【導(dǎo)讀】電池的發(fā)展展望、電動(dòng)汽車用電池的發(fā)展趨勢(shì)、新電池技術(shù)電動(dòng)汽車的管理系統(tǒng)等。上，電動(dòng)汽車發(fā)展的的方向和趨勢(shì)。電動(dòng)汽車誕生于1873年，比內(nèi)燃機(jī)汽車還早13年。但是受電池和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。的局限，其發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于內(nèi)燃機(jī)汽車。

　　

【正文】 機(jī)及控制器的最基本要求是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大 ,具有較寬的恒功率范圍，以適應(yīng)電動(dòng)汽車頻繁啟動(dòng)和功率變化大的使用要求。此外，要求電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕，以便于安裝，無驅(qū)動(dòng)噪聲。 由于電子技術(shù)的飛速進(jìn)步，滑差控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等交流電機(jī)的調(diào)控技術(shù)日趨成熟，交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在電動(dòng)汽車中 已成為主流。近年來，開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開始在電動(dòng)汽車中應(yīng)用。開關(guān)磁阻式電機(jī)具有效率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和低啟動(dòng)功率等特點(diǎn) ,但在降低噪聲和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、電機(jī)模型和控制技術(shù)等方面還需進(jìn)一步探索。 能量管理系統(tǒng) （ EMS—Energy Management System） 在電動(dòng)汽車中非常重要。 它可以稱為電動(dòng)汽車的 ”保護(hù)神 ”。 能量管理系統(tǒng)具有從電動(dòng)汽車各子系統(tǒng)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，控制完成電池的充電、顯示蓄電池的荷電狀態(tài) （ SOC） 、預(yù)測(cè)剩余行駛里程、監(jiān)控電池的狀態(tài)、調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度、調(diào)節(jié)車燈亮度以 及回收再生制動(dòng)能量為蓄電池充電等功能。 如圖 41所示，能量管理系統(tǒng)具有從電動(dòng)汽車各子系統(tǒng)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，控制完成電池的充電、顯示蓄電池的荷電狀態(tài) (SOC)、預(yù)測(cè)剩余行駛里程、監(jiān)控電池的狀 態(tài)、調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度、調(diào)節(jié)車燈亮度以及回收再生制動(dòng)能量為蓄電池充電等功能。 黑龍江大學(xué)劍橋?qū)W院畢業(yè)論文 15 圖 41 電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng) 蓄電池能量管理技術(shù)是混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一 [13]。通常 ,能量管理技術(shù)決定了蓄電池的使用壽命以及充放電速度等技術(shù)指標(biāo)。為此需要根據(jù)蓄電池的儲(chǔ)能情況進(jìn)行能量的管理 ,如何準(zhǔn)確的通過控制手段對(duì)蓄電池的荷電狀態(tài)進(jìn)行辨識(shí) 將是一個(gè)研究的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。 蓄電池能量管理系統(tǒng)直接檢測(cè)及管理電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能電池運(yùn)行全過程，包括蓄電池充放電過程管理、電池溫度檢測(cè)、電池電壓電流檢測(cè)、電量估計(jì)、單體電池故障診斷等幾個(gè)方面。 在實(shí)際應(yīng)用中，如何根據(jù)采集到的每塊電池的電壓、溫度和充放電電流的歷史數(shù)據(jù)，建立確定每塊電池剩余能量的較精確的數(shù)學(xué)模型，以及電動(dòng)汽車儲(chǔ)能電池的快速充電技術(shù)及均衡充電技術(shù)，將是未來研究的重點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，其電池性能的好壞將直接影響混合動(dòng)力汽車的實(shí)際使用。 一個(gè)能對(duì)電池進(jìn)行必要的管理和控制的能量管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的智能核心，它包 括對(duì)電池組容量狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、終止充放電控制、電池均衡充電控制、減速與制動(dòng)能量回收控制等。應(yīng)用電動(dòng)汽車車載能量管理系統(tǒng)，可以更加準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車的電能儲(chǔ)存系統(tǒng)，確定一個(gè)最佳的能量存儲(chǔ)及管理結(jié)構(gòu)，并且可以提高電動(dòng)汽車本身的性能。 [14]在電動(dòng)汽車上實(shí)現(xiàn)能量管理的難點(diǎn)，在于如何根據(jù)所采集的每塊電池的電壓、黑龍江大學(xué)劍橋?qū)W院畢業(yè)論文 16 溫度和充放電電流的歷史數(shù)據(jù)，來建立一個(gè)確定每塊電池還剩余多少能量的較精確的數(shù)學(xué)模型。由于準(zhǔn)確可靠的蓄電池模型的建立、電池荷電狀態(tài) （ SOC） 參數(shù)的監(jiān)測(cè)等還有待進(jìn)一步的提高，因此電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)的研究還有許多工作 要做。 黑龍江大學(xué)劍橋?qū)W院畢業(yè)論文 17 第 5章 結(jié)論 進(jìn)入 21 世紀(jì)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們逐步認(rèn)識(shí)到 “安全、環(huán)保、節(jié)能 ”三大趨勢(shì)是世界汽車行業(yè)發(fā)展的永恒主旋律。其中 “環(huán)保 ”、 “節(jié)能 ”則與發(fā)動(dòng)機(jī)密切相關(guān)。 不可否認(rèn)，電動(dòng)汽車是未來汽車發(fā)展趨勢(shì)之一，但種種跡象表明，真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的家用電動(dòng)轎車距離我們還十分遙遠(yuǎn)。電動(dòng)汽車未來的發(fā)展取決于電池技術(shù)的革命，而任何技術(shù)的發(fā)展都是循序漸進(jìn)的，現(xiàn)在就宣布電動(dòng)汽車時(shí)代即將到來恐怕為時(shí)尚早。實(shí)際情況是，目前電動(dòng)汽車使用的動(dòng)力電池組的成本要占整車造價(jià)的二分之一，而且購車人在幾年之內(nèi)就需要更換昂貴的蓄電池 組或單體電池，這是電動(dòng)汽車商業(yè)化尚無法突破的最大瓶頸。 實(shí)際上，當(dāng)前電動(dòng)汽車的開發(fā)主要還是以實(shí)驗(yàn)室研發(fā)為主，對(duì)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)在實(shí)際復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境下的質(zhì)量控制很難得到批量驗(yàn)證，即使某些關(guān)鍵技術(shù)有所進(jìn)展，也并不意味著市場(chǎng)化隨之到來，因?yàn)槠囀且粋€(gè)完整的復(fù)雜系統(tǒng)，需要關(guān)鍵技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)、關(guān)鍵部件和傳統(tǒng)配件的全面發(fā)展和結(jié)合，才能開發(fā)出真正可以市場(chǎng)化的高性能電動(dòng)汽車。 面對(duì)石油緊缺的壓力，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)改進(jìn)，特別是節(jié)能技術(shù)的提高也在加快，柴油機(jī)多已采用成熟的燃油共軌技術(shù)，汽油機(jī)缸內(nèi)直噴分層燃燒技術(shù)已逐漸推廣，汽油機(jī) 均質(zhì)壓燃先進(jìn)技術(shù)也在日益完善。這些都削弱了電動(dòng)汽車的節(jié)能優(yōu)勢(shì)?；谏鲜銮闆r，業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為：未來 20 年內(nèi)，汽車動(dòng)力系統(tǒng)仍將是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的天下。羅蘭貝格公司 （ 世界最著名的咨詢公司之一 ） 也預(yù)測(cè)，直到 2020 年，汽車動(dòng)力系統(tǒng)仍是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)占據(jù)主導(dǎo)地位，純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 （ 也使用內(nèi)燃機(jī) ） 的份額只占 25％以下。 但隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和不斷成熟，電動(dòng)汽車的發(fā)展軌跡必將從傳統(tǒng)燃油汽車向混合動(dòng)力電動(dòng)汽車過渡，最終發(fā)展成為燃料電池電動(dòng)汽車或純電動(dòng)汽車。在石油資源沒有枯竭以前 （ 世界石油資源只可用約 50年 ） ，汽車發(fā)展仍 將主要以燃油汽車為主，但其總量不會(huì)增加，汽車保有量的增加將主要依賴于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車是未來 10 年汽車發(fā)展的主要方向，燃料電池電動(dòng)汽車成為主流方向的技術(shù)方案也將在未來 10 年內(nèi)形成，新型燃料電池電動(dòng)汽車也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化。純電動(dòng)汽車發(fā)展可能受目前技術(shù)的制約有些滯后。 黑龍江大學(xué)劍橋?qū)W院畢業(yè)論文 18 可見，電動(dòng)汽車商業(yè)化之路還很漫長(zhǎng)；純電動(dòng)汽車產(chǎn)品能不能為市場(chǎng)接受和認(rèn)可，更需要時(shí)間的檢驗(yàn)，這也已被電動(dòng)汽車發(fā)展的歷史所證明。電力或許是未來汽車動(dòng)力的首選，但這個(gè)未來至少不會(huì)在 20 年內(nèi)到來，在此之前消費(fèi)者恐怕只能面對(duì)并不完美的電動(dòng)汽車 產(chǎn)品。而對(duì)企業(yè)來說，如果不關(guān)注于傳統(tǒng)動(dòng)力總成技術(shù)的開發(fā)和改進(jìn)，而將全部精力都傾注于電動(dòng)汽車技術(shù)，恐怕在近期就會(huì)面臨無法生存下去的危機(jī)。 黑龍江大學(xué)劍橋?qū)W院畢業(yè)論文 19 參考文獻(xiàn) [1] 湯雙清 .廖道訓(xùn) .吳正佳電動(dòng)汽車的核心技術(shù)及發(fā)展展望 . 機(jī)械科學(xué)與技術(shù) 2020（ 2） [2] 電動(dòng)汽車最新技術(shù) . 日本電氣學(xué)會(huì)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)查專門委員會(huì) . 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