純電動車是指以車載電源為動力,用電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由於對環境影響相對傳統汽車較小,其前景被廣泛看好,但當前技術尚不成熟。
基本介紹
- 品牌:純電動車
- 生產廠商:陸地方舟
- 參考價格:320000
- 車型尺寸:4.8米x1.5米x1.7米
- 油耗:8度電/百公里
- 引擎類型:電動機
- 最高時速:135km/h
- 加速時間:15s
- 驅動方式:後輪驅動
- 制動方式:蓄電池
- 車身重量:900kg
- 軸距:2455毫米
- 行李艙容積:320L
- 標準座位數:4座
- 座位材質:真皮
- 能耗:電能
基本定義
符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由於對環境影響相對傳統汽車較小,其前景被廣泛看好,但當前技術尚不成熟。 結構<p>在純電動車控制系統中,主要包括4個節點,即主控制器ECU、電機控制ECU、電池控制ECU及CAN匯流排監控單元。主控制器ECU相當於純電動車的大腦,它起到了控制全局的作用。主控制器Ecu接收汽車上感測器的信息,經過A/I)轉換後計算、編碼為cAN報文,傳送到匯流排上控制其它節點的工作。同時,將一些整車相關信息(車速、電池容量、踏板位置等信息)在組合儀表上顯示出來。其中最核心的就是通過感測器的輸入值與系統當前狀態及汽車工況等條件計算出合適的電機扭矩值,通過CAN匯流排傳送到電機控制系統,指揮電機正確工作。另外,主控制器ECU還控制主繼電器的開關,使得整個系統上電和斷電。
電機控制ECU相當於純電動車的四肢。它的主要工作是以主控制器傳送扭矩值為輸入值,採用雙閉環控制來調速電機,使電機工作在需要的轉速下。還有,根據電機的溫度變化控制電機的冷卻水泵和冷卻風扇,從而有效地調節電機的溫度。
純電動車的電池是由幾十塊單體電池成組供電的,並能保證在不供電時電池不成組,每塊電池的電壓不超過5V。這樣由於單個電池性能的差異,就需要在電池充放電過程中經常要均衡電池電壓,保證電池性能。電池均衡問題由電池ECU來承擔。電池ECU相當於純電動車的血液循環系統。它提供系統需要的能量,同時,還提供給主控制器電池的信息及電池充放電能力最大值,供主控制器計算電機扭矩時用。
CAN匯流排監控單元主要是在不干擾匯流排數據傳輸情況的下,對匯流排上傳輸的數據進行實時監控,實時記錄和實時報警,還提供了離線分析功能及在純電動車調試階段對主控制器主要計算參數進行標定的功能。
工作原理
主要結構
電源
電源為電動汽車的驅動電動機提供電能,電動機將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。電動汽車上套用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池,但隨著電動汽車技術的發展,鉛酸蓄電池由於比能量較低,充電速度較慢,壽命較短,逐漸被其他蓄電池所取代。正在發展的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等,這些新型電源的套用,為電動汽車的發展開闢了廣闊的前景。
驅動電動機
驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。電動汽車上廣泛採用直流串激電動機,這種電機具有"軟"的機械特性,與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動機由於存在換向火花,比功率較小、效率較低,維護保養工作量大,隨著電機技術和電機控制技術的發展,勢必逐漸被直流無刷電動機(BCDM)、開關磁阻電動機(SRM)和交流異步電動機所取代。
調速控制裝置
電動機調速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設定的,其作用是控制電動機的電壓或電流,完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。
早期的電動汽車上,直流電?機的調速採用串接電阻或改變電動機磁場線圈的匝數來實現。因其調速是有級的,且會產生附加的能量消耗或使用電動機的結構複雜,已很少採用。電動汽車上套用較廣泛的是晶閘管斬波調速,通過均勻地改變電動機的端電壓,控制電動機的電流,來實現電動機的無級調速。在電子電力技術的不斷發展中,它也逐漸被其他電力電晶體(入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等)斬波調速裝置所取代。從技術的發展來看,伴隨著新型驅動電機的套用,電動汽車的調速控制轉變為直流逆變技術的套用,將成為必然的趨勢。
在驅動電動機的旋向變換控制中,直流電動機依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向,實現電動機的旋向變換,這使得孔子哈電路複雜、可靠性降低。當採用交流異步電動機驅動時,電動機轉向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可,可使控制電路簡化。此外,採用交流電動機及其變頻調速控制技術,使電動汽車的制動能量回收控制更加方便,控制電路更加簡單。 <p>4. 傳動裝置
電動汽車傳動裝置的作用是將電動機的驅動轉矩傳給汽車的驅動軸,當採用電動輪驅動時,傳動裝置的多數部件常常可以忽略。因為電動機可以帶負載啟動,所以電動汽車上無需傳統內燃機汽車的離合器。因為驅動電機的旋向可以通過電路控制實現變換,所以電動汽車無需內燃機汽車變速器中的倒檔。當採用電動機無級調速控制時,電動汽車可以忽略傳統汽車的變速器。在採用電動輪驅動時,電動汽車也可以省略傳統內燃機汽車傳動系統的差速器。
行駛裝置
行駛裝置的作用是將電動機的驅動力矩通過車輪變成對地面的作用力,驅動車輪行走。它同其他汽車的構成是相同的,由車輪、輪胎和懸架等組成。
轉向裝置
轉向裝置是為實現汽車的轉彎而設定的,由轉向機、方向盤、轉向機構和轉向輪等組成。作用在方向盤上的控制力,通過轉向機和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度,實現汽車的轉向。多數電動汽車為前輪轉向,工業中用的電動叉車常常採用後輪轉向。電動汽車的轉向裝置有機械轉向、液壓轉向和液壓助力轉向等類型。 純電動車
制動裝置
電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣,是為汽車減速或停車而設定的,通常由制動器及其操縱裝置組成。在電動汽車上,一般還有電磁製動裝置,它可以利用驅動電動機的控制電路實現電動機的發電運行,使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流,從而得到再生利用。
工作裝置
工作裝置是工業用電動汽車為完成作業要求而專門設定的,如電動叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機驅動的液壓系統完成。
基本分類
歷史沿革
戴維森發明的電動汽車是一輛載貨車,長4800mm,寬1800mm,使用鐵、鋅、汞合金與硫酸進行反應的一次電池。其後,從1880年開始,套用了可以充放電的二次電池。從一次電子表池發展到二次電池,這對於當時電動汽車來講是一次重大的技術變革,由此電動汽車需求量有了很大提高。在19世紀下半葉成為交通運輸的重要產品,寫下了電動汽車需求量有了很大提高。在19世紀下半葉成為交通運輸的重要產品,寫下了電動汽車在人類交通史上的輝煌一頁。1890年法國和英倫敦的街道上行駛著電動大客車,當時的車用內燃?技術還相當落後,行駛里程短,故障多,維修困難,而電動汽車卻維修方便。
電池系統
充電
發展背景
發展前景
新能源汽車的發展方向有多種,但其中之一的氫燃料電池技術不成熟,成本昂貴,是20年之後的技術。2007年1月,汽車和動力電池專家Menahem Anderman博士在美國參議院能源與資源委員會作證時下此結論。中國也沒有氫燃料電池反應所必需的鉑。雖然沒有公開申明,但據傳國家內部決策層曾明確表示中國不適宜發展氫燃料電池汽車,只作為科研跟蹤項目。
另外就主要採用甲醇、乙醇等低成本液體燃料的技術來說,由於大量採用玉米、糧食作為原料,導致全球糧價連續上升,這也不可能成為中國的技術選擇。
還有一種燃料技術清潔柴油,即含硫量低的柴油(含硫量低於350ppm的柴油),使用能使動力平均比汽油機節約30%的能源。不過因為國內的柴油品質不佳,頻繁的油荒總是從柴油開始,此外柴油得不到國家政策支持。
從技術發展成熟程度和中國國情來看,純電動汽車應是大力推廣的發展方向,而混合動力作為大面積充電網路還沒建立起來之前的過渡技術。中外車廠都先後推出了混和動力和純電動汽車。比亞迪先後展示了F6DM和F3DM雙模電動車和F3e純電動車。長安與加拿大綠色電池生產商Electrovaya 合作,共同拓展加拿大新能源汽車市場,首推奔奔純電動版。美國通用汽車公司推出了以電動為主的Chevy Volt混合動力車,Mini Cooper推出了其純電動版。 純電動車
但混合動力車動力系統複雜,成本昂貴。比亞迪F3DM有兩套動力系統,其公布的動力系統成本增加了5萬元,相當於每年要節省8千元的油費才能比傳統汽油車經濟。不過混合動力車省油有限,豐田Prius省油大致10%-20%,奇瑞A5-ISG在北京奧運試運期間公布的省油參數為10%。可以算一筆帳,假設家庭年行駛2萬公里,汽油車百公里油耗7.5升,年油費9450元,混合動力車省油20%節省了1890元,無法抵消其車價成本的增加。
混合動力的優勢是保留了傳統汽油汽車的使用生活方式,根據汽油機和電動機混合程度,充電次數和傳統汽油汽車加油次數相當,或者不用充電。行駛距離也不受限制。
純電動車省去了油箱、發動機、變速器、冷卻系統和排氣系統,相比傳統汽車的內燃汽油發動機動力系統,電動機和控制器的成本更低,且純電動車能量轉換效率更高。因電動車的能量來源——電,來自大型發電機組,其效率是小型汽油發動機甚至混合動力發動機所無法比擬的。純電動汽車因此使用成本在下降。按比亞迪F3e純電動車公布的數據,百公里行駛耗電12度,依照0.5元的電價算,百公里使用成本才6元。而其原形車F3汽油車百公里耗油7.6升,按6.2元的油價,成本是46.5元。相比之下,電動車的使用成本才是傳統汽油汽車的八分之一。
純電動車的缺點是它改變了傳統汽車的使用生活方式,需要每天充電。傳統的汽車使用習慣是大致一到兩周加一次油。而且每次出行也有幾百公里的距離限制,雖然一個家庭遠距離出行可能一年就這么幾次。
技術難題
主要特點
純電動汽車之品質差異取決於這四大部件,其價值高低也取決於這四大部件的品質。純電動汽車的用途也在四大部件的選用?置直接相關。
純電動汽車時速快慢,和啟動速度取決於驅動電機的功率和性能,其續行里程之長短取決於車載動力電池容量之大小,車載動力電池之重量取決於選用何種動力電池如鉛酸、鋅碳、鋰電池等,它們體積,比重、比功率、比能量、循環壽命都各異。這取決於製造商對整車檔次的定位和用途以及市場界定、市場區隔。
純電動汽車的驅動電機有直流有刷、無刷、有永磁、電磁之分,再有交流步進電機等,它們的選用也與整車配置、用途、檔次有關。另外驅動電機之調速控制也分有級調速和無級調速,有採用電子調速控制器和不用調速?制器之分。電動機有輪轂電機、內轉子電機、有單電機驅動、多電機驅動和組合電機驅動等。電機及調速控制器的選用和配製對整車檔次和價位也有影響。 <p>公用超快充電站是純電動汽車商業化的基礎設施,將它做完善到位了才能使前者暢行無憂,反之則是它的短腿,受其制約和影響,歐洲、美國電動汽之商業實踐充分說明了這點。我們對此認識到了,但行動不力。另外,充電機與車載電池之電纜連線器問題必須規範,形成電池品種、電壓分檔、快慢(功率大小)諸要素的一致,否則純電動汽車及公用超快充電站無法有效無法對接,這個產業白紙一張,待我們去開拓,但必須規劃、設計成型後實施,以免徒勞,以免勞命傷財。
純電動汽車之四大部件及公用充電站之大型充電機,專用電纜、線纜連線器乃至計費、收費系統,這是汽車行業新的零部件,沒它們將是無米之炊,沒做到位、不完善則是短腿受其制約。同時與此相關的零部件製造商應以此形成產業鏈,共圖發展。
國家發政委“新能源汽車公告管理辦法和實施細則”已於2007年11月1日施行。“城鎮鄉村農用(專用)電動汽車通用技術條件”也在醞釀過程中,純電動汽車商業化在農村已經初現雛形,我們不該視而不見。
將來符合國際和符合市場需求的純電動汽車必定遵守以下幾項:1、電動車輛研發製造運營必須符合國家各項相關法規。整車、零部件性能必須滿足國家技術標準和各項具體要求。2、電動車輛是以電為能源,由電動機驅動行駛的,不再產生新的污染,不再產生易燃、易爆之隱患。3、電動車輛儲能用的電池必須是無污染、環保型的。且具有耐久的壽命,具備超快充電(2-3C以上電流)的功能。車輛根據用途確定一次充電之續行里程,以此裝置夠用電量的電池組,充分利用公用充電站超快充電以延長續行里程。4、電動機組應有高效率的能量轉換。剎車、減速之能量的直接利用和回收,力求車輛之綜合能源利用的高效率。5、根據車輛用途和行駛場合設定最高車速,且不得超過交通法規的限定值,以合理選擇電動機的功率和配置電池組容量。6、車輛駕駛操作,控制簡單有效、工作可靠,確保行車安全。7、機械、電氣裝置耐用少維修。車輛運營之費用低廉。8、以目標市場需求為依據,提供實用、合適車型滿足之,力求做到技術、經濟、實用、功能諸方面的綜合統一。將來產業化、商業化為用戶所歡迎的電動汽車,必定符合以下幾點特徵:準確的定位、恰當的用途、宜駛的區域、最佳的效能。合適的車型、經濟的配置?可靠的性能、便當的操控。環保的電池、耐久的壽命、夠用的電量、超快的充電、完善的網路、到位的服務。低廉的費用、最少的維修。
專家看法
我國磷酸鐵鋰電池研究工作已經取得突破
林程對記者說,車用鋰電池的要求更高。它要求車輛在各種使用條件下,都要保障安全性,不能發生明火、爆炸等事故。最先用於電動車的是動力電池,國內在這一方面取得了很大突破,已初具產業規模。裝有該電池的電動車經常出現一些事故,這樣的電池也就逐漸被淡化。國內對鋰電池的研究進步很快,特別是在電池安全性的問題上,取得了很大進展。
林程向記者介紹,鋰電池主要包括錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池。國內的錳酸鋰電池發展已初具規模。磷酸鐵鋰電池由於安全性更高、壽命更長,將成為未來鋰電池發展的重要方向,也是國外各汽車企業研發的重點。國內對磷酸鐵鋰電池的研究工作進展順利,特別是在一些專利上取得突破,這次為北京奧運會提供的客車用鋰電池就是自主研發的磷酸鐵鋰電池。
“當然與國外對鋰電池的研究相比,國內的鋰電池研究工作還有一定差距,但是國內對鋰電池的重視程度越來越高,未來將成為研發重點。”林程對記者說。
河南環宇集團鋰電池產業技術副總工程師鄧倫浩
鋰電池大規模用於電動車還需一定時間
河南環宇集團是一家從電池零部件到電池塑膠五金及相關電池製造、設備製造、電器製造等完整產業鏈的企業集團,曾承擔過科技部鋰電池項目的研發工作。
“國內鋰電池的研究工作和國外相比,差距主要體現在電池的控制系統和電源管理系統上。”鄧倫浩對記者說,國內對鋰電池的研究處於各自開發的狀態。有的公司已經能夠為電動汽車提供相應的鋰電池配套產品,配套的鋰電池一般能跑200~500公里左右。
鄧倫浩告訴記者,國內鋰電池的價格太高,電源管理系統的問題還沒得到很好地解決。電動汽車還面臨充電的問題。家裡的一般線路不能為電動汽車鋰電池充電,必須配一個小型的專用充電器,而且充電的時間很長,很麻煩。在國外,為了解決這一問題,一般都把充電站和加油站放在一起。國內的充電站還沒有大規模地建立起來。
鄧倫浩認為,國內消費者對裝有鋰電池的電動汽車接受起來還有難度:“一輛普通電動汽車的價格大概是同等配置汽油機車的兩倍甚至更高,國內消費者還沒有足夠的經濟實力和心理準備來接受電動汽車。”
中國電力科學研究院工程師莊童
看好磷酸鐵鋰電池發展前景
莊童向記者介紹,電動汽車電池的研發工作經歷了從鉛酸電池、鎳氫電池?鋰電池的發展過程,每一種電池各有利弊。
鉛酸電池出現得最早,使用的時間也最長,屬於蓄電池系列。鉛酸電池的安全性能最好,很少出現爆炸、著火等現象,只是儲能效果不太理想。後來,人們研製出了鎳氫電池,存儲電能和功率的效果都比鉛酸電池理想,但是由於鎳氫電池在充電過程中產生的氫氣容易發生爆炸,所以企業對鎳氫電池處在可用可不用的狀態。
到了2000年前後,人們研製成功了鋰電池。鋰電池存儲的電能是鉛酸電池的2~3倍,但是由於它含有的鋰離子活躍在金屬層表面,在空氣中容易出現自燃、爆炸等情況,危險性更高。所以各國對鋰電池的研發主要是控制它的安全性和穩定性。
“一塊鋰電池大概能循環充電1000次左右,其中磷酸鐵鋰電池的儲能效果比鈷酸鋰電池和錳酸鋰電池的效果差一些,但是它的安全性能最好,儲能比鉛酸電池要高很多,所以現在磷酸鐵鋰電池最被看好。”莊童說。
中國汽車工程學會電動汽車分會主任陳全世
國內鋰電池研究存在三大問題
陳全世在接受記者採訪時說:“現在國家對鋰電池的研究工作高度重視,‘863’計畫項目中,國家共投資6600萬元,全部用於鋰電池的研發工作。我?與**、美國等走在鋰電池研發前列的已開發國家相比,中國在鋰電池的製造精度、設備、標準等研發細節上存在一定差距。”
陳全世告訴記者,國內鋰電池研究存在三大問題。首先是製造的一致性問題。由於在鋰電池的製造工藝和設備上存在差距,使得國內鋰電池的生產工藝參差不齊,製造標準還達不到一致性。電動汽車所用的鋰電池都是串聯或並聯在一起,如果一致性問題解決不好,那么所生產的鋰電池也就無法大規模套用於電動汽車。
其次是智慧財產權問題。國內在磷酸鐵鋰電池的研究上已經取得突破,但是由於美國在這方面有專利,所以雖然我們在一些環節上能夠自主研發,但是在智慧財產權問題上,還不知如何應對。
第三是原材料的篩選問題。用於鋰電池生產的原材料不可能全部進口,主要還是取自國內,但是國內的原材料要通過國際認證,生產出的鋰電池才能被國際認可,所以在原材料認證環節上還存在一些問題。
國內主要品牌
國內民營汽車公司,如深圳市陸地方舟新能源電動車集團有限公司,比亞迪、吉利、奇瑞、上海大眾,長安等汽車企業。
優點缺點
環境污染小
這是電動汽車最突出的優點。電動汽車使用過程中不會產生廢氣,與傳統汽車相比根本不存在大氣污染的問題。有人說電動汽車使用的二次能源——電能在火力發電廠產生時污染了大氣,它只是把污染從城市轉移到了郊區。事實上,電動汽車並不是簡單地將空氣污染改變了地方,相對傳統汽車,它確實做到了減小了污染。因為電力來源是多樣化的,許多能源像水能、風能、太陽能、潮汐能、核能都可以高效地轉化為電能,即使電動汽車的電能全部來自於火力發電廠,其整體的能量利用效率也高於城市常規燃油汽車,也就是說使用電動汽車還是減小了絕大部分空氣污染。此外,如果避開用電高峰夜間充電,那還可以進一步減少能源的浪費。
無噪音 噪聲低
這是電動汽車最直觀的特點。大城市中汽車噪聲已經成為一種比較嚴重的污染,減少噪聲污染也是對今後汽車工業的考驗。汽車發動機噪音是行駛過程中主要噪聲來源,與燃油車相比,電動汽車在這方面有絕對的優勢。它在行駛運行中基本是寧靜的,特別適合在需要降低噪聲污染的城市道路行駛。
高效率
這是電動汽車能源利用方面最顯著的特點。在城市中,道路上車輛行駛較多,而且經常遇到紅綠燈,車輛必須不斷的停車和啟動。對於傳統燃油汽車而言,這不僅意味著消耗大量能源,而且也意味著更多汽車尾氣排出。而使用電動汽車,減速停車時,可以將車輛的動能通過磁電效應,“再生”地轉化為電能並貯存在蓄電池或其他儲能器中。這樣在停車時,就不必讓電機空轉,可以大大提高能源的使用效率,減少空氣污染。
方便耐用
這是電動汽車運行成本方面的最大亮點。與傳統燃油汽車相比,電動汽車容易操縱、結構簡單,運轉傳動部件相較對少,無需更換機油、油泵、消聲裝置等,也無需添加冷卻水。維修保養工作量少。如果有好的蓄電池,它的使用壽命也比燃油車長。
5.使用範圍廣,不受所處環境影響
這是電動汽車另一優勢所在。在特殊場合,比如不通風、冬天低溫場所,或者高海拔缺氧的地方,內燃機車要么不能工作,要么效率降低,而電動車則完全不受影響。
優惠政策
北京汽車產業“十二五”發展規劃由北京汽車行業協會提出,已經通過了北京市經濟和信息化委員會的審查。根據規劃,2015年,北京的純電動汽車在用車將達到10萬輛的規模,並將以乘用車為主。 純電動車
根據規劃,純電動車是北京發展新能源車的重點,此外不排斥發展插電式、混合動力等其他類型新能源車。物流、環衛類商用純電動車、北汽福田迷迪純電動計程車等已開始示範運行,但私人購買亟待推進。中國汽車工業諮詢委員會副主任、北京汽車行業協會會長安慶衡認為,私人購買純電動車依賴優惠政策的支持以及充電設施的完善。據透露,消費者在購買純電動車時,除將享受與深圳相同水平的優惠補貼外,還將享受“不搖號、不限行、不納稅(國家代付)”的特殊優惠。業內人士認為,北京的限號、限行政策給了電動汽車一個機會。