电动车的发展历史

燃料电池汽车
锂电池汽车
Tesla是有一套专门的液体循环温度管理系统围绕着每一节单体电池的， 但其具体构造，却始终未能见到。有媒体在报道中是这么说的“据Tesla 专利说明介绍，隔离板内部的水可以是静态的也可以是流动的，可以直 接存储在隔离板内部管腔，也可以被装到特定的水袋中。如果是流动状 态，可以与电池组的冷却系统连接在一起，也可以自建循环系统。”
当年制造商还掩盖这一“弱点”，试图打 入男性市场。
但电动汽车并没有如预想的一样发展。当 年石油寡头为了自己的利益阻碍电动汽车 发展，爱迪生的交流不善也没能让电动汽 车打开市场。
另一个原因是当时的技术水平局限，电池 充电时间太长，并不适用于日常使用。
而现在，电动汽车卷土重来
在汽车发展早期，由于当时的内燃机技术并不 成熟，电动车作为高端产品成为精英们的象征， 汽车行驶速度和巡航里程世界记录曾经都是电 动车保持的。为了解决电池性能不足的问题， 也有很多工程师热衷于开发混合动力技术，其 中具有代表性的包括费迪南德·保时捷，他开发 了第一辆双轮毂电机电动车、第一辆四轮毂电 机电动车、第一辆混合动力车，在当时取得了 多项速度记录和拉力赛冠军，后来甚至做出了 电传动的象式坦克歼击车。
在电动车的动力电池上，有几条路线。 一条是锂电池、镍氢电池、铅酸电池
还有一个路线就是燃料电池，不充电， 填充物质来产生电能。一个路线是铝空 气电池、锌空气电池这类金属燃料电池， 另外一个路线就是氢燃料电池。这个路 线的优势是可以快速完成能量补充，和 加油一样快捷，只要用加氢站，加锌站 替代加油站即可，丰田走的就是这条路 线。
在1912年，电动车卖$1750（大致相当于现 在的42,000美元），而内燃车只需要不到一 半650美元（今天大约$15000），但是当时 汽油相当昂贵，总体拥有成本相差并不大。 所以尽管电动车的价格较贵，电动汽车的销 量还是在1912年达到顶峰，当年美国和欧洲 电动车的保有量大约5万辆，占了整个汽车数 量的40%，而内燃车只有不到22%左右的市 场份额。（剩下的是蒸汽驱动的车辆）。到 了20世纪20年代，随着遍布全球的石油大发 现，汽油的价格很快降到大众可以负担得起 的水平，新的道路，加油站等基础设施如雨 后春笋般涌现。内燃车可以跑得更快更远的 优点吸引了大众的注意，火花塞、消音器的 发明也让内燃车驾乘变得更为简单舒适。电 动车的全盛时期过去了，又过了十年，全世 界的电动车产业事实上已经完全消失了。
在第二次工业革命那个科技日新月异的时期，电是最时髦的科技，托马斯 ·爱迪生和尼古拉·特斯拉作为那个时代的偶像，地位与现在的史蒂夫·乔布 斯和Elon Musk 相当。
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托马斯·爱迪生 史蒂夫·乔布斯
尼古拉·特斯拉备竞赛时期，有一段时间，机械变 速箱减速齿轮的传输功率暂时没能跟上吨位的不断攀升，于是美国 人搞出了电传动战列舰来解决这个问题。
Model S 85型，并未选配寒冷气候套装
通过暴力拆解，使我们终于看到了电池组 内部的构造。在锂电池组内部，灌注水乙 二醇的导热铝管呈S形状环绕。图中左右 两侧的接口为水乙二醇液体的循环接口， 在铝管外还包裹着一层橘黄色的绝缘胶带。 为防止绝缘胶带意外破裂，导致铝管与锂 电池外壳接触造成短路，Tesla在铝管外部 还加了一层绝缘胶进行隔离。在其他没有 铝管通过的电池之间，也使用了一层绝缘 胶进行隔离
被动平衡系统的硬件和软件都比主动平衡系统简单可靠很多，在成本上 也少很多。所以现在被动平衡还是工业界的主流。
电池管理系统在采集了所有电池的电压、温度、电流之后，一般会进行一 些统计计算。比如说通过算方差来评估小电池数据的一致性。电池上的每 一个传感器都有自己的“地址”，这样电池管理系统可以知道哪一个电池电 压过低过高，温度过高，电流过高等来判断开启哪里的安全电路。
19世纪90年代后期和20世纪初的这段时间里， 尽管最高速度慢一些，但电动车由于具有无需换 档，直接启动等很多先天性的优势，发展居于优 势地位。1911年的纽约时报这样写道：“与燃油 的内燃车相比，电动车无疑是更理想的交通工具， 它既清洁又安静，关键的是还可以省不少钱。”
4.电动汽车的发展
现在电动汽车虽然已经上市发售，我们依然视之为 新奇的发明。殊不知在100多年前，第一辆电动汽 车就上路了，发明者不是别人，正是发明大王爱迪 生。
Tesla使用的18650锂电池是定制的，不像我 们平时看到的锂电池一样有一层绝缘外衣， 其裸露在外的电池外壳都是电池负极，一旦 外壳被导体连上，就可能造成短路，严重时 甚至会发生起火事故，其后果将不堪设想。 所以Tesla在电池组内部做的多层绝缘防护 还是非常必要的，从目前看到设计结构来说 Tesla的防护措施是值得信赖的
电动车的另一核心就是电池箱。电池箱是由 电池本身和电池管理系统构成。
一般电池包都是由一节节小电池组成。小的锂 电池，分为圆柱体和长方体两种，电压大约在 3-4V。小电池通过串联来达到较高的额定电压， 比如400V左右，然后通过并联来达到较高电 流的需求。 电池箱为了可靠性和安全性，一般采取模块化 的设计，即由小的电池包组成大的电池箱。每 一个小的电池包内部有一个电磁开关，如果该 电池包内有小电池异常，这个电磁开关就由电 池管理系统的控制电路打开。这样这个有问题 的电池包就被切断于整个系统之外。 另外锂电池充电放电的特性和温度非常相关， 所以在机械设计中也要充分考虑如何有效的平 衡电池间的温度。
电动车的发展历史
2016.04.14/熊亮
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目录
1.电的发现 2.电的应用 3.电动汽车的产生 4.电动汽车的发展 5.电动汽车的“心脏” 6.走入现实的电动汽车 7.电动汽车存在的安全隐患 8.电动汽车的未来
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1.电的发现
第一次工业革命标志：蒸汽机的发明．它不仅是一场生产技术上的革命， 也是一次深刻的社会革命，引起了生产关系上的重大变革。
常见电动车电池箱架构
电池管理系统（bms）主要的功能有两个，一个是上述所说的通过采集各 个小电池的电压，电流，温度等信息来决定开启保护电路，第二个就是平 衡小电池之间的电量。
为了避免单个锂电池过度充电和放电，电池管理系统需要用一些电路来平 衡电池之间的能量。最常见的有主动和被动平衡两种平衡方式。被动平衡 就是在小电池电压过高的时候，通过放电电阻慢慢消耗多余的能量来平衡。 主动就是在电池组上加上小的直流转换器，让能量在电池之间流动而不是 简单的在电阻上消耗。 虽然主动平衡听上去比被动平衡要好很多，但是在现实的工程生产中，最 佳的设计不一定是符合最佳理论设想的设计。被动平衡虽然确实会浪费一 些能量，但是考虑到锂电池生产一致性非常高，充电放电过程中小电池的 电压也不会相差太多，所以在放电电阻上的能量损耗也不会太高。
当时的美国不仅拥有数量众多的电动轿车和电 动卡车， Bailey Electric 公司在 1907 年甚至 开发了最早的电动跑车，1897 年纽约出现了 第一辆电动出租车。与此同时，和电动车一起 相关的配套服务设施也应运而生，Hartford Electric Light 公司为电动车提供可以更换的电 池。 Detroit Electric 公司不仅制造电动车，还建立 了充电站方便用户，现代电动车需要的那些配 套设施在 90 年前就已经建立过了。
电动车的核心有三个，电池、电机和电控。电机技术因为在业界广泛采用，发展 的已经很成熟。应用在电动车上没有太多问题。电控随着现代微电子技术的发展 也不存在瓶颈，核心的关键就在电池上。
电动车动力系统基本架构
其中永磁电机和感应电机是应用最多 的两种电机。
永磁电机的定子（即电机中不会转的 一部分）是永久磁性材料，电机内磁 场强度高，能量转换效率高，单位质 量输出功率大。感应交流电机在定子 部分用的也是和转子一样的线圈，虽 然效率和单位质量输出没有永磁电机 高，但是建造成本低，建造速度快， 并且结构非常可靠。感应交流电机由 尼古拉.特斯拉发明，一直到现在基本 架构和原理都没变。特斯拉电动车也 是因此而得名
5.电动汽车的“心脏”
任何一个车的核心技术都是动力链 系统
汽油车就是引擎，变速箱，以及一系 列将引擎的动力传递到轮子上的系统。 对于电动车来讲就是电机、逆变器、 直流转换器、电池箱等将电机的动力 传到轮子上的部件。
踩下加速器的那一瞬间，其实是给了 逆变器（inverter，或者可以直观地 称为电机控制器）一个电信号，这个 电信号的电压大小决定了逆变器给电 机输出多少功率，电机就会输出相应 的扭矩来驱动车辆。逆变器的英文名 是inverter，功能是将直流电逆转成 交流电。那为什么要转换成交流电呢？ 因为电动车大多数用的都是交流电机， 而电池只能输出直流电（即电流只有 一个流动方向）。
经过一个世纪的发展，电动机相对于内燃 发动机而言拥有了更大的比较优势，采用 电动机驱动的汽车在同等功率下动力输出 更加强劲，能源效率更高，可以说非常适 合如今城市驾驶频繁起停的工况。另外电 动车的结构简单，无需传统意义上的变速 箱、传动系统、离合器，也不用机油，从 而故障率低也大大降低了保养维修的成本。 但是1990至今的复兴进程，虽然几乎每个 汽车厂商都推出了一些电动车型号，可是 从通用的EV1到日产的Leaf，至今没有一款 车获得主流大众市场的认可，究其原因， 是有两个因素拖了电动车发展的后腿：电 池和充电基础设施。
爱迪生曾经这样赞赏过电力：“电力就是一切。不 需要复杂精密的齿轮，没有危险，也没有汽油的恶 臭，甚至没有噪音。”
1880年，爱迪生制造出第一辆电动汽车，时速20英 里。
“使用者可以自行为汽车充电。”纽约时报当时是 这样报道的。
最初它是上流社会的奢侈品，后来因其没有手动档 且噪音小、无味的特点进入女士专用车的市场。
第二次工业革命标志（产业革命）：电气化．被迅速应用于工业生产，促 进经济的发展。
第三次工业革命标志：微电子技术的发展和普遍应用．是人类文明史上继 蒸汽技术革命和电力技术革命之后科技领域里的又一次重大飞跃．不仅极 大地推动了人类社会经济、政治、文化领域的变革，而且也影响了人类生 活方式和思维方式，使人类社会生活和人的现代化向更高境界发展。