技术发展概况

3.1 交流异步电机控制发展迅速

交流异步电机控制复杂，近年之所以得到迅速推广，主要得益于电力电子技术、微处理器技术和交流电机控制技术的发展。交流异步电机的控制方式包括V/f控制、滑差频率控制、矢量控制（磁场定向控制和直接转矩控制）。20世纪90年代前常用前两种，但存在转速控制范围小，转矩控制特性不理想的问题，近年来，为得到最佳的控制性能，高端电机控制器一般都采用矢量控制技术。

3.2 永磁同步电机应用广泛

永磁同步电机是利用永磁体建立励磁磁场的同步电机，其定子产生旋转磁场，转子用永磁材料制成，磁场相互作用使转子转动。永磁同步电机具有效率高、转矩和功率密度大、功率因数高、可靠性高和便于维护等优点。

3.3 无刷直流电机成本优势明显

无刷直流电机多为表贴式永磁同步电机，但一般基于Hall反馈采用方波换相控制，大大降低了控制器成本，但因受限于转子位置分辨精度差（±30电角度）、控制策略过于简单以及极差的高速弱磁性能，较少作为车用中置驱动电机。

3.4 开关磁阻电机应用受限

开关磁阻电机的定子和转子铁心均由硅钢片叠压而成定，转子冲片均有一齿槽，构成双凸极结构，依定子和转子片上齿槽的多少，形成不同的极数。开关磁阻电机的工作原理遵循“磁阻最小原理”——磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，因此，由磁场扭曲而产生磁阻性质的电磁转矩。

4 国内外发展趋势

4.1 基于成本分析

对低压（100VDC以内）、微型、低速（最高70 km/h）纯电动汽车的应用，考虑市场成熟度和成本因素，应优先考虑交流异步电机控制系统，未来可逐渐向内置式永磁同步电机控制系统过渡。

4.2 国内外主流车用低压控制器厂家

目前，中国市场上供应的车用低压交流电机控制器产品的公司主要包括：

（1）国际上专业提供电动车辆交流控制器的厂商，如美国Curtis、英国Sevcon、意大利ZAPI、意大利SME、美国Danaher、英国PG，这些企业在电动车辆领域积累多年，有成熟的产品，但并非专门针对电动汽车应用，很多产品的市场定位仅为交流电控叉车领域。

（2）国内专业从事电动车辆电机控制器研发生产的公司，如深圳大地和、北京时光科技、上海电驱动、天津松正（提供永磁同步电机控制系统）、上海大郡，交流电机控制器一般在2010年以后研发完成或正在研发之中，功能不够全面，性能不够高、也不够稳定。

（3）国内从事工业用交流电机控制器研发生产的公司，成立车用电机控制器的事业部，如汇川技术。由于车用低压交流控制器与工业用变频器在技术上有一定的相通性，汇川技术利用它在交流电机控制方面的技术优势以及批量生产能力迅速开发出车用交流电机控制器并将其推向市场，但因为企业进入电动汽车领域的时间不长，对需求的把握还有所欠缺。

可见，车用低压交流控制器的市场成熟度不高，未来随着微型汽车电机驱动系统需求量的逐渐增大，相信越来越多的企业会加入到研发、制造车用低压交流控制器的行列中。

4.3 交流电机控制技术的飞跃发展

交流异步电机是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统，这也是其控制难的根源所在。过去的标量控制方法（如V/f控制、滑差频率控制）都是从电机稳态方程的角度研究其控制特性，因此保持定子、气隙或是转子磁链恒定仅有稳态下成立，动态控制效果很不理想。而矢量控制从TM坐标系（M轴按转子磁链的方向定向）下的交流异步电机模型出发，采用矢量变换的方法研究电机的动态过程，不仅控制电流、磁链变量的幅值，同时控制其相位，并利用现代控制理念，巧妙实现了交流电机磁通和转矩的解耦控制，促成了高性能交流异步电机控制系统的出现，控制性能完全可以媲美有刷直流电机。可以说，矢量控制是交流电机控制技术的一次飞跃。随着微处理器技术的发展，数字控制芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这为实施复杂的交流电机控制算法提供了硬件支撑。

5 结束语

目前，可以确定的是，直流电机将逐步被交流电机取代，开关磁阻电机应用还不成熟，然而交流异步电机、永磁同步电机孰优孰劣还难下定论。近年来，在批量生产的日本电动汽车车型上以内置式永磁同步电机为主流，而美、欧开发的电动汽车多采用交流异步电机。

参考文献：

［1］侯卓生.异步电动机的矢量控制与四种新型DSP处理器［J］.西北民族学院学报（自然科学版），2001（03）.

（编辑：王昕敏）

The Development Profile and Trend of Pure Electric

Vehicle Motor and Control Technology

Gu Yan

Abstract: The pure electric vehicle has become the future development direction of the automotive industry, and micro, low－speed and short－range pure electric passenger vehicle is more suitable for universal. With its popularity, the market demand for low－voltage AC motor controller will be increasing. Therefore, research on the development profile and trends of micro－pure electric car with the motor and control technology will provide an important reference for the development of electric vehicle industry.

Key words: pure electric vehicle; motor control; development profile; trend

纯电动汽车前景渺茫 篇3

华南理工大学机械与汽车工程学院院长兰凤崇在广东省汽车关键零部件产业技术路线图技术壁垒研讨会上表示, 目前我国电动汽车、混合动力等新能源汽车虽然在尽力做产业化, 但是还没有完成产业化。

兰凤崇同时表示, 在新能源汽车多种技术路线中, 纯电动汽车是离实际应用最远。

“除非是低速纯电动汽车, 像那种机场和旅游景点的游览车。能够达到传统汽车水平的纯电动车, 产业化的前景非常渺茫。”兰凤崇分析说, 问题有两个, 一个是电池不行, 二是充电环节不行。而混合动力的技术则相对比较成熟。

纯电动汽车该不该买 篇4

“最近来咨询纯电动汽车的顾客挺多的。简单地说，纯电动汽车与传统燃油汽车最大的不同在于‘心脏’，它以电动机代替内燃机，将驱动能源由汽油变为电池。行驶中，通过反应把电池的化学能转为电能，再由电动机、控制器将电能变为推动车轮前进的动能。”东风日产汽车公司销售总监宋成江告诉记者。

由于电动机比内燃机的诞生早很多，纯电动汽车其实是一切汽车的“鼻祖”，只不过那时用的是一次性电池，不能充电。随着燃油汽车技术完善，开始大规模生产，纯电动汽车却因为各种原因退出了市场竞争。宋成江说，直到现在，纯电动汽车也更多地以概念车的形式存在。

说起纯电动汽车竞争力不足的关键，北京理工大学电动车辆国家工程实验室张承宁教授介绍，它的“瓶颈”在于“电池”，如何延长电池寿命，降低电池成本，提高电池充电速度，将是今后的研究方向。

目前，第一代铅酸电池已基本被淘汰，普遍开始使用锂离子等第二代电池，性能大幅提高。但是电池依然没有改变“又重又贵笨家伙”的形象，使纯电动汽车在续航里程、时速、充电耗时等方面逊色于燃油汽车。

清华大学汽车工程系教授宋健表示，纯电动汽车的“零排放”，只是在行驶区域内环保，从整个能源循环来看，未必如此。在某些清洁能源利用率高的国家， 如法国，其核电、水电占90%以上，为了平衡能源的波峰低谷，利用晚上为纯电动汽车充电，确实可以起到环保的作用。但是在我国，85%以上的电力来自火电， 在燃煤发电过程中产生的碳排放不可小视。

环保之外，纯电动汽车还有另一个卖点：使用成本较低，行驶相同里程，大约只需花费燃油汽车费用的1/6。但售价高，以刚上市的纯电动汽车比亚迪E6为例，售价36.98万，减去政府补贴依然比同品牌同档次燃油汽车贵10万。

与纯电动汽车相比，混合动力汽车却没有享受如纯电动汽车这样的“优待”。

纯电动汽车的优缺点及发展制约 篇5

1 纯电动汽车的结构与特点

纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车。它以动力蓄电池作为动力源, 利用牵引变流器以及大功率异步电动机, 将动力蓄电池的电能转化为机械能, 进而通过传动装置来驱动整个车辆, 是具有零排放、无污染、完全符合环保要求的新能源车型。对于传统的内燃机汽车, 纯电动汽车的结构有较大差别, 具体组成包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。具体由以下部件构成:

1.1 电源

电源为电动汽车的驱动电动机提供电能, 电动机将电源的电能转化为机械能, 通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前, 电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池, 但随着电动汽车技术的发展, 铅酸蓄电池由于比能量较低, 充电速度较慢, 寿命较短, 逐渐被其他蓄电池所取代, 目前使用的电源主要有钠硫电池、镍铬电池、锂电池、燃料电池等。

1.2 驱动电动机

驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能, 通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机, 这种电机具有“软”的机械特性, 与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花, 比功率较小、效率较低, 维护保养工作量大的问题, 随着电机技术和电机控制技术的发展, 势必逐渐被直流无刷电动机、开关磁阻电动机和交流异步电动机所取代。

1.3 电动机调速控制装置

电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的, 其作用是控制电动机电压或电流, 完成电动机驱动转矩和旋转方向的控制。目前电动汽车上应用较广泛的是晶闸管斩波调速, 通过均匀地改变电动机的端电压, 控制电动机的电流, 来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的不断发展中, 它也逐渐被其他电力晶体管斩波调速装置所取代。

1.4 电池管理系统

电池管理系统是电动车动力系统重要的核心技术, 系统利用计算机对电池的充电及放电信息进行采集, 所采集的信息包括实时的充放电电流、电压、温度。

1.5 车辆

电动汽车与燃油汽车在原理上是相似的, 但是根据其自身的特点在个别部件上仍存在一些区别。它主要包括:电动汽车传动装置、行驶装置、制动装置、行驶装置、转向装置、工作装置等。

2 纯电动汽车优缺点

2.1 纯电动汽车的优点

(1) 零排放。纯电动汽车使用电能, 在行驶中无废气排出, 不污染环境。

(2) 能源利用率高。有研究表明, 同样的原油经过粗炼, 送至电厂发电, 经充入电池, 再由电池驱动汽车, 其能量利用效率比经过精炼变为汽油, 再经汽油机驱动汽车的要高。

(3) 结构简单。因使用单一的电能源, 省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统, 相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统, 其结构大为简化。

(4) 噪声小。在行驶过程中振动及噪声小, 车厢内外十分安静。

(5) 原料广。使用的电力可以从多种一次能源获得, 如煤、核能、水力等, 解除了人们对石油资源日见枯竭的担心。

(6) 移峰填谷。对于发电企业和电力公司来说, 电动汽车的电池可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电, 可以平抑电网的峰谷差, 使发电设备日夜都能充分利用, 从而大大提高经济效益。

2.2 纯电动汽车的缺点

(1) 续驶里程短。每次充电所能行驶的里程短, 装载与汽油质量相同的铅酸蓄电池的纯电动汽车, 其续驶里程仅为燃油汽车的1/70。

(2) 成本高。蓄电池及电机控制器价格昂贵是成本高的主要原因。

(3) 充电时间长。1次充电完成需要6~10h, 虽然有快速充电设备, 采用大电流充电, 一般也需要10~20分钟, 可充到电量的70%左右, 但快速充电有损电池的使用寿命。

(4) 维护费用较高。纯电动汽车的维修保养成本较高, 而且目前没有授权服务站。

(5) 蓄电池寿命短。目前电池技术有待革新, 动力蓄电池的寿命短, 几年就得更换。

3 纯电动汽车发展的制约

3.1 技术发展方面制约

在技术能力方面, 国内的汽车制造商虽然纷纷表示涉足新能源汽车研发和生产, 但由于具有高科技含量并且能够量产的车型有限, 且随着电动汽车竞争的开始加剧, 由于研发经费过低, 创新动力不足, 直接影响我国拥有自主知识产权的电动汽车技术的能力;在人才方面, 电动汽车产业是知识密集产业, 国内相关科研机构及骨干企业的高级人才集聚较弱, 电动汽车专业技术人才规模和持续研发能力不足也构成了对我国电动汽车产业的重大制约。

目前纯电动汽车技术不成熟, 质量不可靠, 主要表现在:一是充电时间长, 尚未建立起便利的充电网络;二是纯电动汽车的续航能力受到很大限制, 就目前技术能力而言, 一辆装载有一定容量电池的纯电动汽车充满电后, 仍无法和加满油可以行驶的传统汽车相比。三是行驶速度低, 纯电动汽车的行驶速度慢是现阶段多数产品的一个普遍问题等。

3.2 电池发展方面制约

“电源”是新能源汽车发展的“技术瓶颈”, 以纯电动汽车为例, 对于普通消费者而言, 纯电动汽车和普通汽车之间最大的差异, 就体现在电池的使用寿命和成本上。当前有两大主要问题:一是电池成本仍然较高, 电池的能量密度较低, 带来电动车的价格高、整车重、充电后续驶里程短等问题;二是未来电动汽车市场会否诞生真正意义上的电池制造业巨头和完整的电池租赁、回收、二次制造产业链;三是电池接口不同, 就像不同品牌的手机充电口也不同, “标准”的不确定, 会对电动车发展造成很大影响等等。目前的电池寿命无法像汽油发动机那样实现低维护成本下的全寿命使用。这些都是困扰电动车推广和普及的一个重要障碍。

3.3 配套设施发展方面制约

消费者不选择新能源汽车的重要因素还有配套服务的不健全, 配套设施少, 配套设施建设的滞后和维护保养不方便, 充电站在国内如凤毛麟角, 难寻其踪。虽然我们已经在一些地方开始兴建充电站, 但短期内真正实现方便充电还需要时间。因为在电动车保有量几乎为零的情况下建大量充电站, 在经营上也是划不来的。如何尽快建设充电站, 同时在汽车流量大的地点安装便携充电桩、在大型停车场建带有充电桩的停车位等, 使电动车享受到“随时来电”的感觉, 非常关键。

3.4 能源发展方面制约

纯电动汽车本身投资比燃油汽车贵, 其使用电力要建设发电厂, 建设输电配电设施, 还要建设充电站, 还要建设蓄电池厂等, 其投资要远远超过燃油汽车。有人说纯电动汽车是零排放, 但是节能减排要从一次能源算起, 纯电动汽车的能源消耗不可能减少, 而由于是以煤代油, 因为煤炭转换成电力也要消耗大量的能源, 中国主要的发电能源是煤炭, 中国的煤炭也不是可以无限量供应的。纯电动汽车本身没有污染物排放, 但它却是一种高耗能的运输工具, 在巨大的电力消耗的背后, 蕴藏着巨大的环境污染和CO2排放量。

3.5 推广应用方面制约

影响纯电动汽车推广应用主要表现一是价格高, 企业认为只要大量生产就可以把成本降下来, 但是不能大量销售何来大量生产?现在消费者有替代选择, 汽车品种又多又好, 消费者对新能源汽车的价格承受力有限, 价格过高, 维护成本也高, 将是新能源汽车推广的重大障碍;二是因为保有量低, 消费者对纯电动汽车了解不多, 人们的汽车消费观念有待转变;三是优惠政策太少, 目前油价趋稳, 传统动力汽车依然是人们的首选, 不利于新能源汽车的推广使用。

综上所述, 在国内新能源汽车研发制造一片呼声的背后, 同样面临着困难重重, 机遇和挑战并存是当前我国新能源汽车发展的现状。在电动车、新能源车带来的巨大市场机遇和发展主导权上, 和国外实力强大的汽车厂商相比, 我们有公平起跑和实现超越的机会, 但是要说在未来有没有更大的技术优势、标准制定权、性价比, 现在看来并没有我们想象的那么乐观。在纯电动汽车的技术难点问题没有得到彻底突破时, 纯电动汽车的大规模推广还尚需时日, 对消费者来说, 纯电动汽车想说爱你不容易。

摘要：纯电动汽车以电动机代替内燃机, 噪声低、无污染, 使用单一的电能源, 而电能来源广泛。但是由于技术、电池、能源以及配套设施等方面制约, 文章认为纯电动汽车的发展还需要一段很长的路要走。

关键词：纯电动汽车,优缺点,发展制约

参考文献

[1]叶阳.纯电动汽车的构成与特点[J].现代制造技术与装备, 2010.4.

[2]刘潇潇, 漆文辉, 黎曦.电动汽车及其发展趋势分析[J].湖南电力, 2010.10.

纯电动汽车的发展前景 篇6

关键词：纯电动汽车,氢燃料电池汽车,发展现状,前景

人们对汽车的需求不断增加带动了汽车工业的高速发展, 并促进了全球经济的发展。 同时, 汽车产量和保有量的持续上升也引起了广泛的能源问题和环境问题。新能源汽车具有无污染、低噪声、能量利用率高的特点, 是解决未来能源问题及城市化过程中的汽车问题的重要途径[1]。

目前, 基于全球新能源汽车基础设施建设的不完善, 各种混合动力汽车只是过渡产品。而纯电动汽车与氢燃料电池汽车是被市场看好的未来重要的真正的新能源汽车。这两种新能源汽车均使用非常规车用燃料作为动力来源, 采用新型车载动力装置, 综合了车辆的动力控制以及驱动方面的先进技术。 纯电动汽车是以车载电池为动力, 用电机驱动车轮行驶。 由于其对环境影响相对于传统汽车较小, 其前景被广泛看好, 是当前新能源汽车的主体。 而氢燃料电池汽车使用聚合物交换膜燃料电池。在这一系统中, 氢气高压下通过铂催化剂, 分解成两个氢离子和两个电子。这些电子形成强大的电力会驱动汽车的电动机运转, 而氢离子会和氧气结合成水, 以水的形式排出[2]。 从最终的驱动上来看, 纯电动汽车和氢燃料电池汽车均使用了电能驱动的电动机。但是, 两者的使用性能有着很大的差别, 各自的优缺点也很明显。 因此, 本文从多个角度对纯电动汽车与氢燃料电池汽车的发展现状及前景进行了探讨。

1 纯电动汽车与氢燃料电池汽车的技术现状

1.1 纯电动汽车的发展历程及技术现状

纯电动汽车比燃油汽车出现的更早。早在1873 年, 英国人就制造了世界上最早的可供实用的电动汽车, 这比德国人发明汽油汽车早了10 年以上。 由于燃油汽车技术的迅速发展, 而电动车在能源技术和行驶里程的研发上一直未能取得有效突破, 从20 世纪20 年代至60 年代末, 电动车的发展进入了停滞期。 进入70 年代, 石油危机的爆发以及人类对生存环境的日益关注, 电动车才再度成为技术发展的热点[1]。近十年来, 能源和环境对各国的压力越来越大, 特别是新兴发展中国家的城市汽车尾气污染问题越来越严重。 因此, 世界各国政府和全球汽车工业行业正在加大对电动汽车开发的投资力度, 加快电动汽车的商品化步伐。

对于电动汽车, 电池是汽车的心脏, 而电池质量和容量是电动汽车能否普及的核心技术问题。 因此, 车载电池技术的进步大小决定了电动汽车的发展水平。目前汽车厂商和电池厂商在不断地提升电动汽车的电池质量和电容量。 最具竞争力的电动汽车生产厂商特斯拉 ( TESLA) , 其生产的电动汽车的电池采用了松下生产的NCA系列钴酸锂电池, 单颗电池容量为3100 毫安时。 TESLA采用了电池组的策略, 85k Wh的特斯拉MODEL S的电池组一共使用了8142 个钴酸锂锂电池, 行驶里程可超过450 公里, 但其重量高达900Kg, 接近车身重量的一半。钴酸锂电池优点突出, 如结构稳定、容量比高、综合性能好, 但是其安全性稍差而且成本非常高。 该电池组成本约为250 美元/千瓦时, 能够提供233 瓦·时/千克的能量密度。

我国作为世界上最大的汽车生产和消费大国, 年生产和消费各类汽车超过两千万辆。最近几年, 在国家政策的支持下, 电动汽车发展迅猛。在电动汽车领域, 以比亚迪的电动汽车技术最有代表性, 其销量在2015 年前十月已超过4 万台, 同比增长222%。 在2015 年5 月至9月, 比亚迪新能源汽车连续五个月全球销量第一, 超越三菱、日产以及特斯拉等国外品牌, 市场份额达到11%。 比亚迪电动汽车采用自主研发的磷酸铁锂电池, 它的放电效率高, 通常充放电效率可达到90%以上。如比亚迪E6, 续航里程可达300 公里。 而比亚迪采用磷酸铁锂电池的根本原因在于它的安全性高于其它常用的车载电池, 理论寿命也较长, 可以达到7 年以上, 实际使用寿命大约为5 年左右。 目前比亚迪最新研究的磷酸铁锰锂电池突破了传统的磷酸铁锂电池的能量密度限制, 成本控制上比普通的磷酸铁锂更加优秀, 而且已经应用在了新款比亚迪E6 电动车上, 续航能力得到了大幅度的提升, 达到400 公里。

除了电池的续航里程这个技术指标外, 电池的充放电时间也是电动汽车行业最为关注的一个指标之一。通常汽油车加满一箱汽车只需数分钟, 而电动汽车充电则需要数小时, 甚至十几个小时, 效率相对较低, 这是目前正在攻克的一个难关。但已经有最新的成果出现, 即石墨烯电池, 它可以在十几分钟至一个小时内将电池的电量充至80%以上, 效率大大提高。

由于电动汽车的动力控制、驱动和汽车互联网等方面的先进技术已经相对比较成熟, 因此, 随着电池技术的进步以及成本的降低, 纯电动汽车将逐步进入每个人的生活。

1.2 氢燃料电池汽车的发展历程及技术现状

1968 年, 通用汽车公司生产出了世界第一辆可使用的氢燃料电池汽车, 该燃料电池汽车以厢式货车为基础制造, 装载了最大功率为150k W的燃料电池组, 续航里程为200km。但由于该车的结构复杂, 自身部件体积过大, 以及当时环境和能源问题并不突出, 因此停止了后续的开发工作。 而到了20 世纪90 年代, 作为解决环境污染和能源供需问题的重要途径之一的燃料电池电动汽车技术受到了空前重视, 主要汽车厂商和生产国几乎都投入了大量的人力和物力研发燃料电池电动汽车[3]。

目前, 在氢燃料电池汽车领域, 日本走在了世界前列。 最近, 丰田推出了售价5.75 万美元的Mirai燃料电池汽车FCV, 而氢动力先驱本田也将近期推出了一款量产氢动力汽车Clarity。 氢燃料电池汽车作为只排放水的新能源汽车, 其技术复杂性更甚于纯电动汽车, 其技术先进性主要体现在储氢系统及燃料电池推上。本田氢燃料电池汽车采用了70MPa压力的碳纤维氢燃料罐, 并实现了燃料电池堆的突破, 使得其燃料电池堆的体积比之前车型小了33%, 功率输出则达到100k W以上, 输出密度则提高到3.1k W/L, 较以往提升了60%左右。 FCV量产车的续航有望达到700 公里, 补充一次燃料仅需3 分钟, 和普通燃油汽车加一次油的时间相当。由于日本汽车厂商新能源汽车的技术比较成熟, 因此, 日本国内已在今年开始逐步建立加氢站, 推广氢能源汽车, 并开始在北美推广该类型新能源汽车。 但是, 制氢技术及大规模储氢技术是氢能源汽车的瓶颈所在, 是制约其快速发展的关键因素。

在氢燃料电池汽车方面, 我国目前没有形成系统的研发体系和工业体系, 关键技术和关键材料仍在探索中。 储氢系统以及燃料电池堆的研发进步并不明显。

2 纯电动汽车与氢燃料电池汽车发展所面临的问题

2.1 新能源汽车的配套基础设施建设滞后

以我国力推的电动汽车为例, 到2014 年底全国的示范城市推广的新能源汽车数量是9.1 万辆, 但是充电桩只有3.1 万个, 充电桩和新能源车的比例明显不足。 2015 年11 月18 日, 国家发展改革委等四部门联合发布《 电动汽车充电基础设施发展指南 ( 2015~2020 年) 》 表示, 到2020 年, 新增集中式充换电站超过1.2 万座, 分布式充电桩超过480万个, 以满足全国500 万辆电动汽车充电需求。 而美国作为电动汽车发展比较快的区域, 其充电桩也只有5 万多个, 同样不能满足电动汽车的充电需求。而对于产量少的氢燃料电池汽车, 加氢站就更少, 全美仅有50 座加氢站, 远远不能满足氢能源汽车的需要。

2.2 电能和氢气来源清洁度有待提高

电动汽车使用过程中虽然没有污染物排放, 但其间接污染也是不容忽视的。目前, 充电所需的电能主要还是以火力发电为主, 水力和核能等清洁能源发电所占的比例很少。而火力发电仍然会对环境造成较大的污染[4]。

对于氢能源汽车所需的氢气, 目前最好的方法是通过电解水来制造氢气, 即用电将水分解成氧气和氢气。 目前最好的电解水系统的能量转化率只有80%, 效率并不高。 甲烷转化要更划算, 但却会造成污染。因为蒸汽需要加热到700 到1000 摄氏度, 然后与甲烷结合生成氢气和一氧化碳, 以及少量二氧化碳。 美国有95%的氢气通过这种方法来制造。为了获得氢气所消耗的能量比直接使用电能更多。因此, 氢气制取技术需要革命性的技术出现才能为将来氢能源汽车的普及铺平道路。

2.3 新能源汽车过度依赖国家补贴

目前国内外新能源汽车存在的问题之一就是补贴的依赖程度还比较高, 补贴需要更具合理性。我国的汽车市场规模庞大, 但发展基础薄弱, 能否实现全产业链的协调发展, 其中政策的制定是系统的工程, 没有补贴不行, 补贴时间过长也不行。 最近国家对新能源汽车政策补贴的退坡给出了时间表, 具体为:从2017 年到2020 年, 除燃料电池汽车外其他车型补助标准适当退坡。 2017~2018 年补助标准在2016 年基础上下降20%, 2019~2020 年补助标准在2016 年基础上下降40%。企业的当务之急是, 实现核心技术的突破, 降低成本, 提高产品的安全性和可靠性, 改变单纯依靠补贴的盈利模式[5]。

3 纯电动汽车与氢燃料电池汽车发展前景展望

从世界范围来看, 由于近年来电动汽车的技术突破, 使得各国政府在推广新能源汽车方面都把注意力放在了电动汽车上, 而氢燃料电池仅有少数几个国家在力推, 如日本政府力推氢能源汽车, 补贴力度很大。 而且各大汽车厂商的研发重点也是电动汽车, 如通用、奥迪、奔驰和宝马等。因此, 随着充电桩的建设加速, 未来十年至二十年应该是纯电动汽车的春天, 将迎来最好的发展机遇。 但是如果电池容量及电池快充技术在未来数年内没有大的突破, 则氢燃料电池汽车则有机会赶超纯电动汽车, 毕竟, 氢燃料电池汽车充满氢气只需3 分钟, 却可以行使超过700 公里, 未来可能超过一千公里。 纯电动汽车和氢燃料电池汽车谁将成为未来的主流车型取代燃油汽车, 取决于各自技术突破的速度以及政策支持。如果电池容量及快充技术在高效清洁制氢技术之前获得突破, 那么纯电动汽车将成为未来主流新能源汽车, 否则氢燃料电池汽车将超越电动汽车成为未来主流新能源汽车。

从技术发展成熟度和中国国情来看, 混合动力汽车可以作为大面积充电网络还没建立起来之前的过渡产品, 而纯电动汽车应是我国目前大力发展的方向。但是我国也应加快氢能源汽车基础研究以及完善相应的工业体系, 避免未来出现氢能源汽车大规模替代燃油汽车时处于被动地位。

参考文献

[1]孟欣.纯电动汽车的应用及发展概述[J].科技广场, 2010, 7:147-149.

[2]肖九梅.氢燃料电池汽车及其电池现状[J].电力电子, 2013, 3:50-54.

[3]毛宗强, 甘颖.氢燃料电池汽车新进展[J].太阳能, 2112, 8:17-22.

[4]孙宇轩.关于新能源汽车发展的现状及趋势[J].产业经济, 2015, 27:21.

浅析纯电动卡车技术及其未来发展 篇7

1 纯电动卡车核心技术

1.1 动力电池技术

现阶段,纯电动卡车采用的动力电池存在多个种类,分别有锂离子电池、镍氢电池及铅酸电池等,对这些常见动力电池性能进行比较,见表1。由表1可知,锂离子电池、超级电容器有着可观的发展前景。即便锂离子电池有着经济成本高、温度适应能力低及管理难度大等问题,不过凭借其能量密度高优势,其可有效为混合动力车等提供动力来源。就后一种动力电池而言,其存在能量密度较低特点,不适用于进行长途行驶,不过凭借其极高功率密度及便捷充电性能,可广泛应用于纯电动重型牵引车[2]。

1.2 电机及其控制技术

1.2.1 电机及其控制技术

电机及其控制技术是纯电卡车动力系统中不可或缺的一部分,很大程度上影响着车辆运行动力性、经济性。要想确保车辆拥有可靠的运行性能,要求纯电动卡车驱动具备过载能力强、调速范围宽、质量轻、体积小、功率大等特点。目前,在纯电动卡车上推广的电机分别有直流电机、感应电机、开关词组电动机以及永磁无刷电机4个种类。其中,电动车上最初引入的是直流电机,在如今控制技术飞速发展背景下,以永磁无刷电机为主要代表的交流电机在电动汽车领域得到广泛推广。永磁无刷电机凭借自身能量、功率、惯性、体积小等特征,适用于纯电动卡车驱动系统,在电动卡车上得到广泛推广。

1.2.2 充电技术

要想确保纯电动卡车与一般车辆一样有序行驶,必须对其便捷充电要求予以满足。一般情况下,多种不同种类的动力电池有着各异的充电属性,如此要求纯电动卡车充电方式务必要与电池充放电曲线相吻合,以便于电池发挥自身有效性能,其充电模式通常包括一般充电、快速充电及更换电池组3个种类:(1)一般充电,指的是选取0.1~0.3 C的小电流在较长的时间中进行慢速充电的一种充电方式,这一充电方式所需要使用的时间大约在5~12 h之间,多选取晚间用电低谷期开展充电。(2)快速充电,指的是采用较大电流在30~60 min内,为电池展开短时充电的一类充电模式。快速充电能够一定程度消除续航里程缺欠时电能补给问题,但是有可能会对电池的使用寿命产生负面影响,并且快速充电时的电流相对更大,使得对安全性及技术提供要求极高。(3)更换电池组,是指直接经由对车载电池进行更换的方式来实现对电能的补充,所需耗时与燃油汽车加油相近,在5~15 min之间。不过该类充电模式对电动汽车、车载电池提出了标准化的要求,且对更换人员提出了极高的技术要求。

伴随无线技术的发展,无线充电理论得到越来越多人的关注,这一理论通过磁共振、电磁感应等充电方案,可有效解决长时间以来电动汽车充电离不开充电线的问题。

2 纯电动卡车发展必然趋势

全面新能源汽车行业在时代发展新形势下,要跟上时代步伐,针对市场需求,引入发达科技、成功发展经验,逐步优化纯电动卡车发展,如何进一步结合支撑着力点看纯电动卡车发展趋势,具体如下所述。

(1)新供给带来新需求。有别于传统燃料汽车,新能源汽车以电能等作为驱动力,它们是汽车领域中的新供给。以物流用车市场为例,过去人们无法想象的纯电动卡车、纯电动轻客等新产品被投入进城市物流运输中,势必会引来消费者对它们的关注,进而使其得到广泛推广。

(2)政策阻力推广应用。2016年,国务院常务会议对支持新能源汽车产业措施予以了进一步明确,经由结构优化促进绿色发展。并且为了深入推动新能源汽车产业发展,会议还制定了新能源汽车相关的一系列举措。其中,有举措强调,要提升城市交通、物流、环卫等行业新能源汽车应用占比。由此可见,政策层面对新能源汽车发展予以了极高的重视,这必然能够推动纯电动卡车的有效发展。

(3)全球发展趋势使然。2015年,我国汽车产量、销量逐一是2 450万余辆、2 460万余辆,近7年来都排在世界销量榜首。具体到纯电动汽车产销为25万余辆、24万余辆,纯电动商用车产销均为10万余辆[3]。相较于世界发达水平国家,我国新能源汽车产销量同样位列全球第一。由此可见,我国是全球第一大汽车、新能源汽车消费市场,所扮演的市场引领者角色,必然对纯电动卡车提出了极高的发展需求。

(4)环保要求不断升高。伴随机动车排放增多所造成的空气污染现象,尤其是物流用车对城市空气质量所造成的不良影响,得到越来越多的关注。相关统计数据显示,一辆排放达标的重型柴油车的排污水平可达到一般客车排放污染物的一百倍以上。因此,对各式各样货运车辆有必要在排放控制上开展升级。纯电动卡车不需要担心尾气排放所造成的空气污染问题,势必能够得到广泛推广。

3 结语

纯电动技术凭借其节能环保的优势,现阶段,世界各国无不投入进电动汽车相关技术的研究中,以为后续产业发展谋得先机。鉴于此,相关人员务必要全面分析纯电动卡车核心技术,清楚认识纯电动卡车发展必然趋势,不断钻研、总结经验,积极促进新能源汽车有序健康发展。

参考文献

[1]胡林,谷正气,黄晶,等.电动汽车的关键技术分析[J].机械制造,2005,43(10):45-47.

[2]王国川,朱小平,王宗社.电动技术在卡车上的应用[J].汽车实用技术,2010(3):31-34.

纯电动汽车的结构和特点 篇8

纯电动汽车之品质差异取决于这四大部件, 其价值高低也取决于这四大部件的品质, 纯电动汽车的用途也与四大部件的选用配置直接相关。纯电动汽车时速快慢和启动速度取决于驱动电机的功率和性能, 其续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小, 车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池, 如铅酸、锌碳、锂电池等, 它们的体积、比重、比功率、比能量、循环寿命都各异。这取决于制造商对整车档次的定位和用途以及市场界定、市场细分。

纯电动汽车的驱动电机目前有直流有刷、无刷、永磁、电磁之分, 还有交流步进电机等, 它们的选用也与整车配置、用途、档次有关。另外驱动电机之调速控制也分有级调速和无级调速, 有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毂电机、内转子电机, 有单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。电机及调速控制器的选用和配制对整车档次和价位也有影响。

50辆纯电动汽车延庆出发等 篇9

此次上路的50辆纯电动出租车与传统燃油汽车相比具有“无尾气排放、无噪音污染、运行成本低”等节能环保特点。纯电动出租车用电机代替发动机，将驱动能源由汽油变为电池。该车最大输出功率60千瓦，每充一次电能在城区正常路面上匀速行驶140公里左右。电动出租车每百公里耗电15度、成本费用13元左右，大约是燃油车的1/5。

近年来，北京市出台政策支持新能源汽车产业发展。以公交、环卫、出租、邮政物流等公共领域为突破口，通过试点、示范培育、拓展新能源汽车用车领域。而作为首批示范运营的50辆纯电动出租车示范项目，也是北京作为“节能与新能源汽车推广示范”试点城市的重要组成部分之一。据了解，首批50辆纯电动出租车在延庆示范运营，将积累经验、查找不足、探索模式，为下一步延庆乃至北京扩大纯电动出租车运营规模探索路径和提供样板。

京郊延庆是北京市新能源和可再生能源示范区，太阳能、风能、地热能、生物质能等清洁能源已经得到广泛利用。2010年延庆新能源占能源消耗比为20%，在新能源开发利用上走在全市乃至全国的前列。纯电动出租汽车首选延庆上路，无疑又为延庆新能源示范与应用、为居民低碳出行提供了一条新的路径。无疑又为生态延庆—绿色北京示范区建设添上了浓墨重彩的一笔。 （艾嘉）

项目追踪

延庆县

近千优新葡萄品种引进延庆

从2011年初开始，为了迎接十一届国际葡萄遗传与育种大会召开，促进延庆县葡萄产业的发展，延庆果品服务中心从中国农科院郑州果树研究所、北京果树研究所、山西果树研究所等单位引进国内外名特优新葡萄品种及濒临灭绝的葡萄品种635个。下一步延庆果品服务中心还将从北美、日本、欧洲等国家及地区引进一些优新葡萄品种，使延庆县葡萄品种资源更加丰富。 （王立美）

昌平区

中国移动国际信息港项目一期主体工程封顶

近日，位于中关村国家工程技术创新基地的中国移动国际信息港项目一期主体工程封顶。该工程建设面积6.5万平方米，投资约2.9亿元，于2009年10月底开工，主要包括数据中心、通信机房、实验室等，目前主体工程正在进行二次结构施工，预计年底可竣工投入使用。二期工程将启动建筑设计，建筑面积19.2万平方米，投资约8亿元，预计今年三季度开工建设，2013年竣工。

（昌平区科委）

通州区

通惠河水环境综合整治情况接受检验

近日，通州区政协召开主席扩大会议，专门听取了区水务局关于通惠河（通州段）水环境综合整治情况的汇报。政协委员们首先来到通州境内的通惠河进行了实地考察，然后听取了区水务局所作的通惠河水环境综合整治工作汇报。委员们对通过实施通惠河两岸截污等综合治理措施取得的成效给予了充分的肯定，对下一步综合整治规划方案提出了一些建设性的意见。

（通州区科委）

科普活动

顺义区

龙湾屯镇女性过节享受3D文化大餐

“以前不知道什么是3D影片，今年过三八节我第一次看了3D电影，感觉就是不一样，真让我大开眼界！”今年三八妇女节，顺义区龙湾屯镇集中组织女性观看了3D影片，得到强烈反响。近年来，龙湾屯镇积极引导妇女充分就业，自主创业，不断提升女性文化修养，目前该镇32家市级民俗户90%的从业人员是妇女，镇域解决就业大户的服装加工企业也是由女性唱主角。（李金玲）

西城区

绘出绿色环保家园

近日，西城区德胜街道马甸社区举办了“环保绘画比赛”。绘画比赛主题为绿色环保，如：关注气候变化、保护环境、做动物的朋友、做绿林卫士、植树造林、节约用水、垃圾分类、野生动植物的保护等。然后由青少年投票，评选出他们心目中喜欢的作品。这次活动的举办，提高了社区居民的环保意识，使社区青少年们进一步认识到环境保护与我们的生活息息相关。

（樊士广）

西城区

太阳能路灯进社区

近日，西城区德胜街道新明家园科协协调西城区市政工程队为社区安装了太阳能路灯，并请负责安装太阳能灯的西城区市政工程队的张工程师，给社区学生介绍太阳能光电照明的原理，让大家了解太阳能路灯发光知识。听完张工程师的讲解，孩子们对太阳能路灯的原理有了初步的了解和认知。这次把太阳能光电照明引进社区，受到社区居民的一致好评，很多居民表示这才是“科学普及”的真正表现。

科技服务

门头沟区

生态修复经验辐射西部城市

近日，甘肃省张掖市发改委一行4人来到门头沟，就依托该区建立北京市门头沟区国家生态修复科技综合示范基地生态经济示范区等合作发展事宜进行洽谈和参观考察。双方就生态修复技术、生态产业、生态经济、生态城市发展等进行了充分交流。张掖市对门头沟区生态修复工作高度赞赏，并表示要在门头沟区的大力支持和帮助下，依托门头沟生态修复的平台，引进、吸收、转化、应用和推广门头沟生态修复的技术和成果，更好地构建国家西部生态屏障。 （王亚娟）

朝阳区

“3.15” 强力出击专利商品检查宣传

在“3.15”国际消费者权益日期间，朝阳区知识产权局对辖区部分“无冒充专利示范单位”开展了专利商品检查、宣传活动。此次活动以标有专利标记、专利号商品的权属、产地、标记、法律状态为重点内容，共检查专利商品50件，涵盖了食品、药品、奶制品、医疗器械、保健品、儿童玩具等；同时检查了《知识产权保护合同示范文本》的运用情况，并对商场相关管理人员进行专利法律法规宣传和管理的实务指导，发放《专利法及实施细则》、《知识产权百题问答》等宣传书籍材料。 （朝阳区知识产权局）

西城区

科学膳食进社区

近日，西城区白纸坊街道所属的樱桃园社区居委会邀请了著名的膳食专家到社区为居民进行科学膳食讲座，交流饮食经验，传授饮食常识。饮食专家向大家传授了各种科学饮食知识，如何料理面食，和面揉面的小技巧。专家还邀请了几位居民，同台拉面，同台揉面，纠正了大家和面的思维误区，让许多居民实实在在地学习到了其中的奥妙。 （樊士广）

基层动态

平谷区

亚洲最大蛋鸡基地投产

近日，亚洲规模最大的蛋鸡养殖项目在平谷区正式投产，该项目将建设100万只雏鸡养殖基地和300万只蛋鸡养殖基地，总投资5.82亿元。每栋鸡舍可容纳8万只鸡，采用世界先进的供料、供水、换气和清扫等系统，为小雏鸡提供堪比医院育婴室级别的服务；喂料、给水、控温、鸡蛋分拣全部实现机械自动化，确保无外来疾病传染；养殖基地实行严格的按育龄分类饲养原则，小雏鸡在青年鸡养殖基地生活18周后，迁往蛋鸡养殖基地饲养。整个基地实现满负荷运转后，预计年产蛋品4.5万吨，年销售收入将达5亿元。 （平谷区科委）

石景山区

石景山区入列国家科技计划组织管理优秀组织

近日，在2011年全国科技工作会议上，石景山区政府荣获“十一五”国家科技计划组织管理优秀组织奖。该奖项旨在表彰“十一五”国家科技计划实施过程中做出突出贡献的科技主管部门和基层县（市），石景山区是北京市16区县中唯一获此奖项的单位。“十一五”期间，石景山区按照“首都文化娱乐休闲区”的发展定位，充分发挥科学技术第一生产力的作用，以培育特色产业为重点，以增强自主创新能力为核心，以建设创新型城区为目标，开创了科技工作全新局面，科技对区域经济社会全面发展的引领和支撑作用进一步彰显。

（孟宪然）

怀柔区

“智力引进”支持蔬菜产业

近日，应怀柔区科协的邀请，北京市科协、北京蔬菜学会相关专家来到长哨营满族乡，实地考察了大棚蔬菜种植情况。怀柔区长哨营乡自2010年开始大力推广设施农业，目前已建成各类大棚1000余栋，其中蔬菜大棚300余栋。产业的发展提出了蔬菜种植管理以及引进、培育新品种等方面的技术和人才要求。为解决这一难题，怀柔区科协积极牵线搭桥，以考察为契机，推动北京蔬菜学会与长哨营村初步达成协议，由协会选派指定专家为该乡提供长期的技术指导和专业培训等服务。有了充分的“智力支持”，长哨营乡的大棚蔬菜产业由此必将向更大面积、更高品质的发展方向大步迈进。 （怀柔区科委）

数字说话

顺义区

清理低效企业加快产业升级

近日，顺义区龙湾屯镇先后关停3家“三高”企业，清理2家低效企业，盘活4个场院及3个猪场，将腾退出的土地引进高端高效都市行业。目前，通过盘活小企业引进的北京美格兴业家具制造有限公司主要生产办公家具，现已投资3000万元，完成5600平方米厂房及办公楼建设，并已投入生产，年可实现销售收入4000万元，利税800万元，并解决了50余人就业。盘活闲置农场引进的北京古今出版策划有限公司，目前正在进行5700平方米车间建设，正式投产后年可实现收入5000万元，利税1000万元，并将解决100余人就业。 （李金玲）

平谷区

科技提升草莓身价

平谷区山东庄绿都林科技示范园区采用南方育苗法种植草莓，使该园区内的草莓比其他地区草莓早成熟45天以上，抢占了市场先机，每公斤草莓售价超过100元，是普通草莓的2～3倍。2010年平均单棚收入4.6万元，采用南方育苗法将使单棚收入提高1万元。

（平谷区科委）

怀柔区

区科技型企业发展后劲十足

根据近日的调研显示，怀柔全区目前科技型企业保有量在160家左右，主要涉及新材料、新能源、生物医药等领域。其中新材料技术领域的企业较多，超过科技型企业总数的50%以上。这些企业一般是依靠某一项科技成果或尖端技术而设立，大多具有科技优势，并且具有高成长性与高收益性，是怀柔区高新技术产业发展的一支强大的后备力量，仅2010年，怀柔区新申报、正在认定的高新技术企业就达到了12家。（怀苗）

延庆县

物“冷”，人心“暖”

近日，延庆县果品服务中心为11个乡镇的退耕还林农户与民俗旅游结合的代表户发放了冰柜和消毒柜。延庆县2000～2004年完成退耕还林面积84444亩。陆续钱粮兑现即将结束，延庆县实施退耕还林以来，退耕农户已占延庆县从事农业人口的35%。这次电器的发放，是延庆县鼓励退耕还林农户转变传统思想，发展民俗旅游、巩固退耕还林成果，发展后续产业的一项重要项目。

（胡雅丽崔石兰）

怀柔区

2010年技术交易量增长迅猛

近日，统计显示2010年怀柔区共输出技术66项，成交金额6900万元，同比增长6倍，较“十一五”初期增长了近10倍。其中高新技术企业输出技术成交额占全区总成交额的23％。特别是电子信息领域，技术输出额同比增长了近两倍，仅合力思腾计算机一家高新技术企业就输出技术21项，合同总金额达到1109万元。（怀柔区科委）

调研与会议

西城区

专家献策可持续发展

近日，在国家纪念可持续发展实验区建立25周年活动开展之际，西城区科委召开了可持续发展示范区专家顾问座谈会。会上，示范区办公室通报了2010年示范区的重点工作及近年来市、区级重点科研项目和科普工作进展情况。各位专家对今年示范区重点工作安排进行了研讨，提出了建议意见。会上各位专家对2010年西城示范区工作给予充分肯定，纷纷表示要努力发挥专业特长，协助示范区办公室和区科委做好顾问参谋工作。 （西城区科委）

大兴区

市科委调研北京新能源汽车科技园

近日，北京市科委副主任张继红及新能源与新材料处相关负责人一行到北京新能源汽车科技园考察建设情况。期间，北汽集团新能源汽车公司相关领导介绍了新能源汽车建设的相关情况。北京市科委副主任张继红对目前新能源汽车发展情况与大家交换了意见，并表示对该绿色环保项目要加强科技支撑力度，推动高新技术企业申报工作，加快新能源汽车标准化建设，推动区域经济又好又快发展。（大兴区科委）

朝阳区

园区外高新技术企业工作会召开

朝阳区科委组织召开了朝阳区园区外高新技术企业工作会，以新认定高新技术企业为主的代表共计68人参加了会议。会议分别以科技政策集中宣讲和座谈会的形式展开。通过这次工作会，企业之间以及与政府之间进一步熟悉了解，达成初步技术、市场合作意向15项，政策需求和指导建议30余条，并建立了企业信息员联络和信息与统计数据报送机制。近期，朝阳区科委还将分批组织类似的科技政策工作会，争取覆盖更多高新技术企业，全面推动朝阳区高新技术企业科技创新和高新产业发展。（朝阳区科委）

通州区

院区需求对接调研会召开

近日，通州区科委组织召开了中国航天五院与通州国际种业科技园区需求对接调研会，参会单位有中国航天五院、北京市科委农村发展中心、通州区农委、农业局等。中国空间技术研究院经营产业部项目主管及相关专家对近年来航天工程育种情况及所取得的成果进行了介绍，并就下一步的合作提出了建议。经过深入探讨，双方就成果引进转化、示范推广及产业化等方面达成合作意向。（通州区科委）

顺义区

九镇共谋二三产业发展新篇

近日，由顺义区经信委组织区河东地区9镇在龙湾屯镇召开二三产业基地建设与发展工作会，经信委逐一听取各镇2011年基地建设思路、功能区帮扶、重点项目进展、存在问题等，详细了解各镇二三产业发展现状，通过座谈交流，将对各镇好的做法进行归纳、总结，并以期刊的形式发放至各镇，便于相互间借鉴成功的做法与经验，同时，及时了解各镇在发展中遇到的问题和亟待解决的难题，利于做好各方面协调工作，从而加快河东地区二三产业发展，促进顺义区经济协调发展。 （李金玲）

昌平区

2010年度全国科技统计调查工作完成

纯电动汽车动力性能的仿真研究 篇10

随着能源的紧缺和环境污染的加剧,电动汽车逐步被人们重视。目前,开发电动汽车已上升为国家战略高度,由科技部等部门参与制定的《国家“十二五”科学和技术发展规划》,已经明确我国已全面实施“纯电驱动”技术转型战略,开展新能源汽车产业化工程建设,计划到2015年,电动汽车保有量达100万辆[1]。电动汽车可分为3类,分别是纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。其中,纯电动汽车主要是采用蓄电池作为储能动力源,通过向电机供电,驱动其运转,再经过传动装置,转化为驱动轮的动能,使汽车行驶(图1)。由于电机具有良好的牵引特性,因此蓄电池汽车的传动系统不需要离合器和变速器。车速由控制器通过调速系统改变电动机的转速即可实现。

2 汽车的动力性能

汽车的动力性,是指汽车在良好、平直的路面上行驶时所能达到的平均行驶速度。对于交通工具,运输效率的高低很大程度上取决于动力性。所以,动力性能是汽车最基本也是最重要的性能之一。

通常,评价汽车动力性能的指标有三项,即最高车速、加速时间以及最大爬坡度[2]。最高车速,是指汽车在水平良好的路面(混凝土或沥青)上所能达到的最高行驶速度。加速时间,反映汽车在一定的条件下迅速增加行驶速度的能力,常用起步加速时间和超车加速时间来表示。起步加速时间,是指汽车原地低档起步时,逐步换到高档后达到某一车速所需的时间;超车加速时间,是指汽车用最高档或次高档由一较低车速加速至某一较高车速所需的时间。加速时间越短,超车越快,行驶相对更安全。最大爬坡度,是指汽车在良好、无风的路面上汽车能够爬上的最大坡度。因为一档时产生的力矩最大,所以最大爬坡度在一档下完成。最大爬坡度代表了汽车的极限爬坡能力,在实际情况下,汽车上坡时会受到风阻、松软或崎岖不平路面的阻力等因素的影响,所以理论上的汽车最大爬坡度一般比实际值要大。

3 动力系统的数学模型

纯电动汽车动力系统的主要关键部件包括蓄电池、电机和控制系统。蓄电池为动力源,其主要的性能指标包括比能量、比功率和循环寿命。要使纯电动汽车能够正常运行,而且具备一定的竞争力,必须具备比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池,目前阀控铅酸电池应用较为广泛。相比而言,一些碱性电池如镍氢电池、锂电池等在主要性能指标上要优于铅酸蓄电池,但因制造成本较高而受到一定的限制。

动力电池主要是通过充放电输出和获取能量,电压和内阻对其影响较大,其数学函数模型可以通过电池的荷电状态SOC值得到[3],表达式如下:

式中,Qu:可用容量,即蓄电池剩余的电量;Qτ:蓄电池的最大放电容量;cτ:温度对蓄电池额定容量的影响系数;ηA:电池的可利用系数。

电机承担着驱动汽车运转的任务,目的是将电能转化为机械能。汽车需要在启动、加速、减速、停车等各种工况下运行,在低速或爬坡时需要高转矩,在中高速行驶时需要恒功率,电机的转速范围应能满足汽车从零到最大行驶速度的要求,所以电机必须要具备良好的驱动特性。目前,使用较多的有直流电机和交流感应电机。直流电机可通过晶闸管斩波技术实现无极调速,易于快速启动停车及平滑调节,技术比较成熟且价格较低。交流感应电机需要将蓄电池输出的直流电进行逆变处理,由于所采用的矢量控制与直接转矩控制方法比较简单可靠,反应迅速,且其质量较轻及成本不高,所以交流感应电机也得到了广泛的应用。另外,还有性能比较优越的永磁电机和开关磁阻电机,都有很好的应用前景。

电动汽车在行驶时必须克服一定的阻力做功,阻力包括摩擦阻力、空气阻力以及爬坡阻力,电动汽车消耗的功率如下:

式中,P:电动汽车消耗总功率,kW;CD:迎风阻力系数;i:坡度,%;δ:旋转质量换算系数;η:传递总效率。

在水平良好路面上,当电机的功率与负载消耗功率相等时,车速最高。此时,,有:

在稳定车速下,原动机的后备功率全部用来爬坡,克服坡度阻力所能爬上的最大坡度为:

式中,Ft:驱动力;Ff:滚动动力;FW:空气阻力。

根据电动汽车所消耗的功率与阻力功率的关系,可得到加速时间表达式:

在行驶过程中,电动汽车通过一定的传动比来满足不同行驶工况的需要。尽管电机一般都具有较宽的调速范围,但在纯电动汽车的设计过程中要选择合理的传动比,以获得较高的转化效率。在电动机输出特性一定时,电动汽车的传动比应该满足汽车最高期望车速、最大爬坡度以及对加速时间的要求,其范围如下:

式中,i:总传动比;nmax:电动机最高转速;R:车轮半径;Fvmax:最高车速对应的行驶阻力;Tvmax:电动机最高车速对应的输出扭矩。

4 仿真及分析

电动汽车的动力性可以基于Advisor软件模拟仿真得到,该软件是由美国可再生能源实验室在MATLAB软件环境下开发。通过大量的实验证明该软件能够比较准确地预测电动汽车的各种特性。目前,许多企业、科研机构等组织使用该软件从事汽车仿真方面的研发。

Advisor含有包括Insight等在内的37种电动汽车的数据文件,用户可以从中选择并作修改。其还有纯电动汽车、混合动力汽车等八种类型的传动系统模板,用户可在此基础上定义自己的传动系统,还可以自定义新的传动系统增加到模板库中。该软件的一大优点就是输入图形的可视化,方便简洁。用户可以先在内部的m文件中对各部件数据模型进行设定和修改,按顺序打开MATLAB和Advisor软件,然后直接在Advisor图形界面GUI下选择已设置的车型,输入相关的仿真参数,进行仿真[4]。仿真过程以后向为主,如图2所示。先根据行驶工况来计算车轮转速和所需驱动力,然后逐级向上级模块,即主减速器模块、变速器模块、电动机和控制器模块、附件模块,功率总线模块传递,直到计算出蓄电池模块的相关参数。同时仿真过程也可以从相反方向进行。

目前,纯电动汽车在某些相对短途场合因具有灵活方便性得到了广泛使用,如旅游景区、警车巡逻、短途物流等。以下是某一改装微型纯电动汽车,外型尺寸为3395mm×1475mm×1695mm,轴距2.36m,最大质量1361kg,最小转弯直径小于9.8m,最小离地间隙0.16m,风阻系数0.35,主减速器传动比4.266,电机齿轮传动比2.9,永磁电机PM8额定功率为8k W。采用4节6FM150动力性阀控密封铅酸蓄电池,每节12V,单节重53kg。将该车数据导入Advisor,选用国际常用的美国城市道路循环工况UDDS进行仿真,可得到以下参量数据及曲线。

图3为美国城市道路循环工况速度与仿真车速比较图,UDDS循环工况速度大于仿真工况,UDDS工况最高车速91.25km/h。而仿真的最高速度为42km/h,实际最高速度为40km/h。

图4为铅酸蓄电池放电SOC曲线,初始SOC值为1.0,终了SOC为0.7,曲线变化相对较为平稳。图5为电机输出扭矩曲线,最高扭矩可达28N·m左右,可以满足驱动要求。

该纯电动汽车在ADVISOR中其余仿真数据为:百公里相对耗油量2.2L,0-30km/h加速时间12.3s,0-40km/h加速时间16.9s,最大加速度0.7m/s,最大爬坡度为12%。该车投入使用后,最高车速为40km/h,最大爬坡度15%,等速法续驶里程可达80km。以上基本能够满足要求。

5 结语

通过Advisor仿真可知,纯电动汽车的动力性能够满足行驶要求,而且耗能低、可以实现零排放,满足环保要求。纯电动汽车选择UDDS市区道路行驶工况,车速经常在40km/h以内,速度变化范围不大,加上电机具有的良好的驱动特性,因此采用固定变速比,简化了装备和减轻了重量。目前,纯电动汽车存在的主要问题就是铅酸电池的比能量不高,使得续驶里程不长,而且容易受到温度、振动等环境因素的影响,存在一定的不稳定性。相比而言,碱性电池如镍氢电池、锂电池等在诸多性能方面更具优势,也有一定的应用市场,若能考虑包括价格、环保等方面的综合因素,也可采用这些更具优势的碱性动力电池。随着国家对电动汽车产业的高度重视,电动汽车的关键部件将会不断改进,对于汽车性能的模拟分析、仿真测试等技术也会得到不断进步。

摘要：随着我国电动汽车保有量的不断增加,对电动汽车的技术要求也越高,动力性能是衡量汽车性能好坏的基本标准。文中通过对纯电动汽车的结构及部件进行分析,建立了合适的系统数学模型,将模型运用Advisor软件在MATLAB平台上进行仿真,得出了一系列关于纯电动汽车的动力参数及相关数据,并与实际运行数据相比较,分析其可靠性与合理性。对学习、研究及开发制造纯电动汽车具有一定的参考价值。

关键词：纯电动汽车,动力性能,模型,仿真

参考文献

[1]科技部,等.国家“十二五”科学和技术发展规划[R].科学技术部,2011.

[2]余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社,2000.

[3]陈清泉,等.混合电动车辆基础[M].北京:北京理工大学出版社,2001.