電動車≠電池+車 科普詳解何謂電動汽車

　　電動汽車將會成為未來新能源的最終解決方案

　　縱觀汽車發(fā)展史，電動汽車比搭載內(nèi)燃機的奔馳專利一號車還要早面世半個世紀。而在二十一世紀的今天，電動汽車又將會成為未來新能源的最終解決方案。毫無疑問，電動汽車最大的優(yōu)勢便是無排放污染。電動汽車在行駛時與燃料電池車一樣不會產(chǎn)生尾氣，可以做到真正意義上的零排放。另外，由于電能做為可快速再生能源，它可以由多種清潔能源如水力、核能、太陽能、風力、潮汐等快速轉(zhuǎn)化而來，所以可以有效地減少汽車對石油資源的依賴。同時通過對車載電池的回收利用，電動汽車對環(huán)境保護和減少大氣污染的有益推動是無需質(zhì)疑的。其次電動汽車還具有噪音低，結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便等特點。

　　電動汽車還具有噪音低，結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便等特點

　　不過我們也要清晰的看到，純電動汽車的普及需要相當長的過程，這不僅僅是汽車本身的技術(shù)問題，同時還牽涉著社會問題。如何將快速充電鉆建設(shè)成如同當今加油站一樣便捷的服務網(wǎng)絡(luò)并不是一朝一夕能完成的巨大工程，并且這當中石油巨頭，汽車公司，政府多方的角力結(jié)果也將明顯的影響著這一進程發(fā)展的快慢。

　　1.電動車的心臟：電動機

　　電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)是電動車輛的核心，也是區(qū)別與內(nèi)燃機車輛的最大不同點。電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)由驅(qū)動電動機、電池組和電動機的調(diào)速控制裝置等組成。電動車的其他裝置則基本與內(nèi)燃機車輛相同。純電動汽車是完全用電動機來取代發(fā)動機驅(qū)動的，不少人認為電動機的動力沒有發(fā)動機好，然而在先進的交流電機的驅(qū)動下，現(xiàn)代電動汽車的動力性甚至遠遠超過了不少大排量內(nèi)燃機。

　　電動機可以在相當寬廣的速度范圍內(nèi)高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，這意味著電動車甚至只需要單級減速齒輪就可以驅(qū)動車輛。

　　事實上，電動機驅(qū)動與發(fā)動機相比有兩大技術(shù)優(yōu)勢：首先，發(fā)動機能高效產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速被限制在一個較窄的范圍內(nèi)(即經(jīng)濟運行區(qū))，因此需要變速器適應這一特性。而電動機可以在相當寬廣的速度范圍內(nèi)高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，這意味著電動車甚至只需要單級減速齒輪就可以驅(qū)動車輛。其次，由于高度電氣化的控制系統(tǒng)引入，電動機實現(xiàn)動力輸出的快速響應能力遠高于發(fā)動機，這意味著電動機的響應比發(fā)動機更加靈敏。

　　在先進的交流電機的驅(qū)動下，現(xiàn)代電動汽車的動力性甚至遠遠超過了不少大排量內(nèi)燃機

　　通用在十年前推出的第一款電動汽車EV1便可以實現(xiàn)百公里加速小于8秒，最高車速為130km/h(電子限速)。而在1994年研發(fā)時，通用EV1原型車更是創(chuàng)下了最高車速295km/h的驚人記錄。不過量產(chǎn)電動車一般并不會完全發(fā)揮出電動機的全部實力，因為電動車上搭載的電池所儲存的電量十分寶貴。為了節(jié)省電力，量產(chǎn)電動車的加速性能大多與同級的內(nèi)燃機車型接近或略優(yōu)(電動跑車除外)。

　　2.電動車的“油箱”：電池組

　　制約電動汽車發(fā)展的主要問題還是集中于電池成本較高，充電時間長，續(xù)駛里程較短。近年來，不少汽車公司和研究機構(gòu)的最新研究正在逐漸彌補電動汽車的這些先天缺陷。目前鎳氫電池和鋰電池為不少電動車和混合動力車所使用，其中鎳氫電池可快速充電，循環(huán)壽命長，同時它不存在重金屬污染，也被稱為“綠色電池”，但是比能量沒有鋰電池高。鋰電池有很多種類，例如鋰離子電池、鋰熔鹽電池、鋰聚合物電池，其具備較高的能量密度，等比功率大、比能量高，非常適合作為電動車車載電池。近年來，鋰電池的研究使其在壽命和穩(wěn)定性方面有大幅提升，因此鋰電池很可能成為未來電動車的主力電池類型。

　　鋰電池很可能成為未來電動車的主力電池類型，而國家電網(wǎng)規(guī)定的標準目前還不得知。

　　由富士汽車，東電和NEC鋰電合作開發(fā)的富士R1e純電動車代表了目前純電動汽車領(lǐng)域的前沿科技。富士R1e電動汽車的車重僅為870公斤，在一臺最高功率40kW的電動機的帶動下，其最高車速可以達到100km/h。車載電池可以保證最大80公里的續(xù)駛里程。由東電公司主要負責完成的車載電池充電系統(tǒng)可以在15分鐘之內(nèi)充入80%的電量。如此快速的充電時間，使得電動汽車的使用者不再為長達數(shù)小時的充電時間而頭痛了。另外，由NEC鋰電公司開發(fā)的車載電池壽命可以達到10年或20萬公里。這款富士R1e純電動車預計將會于明年在日本上市，折合售價低于20萬人民幣。

　　日產(chǎn)Leaf電動車采用薄型化鋰電池模塊，由日產(chǎn)與NEC合資的AESC汽車能源公司所生產(chǎn)供應

　　即將量產(chǎn)上市的日產(chǎn)Leaf電動車，一大突破同樣也是鋰電池的應用。Leaf電動車采用薄型化鋰電池模塊，由日產(chǎn)與NEC合資的AESC汽車能源公司所生產(chǎn)供應。在完全充滿電的情況下，日產(chǎn)Leaf電動車最長續(xù)駛里程可以達到160公里，這一續(xù)航能力已經(jīng)可以滿足70%消費者每日的駕駛里程所需。同時日產(chǎn)為這套鋰電池提供8年/16萬公里質(zhì)保，消除消費者對于電池壽命的后顧之憂。

　　為了提升電動車的實用性，日產(chǎn)Leaf電動車提供兩種充電插槽和兩種充電方式。其中快速充電插槽可在30分鐘內(nèi)充電80%;而利用一般家庭200伏特電源進行充電，則需時約8小時完成充電。日產(chǎn)Leaf在車頭前方布置兩組充電插槽，可分別就一般200伏特電壓或快速充電系統(tǒng)進行充電;而在前擋玻璃處也具備充電電量顯示。　　

　　電力驅(qū)動控制系統(tǒng)按工作原理可劃分為車載電源模塊、電力驅(qū)動主模塊和輔助模塊三大部分

　　3.電動車的神經(jīng)中樞：電控系統(tǒng)

　　電力驅(qū)動控制系統(tǒng)是電動車的神經(jīng)中樞，它將電動機，電池和其他輔助系統(tǒng)互為連接并且加以控制。電力驅(qū)動控制系統(tǒng)按工作原理可劃分為車載電源模塊、電力驅(qū)動主模塊和輔助模塊三大部分。

　　電力驅(qū)動主模塊主要由中央控制單元、驅(qū)動控制器、電動機、機械傳動裝置等組成。

　　車載電源模塊主要由電池電源、能源管理系統(tǒng)和充電控制器三部分組成。由于電動機驅(qū)動所需的等級電壓往往與輔助裝置的電壓要求不一致，輔助裝置所要求的一般為12V或24V的低壓電源，而電動機驅(qū)動一般要求為高壓電源，并且所采用的電動機類型不同，其要求的電壓等級也不同。為滿足該要求，可以用多個12V或24V的蓄電池串聯(lián)成96 -384V高壓直流電池組，再通過DC/DC轉(zhuǎn)換器供給所需的不同電壓。

　　能源管理系統(tǒng)的主要功能是在汽車行駛中進行能源分配，協(xié)調(diào)各功能部分工作的能量管理，使有限的能量源最大限度地得到利用。能源管理系統(tǒng)與電力驅(qū)動主模塊的中央控制單元配合一起控制發(fā)電回饋，使在電動汽車降速制動和下坡滑行時進行能量回收，從而有效地利用能源，提高電動汽車的續(xù)航能力。充電控制器則是把電網(wǎng)供電制式轉(zhuǎn)換為對蓄電池充電要求的制式，即把交流電轉(zhuǎn)換為相應電壓的直流電，并按要求控制其充電電流。

　　電力驅(qū)動主模塊主要由中央控制單元、驅(qū)動控制器、電動機、機械傳動裝置等組成。中央控制單元根據(jù)加速踏板與制動踏板的輸入信號，向驅(qū)動控制器發(fā)出相應的控制指令，對電動機進行起動、加速、降速、制動控制。驅(qū)動控制器的功能是按中央控制單元的指令和電動機的速度、電流反饋信號號，對電動機的速度、驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向進行控制。

逆變器

　　輔助模塊包括輔助動力源、動力轉(zhuǎn)向單元、顯示儀表和各種輔助裝置等。這部分裝置的功能與傳統(tǒng)汽車上的非常類似。

　　總結(jié)：電能驅(qū)動將是汽車的未來

　　“石器時代并不是因為沒有石頭而結(jié)束” (The Stone Age did not end due to a lack of stones)，正如這句諺語所暗含的道理一樣：科技必然將會推動人類社會的進步。從蒸汽機車到內(nèi)燃機車再到電力機車的演變已經(jīng)預示了未來汽車的發(fā)展方向。

　　通用十年前制造的EV1電動車和即將上市的雪佛蘭Volt插電式混合動力車，兩者的底盤布置非常相似

　　事實上，無論是已經(jīng)量產(chǎn)的混合動力和插電式混合動力車，還是虛無縹緲的燃料電池車，它們的本質(zhì)都是電動車，依靠電能驅(qū)動是共同的解決方案。我們可以看到，汽車，這個伴隨著人類走過一百多年的交通工具，將會迎來歷史上最重要的一次變革，一場圍繞著汽車動力系統(tǒng)革命正在逐漸拉開。（文/新浪汽車）