鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:638次 | 2021年12月08日
淺析純電動(dòng)汽車電子的技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)
電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)為動(dòng)力蓄電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電子控制技術(shù)。在鋰離子電池技術(shù)、超級(jí)電容技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上,許多公司進(jìn)行技術(shù)改造與集成,研發(fā)了雙電源電動(dòng)汽車、多能源電動(dòng)汽車等,或者進(jìn)行換電站系統(tǒng)建設(shè)試驗(yàn),開發(fā)超快充電技術(shù),其目的都是為了克服純電動(dòng)汽車補(bǔ)充電能困難與續(xù)行里程短的缺陷。
一、鋰離子電池技術(shù)
在蓄電池技術(shù)領(lǐng)域,具有重量輕、儲(chǔ)能大、功率大、無污染(也無二次污染)、壽命長(zhǎng)、自放電系數(shù)小、溫度適應(yīng)范圍寬泛等優(yōu)點(diǎn)的鋰離子電池技術(shù)逐漸取代鉛和鎳氫電池,成為純電動(dòng)汽車中的核心技術(shù)之一。截至2006年十月為止,全球重要國(guó)家已有20余家車廠進(jìn)行鋰離子電池研發(fā),如富士重工、NEC、東芝、JohnsonControls、DegussaAG/Enax、Sanyo電機(jī)、panasonicEVEnergy等。我國(guó)在鋰離子電池方面的研究水平,有多項(xiàng)指標(biāo)超過了USABC提出的2010年長(zhǎng)期指標(biāo)所規(guī)定的目標(biāo)。目前,專家認(rèn)為鋰離子電池技術(shù)還需進(jìn)一步發(fā)展。一方面,各公司所公布的大部分純電動(dòng)汽車蓄電池實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù),如加速性能、充電時(shí)間、持續(xù)里程數(shù)等,還須在復(fù)雜的外部環(huán)境實(shí)際運(yùn)行下,進(jìn)一步驗(yàn)證其可靠性,以及生產(chǎn)批量化質(zhì)量控制。另一方面,我國(guó)鋰離子電池所需隔膜材料依賴進(jìn)口,成本尚待降低。此外,有專家認(rèn)為,蓄電池使用壽命還不長(zhǎng),造成高額使用成本,成為其商業(yè)化的一大瓶頸。
二、超快充電技術(shù)
采用傳統(tǒng)的慢速充電法,純電動(dòng)汽車充滿一次電要好幾個(gè)小時(shí)。這雖然能夠保證相對(duì)較長(zhǎng)的續(xù)駛里程,但由于要安裝許多電池,新增了車輛的重量和成本,對(duì)電池一致性的要求也較高。現(xiàn)在,快速充電電池技術(shù)出現(xiàn),具有壽命長(zhǎng)(可充電2000次以上)、沒有記憶性、可以大容量充電及放電等特點(diǎn),在幾分鐘內(nèi)就可充70%~80%的電。前面所述的東芝可急速充電鋰離子技術(shù),即是快速充電技術(shù)的其中之一,這為純電動(dòng)汽車的商業(yè)化供應(yīng)了技術(shù)支持。但是也有學(xué)者關(guān)于蓄電池的快速充電提出疑問,認(rèn)為快速充電時(shí)的過充電和過放電有可能會(huì)惡化各電池在電池組內(nèi)協(xié)同工作的環(huán)境,造成電池組整體的瓦解崩潰。現(xiàn)在許多公司在這方面積極進(jìn)行研發(fā),也有所進(jìn)展。2005年《參考消息》報(bào)導(dǎo)內(nèi)華達(dá)州有公司研制出納米電池,只需6分鐘就能充滿電,每次充電后的使用時(shí)間能達(dá)到目前充電電池的10倍,使電池充電次數(shù)量高達(dá)到2萬次,所供應(yīng)的電流強(qiáng)度最大能到現(xiàn)在的3倍。這也成為目前純電動(dòng)汽車電池技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向之一。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
三、電池與電容相結(jié)合技術(shù)
超級(jí)電容具有充電快、無記憶充放電、充放電循環(huán)次數(shù)高、無二次污染等優(yōu)異特性,但有放電快的缺點(diǎn);鋰離子電池具有儲(chǔ)電量大、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),但充電時(shí)間比較長(zhǎng)。取兩者之長(zhǎng),結(jié)合起來使用在電動(dòng)汽車上,除了可以具有傳統(tǒng)純電動(dòng)汽車的“電代油”和“零排放”重要優(yōu)點(diǎn)外,還具有一次充電行駛距離長(zhǎng)(可達(dá)300公里)、速度快(可達(dá)100公里/小時(shí))、行使過程中能量回收效率高等優(yōu)點(diǎn),代表了純電動(dòng)汽車的最新發(fā)展方向之一。目前已有富士重工和NEC聯(lián)合開發(fā)“鋰離子電容器”,能量密度達(dá)30瓦時(shí)/千克,為先前電容器的4倍,達(dá)到了用于電動(dòng)汽車的實(shí)用水平。我國(guó)有上海瑞華集團(tuán)研制環(huán)保型混合電能超級(jí)電容電動(dòng)汽車,還有國(guó)家電網(wǎng)公司在這方面已經(jīng)完成了3種電池-電容混合型電力工程車輛的改裝和性能測(cè)試,并將開展示范應(yīng)用。
四、CTC電車蓄電池和360°聚光太陽能電池車載充電技術(shù)
CTC電車蓄電池和360°聚光太陽能充電技術(shù)通過在換電站快速更換大容量蓄電池的技術(shù)手段獲取足夠的電能,并通過360°聚光太陽能電池車載充電技術(shù)進(jìn)行能源補(bǔ)充。這種技術(shù)手段簡(jiǎn)單實(shí)用,克服了純電動(dòng)汽車補(bǔ)充電能困難與續(xù)行里程短的缺陷,可使續(xù)行里程提高至400KM,并能延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。不過這種技術(shù)尚在試驗(yàn)過程之中。
五、電動(dòng)輪技術(shù)
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
電動(dòng)輪亦稱輪內(nèi)電動(dòng)機(jī)(In-WheelMotor)。目前大部分重型礦用自卸汽車所采用的電動(dòng)輪是直流電動(dòng)機(jī),而第二代純電動(dòng)汽車所采用的是交流傳動(dòng)系統(tǒng)。其工作原理如下:交流傳動(dòng)系統(tǒng)中的永磁式三相同步伺服交流電動(dòng)機(jī)緊湊地收藏于車輪內(nèi),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子托架與車輪輪轂相聯(lián),而輪轂支撐于轉(zhuǎn)向節(jié)上,輪胎隨同電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn);而電動(dòng)機(jī)的定子則通過定子托板、輪轂、轉(zhuǎn)向節(jié)連接于車身上。該電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子為永久磁鐵,當(dāng)向電動(dòng)機(jī)的定子線圈中通以交流電流時(shí),定子便會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),使永磁式轉(zhuǎn)子連同輪胎一起旋轉(zhuǎn),即整個(gè)車輪旋轉(zhuǎn)起來。目前已有三菱公司與東洋公司合作開發(fā)了用于藍(lán)瑟(Lancer)四輪驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)轎車的電動(dòng)輪。每個(gè)電動(dòng)輪的最大功率為50千瓦,最大扭矩為518?!っ?,最高轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分,一次充電的行駛里程可達(dá)250公里,最高車速可達(dá)到150公里/小時(shí)。