纯电动汽车关键技术问题

纯电动汽车关键技术问题

学生姓名：赵克飞

学号：130602336

学院：材料学院

专业及班级：成型133

指导教师：彭立强

·绪论

随着科学技术的进步与经济的发展，汽车已成为人们日常生活中必不可少的交通工具。但同时，汽车工业的发展带来的对石油资源需求的急剧增加和对环境严重的负面影响日益引起了人们的关注。现在，全人类正面临着严峻的石油能源危机，对日益增大的石油能源的需求，受到地球有限石油储量的制约。根据国际能源机构预测，随着经济的发展、社会的进步和人口的增长，全世界的能量消耗在今后20年至少增加1倍。从环境保护的角度来看，汽车的排放物的数量是与燃油的消耗呈正相关关系，燃油内燃机车辆在大量消耗石油资源的同时又污染了环境，所排放的碳、氮、硫的氧化物及其它有害排放物已成为城市空气的主要污染源。面对日趋严重韵能源短缺与环境恶化问题，寻求社会、经济与资源、环境相互促进与协调发展的可持续发展模式正在成为世界性潮流，将引发汽车行业的产品结构调整与升级换代，经济型、低油耗、新能源汽车将成为市场新宠。为了适应这一形势的要求，世界各国政府、学术界和工业界等正在加大对电动汽车的开发投入的力度，加速电动汽车的商品化步伐。

·关键技术问题

纯电动汽车是以蓄电池等为主要动力，用电机驱动车轮行驶，符

合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它的关键技术包括汽车技术、电气技术、电子技术、信息技术和化学技术等。尽管能量存储技术至关重要，但车身设计、电驱动系统、能量管理系统和系统的优化也同样重要。因此可以说，所有这些领域技术上的整合才是电动汽车技术成功的关键。

（１）能量存储系统

现代电动汽车的瓶颈仍然是车用储能装置即电池技术，电池的能量、成本、质量以及电池的充电设备构建等都制约着电动汽车的发展。电动汽车对其储能装置的要求如下：1）高的比能量和能量密度；２）高的比功率和功率密度；３）长循环寿命；４）自放电率小，充电效率高；５）安全，易保养；６）原材料来源丰富，成本低廉；７）对环境无危害，可回收性好。

然而，目前还没有一种能源能完全满足上述要求，选用某一种蓄电池只能满足上述部分要求。为解决一种能源不能同时提供足够高的比能量和比功率这个问题，可采用多能源系统提供动力，即可选用一个能源具有高的比能量，另一个具有高的比功率。有蓄电池和蓄电池相结合的双能量源系统，也有采用蓄电池和超级电容、比功率。有蓄电池和蓄电池相结合的双能量源系统，也有采用蓄电池和超级电容、蓄电池和超高速飞轮相结合的系统。

（２）车身设计

生产电动汽车有两种基本方法：一种是改装，另一种是专门设计制造。目前，现代电动汽车大部分是为特定目的而设计的，这种特定

设计的电动汽车与改装车相比有一定的优势，它允许工程师灵活地调整和整合各子系统，使之能有效地工作。对于电动汽车来说，除了传统汽车的相关结构外，更重要的储能装置的结构形式，它很大程度上决定了电动汽车的控制方式和性能指标。

大程度上决定了电动汽车的控制方式和性能指标。

（３）电驱动系统

电驱动系统的主要任务是把电能转换为机械能，使汽车能克服空气阻力、滚动阻力和加速阻力而前进。另外，现代电动机的高转矩、低转速和恒功率、高转速的工作范围可以通过电子控制来获得，使得电动汽车的驱动系统设计更加灵活多样。为优化系统效率，扩大高效率运行工作范围，人们正在寻求新的电动机设计技术和控制策略。同时，应用新开发的一些电子技术以改善系统的性能及降低成本。

策略。同时，应用新开发的一些电子技术以改善系统的性能及降低成本。

（４）能量管理系统

由于电动汽车的车载能量有限，其行驶里程远达不到燃油车的水平，能量管理系统的目的就是要最大限度地利用有限的车载能量，增加行驶里程。智能能量管理系统采集从各个子系统输入的传感器息，这些传感器包括车内外气温传感器、充放电时电源电流和电压传感器、电动机电流和电压传感器、速度和加速度传感器以及车外环境和气候传感器等。

（５）电动汽车仿真技术

随着现代工业的发展、科学研究的深入与计算机软、硬件的发展，仿真技术已成为分析、综合各类系统，特别是复杂系统的一种有效研究方法和有力的研究工具。电动汽车技术的多学科性和快速发展的特点，要求电动汽车的设计过程灵活、快速且经济，计算机仿真不仅使这种设计过程成为可能，而且提高了电动汽车的系统优化水平。国外早在１９７０年就开始研究对电动汽车的建模和仿真。目前，国外用于电动汽车的仿真软件主要有１１４－１７Ｊ：美国能源部Ｉｄａｈｏ国家实验室开发的ＳＩＭＰＬＥＶ，ＴｅｘａｓＡ＆Ｍ大学开发的Ｖ．ＥＬＰＨ，美国能源部可再生能源实验室开发的ＡＤＶＩＳＯＲ（ＡｄｖａｎｃｅｄＶｅｈｉｃｌｅＳｉｍｕｌａｔｏｒ），以及Ｏｈｉｏ州立大学开发的ＯＳＵ-ＨＥＶＳＩＭ和香港大学电动汽车国际研究中心的ＥＶＳＩＭ、奥地利ＡＶＬ公司的ＣＲＵＩＳＥ等。另外，各大汽车生产厂家也有各自的仿真软件。我国基本上还没有较系统和成熟的电动汽车仿真软件，不少电动汽车研究开发单位采用了ＡＤＶＩＳＯＲ这类免费软件作为开发工具，取得了切实可行的成效。但由于缺乏对仿真软件内核的掌握，限制了深层次的应用，妨碍了取得高水平的研发成果。因此，建立基于系统模型和仿真技术的先进开发手段和工具，也是我国电动汽车研究的一个重要发展方向。

迄今为止，电动汽车存在的主要问题是初始成本高和续驶里程不理想。为了降低电动汽车的成本，人们正努力改善电动汽车的各个子系统，比如电动机、功率转换器、电子控制器、充电器、电池以及其它辅助设施，同时对电动汽车整车系统进行综合和优化。为解决续驶

里程不足的问题，除了不断开发先进的车用动力电池外，还应有效地估计电池的剩余能量、设计合理的能量分配和回收策，高效地利用有限的能源。

·结语

21世纪是能源挑战的世纪，近百年来传统的以石油为燃料的汽车工业势必走向一个崭新得以清洁的、可再生的能源为动力的汽车工业。要抓住这一机遇，不仅需要我们构建新能源汽车产业从创新、生产、销售渠道、消费者市场体系。还需要我们充分认识到我国在新能源汽车发展过程中关键技术存在的问题及不足，努力改善技术，推动我国绿色产业的发展。