電動(dòng)車(chē)≠電池+車(chē) 科普詳解何謂電動(dòng)汽車(chē)

　　電動(dòng)汽車(chē)將會(huì)成為未來(lái)新能源的最終解決方案

　　縱觀汽車(chē)發(fā)展史，電動(dòng)汽車(chē)比搭載內(nèi)燃機(jī)的奔馳專(zhuān)利一號(hào)車(chē)還要早面世半個(gè)世紀(jì)。而在二十一世紀(jì)的今天，電動(dòng)汽車(chē)又將會(huì)成為未來(lái)新能源的最終解決方案。毫無(wú)疑問(wèn)，電動(dòng)汽車(chē)最大的優(yōu)勢(shì)便是無(wú)排放污染。電動(dòng)汽車(chē)在行駛時(shí)與燃料電池車(chē)一樣不會(huì)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(yáng)能、風(fēng)力、潮汐等快速轉(zhuǎn)化而來(lái)，所以可以有效地減少汽車(chē)對(duì)石油資源的依賴。同時(shí)通過(guò)對(duì)車(chē)載電池的回收利用，電動(dòng)汽車(chē)對(duì)環(huán)境保護(hù)和減少大氣污染的有益推動(dòng)是無(wú)需質(zhì)疑的。其次電動(dòng)汽車(chē)還具有噪音低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便等特點(diǎn)。

　　電動(dòng)汽車(chē)還具有噪音低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便等特點(diǎn)

　　不過(guò)我們也要清晰的看到，純電動(dòng)汽車(chē)的普及需要相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程，這不僅僅是汽車(chē)本身的技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)還牽涉著社會(huì)問(wèn)題。如何將快速充電鉆建設(shè)成如同當(dāng)今加油站一樣便捷的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)并不是一朝一夕能完成的巨大工程，并且這當(dāng)中石油巨頭，汽車(chē)公司，政府多方的角力結(jié)果也將明顯的影響著這一進(jìn)程發(fā)展的快慢。

　　1.電動(dòng)車(chē)的心臟：電動(dòng)機(jī)

　　電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)車(chē)輛的核心，也是區(qū)別與內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電池組和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制裝置等組成。電動(dòng)車(chē)的其他裝置則基本與內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛相同。純電動(dòng)汽車(chē)是完全用電動(dòng)機(jī)來(lái)取代發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，不少人認(rèn)為電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)好，然而在先進(jìn)的交流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了不少大排量內(nèi)燃機(jī)。

　　電動(dòng)機(jī)可以在相當(dāng)寬廣的速度范圍內(nèi)高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，這意味著電動(dòng)車(chē)甚至只需要單級(jí)減速齒輪就可以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。

　　事實(shí)上，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)相比有兩大技術(shù)優(yōu)勢(shì)：首先，發(fā)動(dòng)機(jī)能高效產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速被限制在一個(gè)較窄的范圍內(nèi)(即經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū))，因此需要變速器適應(yīng)這一特性。而電動(dòng)機(jī)可以在相當(dāng)寬廣的速度范圍內(nèi)高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，這意味著電動(dòng)車(chē)甚至只需要單級(jí)減速齒輪就可以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。其次，由于高度電氣化的控制系統(tǒng)引入，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的快速響應(yīng)能力遠(yuǎn)高于發(fā)動(dòng)機(jī)，這意味著電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)比發(fā)動(dòng)機(jī)更加靈敏。

　　在先進(jìn)的交流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了不少大排量?jī)?nèi)燃機(jī)

　　通用在十年前推出的第一款電動(dòng)汽車(chē)EV1便可以實(shí)現(xiàn)百公里加速小于8秒，最高車(chē)速為130km/h(電子限速)。而在1994年研發(fā)時(shí)，通用EV1原型車(chē)更是創(chuàng)下了最高車(chē)速295km/h的驚人記錄。不過(guò)量產(chǎn)電動(dòng)車(chē)一般并不會(huì)完全發(fā)揮出電動(dòng)機(jī)的全部實(shí)力，因?yàn)殡妱?dòng)車(chē)上搭載的電池所儲(chǔ)存的電量十分寶貴。為了節(jié)省電力，量產(chǎn)電動(dòng)車(chē)的加速性能大多與同級(jí)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)型接近或略優(yōu)(電動(dòng)跑車(chē)除外)。

　　2.電動(dòng)車(chē)的“油箱”：電池組

　　制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要問(wèn)題還是集中于電池成本較高，充電時(shí)間長(zhǎng)，續(xù)駛里程較短。近年來(lái)，不少汽車(chē)公司和研究機(jī)構(gòu)的最新研究正在逐漸彌補(bǔ)電動(dòng)汽車(chē)的這些先天缺陷。目前鎳氫電池和鋰電池為不少電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)所使用，其中鎳氫電池可快速充電，循環(huán)壽命長(zhǎng)，同時(shí)它不存在重金屬污染，也被稱(chēng)為“綠色電池”，但是比能量沒(méi)有鋰電池高。鋰電池有很多種類(lèi)，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(dòng)車(chē)車(chē)載電池。近年來(lái)，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(lái)電動(dòng)車(chē)的主力電池類(lèi)型。

　　鋰電池很可能成為未來(lái)電動(dòng)車(chē)的主力電池類(lèi)型，而國(guó)家電網(wǎng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)目前還不得知。

　　由富士汽車(chē)，東電和NEC鋰電合作開(kāi)發(fā)的富士R1e純電動(dòng)車(chē)代表了目前純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的前沿科技。富士R1e電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)重僅為870公斤，在一臺(tái)最高功率40kW的電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，其最高車(chē)速可以達(dá)到100km/h。車(chē)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(fù)責(zé)完成的車(chē)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(shí)間，使得電動(dòng)汽車(chē)的使用者不再為長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的充電時(shí)間而頭痛了。另外，由NEC鋰電公司開(kāi)發(fā)的車(chē)載電池壽命可以達(dá)到10年或20萬(wàn)公里。這款富士R1e純電動(dòng)車(chē)預(yù)計(jì)將會(huì)于明年在日本上市，折合售價(jià)低于20萬(wàn)人民幣。

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

　　即將量產(chǎn)上市的日產(chǎn)Leaf電動(dòng)車(chē)，一大突破同樣也是鋰電池的應(yīng)用。Leaf電動(dòng)車(chē)采用薄型化鋰電池模塊，由日產(chǎn)與NEC合資的AESC汽車(chē)能源公司所生產(chǎn)供應(yīng)。在完全充滿電的情況下，日產(chǎn)Leaf電動(dòng)車(chē)最長(zhǎng)續(xù)駛里程可以達(dá)到160公里，這一續(xù)航能力已經(jīng)可以滿足70%消費(fèi)者每日的駕駛里程所需。同時(shí)日產(chǎn)為這套鋰電池提供8年/16萬(wàn)公里質(zhì)保，消除消費(fèi)者對(duì)于電池壽命的后顧之憂。

　　為了提升電動(dòng)車(chē)的實(shí)用性，日產(chǎn)Leaf電動(dòng)車(chē)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(jìn)行充電，則需時(shí)約8小時(shí)完成充電。日產(chǎn)Leaf在車(chē)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(jìn)行充電;而在前擋玻璃處也具備充電電量顯示。　　

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

　　3.電動(dòng)車(chē)的神經(jīng)中樞：電控系統(tǒng)

　　電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是電動(dòng)車(chē)的神經(jīng)中樞，它將電動(dòng)機(jī)，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(dòng)控制系統(tǒng)按工作原理可劃分為車(chē)載電源模塊、電力驅(qū)動(dòng)主模塊和輔助模塊三大部分。

　　電力驅(qū)動(dòng)主模塊主要由中央控制單元、驅(qū)動(dòng)控制器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置等組成。

　　車(chē)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所需的等級(jí)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一般要求為高壓電源，并且所采用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型不同，其要求的電壓等級(jí)也不同。為滿足該要求，可以用多個(gè)12V或24V的蓄電池串聯(lián)成96 -384V高壓直流電池組，再通過(guò)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(chē)行駛中進(jìn)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(dòng)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(dòng)汽車(chē)降速制動(dòng)和下坡滑行時(shí)進(jìn)行能量回收，從而有效地利用能源，提高電動(dòng)汽車(chē)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(duì)蓄電池充電要求的制式，即把交流電轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓的直流電，并按要求控制其充電電流。

　　電力驅(qū)動(dòng)主模塊主要由中央控制單元、驅(qū)動(dòng)控制器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置等組成。中央控制單元根據(jù)加速踏板與制動(dòng)踏板的輸入信號(hào)，向驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、加速、降速、制動(dòng)控制。驅(qū)動(dòng)控制器的功能是按中央控制單元的指令和電動(dòng)機(jī)的速度、電流反饋信號(hào)號(hào)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行控制。

逆變器

　　輔助模塊包括輔助動(dòng)力源、動(dòng)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(chē)上的非常類(lèi)似。

　　總結(jié)：電能驅(qū)動(dòng)將是汽車(chē)的未來(lái)

　　“石器時(shí)代并不是因?yàn)闆](méi)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(yǔ)所暗含的道理一樣：科技必然將會(huì)推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步。從蒸汽機(jī)車(chē)到內(nèi)燃機(jī)車(chē)再到電力機(jī)車(chē)的演變已經(jīng)預(yù)示了未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展方向。

　　通用十年前制造的EV1電動(dòng)車(chē)和即將上市的雪佛蘭Volt插電式混合動(dòng)力車(chē)，兩者的底盤(pán)布置非常相似

　　事實(shí)上，無(wú)論是已經(jīng)量產(chǎn)的混合動(dòng)力和插電式混合動(dòng)力車(chē)，還是虛無(wú)縹緲的燃料電池車(chē)，它們的本質(zhì)都是電動(dòng)車(chē)，依靠電能驅(qū)動(dòng)是共同的解決方案。我們可以看到，汽車(chē)，這個(gè)伴隨著人類(lèi)走過(guò)一百多年的交通工具，將會(huì)迎來(lái)歷史上最重要的一次變革，一場(chǎng)圍繞著汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)革命正在逐漸拉開(kāi)。（文/新浪汽車(chē)）