电动汽车的关键技术及发展前景_百度文库
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电动汽车的关键技术及发展前景
电​动​汽​车​产​业​化​机​遇
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混合动力汽车研发的关键技术分析介绍
混合动力系统的研发需要解决很多技术问题，比如控制策略的设计、内燃机燃烧系统的优化、蓄电池的改进、传动系统的匹配设计和新材料新工艺的应用等等。
这里的控制系统是指汽车动力总成集中控制系统，它是整车正常行驶的核心单元。传统内燃汽车的控制系统包括发动机的空燃比（或喷油量）控制、点火控制和怠速控制，以及变速器的档位变换和换档感觉控制等。混合动力汽车的控制还需要根据转速、负荷及车速等信息和相关设备的状态确定发动机与电动机的功率分配策略，即当汽车的负荷给定后，首先要确定发动机与电动机输出功率的比例，以保证满足汽车动力性、经济性、排放性等性能指标的要求。为了满足混合动力汽车的包括驾驶性等的要求，需要设计与混合动力系统相适应的控制系统和控制策略。
混合动力汽车控制策略
由于各种混合动力电动汽车结构上的差异，因而需要不同的控制策略来调节和控制功率流在不同元件间的流动，其目的是为了达到以下四个主要目标：
- 最佳的燃油经济性
- 最低的排放
- 最低的系统成本
- 最好的驱动性能
混合动力电动汽车控制策略的设计主要考虑以下几点：
（1） 优化发动机的工作点：基于最佳燃油经济性、最低排放或者二者选其一，根据发动机的转矩/转速特性曲线确定最优工作点；
（2） 优化发动机的工作曲线：如果发动机需要发出不同的功率，相应的最优工作点就构成了发动机的最优工作曲线；
（3） 优化发动机的工作区：在转矩/转速特性曲线上，发动机有一个首选的工作区，在此工作区内，燃油效率最高；
（4） 最小的发动机动态波动：应控制发动机的工作转速以避免波动，从而使发动机的动态波动达到最小；
（5） 限制发动机最低转速：当发动机低速运行时，燃油效率很低，因而当发动机转速低于某一下限值时，应关闭发动机；
（6） 减少发动机的开/关次数：频繁地开/关发动机，引起油耗和排放增加；
（7）合适的蓄电池荷电状态：蓄电池的容量须保持在适当的水平，以便在汽车加速时提供足够的功率，在汽车制动或下坡时能回收能量。若蓄电池的容量过高，应关闭发动机或使之怠速运转；
（8）安全的蓄电池电压：在放电、发电机充电或制动回收充电时，蓄电池的电压挥发生很大变化，应避免蓄电池电压过低或过高，否则蓄电池会产生永久性破损，因而蓄电池管理很关键；
（9） 分工适当：在驱动循环中，发动机和蓄电池应合理分担汽车所需功率；
（10） 在某些城市或地区混合动力电动汽车以纯电动模式工作效率最高，这种转变可以通过手动或自动来实现。
经过100多年的发展，车用内燃机在动力性、经济性及排放控制方面获得了很大改善。近年来电控燃油喷射、排气再循环、增压中冷、可变进气涡轮、高压共轨和催化后处理等技术的应用，更使汽车的性能飞速提高，因此，作为一种成熟的动力设备，内燃机在混合动力电动汽车上的应用难度不大。由于可移动性能好、比功率大、热效率也较高，因此，内燃机仍然是影响整车效率和性能的关键设备。
蓄电池是混合动力电动汽车发展的关键技术，也是提高整车性能和降低成本的重要发展方向。自上世纪90年代以来，蓄电池的比能量、比功率、循环寿命等方面的问题就一直成为电动汽车发展的主要障碍；对于混合动力电动汽车来说，由于电动比例较高，因此同样面临着蓄电池技术改进的问题：第一，比能量相对不足，因而成本较高，比能量值越高，汽车经济性越好；第二，蓄电池的寿命相对较短，蓄电池寿命一般为充放电1000次左右，比整车寿命低得多，若在汽车十几年的生命周期频繁更换蓄电池的话，混合动力汽车的运营成本将大大提高。另外，蓄电池的应用还涉及到充电时间较长、电池荷电状态（SOC）判别等问题这些都不同程度影响整车性能。目前，在混合动力电动汽车上使用的蓄电池主要是铅酸电池、镍氢电池（MH-Ni）和锂离子电池，如克莱斯勒ESX2采用铅酸电池，丰田Prius和本田Insight用镍氢电池日产Tino用锂离子电池。
电动机技术、转矩合成技术和新材料应用技术对于混合动力汽车系统也都起着举足轻重的作用。比如，电动机技术涉及电机的工作效率和能量回收策略等问题；转矩合成器将发动机转矩和电动机转矩耦合输出，对系统运行平稳性和可靠性有重大影响；材料技术的应用主要指轻质高强度材料的选择这对提高汽车性能极为有利。
经过反复的比较和遴选，《今日电子》和21ic中国电子网举办的2013年度产品奖正式揭晓…
() () () () () () () () ()王健：轮毂电机是未来电动巴士发展的关键技术
1月24日，由GNEV官方机构主办、第一电动网承办的2014全球新能源汽车大会(GNEV2014)在天津隆重开幕，大会主题为“重新定义汽车”。在主题为“新技术、新产品、新模式——城市公交”的客车论坛上，重庆交通大学教授、《巴士与客车年鉴》主编王健表示，轮毂电机是未来电动巴士发展的关键技术。
王健介绍，的新能源发展有一个很显著的特征，不把整车作为一个总程思考，在过去大概将近10年当中，中国新能源汽车发展分阶段做了示范，现在已经开始推广应用，推出的产品越来越多，中国的电动车可以说是全世界最多的，但是客观的说，我们是否走对了路，是否先进要打一个问号。
王健认为，电动巴士发展面临多方面的瓶颈：车载电池能量密度较低，限制电动巴士的实用性；公共巴士装备大量电池才能完成日常运营；一辆12米标准巴士配置的电池自重接近车辆核定载客重量( 2,500～3,500千克)，相当于每天运营300公里相当于运载50～70名乘客的能耗，这是一种社会资源的浪费；车载电池需要很长充电时间；车载电池价格昂贵。
最后，王健展望了中国电动巴士的未来：轮毂电机是电动巴士发展的关键技术。轮毂电机帮助巴士制造商适应电能动力系统发展所带来的变化，它集成电能动力系统和制动系统，带来一种全新的技术解决方案；轮毂电机驱动技术可在各种新能源汽车上派上大用场。无论是电池电动还是燃料电池电动车，抑或是增程式混合动力电动车，都可以用轮毂电机作为主要驱动力；采用轮毂电机使重新设计公共巴士，使它们变得更轻便、更紧凑、更宽敞成为可能。
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用手机继续阅读技术贴：电动汽车续航距离的关键是什么？
例如，不利用此前主流的潜热蓄热材料型蓄热技术，而是利用化学反应的发热和吸热的“化学反应型”方式。东京大学与美国麻省理工学院（MIT）的共同研究团队还积极展开了材料开发，比如利用分子动力学模拟来设计蓄热材料等。
　　&纯电动汽车（EV）用起来到底怎么样？& 应该有很多读者都有这种疑问。
　　EV与汽油车相比运行成本低，不排放破坏环境的有害物质（二氧化碳和氮氧化物），作为汽车的未来形态频繁成为热门话题。另外，发生灾害时还能当电源使用，所以在东日本大地震后关注度进一步升高。但如果被人问&想买吗？&，则很难点头。目前在街上EV也确实还不多见。
　　消费者犹豫要不要买的主要原因应该是充电一次可行驶的续航距离太短。例如，2013年8月日产汽车官网上记载的EV&LEAF&（名：聆风）的官方续航距离（JC08模式）为228km。比过去大幅延长，理想的情况下能在东京-宇都宫间往返。
　　另外，还存在充电基础设施的问题。电池没电了怎么办？而且使用期间充电电池还会劣化。不消除这些担忧，EV就难以普及。
　　笔者前不久碰巧乘坐了一次EV出租车。庆幸之余，笔者问出租车司机，&纯电动怎么样啊？&。&啊，冷天电池消耗尤其快。暖气好像很费电&。
　　这个回答有点令笔者意外。EV提高燃效的关键在于暖气。自19世纪后半期发明汽车后，100多年来一直是通过发动机这一内燃机构燃烧燃料，把燃烧获得的能量转换成动力来驱动汽车。为了不让发动机过热，会边通过冷却装置冷却边行驶，因此我们一直含糊地认为&热&是个障碍。但在EV时代，&热&则变得非常宝贵。
　　随着EV时代的到来，有一项技术被重点提出，那就是蓄热技术。虽然作为驱动源的充电电池也发热，但与发动机的发热相比并不大。现在车内暖气使用的发动机余热的丧失，意味着冬天提高EV续航距离需要其他的新热源，实现这一点的要素技术之一就是蓄热技术。
　　行业的目标值是1000kJ/kg
　　冬天为了使车内保持一定的温度，EV的用电量容易增大。因为外部空气与车内的温差有可能比夏天还大。例如，室外温度零下时，要想使车内温度保持在20℃左右，温差就超过了20℃。当然，夏天的冷气也消耗电力，但假如在室外温度为35℃时把车内温度设定为25℃，其温差也只有10℃。为了冬天不过度消耗充电电池中存储的电力，确保新的热源也是纯电动汽车不可或缺的重要技术。因此，众多汽车厂商对新蓄热技术的出现给予了热切关注。
　　如果能开发出具备高蓄热特性的新技术，其涉及的应用领域不仅仅是EV。以家庭和办公室等使用夜间电力的冷暖气系统为首，有望广泛用作社会整体的能源对策。
　　表示蓄热技术特性的指标之一是蓄热密度，是指1kg材料能存储多少热量，单位为&kJ/kg&。为将来用于EV，作为汽车相关行业研发目标之一的蓄热密度为低温区（0～100℃）&1000kJ/kg&。当然，使用大量蓄热材料（介质）就能大量蓄热，但配备于汽车的话，最好能以尽量小的重量和体积大量蓄热。因此，作为未来目标，提出了1000kJ/kg的目标值。当然，这并不是能立即实现的值，&1000&这个数字只是目前的挑战目标。
　　那么，这个数值究竟是什么水平呢？以最常见的蓄热材料（介质）&水（H2O）&为例，我们在小学的自然科学课上学习过，&世界上升降温最慢的物质就是水&。实际上，无论是冬天使用的&热水袋&，还是利用夜间电力的&冰蓄冷&，都利用了水作为蓄热材料的效果。水的蓄热密度在低温区约为340～400kJ/kg。由此可知，实现1000kJ/kg需要使用蓄热密度约为水的3倍的材料。
责任编辑：曹磊
认为AMD产品虽然便宜，但长期使用电费支出也很高，会让价格优势荡然无存。以我们长...
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