2019年已經(jīng)過去一半,汽車市場還在進行著實力的較量,近兩年來隨著純電動汽車的發(fā)展逐漸成熟,車市的大環(huán)境也有著不一樣的走向,傳統(tǒng)燃油車的銷量下降和新能源汽車的銷量上漲已征兆,然而隨著新能源汽車的銷量上漲,新能源汽車的安全性、續(xù)航里程、動力加速等等相關問題接踵而來。今年上半年的時間新能源車輛召回超過12萬輛,在這超過12萬輛純電汽車中,接近一半出在了新能源汽車的三電問題上。
和傳統(tǒng)燃油車的核心三大件相比,純電動汽車雖然也有自己的核心三大件,但與傳統(tǒng)燃油車相比區(qū)別很大。傳統(tǒng)燃油車的核心三大件:發(fā)動機、變速箱和車身結構,發(fā)動機就是燃油車的心臟;變速箱就是燃油車的大腦;車身結構就是汽車的整體骨架。作為傳統(tǒng)燃油車發(fā)動機能輸出多少匹馬力,擁有多大的扭矩作為燃油車性能方面的劃分。
與傳統(tǒng)燃油車略有不同,純電動汽車的核心三大件中基本都和電有關系,分別是:電驅(qū)、電控和電池。這其中電驅(qū)就是電車的心臟,作為驅(qū)動車輛行駛的核心硬件;電控就是電車的大腦,它控制著車輛動力與制動回應等相關消息的回饋工作掌握著整輛車的總體動態(tài);電池就是電車的動力來源,電池儲備量越大行駛路程也就越長。
既然純電動車的核心是電驅(qū)、電控和電池,其三方面的的連接需要復雜的線路來完成,復雜的線路會間接提高了電汽車的故障率,任意一根線路出現(xiàn)斷路,可能都會使得電動汽車無法正常行駛,一旦線路出現(xiàn)短路情況將會是電動汽車的災難,所以電動汽車細節(jié)要比傳統(tǒng)燃油車細致不少,做工也需要更加縝密不能有半點差錯。
電驅(qū)系統(tǒng),直接控制車輛行駛。電驅(qū)系統(tǒng)是由三部分組成的:傳動系統(tǒng)、電機、逆變器?,F(xiàn)在的純電動汽車的傳動系統(tǒng)都是單機減速,既沒有離合也沒有變速,不過在將來的電動汽車市場,各大車企將會對傳動系統(tǒng)上繼續(xù)研究并且增加其復雜性,由此來降低電機、點擊變阻器的需求,繼而提高性能,降低成本。電機是由:定子、轉(zhuǎn)子、殼體三部分組成,電機技術的核心點在定子和轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子就是電動汽車的主要驅(qū)動電機,它承擔了電動汽車的所有運動相關的功能。而電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)也就是電動汽車的前進和倒車的行車動作。
在電動汽車行駛時,電機的扭矩為負數(shù),扭矩的精確反應了電動汽車的加速快與慢,而扭矩出現(xiàn)誤差時,就需要電機來完成電動汽車的加速,里程數(shù)的變化則是消耗同等的能量電池來完成的。因為電池的成本相比于電機的成本要大,所以電動汽車的電機效率和性能可以間接降低車輛成本,目前電動汽車中電機驅(qū)動系統(tǒng)又三類,分別是:直流電機驅(qū)動系統(tǒng)、永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)和交流感應電機驅(qū)動系統(tǒng)。
逆變器的主要作用就是將直流電轉(zhuǎn)化為交流電,假如一臺電動汽車的逆變器可以支持較高的電壓,則電壓充電的電流較大,功率大,這就意味著同樣的電流充電,充電的功率可以等比例放大,既而可以縮短充電時間。如果提高逆變器支持的電壓便可以提升逆變器的充電效率。但逆變器的電壓過大也可能會導致過熱從而引起火災事故,目前日本豐田正在對逆變器的材料問題進入深入研究。
電控系統(tǒng)是指整車控制器,而在電動汽車中“電控”系統(tǒng)比較繁多,其廣義分為:整車控制器、電機控制器和電池管理系統(tǒng)。不同的“電控”系統(tǒng)掌握著相關職責,而這些控制器之間是通過CAN網(wǎng)絡等進行通訊。
整車控制器主要是采集油門、制動踏板等相關信號,作出相應判斷和給出指令信息,其還需要協(xié)調(diào)整輛車上的各個控制器的通信;電機控制器的作用主要是接受整車控制器的扭矩釋放回收的指令,由此來控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動方向,除此之外在能量回收過程中,電機控制器還要負責將驅(qū)動電機副扭矩產(chǎn)生的交流電進行整流回充給動力電池。
相比于以上兩個電控系統(tǒng),電池管理系統(tǒng)相對比較“專一”,其主要功能基本都是圍繞電池的所運轉(zhuǎn)的,其中包括:電池物理參數(shù)實時檢測、在線診斷和預警、充放電和預充控制、電池的均衡管理和熱管理等相關職能。可謂是對電池的關懷無微不至,電控系統(tǒng)雖然分成多個大塊,但是每一塊都是責任重大不可疏忽,任何一個模塊出現(xiàn)問題都是與人生安全直接掛鉤。
電池作為現(xiàn)在不可或缺的能量儲存的載體,電池工業(yè)與化學、機械工業(yè)、電子控制等都有聯(lián)系的一個行業(yè)。電池的關鍵在于電芯,電芯最重要的材料就是正負極、隔膜、電解液。其中政績材料廣為人知的有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元、高鎳三元。
動力電池的使用至今大約有20多年的時間,在1996年通用汽車推出了EV-1型號電池其采用的是鉛酸電池,它也是現(xiàn)在車架電池的雛形,從鉛酸電池到現(xiàn)代日系混動的鎳氫電池,再到現(xiàn)在電動汽車比較流行的鋰電池,經(jīng)過層層迭代,電池的發(fā)展已經(jīng)進入一個新時代,但是在安全性上,電池還存在一定的風險,一旦電池異位或者是裝配不當都可能使電池出現(xiàn)過熱形況并且出現(xiàn)危險。
電動汽車電池從種類上分為鎳氫電池、鉛酸電池和鋰電池,其中鎳氫電池的優(yōu)點是安全、可靠,缺點是能量密度低。廣泛應用在混動車型上。鉛酸電池的優(yōu)點是價格便宜、可靠,缺點是能量密度低,應用在早期的電動車型上。鋰電池的優(yōu)點是容量密度大,缺點是成本高,應用在主流的電動汽車上。
電池的比能量和比功率,其中比能量是指電池單位質(zhì)量所能輸出的電能,單位是Wh/kg。比功率密度是描述電池在瞬間能放出能量的能力,單位是W/kg,比能量高的動力電池屬于續(xù)航時間長,持續(xù)輸出能力強;而比功率高的動力電池提速快可以提供很高的瞬間電流,一次保證電動汽車的加速性能。