探讨电动汽车技术进展和发展趋势论文_周忠堂,王建基,李子凯

探讨电动汽车技术进展和发展趋势论文_周忠堂,王建基,李子凯

(国网山东省电力公司临沂供电公司 山东临沂 276000)

摘要:随着经济技术的不断发展,使得我国工业和社会生活的方方面面对资源和环境的索取程度进一步增加,这大大增加了对石油、天然气不可再生资源的消耗。交通运输业的兴起,汽车的普及程度不断提升,对石油等资源的使用增加了环境污染问题,带来的水污染、大气污染、土地污染的问题日益严重。为了有效应对当前资源消耗严重、环境污染加重的现状,积极研发电动汽车对促进交通运输业的发展和有效应对汽车尾气问题具有重要的意义。

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、我国电动汽车的最新进展

目前,我国电动车研究也己取得阶段性成果,电动汽车的标准体系己经编制完成,在电动汽车三大车型的研制上,我国一些汽车制造厂商像吉利、奇瑞、华晨、长安、上汽、东风、一汽等都制定了发展计划和项目。

混合动力汽车技术渐趋完善,已经进入商业化阶段的混合动力汽车是我国新能源汽车的研究热点,己经实现小规模的产业化生产。目前,我国有许多厂商和公司都己参与到混合动力汽车的研制和开发中来并有车型陆续上了汽车产品的生产公告,这其中有一汽集团混合动力轿车、上海通用别克混合动力轿车、上海大众帕萨特燃料电池轿车、北汽福田燃料电池混合动力城市客车、一汽混合动力城市客车、重庆长安的混合动力客车和东风汽车混合动力电动城市客车等。目前,奇瑞的弱混动力车型、长安的杰勋HEV混合动力车、吉利的双燃料车均己下线。长安杰勋HEV混合动力车是国内第一款自主研发量产的混合动力轿车,它的最高时速可达160公里,排放标准达到国四,耗油量下降200%。长安杰勋混合动力版2009年将在北京、重庆示范运行,下半年正式投放市场,这将是国内最早上市的混合动力成熟轿车。此外,一汽和东风己有混合动力电动客车新产品并投入示范运行,东风纯电动小巴己累计销售近5000辆。纯电动汽车技术成熟,己在特定区域推广应用近年来,纯电动车己经开始成为我国汽车行业的一个重点发展方向,我国在纯电动汽车的电池和电机技术上发展迅速,动力蓄电池、高功率镍氢电池、铿离子等电池的性能有了较大提高,己能为整车提供基木符合要求的产品。目前我国己有多家公司己经研制出纯电动汽车并成功上市。

三、电动汽车技术未来的发展趋势展望

3.1动力电池向着安全、高电量以及低成本的方向发展

作为电动汽车的主要供能部件,动力电池的安全性、储电量以及成本的高低对电力汽车的发展有着决定性的因素。目前的动力电池安全性较低,储电量也严重不足,而且其生产制造成本高,这些因素都在很大的程度上限制了电动汽车的发展。首先,在未来动力电池设计的过程中,会通过计算机进行碰撞模拟,从而分析电池的主要碰撞部位,并在相应的部位采取保护措施,进而有效的提高动力电池的安全性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次,动力电池的存储量也会有很大的提升,通过找寻一种容量超过200mAh/g的新材料,从而可以有效的提高动力电池的储电量,这样可以能在很大的程度上延长电动汽车的使用时间。如今电动汽车的价格之所以昂贵,主要是动力电池的生产制造成本较高所导致的,不过在未来,动力电池的制造成本也会大幅降低。可以在保证质量的基础上选择价格较为便宜的原材料,并且采取先进的加工工艺,从而提高动力电池的生产效率,进而降低生产成本。

3.2电力驱动及控制技术向着智能化、数字化的方向发展

动力电动机是驱动电动汽车行驶的重要器件,在未来,动力电动机会有更多的工作方式,受到控制系统的直接控制,有效的提高其工作效率,此外,动力电动机在工作的过程中不会对周围环境造成污染,而且其稳定性高,结构变得更加简单,生产制造成本更低,后期维修也会更加方便。由此可见,动力电动机会向着自动化、简约化以及绿色化的方向发展[2]。除此之外,电动汽车的控制技术也会有很大的改变,目前在部分发达国家已经实现了对整个电动汽车的自动化控制,对于纯电动汽车来说,整个汽车的所有动力都是来源于动力电池,所以控制策略比较简单,而对于混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车来说,就需要更加完善、先进的控制系统来实现对整车的控制,而且需要整车的控制单元协同多个电机进行控制,从而实现对整车的智能化控制。

3.3驱动电机多元化发展

目前,除了对电力元件存储的研究外,各国也在加大对电动机的研究和创新。例如,美国研制的交流流感反应电机结构相对简单,降低了电机的质量,提高了运行的可靠性,但问题是控制单元模块相对复杂。在这方面,日本倾向于研究低质量、高转矩、高成本的永磁无刷直流电动机。在高温下,在降低磁力和抗振能力方面存在不足。磁阻电机正在德国和英国开发。它们具有扭矩转换率高、成本低、性能可靠、但容易产生噪声的特点。目前,我国也在积极研究稀土永磁无刷电机和稀土材料磁阻电机。

3.4燃料电池汽车

作为一种热门的研究电池类型,燃料电池利用甲醇、汽油和天然气等清洁能源通过燃烧发电来驱动汽车。这将大大降低汽车成本,提高汽车的耐久性和补偿能力,大大提高汽车的整体性能,使燃料电池汽车成为世界主要汽车公司竞争的焦点。

3.5电池能量管理系统(BMS)的广泛应用

电池能量管理系统是电动汽车中的智能元素,目前仅有少部分的电动汽车对BMS进行应用,其应用还不是很广泛,而且系统在实际应用的过程中存在诸多问题。不过在将来,BMS会在电动汽车中有着广泛的应用,通过BMS的应用可以有效的提高电动汽车的整体性能,而且提高电池能量的管理性能,从而在一定的程度上延长电动汽车的使用时长。

结语

在当前我国的发展现状下,建设资源节约型、环境友好型的生态社会,必须充分实施电动汽车的行业的推动作用,提升电动汽车的研发力度和应用领域,进而大大促进电动汽车的巨大发展前景,这对我国未来发展有着巨大的影响。

参考文献

[1]刘卓然,陈健,林凯,赵英杰,许海平.国内外电动汽车发展现状与趋势[J].电力建设,2015,7(36):25-31.

[2]王高红.电动汽车技术的现状分析与发展趋势研究[[J].电网与清洁能源,2017,11(33):97-100.

作者简介

周忠堂(1980.6.18),性别:男;籍贯:山东临沂;民族:汉;学历:研究生;职称:中级经济师;研究方向:充电建设运行;

王建基(1986.01.10),性别:男;籍贯:山东临沂;民族:汉;学历:本科;职称:中级工程师;研究方向:充电建设运行;

李子凯(1990.6.5),性别:男;籍贯:山东日照;民族:汉;学历:本科;职称:助理工程师;研究方向:充电设施运行;

论文作者:周忠堂,王建基,李子凯

论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期

论文发表时间:2019/10/18

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