電動汽車發展中的問題分析

摘要：面對巨大的環境壓力，人們越來越重視健康的生活方式和注意環境保護。在汽車領域，電動汽車發展迅猛，迅速進入了人們的日常生活中。由于電池技術的提升，電動汽車的技術也不斷提升，電動汽車的發展變得如火如荼。文章從電動汽車發展過程中存在的問題談起，然后從電池方面闡述其發展。

關鍵詞：新能源汽車；電動汽車；電池技術；環境保護；電池管理系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：U469 文章編號：1009-2374（2015）09-0088-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0800

新能源汽車代替燃油汽車勢在必行，新能源汽車系指使用除了燃油汽車所使用的柴油、汽油和石油氣以外的能源為動力的汽車。目前，可作為汽車動力的新能源主要有電力和一些生物燃料。電力主要來源于水力發電、火力發電、核能發電、風力發電、太陽能發電、燃料電池以及其他一次電池等。

在新能源汽車中，最有發展前途的是以電力為能源、以電動機為驅動裝置的電動汽車。電動汽車的電力源主要來自于蓄電池、燃料電池和混合動力。

利用蓄電池作為電力源的蓄電池電動汽車，在道路上行駛時是沒有排放物的，因此它是無污染的。以燃料電池為動力的電動汽車，它的排放物是水。它的確是一種較為理想的電動汽車。

利用生物燃料作動力的新能源汽車，如酒精汽車、甲醇汽車等。由于資源的問題，很難推廣應用。

利用電力和其他能源混合作動力的混合動力電動車，它能節油20%～30%，尾氣排放少，技術比較成熟。

1 電動汽車發展存在問題

一是對于純電動汽車來說存在的問題主要有：續行里程短，充電時間長；電池壽命短，使用成本高。因此，目前純電動汽車還不能被市場所接受。二是對于燃料電池電動車來說存在的問題：就目前技術狀態、制造成本，特別氫源的提取和儲存而言，燃料電池電動汽車的推廣應用，還有一段很長的路要走。三是對于混合動力電動車來說存在問題：結構比較復雜，制造成本高，還是要消耗燃油。

1.1 關于電動汽車續行里程短的問題

1.1.1 續行里程短的原因：動力電池組的比能量還不夠；電池組的充電時間比較長；電動汽車的能耗比較大。這就必須提高電動汽車的整備質量，減少電機驅動系統的大能耗，提升效率，不斷增強電動汽車的燈光和輔助設備的效率。

1.1.2 解決續行里程短的方法和措施：一是采用較高比能量的蓄電池；二是建立合理高效的充電網絡；三是提高電動汽車的能量利用效率，減少能量消耗。

1.2 關于電池組使用壽命不長的問題

1.2.1 動力電池組的使用壽命不夠長的原因：一是電池的制造質量還不夠好；二是電池的一致性誤差還比較大；三是沒有做好電池的管理和維護。

1.2.2 解決動力電池組使用壽命不長的方法和措施：一是加強對電池材料、結構、配方和制造工藝的研究進一步提高電池的質量，減少和穩定一致性誤差，延長電池的使用壽命；二是加強對電池材料、結構、配方和制造工藝的研究，進一步提高電池的質量，減少和穩定一致性誤差，延長電池的使用壽命；三是科學地設計與配置電池管理系統和充電系統。

2 電池管理系統的功能

電池管控系統可以實現以下功能：實時監測每個電池的工作電壓，溫度和電流；對電池進行下列保護：高壓保護、低壓保護、高溫保護、低溫保護、過流保護、短路保護；報警并能控制充放電；能檢測電池組的儲備電量；能與外部計算機和CAN總線通信；能顯示并儲存數據：電池組的總電壓、電池組的總電流、電池組的儲備電量、單體電池最高電壓、單體電池最低電壓、電池最高溫度、電池最低溫度。

3 電池管理系統的管理原則

電池系統的管理原則為：管兩頭，帶中間，自動

均衡。

管兩頭：充電時，既防止過壓充電（高壓保護），又防止低壓充電（低壓保護）；放電時防止過放電（低壓保護）。帶中間：充電時，當有電池的電壓達到了最高電壓時，采用自動調節充電壓和電流的方法，繼續充電。自動均衡：充電時，利用電池充電特性和自動調充參數的方法，使電池自動達到均衡。

4 電池均衡的誤區

認為電池管理系統可以把本來不均衡的電池變成均衡電池；認為充電時把每電池都充滿，放電時把每電池都放光，是電池管理系統的目標；認為充電時把高電壓的電池進行放電就能達到電池的均衡；認為一個個電池單獨充電就可達到電池的均衡。

5 關于純電動汽車動力電池組的使用成本比較高的問題

（1）動力電池使用成本比較高的原因。一是電池的制造成本比較高；二是電池組的使用壽命比較短；三是電動汽車的各項優惠政策還沒有實現；（2）解決動力電池使用成本高的方法和措施。一是減少電池的制造成本；二是提高電池組的使用壽命；三是充分利用各項優惠政策。

6 總體效果評估

6.1 電池組的使用壽命評估

就目前電池的質量狀態而言，電池的使用壽命可達15萬km以上，但必須保證電池組配置有功能完善、工作可靠的電池管理系統和充電系統。

根據試驗結果，采用淺充淺放的方法至少可延長電池的使用壽命50%以上。這樣，目前電池組的使用壽命可以達到22.5萬km以上。把電機驅動系統的效率和燈光信號輔助設備的效率提高20%，把純電動汽車的整備質量減少20%，可使純電動汽車的能耗降低25%左右，不僅能使電動汽車的續行里程增加25%，而且還可使電池組的使用壽命提高25%。這樣一來，電池組的使用壽命就可以達到28萬km以上。

6.2 電池組的使用成本評估

總重量16.5噸的純電動客車：配備電池：400Ah/400V/160kWh；電池的循環次數：DOD100%：>1000次；DOD80%：>1500次；電動汽車能耗：0.8kWh/km（電池組耗電）；1.0kWh/km（電網耗電）；放電深度（DOD）：80%；續行里程：160km；

電池組壽命160×1500≥24萬km（目前狀態）。160×1500×1.25≥30萬km（改進后）；電網耗電量：1×24=24萬kWh（目前狀態），1×30=30萬kWh（改進后）。

電網耗電費：24×0.6=14.4萬元（目前狀態），30×0.6=18.0萬元（改進后）；電池組費用：9.0×400×125=45萬元；電池組總費用14.4+45=59.4萬元（目前狀態），18.0+45=63.0萬元（改進后）。

總重量16.5噸的柴油公交車：100km油耗：35公

升/100km；24萬km耗油量：0.35×24=8.4萬公升；30萬km耗油量：0.35×30=10.5萬公升。柴油價格：6元/公升，24萬km總油費：6×8.4=50.4萬元；30萬km總油費：6×10.5=63萬元。

7 結語

可見，當前純電動汽車的能耗費與柴油汽車的能耗費相比只增加20%左右。改進后，電池組的使用壽命可達30萬km以上，純電動汽車的能耗費與柴油汽車的能耗費同，因此電動汽車的發展前景廣闊。

參考文獻

[1] 劉悅，劉若成.電動汽車發展現狀研究[J].科學咨詢（科技·管理），2014，（10）.

[2] 孫文澤.電動汽車發展綜述[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2014，（1）.

作者簡介：游祥龍（1984-），男，河南鄭州人，鄭州宇通客車股份有限公司工程師，研究方向：新能源汽車動力電池及其管理系統。

（責任編輯：黃銀芳）