摘要:近几年来,全球石油资源日趋紧张、油价不断攀升,更严重的是随着大气污染和地球温室效应的加剧,已经对我们的生活及其环境造成了严重的危害,为了落实我国可持续发展战略,降低我国对石油能源的消耗及保护生态环境,我国对于电动汽车技术进行了大量的研究,希望通过电动汽车技术,可以有效缓解我国对石油能源的需求。
关键词:电动汽车技术;进展;发展趋势
一、电动汽车的类别与特点
当今,燃油汽车每年消耗的石油占世界石油产量的一半以上,石油价格近年来不断上涨表明了人类可用化石能源的紧缺性;汽车发动机排放的废气对大气造成的污染也越来越严重。基于上述原因,电动汽车逐渐成为人们关注的热点之一。
电动汽车主要有纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车3种类型。纯电动汽车是完全由二次电池(如铅酸电池、镍福电池、镍氢电池或铿离子电池等)提供动力的汽车。混合动力电动汽车是在纯电动汽车开发过程中为有利于市场化而产生的一种新车型。一般是指采用内燃机和电动机两种动力,将内燃机与储能器件(如高性能电池或超级电容器)通过先进控制系统相结合,提供车辆行驶所需要的动力,混合动力电动汽车并未从根本上摆脱交通运输对石油资源的依赖,混合动力车最具明显代表性的可以说是丰田凯美瑞汽车,此款汽车做出了油电混合动力新型技术,并植入了大量商业广告,开启了汽车动力新技术的新篇章。因此,混合动力电动汽车是电动汽车发展过程中的一种过渡车型。燃料电池电动汽车是以燃料电池作为动力源的电动汽车。燃料电池是利用氢气和氧气在催化剂的作用下直接经电化学反应产生电能的装置,具有完全无污染的优点但现阶段燃料电池的许多关键技术还处于研发试验阶段。
二、电动汽车技术进展
2.1纯电动汽车
将高效率充电蓄电池应用于纯电动汽车中,能够为其运行提供必备的源动力,纯电动汽车同传统的汽车相比,不需要应用内燃机。纯电动汽车有以下优势:可以实现尾气的零排放;拥有简单的构造和较高的能量效率;会产生较高的乘客舒适度;有助于无级变速的实现;最重要的是,在对纯净电动车进行应用的过程中,耗油率较低,可以降低经济成本;使用者在对纯电动汽车进行使用的过程中,只需要在夜间充满电池就能够实现电网负荷的均衡。
尽管纯电动汽车包含以上优势,但是其缺陷也严重影响了它的使用。在充电的过程中,需要消耗大量的时间,同时在对动力电池进行应用的过程中,还需要使用大量的成本;拥有较短的续驶里程;动力电池能源消耗量大;较大的差距产生于内燃机汽车和高速阶段的纯电动汽车中。
LEAF是日本生产的纯电动汽车,在对其进行应用的过程中,它能够达到140km/h的车速,当动力电池被充满的状态下,其可以行驶超过160km的里程。我国在对纯电动汽车进行生产和加工的过程中,已经形成了比亚迪E6、奇瑞QQ等品牌,一定程度上获得了大众的认可,但是从长远的角度来看,纯电动汽车还具有较大的发展空间。
2.2混合动力电动汽车
将电动力源和热动力源同时装置于混合动力电动汽车中,就形成了混合动力电动汽车,该汽车中包含一个小型内燃机和蓄电池,能够将电力驱动提供给电动汽车。该电动汽车的优势在于,最佳工况区中内燃机可以实现稳定运行,提升了燃油利用率,噪声污染较低。在对能耗量进行控制的过程中,一定的制动能量可以被电机进行回收;将纯电动模式应用于停车等环节,有助于零排放的实现。其缺陷在于,在制造双动力系统时,需要消耗大量的资金和技术;内燃机燃烧是动力能源产生的基础,不利于提升环保功能;在长时间行驶中,能耗与传统汽车相比并没有明显的降低;同时汽车内部系统过于复杂,不利于后期的维护和保养。
20世纪末,该类型电动汽车已经被投入市场,并在2010年产生了接近300万辆的销量,我国目前正在生产的混合动力汽车有比亚迪DM双模混合动力电动汽车等。
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2.3太阳能电动汽车
在利用太阳能并对其进行转换的基础上,可以形成大量电能,对电动汽车产生驱动作用。在电动汽车领域,太阳能汽车已经形成了一个独立的分支。太阳能电池板作为核心部件被应用于太阳能汽车中,其运行中,能够对太阳照射方向进行自动追踪,并对辐射能量进行吸收。
其优势在于能够对可再生、洁净能源进行充分的利用,环境污染现象得到缓解,提升了能源利用率,同时在使用中不会产生较大的噪声污染。其缺陷在于,在吸收太阳能时,需要一个较长的过程,在阴雨、雾霾等天气条件下,我国发挥自身的功能。但是,在有效融合可插电式电动车技术与太阳能电池技术的基础上,将极大的推动我国电动汽车技术领域的进步。
三、电动汽车的发展趋势
3.1纯电动汽车发展趋势
现阶段,在实现节能、环保目标的过程中,纯电动汽车的优势是不容忽视的。尽管现阶段该汽车仍然需要较长的充电时间,但是这一瓶颈将在政府支持、科研机构的努力下得到突破。从未来的角度来看,纯电动汽车可以对电池置换等方式进行应用,从而减少充电时间过长给使用者带来的不便。
尽管,该技术不会在短时间内得到非常广泛的应用,但是在整个电动汽车领域,纯电动汽车将是最终发展目标。
3.2混合动力电动汽车发展趋势
现阶段,电动汽车领域最有发展潜力的技术就是混合动力电动汽车技术,该技术可以将续驶里程、传统内燃机汽车动力的优势充分发挥出来,目前在我国已经发展的相对成熟。
从未来的角度来看,可插电式混合动力电动车技术的产生,促使消费者成为选择电能或者燃油的主体,这样一来,可以更加高效的满足消费者的需求,同时实现节能环保的目标。同时,企业、消费者甚至是国家将在对混合动力电动汽车进行应用的过程中,共同承担成本,为电动汽车的发展创造良好的环境。
3.3太阳能汽车技术发展趋势
从长远的角度来看,电动汽车将得到广泛应用,在实现能源补充的过程中,可以对太阳能进行进行充分的利用。现阶段,我国相关领域在发展中已经意识到了太阳能这一洁净能源的重要性,太阳能电池技术得以产生和不断完善。尽管现阶段该技术面临着一定的缺陷,即需要大量的时间才可以实现能量补充,以及较低的密度存在于单位面积的能量中。正因为如此,核心能源供给方式在汽车驱动力中无法对太阳能技术进行充分的利用。而太阳能作为一种辅助能源补充的途径,很可能得到可插电电动汽车的充分利用。同时,在对大型太阳能发电站进行构建的过程中,也有助于向纯电动汽车提供重要的能源。
结语
综上所述,近年来,面对石油资源紧缺的现状,我国各个领域在发展中,越来越重视节能和环保理念,电动汽车技术的进步,一定程度上减少了石油的消耗量,同时有助于人们提升环保和节能意识。从该技术未来发展的趋势来看,纯电动汽车在未来发展中将突破电池技术的瓶颈,混合动力电动汽车将向着可插电式混合动力电动车技术的方向发展,太阳能汽车技术将推动大型太阳能发电站的建设。
参考文献:
[1]吕殿鑫,段玉,赵永旺.电动汽车技术进展和发展趋势[J].农村经济与科技,2017.
[2]高大威,王硕,杨福源.电动汽车无线充电技术的研究进展[J].汽车安全与节能学报,2015.
作者简介
秦贞依(1993.08.20),男,学历:山东大学工学学士,研究方向:电力营销技术
王继强(1991.09.12),男,学历:山东大学工学学士,研究方向:电力营销技术
胡腾华(1988.09.10),男,学历:合肥工业大学硕士研究生,研究方向:电力营销技术
论文作者:秦贞依,王继强,胡腾华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/17
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