丁 搏(內蒙古交通職業(yè)技術學院,內蒙古 赤峰 024000)
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基于電動汽車技術發(fā)展趨勢及前景分析
丁搏
(內蒙古交通職業(yè)技術學院,內蒙古赤峰024000)
摘 要:社會不斷發(fā)展,為了適應飛速發(fā)展的社會的需要,大量的能源開發(fā)、消耗,從而造成世界性的能源危機。再加上大量的能源消耗,所產生的廢氣、廢物造成水污染、土地污染、大氣污染、全球氣候變暖,已經嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境。在這種情況下,發(fā)展生態(tài)產業(yè),保護環(huán)境,研發(fā)可再生能源,開發(fā)節(jié)能產品,節(jié)約能源顯得尤為重要。而汽車作為人們日常交通必不可少的工具,其消耗的能源為石油這一不可再生資源,排放的尾氣是大氣污染的一項重要指標,為了適應當前所面臨的嚴峻形勢,汽車產業(yè)要加大新產品的開發(fā)力度,發(fā)展電動汽車技術,減少能源的消耗,開發(fā)利用新能源,降低大氣污染。
關鍵詞:能源危機;環(huán)境污染;電動;汽車;技術
進入二十世紀,石油等不可再生能源被大量開采使用,給人們帶來了前所未有的便利,但同時,也造成了一系列的問題,環(huán)境污染、大氣破壞、能源臨近枯竭等等。為了改變這一情況,適應社會發(fā)展趨勢,各行各業(yè)都在進行改革、創(chuàng)新,這一創(chuàng)新表現(xiàn)在汽車行業(yè),則表現(xiàn)為電動汽車的開發(fā)與使用。我國自八五計劃開始,在研究電動汽車方面也投入了大量的精力,而且取得了眾多的優(yōu)秀成果。但由于技術及生產成本的限制,這些研究成果還未進行產業(yè)化的生產。而隨著石油危機及使用化學燃料所產生的的環(huán)境問題的日益加劇,各國開始認識到轉換能源,節(jié)能減排成為汽車發(fā)展的首要方向,而如何發(fā)展汽車技術,達到節(jié)能減排這一目的則成為汽車發(fā)展的難題。
電動機車早在十九世紀三十年代就已誕生,電動汽車比內燃機早了半個多世紀。然而內燃機卻后來居上,成為人們日常生活的主要代步工具,其原因主要是因為早期的電動汽車與內燃機汽車相比,汽車機能非常差,設置簡單,動力小,造成其沒有什么實用價值,而且,十九世紀,正值石油開采初期,能源豐富,人們對石油的需求量較大,從而人們對節(jié)約能源與環(huán)境保護這一問題的認識不高,電動汽車的研究和發(fā)展一直處于較低的狀態(tài)。
而到目前,依據(jù)社會發(fā)展狀況,能源短缺,甚至面臨枯竭的危險狀況,電動汽車的發(fā)展找到了一絲生機。而且隨著人們對保護環(huán)境,節(jié)約資源的認識不斷提高,電動汽車發(fā)展的前景異常廣闊。各國高度重視電動汽車的研發(fā),加大對電動汽車研究的投入,力求掌握核心技術,走在能源節(jié)約的前沿,降低生產成本,搶占社會發(fā)展先機,走可持續(xù)發(fā)展之路。
面對嚴峻的環(huán)境問題及能源不足的情況,我國在電動汽車研發(fā)方面加大了投入并取得了一定的成果,許多專利技術獲得認證,一系列電動汽車樣品得以研制成形。特別是在電池、電機及電控等領域取得了很大的進步,后備技術的發(fā)展為我國電動汽車產業(yè)的發(fā)展提供了條件。但我國的電動汽車技術在取得發(fā)展的同事也面臨著許多的問題,其中,最核心的就是動力問題。根據(jù)不同的動力設備有不同的電動汽車機型,到目前為止大概有三種機型,全電力制動汽車、多種動力混合型汽車、燃料電池動力汽車。全電動力是指使用蓄電池,完全依靠電力進行驅動的汽車,這類電動汽車存在的缺點為,電池使用壽命短,充電時間長,行駛動力不足;多動力混合機型汽車是指汽車動力系統(tǒng)包含兩個及以上的動力系統(tǒng)對汽車進行驅動,這種電動汽車相比于全電力驅動而言,電池使用壽命較長,使用范圍較廣,使用電池的同時使用燃料,節(jié)約了能源,減少了尾氣的排放,也使汽車的驅動力有較大的提升,是目前市場上使用較為普遍的一種動力設備;燃料電池動力汽車相比于前面兩種而言是效率最高的一種汽車機型,它能將燃料高效率化,而且做到了清潔的效果,但其不足之處為這種設備的要求太高,成本大,要實現(xiàn)產業(yè)化還需一定的時間。
電動汽車技術作為新時代快速涌起的一項新型技術,它是一種集合了多種技術形式的技術,既包括現(xiàn)代技術也包含了傳統(tǒng)的汽車制造技術。其中有現(xiàn)代電子計算機技術、機械制造技術、新型動力設備技術等。電動汽車行業(yè)作為一相適應社會發(fā)展狀況的產業(yè),其目的是非常明確的,力求做到產業(yè)化、智能化。
對于電池技術,一直是電動汽車的瓶頸問題,如何降低電池成本,提高電池使用效率的電動汽車發(fā)展的一大核心。就目前電池技術發(fā)展的狀況來看,電動汽車市場使用的主要有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池三種,在比能量上,鋰離子電池的數(shù)值最高,車上循環(huán)壽命鎳氫電池的次數(shù)較多,市場價格上,鎳氫電池和鋰離子電池的價格明顯高于鉛酸電池,在動力方面,鋰離子電池也明顯要由于前面兩種,而且其安全性也有明顯提高,綜合以上幾種因素,汽車電池應采用鋰離子電池作為其動力部件。而目前最為清潔的燃料電池引起投入成本高,制造技術不完善,還無法進行大規(guī)模的生產。
有了電池,還需要有驅動設備,汽車驅動機控制著汽車的整個驅動系統(tǒng)。汽車驅動系統(tǒng)要做到轉速大,范圍控制大。目前使用的電機有直流有刷、永磁無刷、交流感應、開關磁阻幾種類型。在效率上永磁無刷和交流感應兩種的效率較高,在轉速上,交流感應和開關轉速的較高,而且單位輸出功率的成本也較低,其堅固可靠性也較好,雖然這兩種的控制器價格相對而言較高,但從整體及汽車實用價值、電池使用效率及壽命考慮,選用永磁無刷驅動器是較好的。
科學技術的發(fā)展,各種研發(fā)技術的發(fā)展讓電動汽車的產業(yè)化、市場化逐漸成為可能。而且隨著能源缺乏的問題的加劇,環(huán)境的污染,電動汽車產業(yè)的發(fā)展日益受到重視,但在電池的充電效率及使用壽命方面還需加大研發(fā)力度。減少充電時間,提高使用效率,同時,對于我國而言,我國地形類型多樣,既有平原丘陵,又有山地、高原等多種地形,為了適應多種不同的地形類型,還需加大汽車動力設備的研發(fā)力度,提高汽車動力,提高適用范圍,實現(xiàn)汽車使用類型的轉型,保護環(huán)境,節(jié)約能源,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
在建設資源節(jié)約型,環(huán)境友好型社會的趨勢之下,電動汽車具有巨大的發(fā)展前景,加大對電動汽車的研發(fā)力度,逐步解決發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題。
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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.201