淺談電動客車的基本概念及技術

侯寒冰+凡麗敏+任文源

摘 要：純電動汽車作為一種新能源汽車，能夠在很大程度上緩解環境惡化、石油短缺等問題。純電動汽車涵蓋了機械、電子、控制等多個領域，各學科關鍵技術相互結合，從而促進純電動汽車技術的發展。動力系統是電動汽車與燃油汽車的主要不同之處，這也是電動汽車的設計重心。

關鍵詞：電動客車；概念；技術

1 電動客車的介紹

汽車已經在現代社會各個方面起到無可取代的作用，給人們的生存方式帶來了很大變動，也是一個國家經濟發達程度的權衡標識。汽車是使用最為廣泛的交通工具，很大程度上決定了交易運輸模式；汽車行業也促進了其余相關產業的發展，推進科技發展，提高創新精神，增加國民生產總值，提供更多的就業機會；汽車的存在，提高了人們的生活水平，大大增加了活動范圍，提高了工作效率，加快生活節奏。電動汽車是依靠電力來驅動行駛的車輛。與傳統汽車外形相似，但內部結構不相同，工作原理也不同；融入了環保、節能的理念；電動汽車可形成一個智能系統，為 21 世紀網絡化發展提供全新的平臺。

電動汽車的分類：

（1）純電動汽車

由蓄電池提供電能，由發電機提供動力，這類電動汽車成為純電動汽車（Battery Electric Vehicle），簡稱 EV。有以下特點：①無污染，噪聲低。純電動汽車在啟動和行駛過程中沒有燃油的燃燒，所以沒有廢氣排放，對大氣零污染，電動機靠電流產生的磁場效應工作，相對于發動機而言，大大降低了噪聲，提升乘客舒適感；②能源效率高。純電動汽車只依靠電能工作，停駛時電能消耗為零，制動時能量可被再利用，從這方面來講，純電動汽車很大程度上提高了資源利用率；③結構簡單。與機動車輛和另兩種電動汽車相比，純電動汽車動力傳動系統結構簡單，操作簡單，易于修護；④成本高。蓄電池領域相關技術還不夠完善，生產成本高，純電動汽車價格較高。

（2）混合動力電動汽車

由內燃機和電動機同時提供動力的電動汽車成為混合動力電動汽車（Hybrid Electric Vehicle），簡稱 HEV。混合動力電動汽車實現了傳統燃油汽車向純電動汽車的過渡，比純電動汽車的續駛里程長，比傳統汽車的油耗少、尾氣少，但結構復雜 [4] 。總體來講，混合電動汽車比較占優勢。混合動力電動汽車主要分為三種：串聯式、并聯式、混聯式。

（3）燃料電池

汽車由燃料電池提供電能的電動汽車成為燃料電池汽車（Fuel Cell Electric Vehicle），簡稱FCEV。燃料電池的工作原理是將燃料和空氣送進電池中，燃料的化學能轉化為電能，再由正負極輸出。傳統汽車和混合動力電動汽車中的內燃機工作時需要燃燒燃油，而燃料電池工作中沒有燃燒過程，是化學能到電能的轉化過程，所以燃料電池汽車不生成尾氣，降低大氣污染度和溫室效應；燃料電池的所用燃料來源比較廣泛，可由風能、太陽能、沼氣能、水電解能提供，這些可再生能源向電能轉化的效率較高，也符合現代社會新能源開發的趨勢。

總結來說，各類型電動汽車今后的市場地位和發展進度一定程度上要由各地區環境、經濟狀況決定。純電動汽車完全依靠電能，所以適用于交通便利、排放標準嚴格的地區；混合動力電動汽車適合在城市或郊區中高速行駛，也適用于長途交通運輸。目前，美國、日本、德國、中國、韓國等國家正大力度研發燃料電池汽車，我國的燃料電池相關技術水平與發達國家差距很小。燃料電池汽車終將會在汽車行業中占據一席之地。

2 電動汽車的關鍵技術

電動汽車涵蓋了汽車、機械、電子、化工等多個領域，各學科關鍵技術相互結合，從而促進電動汽車行業的不斷發展。目前，電動汽車仍未在社會生活中得到普遍使用，主要因為電動汽車的幾個關鍵問題未能找到較好的解決方案，還不能完全滿足人們的生活需求，包括電池、充電、電動機等關鍵技術。

（1）電池

蓄電池可多次循環使用，通過不斷充電、放電，為電動汽車提供電能，是電動汽車發展的關鍵技術之一。目前，蓄電池存在技術難題：①成本高。蓄電池的制造成本主要集中在電池內部的正負極和隔膜上，比如，鋰離子電池的正負極材料是能夠嵌入或脫出鋰離子的化合物，成本高，及其后續處理過程成本也較高。②容量不夠大。一般私家電動汽車蓄電池的容量為 100Ah 左右，適合于往返行程不太遠、交通順暢的城區；但對遠途運輸車或旅游客車而言，就需要大容量電池，電池組數量隨之增加，成本也增加。③充電次數有限，壽命短，維修更換頻繁。④能量密度小，電池體型大安裝攜帶不便。電動汽車使用的蓄電池種類主要有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鎳鋅電池

（2）充電

電動汽車的充電問題最終也可以歸結為蓄電池技術當中，蓄電池容量不夠大，車輛行駛過程中需要及時補給電能，沿途設置電動汽車充電站成為關鍵問題。石油加油站已經遍及城鄉，燃油汽車補充油量方便快捷，相比之下，電動汽車充電站不常見，并且充電時間也遠大于加油時間。這是大多數城鎮居民不愿購買電動汽車的主要原因。電動汽車要在未來走進尋常百姓家，主宰汽車領域，并非一蹴而就之事，必須長遠打算，著力攻克該項技術難題，政府相關部門要從城、鄉、鎮整體規劃，重新打造電網格局，搭建電動汽車網絡區域平臺。

（3）電動機

電動機取代了傳統汽車的發動機，一般指內燃機，將燃油的化學能轉化為機械能。電動機是電動汽車的核心部件，要求電動機有較高的功率、較大的調速范圍和較大的輸出轉矩。電動汽車電動機主要有四種：直流電動機、交流感應電動機、交流永磁電動機、開關磁阻電動機。

3 展望

電動汽車能夠把排放和污染將至最低。從環保和節能角度來看，電動汽車都會在汽車群體中脫穎而出。我國電動汽車的研發將是一次嚴峻的挑戰，也是一個長期、繁重的項目，我們要緊跟發達國家的腳步，制定電動汽車領域科研戰略，這對于我國新能源產業的發展極具重大意義，推動產業結構新升級。

參考文獻

[1]徐哲.我國電動汽車發展現狀與對策研究[J].上海汽車，2006，05：6-9

[2]李光.影響我國電動汽車產業發展的關鍵因素研究[D].武漢：武漢理工大學，2011

[3]孫亦詮.永磁電動機的發展前景[J].電工電能新技術，1987，03：9-15

[4]董冰.基于鋰離子動力電池的純電動汽車能量管理系統控制策略與優化[D].長春：吉林大學，2014