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电动车与电动汽车电池技术

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楼主
发表于 2012-2-14 16:17:15 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
纯电动汽车听起来好像未来世界的产榀,其实早在1837年,苏格兰人就发明了纯电动汽车。当然,那时候电动汽车的性能不能与现在的同日而语。从那以后,研究纯电动汽车的热潮就此起彼伏。曾经有断时间,纯电动汽车技术上停滞不前,大家对电动汽车失去信心,通用及福特就关闭纯电动汽车的工厂。电动汽车的命运是和能源危机相反相成的,能源危机越严重,大家研究电动汽车的动力越强。目前日益高涨的油价,又激起了汽车厂家研究纯电动汽车的激情。
纯电动汽车的最大瓶颈是电池。电动汽车对电池的要求比较高,高比能、高比功率、快速充电和具有深度放电功能、循环和使用寿命长。铅酸电池作为比较成熟的技术,虽然其比能量、比功率和能量密度都比较低,但是高的性价比及高倍率放电,成为目前唯一能大批量生成的电动汽车用电池。镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池,但是崎痹价比不高,含重金属,用完遗弃后对环境会造成严重污染。
目前,越来越多的研竞∷员选用锂离子电池作为电动汽车的动力电池,因为锂离子动力电池有以下优点:工作电压高(是镍镉电池氢-镍电池的3倍);比能量大(可达165WH/㎏,是氢镍电池的3倍);体积小;质量轻;循环寿命长;自放电率低;无记议抱应;无污染等。如果采用锂离子电池,电动汽车成本难以降低。磷酸铁锂电池也是一种锂电池,其比能量不到钴酸锂电池的一半,但是其安全性高,循环次数能达到2000次,放电稳定,价格便宜,成为车用动力新的选择。

比亚迪提出的“铁电池”由于官方崆无透露确切消息,业界人屎∠为其为磷酸铁锂电池的可能性较大,高铁电池的可能性较小。高铁电池就是以高价铁盐阴极材料如:高铁酸钡、高铁酸钾构成的水系电化学电池体系。首次提出高铁酸盐作正极材料的是以色列科学家,但是高铁电池稳定性及安全性很差,应用研究进展非常缓慢,目前还处于初步研究阶断。

我国发展电动车产业的目的是为了实现能源交通领域中人类、资源和环境的和谐发展,所以提出了电动车跨越式发展的战略意识和远见。目前电动车用动力电池主要有四种:铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池和锂动力电池。从现在的水平看还各有优势,从将来的发展趋势看则是锂动力电池的天下。铅酸电池的技术虽然比较成熟,但能量密度太小,充放电次数有限寿命不长,虽然单价便宜,但性价比不理想 。镍氢和镍镉电池技术虽有突破,但原材料较缺,价格调整的崆间不大,缺乏市场竞争力。针对传统的铅酸,镍氢和镍镉电池相比较,锂动力电池的优越性基本上可归纳为:
(1) 工作电压高(是镍镉电池氢-镍电池的3倍);
(2) 比能量大(每公斤可达165WH是氢-镍电池的3倍);
(3) 体积小(比氢-镍电池小30%);
(4) 质量轻(比传统电池轻50%);
(5) 循环寿命长(循环次数在500-1000次左右);
(6) 自放电率低(每月自放仅为8%);
(7) 无记议抱应(电充放电深度,不影响电池的容量及寿命);
(8) 无污染(电池材料不存在有毒物质)。
国家的一系列政策措施也表明,用锂离子动力电池装配的各种电动车已经和正在渗透于人们生活的舞台可以说锂离子动力电池是未来动力电池世界的天下。
签于我国国情的客观因素,电驱动助力自行车,这种介于机动车和非机动车之间的代步工具,更突出了它诸多的优点和实用性。去年,我国的电动自行车的产量已达到40万辆,有400多家生产厂商。现在,研制生产电驱动自行车的厂商们经过十几年的潮起潮落,最后都把目光盯住了锂动力电池,其原因是所有的二次电池都不能满足于自行车那种轻巧灵便的需要。传统的蓄电池装在自行车上质量重、体积大、寿命短,充电麻烦,这些因素都让消费者忧怨不堪,望而却步。市场经济的规律,消费者决定了厂家的命运。而能够扼制住命运喉咙的,是属于那些有独具眼光的,有创新意识的厂家。
中国有4个亿的自行车拥有量,这4个亿如有2%的人能够换成电动自行车,就是800万的市场。一项调查表明,全国五大城市50%用自行车的人,有换成电动自行车的愿望。据专家分析,未来二三十年内,电动自行车将逐步取代自行车,而锂动力电池,做为电动自行车最理想的驱动源泉,其市场保有量会随着电动自行车的逐步增加而增加。用锂动力电池组装的电动自行车,其市场价格并不比铅酸蓄电池组装的自行车价格高。
如果说电驱动自行车现在已经形成了市场,那么电动摩托车市场规模也如同在母腹中骚动的婴儿,在不远的时候,便会呱呱地逐步成长。锂动力电池的产生,给电动摩托车的研发者带来新的憧憬,台湾EVT电动摩托车公司用锂动力电池组装测试,结果令他们大吃一惊,一组选用3.6V/100Ah组装的电摩托车,续驶里程达到200公里,最高时速可达90~100公里!在国内,各大摩托车厂商也瞄准了锂动力电池为动力研发。当重庆、嘉陵、洪都与锂动力电池纷繁握手的时候,国内各大民营摩托车集团也毫不落后,力帆、银钢更是咄咄逼人,这种局面无疑给锂动力电池的未来市场创造了无限的商机,其市场辉煌的前景是无法估量的。
纯电动汽车其实是个能下金蛋的母鸡,它不仅对电池技术起到促进作用,还带动其他一些新技术的发展,比如电机系统、驱动系统、能源管理系统等等。
电动车辆的驱动电机属于特种电机,是电动汽车的关键部件。要使电动汽车有良好的使用性能,驱动电机应具有较宽的调速范惜及较高的转速,足够大的启动扭矩,体积小、质量轻、效率高且有动态制动强和能量回馈的性能。目前电动汽车所采用的电动机中,直流电动机基本上已被交流电动机、永磁电动机或开关磁阻电动机所取代。电动汽车所用的电动机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。
除了单电机驱动电动汽车外,电动汽车可以实现四轮驱动,它为每个轮都分配轮毂电机。四轮驱动的电动汽车可省略内燃机汽车所需的机械式操纵换挡装置、离合器、自动变速器、传动轴和机械差速器等因而其驱动系统和整车结构布置十分简洁传动效率高。
借助高度发达的现代计算机控制技术直接控制车轮转速可实现各电动轮的电子差速和驱动防滑提高行驶与操纵稳定性。通过合理分配各电动轮的驱动力,可提高加速极限性能及恶劣路面条件下的行驶性能。

汽车瞬时多变的运行工况需要对电机及电池进行正确控制。控制系统应该结构简单、响应迅速、抗干扰能力强,参数变化具有鲁棒性。控制系统还应该拥有制动能量回收功能,以提高续航里程。制动能量回收系统由超级电容或飞轮及其控制器组成,利用超级电容或飞轮吸收再生制动能量,具有非常突出的优点。
当车辆制动时,电机工作于发电机工况,将一部分动能或重力势能转化为电能储存在超级电容或飞轮中,由于超级电容或飞轮的功率密度大,可以更快速、高效地吸收电机回馈能量。在车辆起动和加速时,利用双向DC/DC将存储的能量释放出来,协助电池向电机供电,不但增加了电动汽车一次充电的行驶里程,而且避免了蓄电池的大电流放电,达到了节约能源、降低刹车片磨损和提高蓄电池寿命的目的


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沙发
发表于 2012-2-20 16:03:43 | 只看该作者
哇,好帖子就是好
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板凳
发表于 2012-5-4 14:50:45 | 只看该作者
好帖子,大家一起赞助!!!
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地板
发表于 2012-5-5 15:10:01 | 只看该作者
楼主说的不错啊,一定的学习
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