电动汽车研究现状_电动汽车的研究现状
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电动汽车的发展优势以及面临的问题
【摘要】 随着节能环保问题的日益突出，电动汽车已经成为汽车行业的热门话题。本文主要阐述了目前国内外电动汽车的发展现状及发展趋势，分析了电动汽车的发展优势以及亟待解决的几大问题。
【关键词】资源短缺、环境污染、发展状况、电动汽车、技术、电池
一、电动汽车的发展现状及趋势
1.国外电动汽车发展现状
面临能源和环境的压力，国外著名汽车公司都十分重视研究开发电动汽车，世界发达国家不惜投入巨资进行研究开发，并制定了一些相关的政策、法规来推动电动汽车的发展。美国前总统克林顿曾亲自督促和协调通用、福特、克莱斯勒三大汽车公司发展电动汽车的计划。电动汽车的研究是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车开始的，到现阶段纯电动汽车技术开发已经相对完善，但由于推广应用面临充电等基础设施建设资金的巨大社会成本和发达的传统汽车工业发展惯性，推广应用方面仍处于示范运行阶段。美日欧现阶段都将纯电动汽车的应用研究转向了以公交车为主的定点、定线运行车辆和社区用车及特定用途的微型车。并进行车辆运行机制，基础设施建设等方面的研究工作。
世界著名的汽车制造商如通用、戴姆勒克莱斯勒、福特、丰田等，在不断推出新的传统汽车品牌的同时，还都投入大量的人力物力，发展电动汽车，以抢占市场先机。以美国蓝鸟客车公司、英国的F R Z A E R-NASH 公司为代表的电动客车和轿车已经上市，英国已有4 万多辆电动汽车在使用；法国是世界上推广应用纯电动汽车最成功的国家之一，成立了电动汽车推广应用国家部际协调委员会，巴黎和拉罗谢尔已经建立了比较完善的纯电动汽车充电站网基础设施，制定了优惠的支持和激励使用电动汽车的政策，且已经初步形成了纯电动汽车运行体系。
2.国内电动汽车发展现状
自“八五”以来，我国在电动轿车、电动公交客车、电动车辆系统设计与开 1
发、子系统与零部件研制、能量存储装置、示范运行和标准制定及政策研究等多方面都取得了诸多成果。对今后电动汽车技术和产业的发展，奠定了良好的基础。
十五期间，科技部设立电动汽车重大专项支持电动汽车的研究。作为国内汽车科技项目的一个探索，专项提出“三纵三横”研究开发布局。以纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池电动汽车三种整车研究为核心，开展相关研究工作。贯穿3 个车型的多能源动力总成、电机驱动系统和电池及其管理系统作为电动汽车研究的共性技术开展研究工作。强调建立符合整车开发规律的严密的整车开发程序，提出以整车开发为主导，关键零部件和相关材料紧密结合、基础设施协调发展，政策法规、技术标准与评估技术同步展开的基本方针，保证电动汽车重大专项产品化和产业化目标的实现。通过近五年的努力，实现了纯电动汽车的小批量生产，开发的产品通过了国家汽车产品型式认证，纯电动汽车在特定区域的商业化运作广泛开展。混合电动汽车完成了产业化生产的技术准备工作。燃料电池电动汽车建立了产品技术开发平台和演示验证试验平台。同时建设了电动汽车整车及关键零部件检测基地。
在纯电动汽车方面，目前纯电动轿车和纯电动客车均已进行了国家质检中心的型式认证试验，各项指标均满足有关国家标准和企业标准的规定。纯电动轿车的动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已超过法国雪铁龙公司等国外大型汽车生产企业研制的纯电动轿车和箱式货车，初步形成了关键技术的研发能力。
二、电动汽车具有很多传统汽车无法比拟的优点，主要有以下几方面：
1.废弃污染少
这是电动汽车最突出的优点。电动汽车使用过程中不会产生废气，与传统汽车相比根本不存在大气污染的问题。有人说电动汽车使用的二次能源——电能在火力发电厂产生时污染了大气，它只是把污染从城市转移到了郊区。事实上，电动汽车并不是简单地将空气污染改变了地方，相对传统汽车，它确实做到了减小了污染。因为电力来源是多样化的，许多能源像水能、风能、太阳能、潮汐能、核能都可以高效地转化为电能，即使电动汽车的电能全部来自于火力发电厂，其整体的能量利用效率也高于城市常规燃油汽车，也就是说使用电动汽车还是减小了绝大部分空气污染。此外，如果避开用电高峰夜间充电，那还可以进一步减少能源的浪费。
2.噪声污染少
这是电动汽车最直观的特点。现在大城市中汽车噪声已经成为一种比较严重的污染，减少噪声污染也是对今后汽车工业的考验。汽车发动机噪音是行驶过程中主要噪声来源，与燃油车相比，电动汽车在这方面有绝对的优势。它在行驶运行中基本是宁静的，特别适合在需要降低噪声污染的城市道路行驶。
3.能源利用率高
这是电动汽车能源利用方面最显著的特点。在城市中，道路上车辆行驶较多，而且经常遇到红绿灯，车辆必须不断的停车和启动。对于传统燃油汽车而言，这不仅意味着消耗大量能源，而且也意味着更多汽车尾气排出。而使用电动汽车，减速停车时，可以将车辆的动能通过磁电效应，“再生”地转化为电能并贮存在蓄电池或其他储能器中。这样在停车时，就不必让电机空转，可以大大提高能源的使用效率，减少空气污染。
4.结构简单，工作可靠，维修方便
这是电动汽车运行成本方面的最大亮点。与传统燃油汽车相比，电动汽车容易操纵、结构简单，运转传动部件相较对少，无需更换机油、油泵、消声装置等，也无需添加冷却水。维修保养工作量少。如果有好的蓄电池，它的使用寿命也比燃油车长。
5.环境适应性强
这是电动汽车另一优势所在。在特殊场合，比如不通风、冬天低温场所，或者高海拔缺氧的地方，内燃机车要么不能工作，要么效率降低，而电动车则完全不受影响。
三、尽管电动汽车具备以上优点，但是在推广应用过程中受到了以下几大问题的制约：
1.电池问题
动力电池这个关键技术是纯电动汽车发展的瓶颈所在。它是纯电动汽车的主要能量载体和动力来源，也是电动车辆的整车成本的主要组成部分。它直接制约着电动汽车的制造成本、续驶里程和使用寿命等主要问题，间接影响到纯电动汽车的市场化。如果电池问题能够解决，与传统汽车相比，电动汽车将有绝对的优势。
动力电池在经历了铅酸电池、镍氢电池、钠硫电池等多种类型的发展和探索，目前纯电动汽车最具潜力的电池主要集中在以下电池上：阀控铅酸动力电池、镍氢动力电池和锂离子（锂聚合物）电池。从长远发展来看，由于铅酸蓄电池过于笨重，且衰减快，所以不具有使用前景；镍氢电池虽然在一些领域应用还比较广泛，但其有记忆性、比容量也一般，还有单体电压低，导致其改进起来比较困难 ；而锂离子动力蓄电池具有更高的能量密度，从目前看有较好的前景。
尽管如此，与内燃机相比锂离子电池能量密度还是很低，这使得的续驶里程依然是一个难题。目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100km～350km，这是在较理想的行驶环境下才能得到实现的，而绝大多数电动汽车一般行驶环境下续驶里程只有50km～100km。为了增加电动汽车的续驶里程，在汽车制动时，通常采用为蓄电池充电的形式，来吸收回收的能量。但是蓄电池充放电循环次数有限，大功率充放电必将使蓄电池循环寿命大大缩短。为解决这个新问题，有人采用了超级电容器。但似乎目前超电容器也存在问题，主要是是能量密度低，它比铅酸蓄电池小一个数量级，所以需要更高能量密度的超级电容，现在正在研发过程中。
当然，还有太阳能电池、核能电池等等，也为电动汽车的电池技术问题的解决提供了新解决方案，就目前来看都不是很成熟，有待于进一步开发。
2.电机以及传动技术
电机以及传动技术是电动汽车关键技术之一。纯电动汽车一般在车辆空间和使用环境上要求较严格，所以对驱动电机驱动系统提出更高的要求：体积/质量密度高，效率高，调速范围宽，制动能量回馈，适应性好，可靠性高。目前电动 汽车电动机主要要一下四类：直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁无刷电动机(PMBLM)和开关磁阻电动机(SRM)。
近几年来，电动汽车用电机逐渐由直流向交流发展，直流电动机基本上已经被交流电动机、永磁电动机或开关磁阻电动机所取代。
3.控制技术方面
整车控制系统由整车控制器、通信系统、部件控制器以及驾驶员操纵系统构成，主要功能是根据驾驶员的操作和当前的工况，在保证安全和动力性要求的前提下选择尽可能优化的工作模式。
目前，较主流的电动汽车整车控制系统都采用CAN 总线通信连接，这样不仅大大提高了控制的效率和稳定性，而且能实现数字控制。电动汽车驱动电机、电池等执行动力部分的状态信号被发送到CAN 总线，最终传输到显示终端提供给 驾驶人员，以便实现整车控制。
新的电子控制系统在传统汽车上应用不多，但它对纯电动汽车的工作有着重要影响。与国外相比，目前来看我国还有一定的差距，但是随着电机驱动系统的发展以及各种新技术新材料的应用，国内外在这方面的差距将越来越小。
4.其他方面
除了以上三个方面的问题外，纯电动汽车还在汽车轻量化、车体外形设计、电动车标准、充电站基础设施建设、以及电动车成本以及销售方面存在其他多多少少的问题。轻量化以及新型车体设计对提高车的动力性能和续驶里程都有重要意义；电动车标准如能尽快完善，能更好的推动行业健康有序发展；充电站等基础设施建设的大力建设还需政策支持，如能像加油站一样普及，那电动汽车的运行成本将大大降低，有利于更多电动汽车驶入寻常百姓家！
四、结束语
由于能源和环保的压力，电动汽车的发展成为了汽车工业发展的必然趋势。我国自“八五”以来，已在电动汽车研究领域取得了重大突破性成果。而电动汽车的产业化已逐步提上日程。完善电动汽车相关技术，创造电动汽车产业化发展环境，制定促进电动汽车发展的配套政策将成为此项事业发展的关键。
参考文献：
孙逢春，电动汽车发展现状及趋势，科学前沿，2011（5）。
刘龙岩、欧阳宁冬，浅谈中国纯电动汽车的发展现状及存在的问题，大众科技，2010，9（133）。
