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电动车很容易造?看看电动车的技术核心在哪里?

文章来源:中海电动 发布时间:2019-03-04 09:31

说到汽车的发展史,很大程度上是一个发动机的发展史。正是由于在发动机研发上积累了非常多的经验,让很多汽车品牌到现在都长盛不衰。不过随着时代的发展,电动车开始出现。由于电动车的动力源和能量源完全区别于传统的燃油汽车,因此不少的“电动车企业”也开始崭露头角,在电动车范畴上和传统燃油车品牌站到了同一起跑线上,这也是所谓的“弯道超车”的由来。
 
电动车很容易造?看看电动车的技术核心在哪里?
 
那是不是只要用电而不是烧油,做车就简单许多了呢?电动车的技术难点相比传统的燃油车究竟在哪里。
 
 1、电池技术 
 
在电动汽车,由于所有的能源储存均是靠电池,因此电池的性能(比能量、能量密度、比功率、循环寿命、成本等)和电动车的续航距离、动力性能等等关系极大。在相同能耗不变,电池包体积和重量不变都受到严格限制的情况下,电动车的单次续航里程主要取决于电池的能量密度。
 
因此现在普遍使用比能量较高的锂电池。现在主流的锂电池使用三元锂电池和磷酸铁锂电池两种。一般来说,三元锂为正极的电池包系统能量密度要高于以磷酸铁锂为正极的电池包系统。由于锂电池的尺寸、正负极材质、压实密度、电池包成组效率等等都会影响电池的性能。
 
根据《中国制造2025》明确了动力电池的发展规划:2020年,电池能量密度达到300Wh/kg;2025年,电池能量密度达到400Wh/kg;2030年,电池能量密度达到500Wh/kg。这里指的就是单个电芯级别的能量密度。因此也是现在不少厂商在提升能量密度上的突破口。
 
除了锂电池以外,燃料电池也是一个可行的方向。不过现在真正实现量产和实用的只有国外品牌(本田、丰田、现代),相信也是未来一个很重要的发展方向。
 
 2、电力驱动与其控制技术 
 
电动车传统汽车不同的地方,在于实用电动机驱动。因此,电动机的性能也影响着电动车的性能。和内燃机一样,电动机也有其自己的性能参数。
 
一方面,电动车都是用单级减速比的“变速箱”,电机的转速范围就影响电动车的极速。另外,电动机的扭矩、功率等影响着电动车的动力性能。而电动机的能耗也会影响电动车的续航里程。因此现在的电动机需要讲求体积小、质量轻、效率高、扭矩高、功率大、转速域宽、转速高等需求。
 
另外,在控制技术方面,一方面讲求提升系统的效率、电机的控制逻辑,另一方面,能量回收效率和能量回馈等都和控制系统有关。因此在控制技术方面,要能有效控制电机,又能提高整个动力总成的效率,降低能耗。同时也要应对自动驾驶的要求增加智能化和数字化的部分。
 
一般来说,虽然控制系统的原理很简单,但是控制逻辑就是最困难的部分,也很体现不同品牌之间的技术差距。
 
 3、能量管理技术 
 
能量管理技术可以说是整个电动车系统的核心部分。一方面它需要很好的管理电池组,准确检测电池组的能量储存状况。另一方面,要接合当时的电池工况、环境温度、行驶工况,再结合驾驶员的加减速命令,通过电机执行行驶指令。还需要根据当时汽车用电器部分,合理调配整台车的用电。在充电时,还需要结合电池的状况选择合适的充电逻辑,确保电池能在最短时间内充满并有效延长电池的寿命。
 
整套系统的难点,就在于控制逻辑。需要采集到每一块电池的电压、温度、充放电电流等,结合数据来估算电池剩余能量,并按照此去建立庞大但精确的数学模型。再根据既定的逻辑去作出电量使用的调配。
 
 4、整车技术 
 
电动车和汽油车最大的区别就是电和油。现在主流的汽油车,加满一箱油60L大概能跑六、七百公里左右,主要就是能量密度的差距。汽油的能量密度在12000w/kg,但现在普遍使用能量密度最高的电池在310w/kg左右。按照预想,未来2030年,电池能量密度达到500Wh/kg,也极低于传统的汽油。因此,如果要电动车增加续航里程,就不可避免要大量搭载电池组。
 
大量搭载电池组会带来很多问题,一方面重量会变得很重,严重影响汽车的操控性和安全性,同时也对于续航里程有很大的影响。另一方面,大量增加的电池组意味着占据了大量的体积,对于汽车的车架设计、刚性、乘坐空间等等都是极大的影响。因此如何选用轻量化材料,如何寻找电池数量、车重、续航里程之间的最佳平衡,如何提高电动车的空间利用率、如何提升电动车的行驶和乘坐品质,都是对于电动汽车设计制造的极大挑战。
 
 
另外,成本也是一个重要的考虑因素。毕竟电动车中动力电池占用的成本接近甚至超过50%,要增加续航里程,无疑会大幅增加汽车的售价。如何能够降低成本提高市场接受成都也是必须要考量的。
 
 
 总结 
 
在电动车刚兴起的时候,大家最常听到的就是“弯道超车”,很多新势力造车宣传卖弄的都是PPT中美好的愿景。但是,电动车虽然跳开了发动机研发的高门槛,但是也是在造一辆车。造一辆车是一个非常庞大复杂的工程系统,并不是简单拼装四驱车的事情。加上电动车也是一个新的范畴,大家都是摸着石头过河的阶段,很难说造电车比造汽油车简单。
 
因此新势力造车风风火火几年,能幸存下来并有良好发展态势的真是寥寥可数。而随着电动车的整体架构发展日渐成熟,相信不少有极丰富造车经验的传统厂商加入时,新能源汽车领域的竞争将会变得非常残酷。。
 

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