開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇電動汽車論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

電動汽車論文:電動汽車電池管理系統(tǒng)論文

1電動汽車的電池管理系統(tǒng)

電動汽車的電池管理一直是電動汽車關(guān)鍵技術(shù)中的一大難題。電池管理系統(tǒng)（batterymanagementsystem，縮寫B(tài)MS），主要對象是二次電池。二次電池存在下面的一些缺點(diǎn)，如存儲能量少、壽命短、使用安全性、電池電量估算困難等。為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)，BMS主要用于對電動汽車的動力電池參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控、故障診斷、SOC估算、行駛里程估算、顯示報警，充放電模式選擇等，并通過CAN總線的方式與車輛集成控制器或充電機(jī)進(jìn)行信息交互，保障電動汽車高效、可靠、安全運(yùn)行。

2電池管理系統(tǒng)存在的問題

在電動汽車普及的進(jìn)程中，電動汽車的電池充電管理是重要的一個環(huán)節(jié)。在硬件方面要求電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)之間單獨(dú)使用一路CAN總線，該CAN總線獨(dú)立于動力系統(tǒng)控制之外。而現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)只有兩路CAN接口，其中一路用于電池管理系統(tǒng)內(nèi)部通訊，另一路用于和動力系統(tǒng)控制通訊，沒有多余的CAN接口和充電機(jī)之間通訊，需要制定解決方案，包括電池管理控制箱結(jié)構(gòu)、BMS系統(tǒng)硬件和充電機(jī)之間的硬件連接信號、電氣配線等電池管理系統(tǒng)硬件的更改；而在軟件方面，則要進(jìn)行充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)間通信協(xié)議的開發(fā)，包括與道路車輛控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)兼容，通信協(xié)議的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、數(shù)據(jù)幀格式遵循的規(guī)定；充電機(jī)和BMS對電壓、電流和溫度等參數(shù)的監(jiān)測與設(shè)置等。

3電池管理系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計

3.1BMS系統(tǒng)硬件實現(xiàn)

本文所述系統(tǒng)采用專用的電池控制芯片LTC6802實現(xiàn)系統(tǒng)的分布式管理；重新設(shè)計電池的參數(shù)采集模塊、均衡控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通訊模塊、故障處理模塊等；系統(tǒng)內(nèi)部采用SPI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制命令的傳輸，主控芯片通過CAN總線實現(xiàn)與整車控制器的通訊。（1）參數(shù)采集模塊：LTC6802電壓檢測芯片可以對電池電壓進(jìn)行實時檢測；有輸入引腳專門用于溫度傳感器的輸入；采用ACS758LCB-050B電流霍爾傳感器進(jìn)行電流檢測，可采用直流、交流電流，并且強(qiáng)電側(cè)與電子電路邊具有很強(qiáng)的隔離作用，性能穩(wěn)定。（2）均衡控制模塊：若電池管理系統(tǒng)檢測到的電池電壓在正常范圍內(nèi)，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的SOC估計算法對電池進(jìn)行SOC估計，當(dāng)電池組中出現(xiàn)電壓異常時，控制系統(tǒng)就會根據(jù)設(shè)定的均衡算法進(jìn)行均衡控制，由控制器LTC6802完成，通過對其控制字的寫入，控制LTC6802引腳S的開關(guān)動作，實現(xiàn)均衡開關(guān)矩陣的控制。（3）數(shù)據(jù)處理模塊：以單片機(jī)編程的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。根據(jù)系統(tǒng)具有的功能分為若干子程序，包括：SOC估計、故障分析、信號監(jiān)控、報警等。（4）通訊模塊：采用CAN總線通訊協(xié)議。包括內(nèi)部通訊和外部通訊，內(nèi)部通訊對參數(shù)采集模塊所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄后傳給數(shù)據(jù)處理模塊，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果反饋給數(shù)據(jù)采集模塊及故障處理模塊；外部通訊通過CAN總線與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，使用戶更直觀的對BMS內(nèi)部的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控及處理。（5）故障處理模塊（保護(hù)電路）：控制LTC6802的引腳對故障信息做出相應(yīng)的處理，利用紅綠二極管對于告警及保護(hù)信息進(jìn)行光警報，并輸出報警信息，自動控制調(diào)節(jié)充、放電或切斷電路。

3.2BMS系統(tǒng)上位機(jī)軟件實現(xiàn)

PC機(jī)通過CAN總線與下位機(jī)進(jìn)行通訊。下位機(jī)的采集模塊所采集上來的電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)等上傳給上位機(jī)，上位機(jī)對采集上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、處理及顯示。（1）上位機(jī)軟件數(shù)據(jù)存儲模塊：由于電池組數(shù)據(jù)量比較大，監(jiān)控數(shù)據(jù)的記錄采用占用空間比較小的二進(jìn)制流進(jìn)行存儲。XML提供了更強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)存儲和分析能力，而且XML極其簡單，XML的簡單使其易于在任何應(yīng)用程序中讀寫數(shù)據(jù)。（2）上位機(jī)軟件通訊模塊：上位機(jī)與下位機(jī)之間采用CAN通訊，協(xié)議采用CAN協(xié)議2.0B擴(kuò)展幀格式；通訊速率為100Kbps；物理層匹配電阻120Ω。上位機(jī)呼叫BMS并下發(fā)命令，BMS收到命令后返回響應(yīng)信息。PC等待500ms后如尚未接收到BMS響應(yīng)或接收響應(yīng)信息錯誤，則認(rèn)為本次通信過程失敗。

4結(jié)語

電池管理系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計已在電池廠商、充電機(jī)廠商和電動汽車生產(chǎn)廠商中得到應(yīng)用，當(dāng)前研發(fā)的電池管理系統(tǒng)都已具有多路CAN接口（最少3個），充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)通信協(xié)議已按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了設(shè)計與測試，解決了電動汽車的充電問題，能夠推進(jìn)電動汽車的普及進(jìn)程。

作者：王刃峰 單位：黑龍江農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院

電動汽車論文:電動汽車故障診斷無線通信論文

目前，世界范圍內(nèi)都在推動電動汽車技術(shù)的研究與使用，但在電動汽車的使用過程中，由于其控制系統(tǒng)部分比傳統(tǒng)汽車復(fù)雜，故障診斷需要綜合電池、電機(jī)及整車的參數(shù)來進(jìn)行綜合判斷，目前還依賴于有經(jīng)驗的工程師到現(xiàn)場進(jìn)行診斷與維修，因此汽車故障診斷技術(shù)應(yīng)用而生。文章詳細(xì)闡述了一種集本地和遠(yuǎn)程診斷于一體的手持式故障診斷儀，該診斷儀參考了ISO和SAE的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，可以對某些參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。

1故障診斷儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

1.1結(jié)構(gòu)

圖1示出電動汽車用手持式故障診斷儀的系統(tǒng)架構(gòu)圖。由圖1可以看出，該診斷儀的系統(tǒng)架構(gòu)及工作方式為：手持式故障診斷儀通過CAN總線讀取電動汽車ECU單元中的故障碼，現(xiàn)場維修人員可以選擇是否將該故障碼通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)器。如果選擇不發(fā)送，現(xiàn)場人員則根據(jù)故障碼對現(xiàn)場的故障進(jìn)行診斷排查，故障排除后清除ECU單元中的故障碼，如果選擇遠(yuǎn)程故障診斷，現(xiàn)場維修人員需等待遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)器返回給現(xiàn)場維修人員的維修意見，從而指導(dǎo)現(xiàn)場人員的工作。

1.2功能

1.2.1本地和遠(yuǎn)程診斷功能

該診斷儀讀取電動汽車ECU單元中的故障碼，現(xiàn)場維修人員通過故障診斷儀的顯示屏幕讀取故障碼，通過該故障碼確定故障的部位或故障級別，對故障進(jìn)行檢查排除。同時將該故障碼及故障處理方式通過無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程發(fā)送給遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)器，用于指導(dǎo)其它遠(yuǎn)程故障診斷，同時清除ECU單元中的故障碼。如果現(xiàn)場維修人員讀取的故障碼不能進(jìn)行故障排除，可將該故障碼上傳至遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)器，遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)器將診斷數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于該故障碼的診斷信息反饋給現(xiàn)場人員，現(xiàn)場人員通過該信息進(jìn)行故障診斷。

1.2.2本地和遠(yuǎn)程標(biāo)定功能

本地和遠(yuǎn)程標(biāo)定功能類似于本地和遠(yuǎn)程故障診斷功能，當(dāng)現(xiàn)場維修人員對一些參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定時，可以通過手持式故障診斷儀的標(biāo)定功能對電動汽車進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定，如果對一些標(biāo)定參數(shù)不能確定，可以請求遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程標(biāo)定協(xié)助。

2硬件系統(tǒng)架構(gòu)

可以看出，該診斷儀的硬件電路設(shè)計，主要包括CPU控制與外圍電路設(shè)計、CAN網(wǎng)絡(luò)接口電路設(shè)計、可靠性保障電路設(shè)計及電源電路設(shè)計等。

手持式故障診斷儀通過電源電路給整車設(shè)備供電，并通過CAN網(wǎng)絡(luò)接口讀取ECU單元的故障碼，該故障碼可以通過USB接口進(jìn)行存儲，也可以通過無線通信模塊發(fā)送給故障診斷服務(wù)器。

3軟件系統(tǒng)架構(gòu)

基于無線通信的電動汽車用手持式故障診斷儀的軟件系統(tǒng)架構(gòu)，包括手持式故障診斷儀與遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)器軟件架構(gòu)兩部分。

可以看出，該診斷儀軟件架構(gòu)包括：讀取和清除故障碼、診斷數(shù)據(jù)庫和軟件升級等。其中軟件和診斷數(shù)據(jù)庫升級以及請求遠(yuǎn)程標(biāo)定功能均需在無線通信功能使用的情況下才可以使用，否則該手持式故障診斷儀僅僅是由現(xiàn)場使用人員操作的一款診斷設(shè)備。

遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)器的軟件系統(tǒng)為了配合手持式故障診斷儀的使用，主要包括：遠(yuǎn)程故障診斷、遠(yuǎn)程標(biāo)定、手持式故障診斷儀診斷數(shù)據(jù)庫升級、軟件升級以及自身的數(shù)據(jù)庫升級與更新。

軟件系統(tǒng)的總流程，如圖4所示。通過圖4可以看出，該軟件有診斷、升級及標(biāo)定模式3種。這3種模式是互斥的關(guān)系，現(xiàn)場人員需根據(jù)具體情況對功能進(jìn)行選擇。

4結(jié)論

文章基于無線通信的電動汽車用手持式故障診斷儀的設(shè)計，實現(xiàn)了高效率的診斷和排除故障。該設(shè)計在提高工作效率的同時，大大縮短了維修人員的培訓(xùn)周期，由于其設(shè)計的先進(jìn)性及功能的多樣性，有利于節(jié)省電動汽車保養(yǎng)及維修方面的人力、物力及時間。

作者:于蘭 李志平 辛明華 周能輝 單位:天津清源電動車輛有限責(zé)任公司

電動汽車論文:純電動汽車設(shè)計論文

1驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)匹配

驅(qū)動系統(tǒng)是純電動汽車的優(yōu)秀，其基本特性參數(shù)的選配必須滿足整車動力性能要求。通過計算，合理選擇動力系統(tǒng)各部件的參數(shù)，并將其進(jìn)行有效匹配，才能設(shè)計出高性能的純電動汽車。

1.1電機(jī)最大功率計算

為滿足純電動汽車整車性能，通過3種方法計算電機(jī)最大功率Pnmax，即:根據(jù)汽車最高車速確定的功率即額定功率Pne;爬坡度確定的功率Pna;加速性能確定的功率Pnc。根據(jù)整車設(shè)計參數(shù)，可計算出上述3個功率值，取其中最大者作為電機(jī)最大功率選取參考值，即Pnmax≥maxPne，Pna，P[]nc。根據(jù)表1、2所給出的參數(shù)，由以上公式(1)—(3)，計算求得Pne為22.64kW，在坡度為20°，以35km/h的車速爬大坡時，Pna為55.66kW，同時求得Pnc為45.78kW。因此，取Pna的值作為電機(jī)最大功率選取的參考值。

1.2電機(jī)功率與轉(zhuǎn)矩選擇

電機(jī)在工作時，其性能分為連續(xù)工作性能和短時工作性能。電機(jī)的額定值決定了其連續(xù)工作特性，短時工作特性是電機(jī)過載一定倍數(shù)之后的轉(zhuǎn)矩功率特性。在電機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩選擇時，通常以純電動汽車的常規(guī)車速來確定電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速(電機(jī)通常運(yùn)行的轉(zhuǎn)速)，再通過電機(jī)的額定功率和額定轉(zhuǎn)速求出電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。

1.3電池組參數(shù)設(shè)計

動力電池是純電動汽車唯一的動力源，其攜帶的總電量是整車動力性和續(xù)駛里程的基本保證。電池組的總電量與電池單體的容量和組合形式有關(guān)，而動力電池的單體電壓和組合形式又直接決定了其為電機(jī)提供總電壓的大小。動力電池參數(shù)匹配主要包括電池類型的選擇、電池組電壓和容量的選擇。根據(jù)純電動汽車對目標(biāo)性能的要求，綜合考慮整車所需的動力電池總電量、動力電池單體類型以及其組合形式后，計算確定動力電池單體數(shù)量。

2底盤系統(tǒng)設(shè)計

在純電動汽車底盤系統(tǒng)中，動力系統(tǒng)需要重新架構(gòu)，因此總布置方案改變較大。目前，電動汽車底盤設(shè)計主要運(yùn)用2種方式，即:根據(jù)設(shè)計需求，在傳統(tǒng)車平臺基礎(chǔ)上進(jìn)行局部改制;開發(fā)“電動化、模塊化、智能化、集成化”全新理念的底盤系統(tǒng)。本文采用的方式是基于原有車型平臺進(jìn)行局部改制。底盤系統(tǒng)中，大部分子系統(tǒng)的工作原理沒有發(fā)生變化，改制后需對底盤及整車進(jìn)行重新總布置，重新計算軸荷分配對懸架系統(tǒng)性能造成的影響，然后對懸架系統(tǒng)做出相應(yīng)調(diào)整。

2.1電機(jī)、減速器布置

電機(jī)、減速器的布置在原發(fā)動機(jī)前艙布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行，布置時應(yīng)考慮如下幾個因素(以下X、Y、Z方向為車輛坐標(biāo)系坐標(biāo)軸方向，即當(dāng)車輛在水平路面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，坐標(biāo)原點(diǎn)與質(zhì)心重合，X軸平行于地面指向正前方，Y軸指向駕駛員右側(cè)，Z軸通過汽車質(zhì)心指向正上方):1)電機(jī)、減速器外輪廓距離左右縱梁的空間寬度應(yīng)一致，以便于安裝懸置;2)減速器輸出軸中心線布置在滿載前輪中心線附近，差速器輸出軸與前輪中心連線盡量接近;3)減速器后部應(yīng)與副車架、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)都留有安全距離;4)電機(jī)三相線進(jìn)線與控制器出線方向位置相協(xié)調(diào);5)半軸在YZ平面內(nèi)與Y方向夾角，空載時應(yīng)小于15°，滿載時小于7°;6)電機(jī)布置位置應(yīng)在整車滿載條件下確定。確定減速器輸出軸位置后，電機(jī)定位可繞減速器輸出軸旋轉(zhuǎn)，電機(jī)的輪廓上限不超過縱梁上平面，電機(jī)右側(cè)為3相線接口，電機(jī)控制器放置于電機(jī)正上方;電機(jī)位于減速器右側(cè)，如圖2所示(以下示意圖均是通過對各元件的簡化建模后得到)。差速器中心平面相對XZ平面偏左200mm，電機(jī)減速器集成體外輪廓距左側(cè)縱梁最小170mm，距右側(cè)縱梁最小60mm。該設(shè)計方案中，根據(jù)電機(jī)減速器集成體的尺寸分布，將差速器中心平面布置與整車中心平面基本重合，左右半軸通過萬向節(jié)將車輪與減速器的輸出軸連接起來，在YZ平面上，左右半軸與前輪中心線的夾角相等，在核算半軸與前輪中心線夾角時計算一側(cè)即可，如圖4所示。裝配時電機(jī)、減速器集成體與車架的連接點(diǎn)一共有3個，分別位于左側(cè)縱梁、右側(cè)縱梁、副車架。左側(cè)縱梁懸置軸線平行于Y方向，限制X和Z方向運(yùn)動;右側(cè)縱梁懸置軸線平行于X方向，限制Y和Z向運(yùn)動;副車架上的懸置軸線平行于Y方向，限制X和Z方向運(yùn)動。

2.2前后艙元件布置

如上所述，將電機(jī)、減速器布置在原發(fā)動機(jī)前艙位置，同時DC/DC、電機(jī)控制器、空調(diào)壓縮機(jī)等相應(yīng)電氣裝置均布置在前艙。可利用各元件的外形尺寸將各元件簡化為長方體模型進(jìn)行布置，從車輛前艙上方往下俯視，如圖5所示。原車的后艙容積約為0.43m3，將車載充電器、電源管理器、配電箱、直流空氣開關(guān)布置在后排座椅背后，并且設(shè)計拱形支架，使其不影響備胎的放置，布置示意圖如圖7所示。同時，可設(shè)計一個大蓋板，將這幾個器件蓋住，以達(dá)到從后面看車內(nèi)美觀的效果，后艙電器蓋板采用塑料件制成，以減輕整車質(zhì)量。

2.3動力電池布置

本設(shè)計將電池單體集中布置于一個電池包中，動力電池包中共布置了100個電池單體，包內(nèi)電池單體總共分為6排，沿車輛X方向，前部3排電池臥放，后部3排電池立放，以保證其與后排座椅地板形狀相統(tǒng)一，同時通過串聯(lián)形式將所有單體進(jìn)行連接，如圖8所示。電池包采用無上蓋結(jié)構(gòu)，利用車身地板及四周安裝板和加強(qiáng)板形成電池包的上蓋。電池包外殼可采用鈑金件折彎和焊接的工藝形成箱體，翻邊形成安裝板，可實現(xiàn)在安裝孔定位時與車身地板的模具統(tǒng)一起來。同時，電池排布上充分利用車身地板下方空間，與車身地板的形狀一致，以最大程度節(jié)省空間，為避開后輪擺臂安裝座和后輪罩在電池包后部兩邊開有2個缺口，如圖9所示。動力蓄電池布置在座椅地板下方，并且盡量保留了車身地板形狀，該布置的電池包是車輛的最小離地間隙位置，如圖10所示。該布置保證了駕乘人員安全，給貨倉和備胎留下了一定的空間，同時還考慮了電池包整體快速更換原則，方便電池包的整體更換。該動力電池單體質(zhì)量為3.1kg，電池單體共310kg，加上電池包殼體及加強(qiáng)等附件結(jié)構(gòu)，電池包總質(zhì)量約385kg。該布置后電池包重心位置距離前軸水平距離為1558mm，前、后軸軸荷比例分別為49.4%和50.6%，滿足GB7258—2012中關(guān)于軸荷的要求。

3車身設(shè)計

純電動汽車車身設(shè)計是整車設(shè)計的重點(diǎn)之一，其設(shè)計效果對整車性能(如續(xù)駛里程、加速時間、爬坡性能等)的影響顯著。同時，車身必須達(dá)到足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及滿足其他性能指標(biāo)(如安全、耐久性、NVH、工藝等)。國內(nèi)外對純電動汽車車身設(shè)計研究較多，目前主要是應(yīng)用多種輕量化材料，同時集成結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化和先進(jìn)制造技術(shù)及工藝等手段進(jìn)行設(shè)計［8］。基于以上所述，本例中電池包安裝在車身地板下方，其外殼設(shè)計及電池單體布置時盡量與車身地板的形狀一致。同時，電池包布置時考慮了整體快換原則，根據(jù)設(shè)計需要及電動汽車相關(guān)安全規(guī)定，上車體可直接由原傳統(tǒng)車平臺提供，但原車身地板在結(jié)構(gòu)上必須做出相應(yīng)更改。

3.1更改因素

為滿足要求，設(shè)計地板時考慮的因素如下:1)電池包安裝于車身地板下方，根據(jù)電池實際布置，為達(dá)到電動汽車安全法規(guī)相關(guān)要求，需抬高地板高度;2)車身地板下方要根據(jù)電池包外殼的形狀設(shè)計密封的加強(qiáng)梁，用于安裝電池包，并且與電池包共同形成電池包空間;3)車身地板下方需焊接3個支撐桿，該支撐桿用于支撐電池包中部變形產(chǎn)生的載荷，同時也用于安裝時的定位;4)車身地板上方需設(shè)計螺孔，用于安裝中央通道蓋板;5)設(shè)計中后排地板高度升至與前座椅安裝支架一致，需在車身地板上重新設(shè)計凸臺結(jié)構(gòu)用于座椅安裝;6)車輛地板結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，側(cè)碰剛度發(fā)生變化，需重新校核，車身地板的承載能力同時也需要校核;7)新設(shè)計車身地板與周圍鈑金件的連接與原車不同，需重新設(shè)計。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)以上設(shè)計需求，從車身底部右后邊向上斜看改進(jìn)后的車身地板結(jié)構(gòu)如圖12所示，其側(cè)面剖視示意圖如圖13所示。圖13中的臺階面從左至右依次表示:后排座椅安裝面、后排座椅腳地板及前排座椅安裝面、前排座椅腳地板。車身地板與電池包安裝梁通過車身焊裝構(gòu)成車身的一部分，而中央通道蓋板在整車裝配線束后，再通過螺釘或螺栓固定在地板上，用于構(gòu)成線束的通過空間。本例中由于車身地板在電池包的基礎(chǔ)上進(jìn)行了抬高和展平，使得后排座椅的H點(diǎn)與腳地板的垂直距離減小，從原車的400mm以上減少至250mm左右，但是仍然符合一般乘用車布置設(shè)計要求。座椅下方安裝板展平后，重新設(shè)計了小的安裝支架結(jié)構(gòu)，使得坐墊底座輕微改動。本設(shè)計在適當(dāng)?shù)牡胤郊訌?qiáng)了車身地板設(shè)計剛度，以滿足整車碰撞法規(guī)要求和承載要求。綜上所述，前后艙、動力電池包及與車身地板之間的布置關(guān)系如圖14所示。

4整車性能

改制后的純電動汽車整車基本性能可通過理論計算求得。將以上計算選取的各項參數(shù)導(dǎo)入Matlab軟件，并通過編程獲得部分相關(guān)性能曲線，結(jié)果如圖15—18所示。圖15是不同車速電機(jī)需求功率曲線。可知，在整車運(yùn)行過程中，電機(jī)的需求功率隨整車車速變化，其大小隨車速增加而增大。其中，車速為50km/h時，電機(jī)滿足整車基本要求的需求功率為6.02kW;當(dāng)車速為80km/h時，電機(jī)的需求功率達(dá)到13.41kW。圖16所示是不同爬坡度的電機(jī)功率曲線。圖16是在35km/h的車速勻速爬坡情況下獲得，曲線反映出電機(jī)需求功率與爬坡度成正比例關(guān)系。在爬坡度為零時，電機(jī)功率為0.47kW;當(dāng)爬坡度為14.05%(8°)時，電機(jī)功率為24.63kW;當(dāng)爬坡度達(dá)到36.40%(20°)時，電機(jī)需求功率最大，達(dá)到55.66kW。圖17是在電機(jī)額定功率、整車空載狀態(tài)下，整車的百千米加速時間曲線。由圖可見，車輛從原地起步加速至50km/h時，時間為5.66s;(50～80)km/h所用時間為6.16s;整車車速達(dá)到100km/h時，共用時為19.34s。圖18是不同條件的加速度與時間的關(guān)系曲線。可以看出，車輛在實驗質(zhì)量－電機(jī)額定功率、車輛空載狀態(tài)、車輛滿載狀態(tài)下，其起步加速度大小不同。在車輛起步時，加速度的值最大，圖中3種條件下分別為2.63、2.41和0.84m/s2。在車輛起步后的一定車速范圍內(nèi)，加速度大小基本保持不變;當(dāng)車速達(dá)到一定值后，加速度開始逐漸減小，最后變?yōu)榱悖藭r車速達(dá)到最大。其他數(shù)據(jù)，如等速(60km/h)續(xù)駛里程大于260km，最小轉(zhuǎn)彎半徑小于11m，整車滿載時最小離地間隙為147mm等。這些理論計算數(shù)據(jù)均達(dá)到了前期設(shè)計的性能目標(biāo)要求。

5結(jié)束語

純電動汽車在能源利用率、減少排放污染、降低噪聲方面所具備的顯著優(yōu)勢，對目前能源危機(jī)、環(huán)境污染問題均可起到有效緩解作用。本文針對基于傳統(tǒng)汽車平臺的純電動汽車改制進(jìn)行了重新設(shè)計，各總成布置合理，將選配的數(shù)據(jù)導(dǎo)入matlab程序獲得了相應(yīng)的車輛性能曲線。結(jié)果顯示，所有性能數(shù)據(jù)能夠滿足本文所提出的整車目標(biāo)性能要求，將為該純電動汽車下一步整車優(yōu)化提供有效參考。

作者：何勇彭憶強(qiáng)王子江王海單位：西華大學(xué)交通與汽車工程學(xué)院四川汽車工業(yè)股份有限公司新能源汽車研究院

電動汽車論文:電動汽車技術(shù)論文

一、舊技術(shù)體系的不適應(yīng)性

汽車發(fā)展的歷史表明，上個世紀(jì)前三十年曾經(jīng)興盛一時的電動汽車與燃油汽車的市場地位發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，燃油汽車后來居上成為歐美發(fā)達(dá)國家千萬家庭的寵兒，電動汽車則淪為在特定封閉區(qū)域使用的專用工具。導(dǎo)致這一逆轉(zhuǎn)的原因與當(dāng)今電動汽車遇到的困難并無二致。近百年來，電動汽車技術(shù)雖然在電池、電機(jī)、電控等各個方面都有長足的發(fā)展，其根本技術(shù)架構(gòu)卻無大的改變。在此期間燃油汽車不僅自身技術(shù)日臻完美，與其相配套的道路、停車場、加油站等服務(wù)設(shè)施也日益完備。今日，正像“汽車社會”、“汽車文化”等學(xué)術(shù)用語所蘊(yùn)含的那樣，汽車（主要是燃油汽車）不僅已經(jīng)成為現(xiàn)代社會的生活必需品，也被賦予了豐富的文化內(nèi)涵。在此背景下如果無視電動汽車現(xiàn)存的諸多不便，奢望人們放棄燃油汽車改用電動汽車就等于要他放棄原有的生活習(xí)慣和價值觀念，無異于讓人棄用智能手機(jī)改用固定電話，讓人棄液晶電視而改用黑白電視，其難度可想而知。因此，在發(fā)展電動汽車已經(jīng)確立為國家戰(zhàn)略的當(dāng)下，重新謀定發(fā)展路線和發(fā)展策略應(yīng)該成為當(dāng)務(wù)之急。在我國這樣一個汽車普及率不及美國的十分之一、三分之二的新車出售給初次購車者的發(fā)展中大國，電動汽車或許只有面向家庭的首輛車，也就是說能滿足跨區(qū)域遠(yuǎn)程行駛需求才有出路。既然源于十九世紀(jì)的現(xiàn)行電動汽車技術(shù)架構(gòu)無法滿足這種需求，何不回到原點(diǎn)從零開始進(jìn)行頂層設(shè)計，創(chuàng)造一個新的技術(shù)體系。

二、新技術(shù)體系探討

在續(xù)航里程短、充電時間長這兩個妨礙電動汽車遠(yuǎn)程行駛的關(guān)鍵障礙中，續(xù)航里程雖然受電池技術(shù)制約難以比肩燃油汽車，但續(xù)航150公里～200公里還不難實現(xiàn)。這個距離相當(dāng)于在高速公路上駛過三四個服務(wù)區(qū)或大多數(shù)人日常行駛兩三天的路程，只要電力耗盡時快速得到供給，駕駛電動汽車500公里一日往返、1000公里朝發(fā)夕至亦非難事。如此，快速電力供給就成為問題的焦點(diǎn)。既然沿用先開發(fā)出電動汽車而后為其配套電力供給體系的傳統(tǒng)發(fā)展策略不能解決問題，那么運(yùn)用一下逆向思維，先規(guī)劃一個滿足需求且容易實現(xiàn)的電力供給體系，然后再開發(fā)適應(yīng)這一電力供給體系的電動汽車會怎樣。出現(xiàn)總理所講的“顛覆性技術(shù)”也未可知。說到快速電力供給，首先需要界定電力供給的快與慢。多年來，人們已經(jīng)習(xí)慣于燃油汽車加油所需的數(shù)分鐘時間，電動汽車的快速電力供給采用這一標(biāo)準(zhǔn)順理成章。從物理學(xué)原理來看，現(xiàn)存的三種電動汽車電力供給方式中，快速充電相對來講接近這個標(biāo)準(zhǔn)但也需數(shù)倍于加油耗時的30分鐘（80%），普通充電所需的數(shù)小時可說是天壤之別，只有換電方式符合標(biāo)準(zhǔn)。有報道說特斯拉換電站一分半鐘可以完成一次換電操作。自從曾經(jīng)的明星換電運(yùn)營商BetterPlace破產(chǎn)以來，支持換電的觀點(diǎn)似乎已經(jīng)銷聲匿跡。但是，既然特斯拉又開始換電了，事情看來尚存回旋余地。多數(shù)專家認(rèn)為BetterPlace的換電方式一是換電站建設(shè)運(yùn)營成本高，二是電池不能在多種車型間通用，使其最終走向破產(chǎn)。BetterPlace的失敗說明它的換電方案和商業(yè)模式行不通，但是如果據(jù)此斷定換電方式行不通特斯拉首先不會認(rèn)同。達(dá)成一個既定目標(biāo)從來都不止有一種方法，能否成功在于能否尋找到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合算的解決方案，將問題簡單化的最有效手段莫過于“分解”。例如古代印刷書籍采用雕版印刷技術(shù)，一頁印版雕成書頁的內(nèi)容布局、字的形狀、大小無法更改，一部書的雕版需要具有高超技藝的雕刻工匠耗費(fèi)大量時日，因而書籍昂貴。活字印刷技術(shù)普及之后，一套字模可以反復(fù)用來鑄造鉛字，而后隨意排成印版，字模和鉛字的通用性保證了印刷成本的低廉。如果說快速電力供給是電動汽車的必然選擇，BetterPlace失敗的主要原因是沒有實現(xiàn)電池通用化，而將雕版上的字符分解為一個個鉛字可以破解通用化難題，那么何不嘗試一下將電動汽車的大箱電池組分解，代之以多個（比如說十個2kWh的）參照電動自行車鋰電池標(biāo)準(zhǔn)的小箱電池。以小箱電池為基礎(chǔ)可以構(gòu)建一個簡單的快速電力供給體系。只要電池體積和重量都適合人力搬動，而且借用電動自行車鋰電池適合快速裝拆的安裝結(jié)構(gòu)，換電作業(yè)就可以采用純?nèi)斯し绞健娜斯Q電出發(fā)，繼而將換電站的充電功能剝離出去，剩下的數(shù)個收納電池的專用周轉(zhuǎn)貨架和兩三個操作人員就能構(gòu)成一個典型的簡約換電站。接下來要做的是，將從各個換電站剝離出來的充電服務(wù)匯集到一個大型的儲能電站，充分利用夜間電網(wǎng)的低谷電力為電池充電。最后用貨運(yùn)車輛在換電站與儲能電站之間往返穿梭，為各個換電站運(yùn)來充滿的電池并帶走放空的電池。在這樣一個類似WI-FI無線局域網(wǎng)架構(gòu)的電力供給體系中，如果說換電站好比WI-FI熱點(diǎn)、儲能電站好比無線路由器、貨運(yùn)車輛好比無線電波，一個個標(biāo)準(zhǔn)電池好比“無線電波”所攜帶的數(shù)字信號，那么電動汽車就相當(dāng)于移動終端。可以預(yù)見，流通的商品從電轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)電池、消費(fèi)者支付滿電電池和空電電池之間的差價，上述電力供給體系各個利益相關(guān)方都能獲得顯而易見的經(jīng)濟(jì)收益。第一個受益者是電動汽車的購買者，不為電池付費(fèi)卻可以盡情享用別人提供的電，自然也就無需關(guān)心電池的價格壽命幾何。電池制造者則不再因百來個“雞肋”般的訂單而苦惱，可以日復(fù)一日地生產(chǎn)同樣的電池。電動汽車制造者不再為選用多大的電池而殫精竭慮，可以按自己的喜好靈活設(shè)計續(xù)航里程，只需考慮如何將所需個數(shù)的電池塞進(jìn)車?yán)铩３鞘械墓芾碚卟槐卦贋閺哪睦飻D出充換電站的建設(shè)用地、為如何壓迫小區(qū)物業(yè)放行充電樁安裝、為可能到來的配電網(wǎng)增容改造而苦惱，只需將電動汽車的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)交給電力供給體系的運(yùn)營者就萬事大吉。電力供給體系的運(yùn)營者的收益則更大。先是從“先有雞還是先有蛋”的無休止口水官司中脫身，不說“雞”也不說“蛋”，轉(zhuǎn)而建造一個相當(dāng)于自然界中“野生原雞”進(jìn)化地位的儲能電站，先收獲著電網(wǎng)峰谷電價差的利益，隨著電動汽車擁有量的增加逐步轉(zhuǎn)身為充電工廠，等到流通中標(biāo)準(zhǔn)電池壽命期來臨梯級利用自然而然地發(fā)生，充電工廠再一次轉(zhuǎn)化為儲能電站。其次電力供給體系運(yùn)營者不必?zé)罁Q電站如何“建”只需籌劃“擱”在哪里，只要能騰出幾十平米的場地，加油站、公共停車場、居民小區(qū)、工廠商場都可以加入換電站的行列。

不僅如此，這些換電站的數(shù)量、換電站的地點(diǎn)和容量可以隨時根據(jù)形勢的發(fā)展任意調(diào)整。長遠(yuǎn)看，不僅這樣的儲能電站很容易與風(fēng)力光伏電站相融合，如果將標(biāo)準(zhǔn)電池看作一個大的“充電寶”其應(yīng)用領(lǐng)域甚至可以涵蓋日常生活、生產(chǎn)的方方面面。有了電力供給體系和適合人工換電的小箱標(biāo)準(zhǔn)電池，接下來的課題就是能否將這些標(biāo)準(zhǔn)電池用于電動汽車的電源系統(tǒng)。其關(guān)鍵在于處理好三個問題：一是電池的安裝位置，二是電池固定可靠便于快速更換安裝結(jié)構(gòu)，三是電池與電機(jī)之間的電氣連接關(guān)系。對于采用一個大箱電池的電動汽車而言，考慮到車內(nèi)空間和車輛重心、軸荷，其安裝位置大多利用座椅下的空間安裝在車輛下部中間位置。當(dāng)采用多數(shù)個標(biāo)準(zhǔn)電池時，安裝位置不僅可以在前后座椅下面還可以在引擎?zhèn)}或者行李箱的邊角處分布安裝，設(shè)計者的選擇自由度大大提高。若說電池安裝結(jié)構(gòu)，QB/T4428-2012《電動自行車用鋰離子電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》所定電池外殼滑槽及配對的安裝滑道是現(xiàn)成可用的，既安裝可靠又方便插拔。至于電池與電機(jī)間的電氣連接關(guān)系則需要多些文字加以說明。電動汽車以數(shù)個小箱標(biāo)準(zhǔn)電池為電源，除去上面所述種種以外還可為解決高電壓觸電風(fēng)險、簡化整車電池管理系統(tǒng)、簡化電池?zé)峁芾淼入姵叵嚓P(guān)問題創(chuàng)造機(jī)會。通常的電動汽車為在限制過大電流的條件下保證驅(qū)動電機(jī)的輸出功率，單個大箱電池的工作電壓多在300V以上。將電壓分解給十個小箱標(biāo)準(zhǔn)電池，每個標(biāo)準(zhǔn)電池的電壓就低于40V，處于安全電壓范圍內(nèi)。如果不將這些電池串聯(lián)一起而是分別經(jīng)逆變器接入驅(qū)動電機(jī)，高電壓的弊端就可以徹底根除。驅(qū)動電機(jī)可以相應(yīng)地將定子繞組分解為十個分繞組，工作時各個分繞組產(chǎn)生的磁通勢相疊加與原繞組相當(dāng)。各個標(biāo)準(zhǔn)電池分別接入驅(qū)動電機(jī)還可以帶來一個好處，電池均衡的對象不再是整個電源系統(tǒng)而轉(zhuǎn)化為各個標(biāo)準(zhǔn)電池，所涉單體電池數(shù)量僅為整體電池的十分之一。更有意義的是，十個標(biāo)準(zhǔn)電池分別經(jīng)逆變器接入具有十個分繞組的驅(qū)動電機(jī)，其功效相當(dāng)于用十個小電機(jī)共同承擔(dān)電動汽車的驅(qū)動。從理論上講可以分別控制每個分繞組參與或者不參與驅(qū)動，利于電動汽車應(yīng)對多種復(fù)雜工況。尤其是在電動汽車起步或者加速時確保全部分繞組參與驅(qū)動抑制大電流沖擊，巡航行駛時控制各個分繞組逐次停歇方便相應(yīng)的小電池散熱，當(dāng)某個分繞組或者為其供電的標(biāo)準(zhǔn)電池發(fā)生故障時其余分繞組繼續(xù)工作就能避免電動汽車突然失速。

三、總結(jié)

總之，既然欠缺遠(yuǎn)途行駛能力是源于十九世紀(jì)的現(xiàn)行電動汽車技術(shù)架構(gòu)的系統(tǒng)性缺陷，那么基于現(xiàn)有電池技術(shù)構(gòu)建新的、技術(shù)可行經(jīng)濟(jì)合算的、涵蓋電力供應(yīng)和電源及驅(qū)動系統(tǒng)的電動汽車技術(shù)架構(gòu)，或許是化解電動汽車諸多難題的有效路徑。

作者:莊森 禹茜 單位:鄭州大學(xué)

電動汽車論文:電動汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)論文

一、發(fā)展規(guī)律

1.環(huán)境可承載規(guī)律。

決定汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律中環(huán)境的可承載規(guī)律也影響重大。隨著現(xiàn)在各大城市的污染逐步加深，越來越多的人開始將環(huán)境惡化的原因歸結(jié)到汽車的使用上。因此，必須找到一種低污染或零污染的交通工具，這樣才能解決實質(zhì)問題。

2.技術(shù)推進(jìn)規(guī)律。

電動汽車作為新一代的交通工具其技術(shù)組成不僅包含了原有的機(jī)械技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)和控制技術(shù)，還使用了最新的電力電子技術(shù)和信息技術(shù)等高端科技，這些技術(shù)的全面發(fā)展是推動電動汽車產(chǎn)業(yè)化的重要因素，并且為其發(fā)展打下基礎(chǔ)。

3.市場拉動規(guī)律。

每一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都離不開產(chǎn)品的實際使用價值，只有產(chǎn)品的使用價值得到認(rèn)可才能夠促進(jìn)產(chǎn)品的再生產(chǎn)，而產(chǎn)品的使用價值是需要通過銷售市場來體現(xiàn)的，任何一個產(chǎn)業(yè)都會遵循這個規(guī)律。當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)全球化的浪潮高漲，想要推動電動汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展必須要注重對其市場的培育和開發(fā)。

二、與我國國情相結(jié)合

我國的國情有著非常明顯的區(qū)別于他國的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在:人口數(shù)量大、人均資源量小、經(jīng)濟(jì)增長方式以粗放型為主、市場體系尚不完善、相關(guān)法規(guī)尚不健全等。電動汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展要做到主動與我國的國情相結(jié)合，改變以往被動適應(yīng)的固有方式，讓產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)兩方面和諧發(fā)展，以科學(xué)的發(fā)展理念為指導(dǎo)，依照國情制定合理的產(chǎn)業(yè)化途徑。

1.與我國能源現(xiàn)狀相結(jié)合。

隨著近些年我國汽車保有量的迅速增長，年均石油進(jìn)口量不斷上升，汽車燃油消耗量逐年增加，發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)首先要解決能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的問題，緩解我國的能源危機(jī)，保證能源的安全穩(wěn)定。

2.與我國環(huán)境現(xiàn)狀相結(jié)合。

新時期越來越多的人已經(jīng)注意到了人與自然和諧發(fā)展對人類的重要性。進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的電動汽車發(fā)展過程要注重其與環(huán)境的適應(yīng)能力和相互融洽程度，適應(yīng)我國的環(huán)境特點(diǎn)，發(fā)展零排放的低能耗工程。

3.與我國汽車工業(yè)的技術(shù)水平相結(jié)合。

面對目前我國汽車技術(shù)依舊沒有實現(xiàn)完全的自主知識產(chǎn)權(quán)的國情，電動汽車產(chǎn)業(yè)在發(fā)展之初，要牢牢把握住各國均處于發(fā)展初級階段的情況，積極地加大研究投入，讓產(chǎn)業(yè)化帶動我國的電動汽車技術(shù)走在世界的前列，增強(qiáng)我國的汽車工業(yè)國際競爭力。

4.與我國汽車市場現(xiàn)狀相結(jié)合。

近10年，我國汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)狂飆式發(fā)展，汽車銷量從2001年占全球4.3%，到2010年攀升至23.5%，成為全球第一汽車生產(chǎn)和消費(fèi)大國。未來10年我國汽車將進(jìn)入第二個高速增長期，我國將逐漸步入“汽車社會”，迎來汽車消費(fèi)大眾化的時代。據(jù)專家預(yù)計，至2015年國內(nèi)汽車的產(chǎn)能將達(dá)到3800萬輛，消費(fèi)量將達(dá)到3000萬輛，我國汽車消費(fèi)將占全球汽車總消費(fèi)的25%左右。這為電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了巨大的市場需求。電動汽車產(chǎn)業(yè)在開始發(fā)展之初，認(rèn)清我國汽車市場的現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)規(guī)律，充分利用汽車市場的競爭機(jī)制，減少國家政策對市場競爭的過度干預(yù)，在短期內(nèi)促進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)按照市場規(guī)律得到最快發(fā)展。

5.與我國汽車法律法規(guī)體系相結(jié)合。

因此，在實際操作中要從社會的角度出發(fā)，在維護(hù)汽車產(chǎn)業(yè)利益的同時努力把產(chǎn)業(yè)的附加影響降到最低。促進(jìn)我國汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)法律體系進(jìn)一步完善。從政策層面看，我國已經(jīng)將新能源汽車列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，國家頒布實施的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》提出，2020年中國將構(gòu)建起支撐電動汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)體系，這必將為促進(jìn)我國整個電動汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

三、與國際電動汽車產(chǎn)業(yè)接軌

為了發(fā)展汽車工業(yè)常常需要通過市場來換取技術(shù)，中國市場的發(fā)展受制于別國的先進(jìn)技術(shù)。因此在電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初，應(yīng)當(dāng)積極投入電動汽車技術(shù)的研發(fā)，爭取在世界上取得超前的地位，從以下幾個方面做好相應(yīng)的工作。

1.以技術(shù)研發(fā)為基礎(chǔ)。

首先，要將優(yōu)秀技術(shù)作為追求的主要目標(biāo)和研究投入的主要方向。只有掌握了產(chǎn)業(yè)的優(yōu)秀技術(shù)才能夠真正掌握產(chǎn)業(yè)的“命脈”，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的水平分工，給產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供充足的動力。

2.注重調(diào)整汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

將結(jié)構(gòu)調(diào)整貫穿于電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的始終,在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的全過程中，要注意到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化問題，政府部門不要將注意力集中在勞動密集型和資本密集型的產(chǎn)業(yè)上，而是多關(guān)注高科技的優(yōu)秀產(chǎn)品和技術(shù)，通過充分的思考來指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

3.積極進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。

產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展不僅需要全球的資源，更需要全球的市場。從國內(nèi)外環(huán)境看，國際汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)由汽車制造向汽車研發(fā)轉(zhuǎn)移的趨勢。我國作為新興國家的代表，將從電動汽車產(chǎn)業(yè)研發(fā)轉(zhuǎn)移中獲取更多機(jī)會。我們需要適時地制定出產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)律和策略，不失時機(jī)地走“引進(jìn)來、走出去”的特色發(fā)展道路。

四、市場經(jīng)濟(jì)體制下推動電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的措施

1.必須堅持“兩條腿走路”的方針。

對于未來電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須采取一定的措施和制度，也要結(jié)合中國國情，從實際出發(fā)，必須堅持“兩條腿走路，雙管齊下，兩手抓、兩手都要硬”的方針。一方面，要以空前的熱情和努力大力推動電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展;另一方面，高度重視傳統(tǒng)汽車的技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)升級。

2.加快優(yōu)秀部件的技術(shù)研發(fā)力度，盡快掌握優(yōu)秀技術(shù)。

政府應(yīng)以更大的力度支持電動汽車的技術(shù)開發(fā)，毫不放松地緊跟世界前沿技術(shù)，鞏固己有的優(yōu)勢地位，加大科研的力度，走一條“吸收-引進(jìn)-創(chuàng)新”的道路，形成國內(nèi)電動汽車優(yōu)秀技術(shù)，防止產(chǎn)業(yè)發(fā)展在技術(shù)上受制于人。

3.培育國內(nèi)消費(fèi)市場，提高消費(fèi)者成熟度。

促進(jìn)電動汽車消費(fèi)的關(guān)鍵是降低產(chǎn)品價格。從汽車市場看，我國已經(jīng)是世界上汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮牡貐^(qū)之一，目前北京、成都等5個城市的汽車保有量超過200萬輛，巨大的消費(fèi)潛力是我國電動汽車產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的基本保證。推廣電動汽車需培育國內(nèi)消費(fèi)市場，電動汽車只有在消費(fèi)者的廣泛使用中才能不斷得到改進(jìn)，其社會效益也才能得到體現(xiàn)。

五、結(jié)語

縱觀電動汽車行業(yè)的發(fā)展，電動汽車的發(fā)展已不單單是在汽車行業(yè)內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而是上升到了國家戰(zhàn)略高度，它的發(fā)展也將帶來一場低碳環(huán)保的技術(shù)革命和創(chuàng)新。所以我們應(yīng)該合理應(yīng)用各方面的推動力量，最大限度的發(fā)揮國家政策和市場的巨大推動力，不斷的革新電動汽車技術(shù)，滿足市場的新需求，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)的資源合理利用，促進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。

作者：干波單位：西南財經(jīng)大學(xué)

電動汽車論文:電動汽車熱泵空調(diào)管理論文

摘要：

介紹研制的電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其配用的雙工作腔滑片壓縮機(jī)的性能，依據(jù)測試樣式機(jī)的試驗結(jié)果分析了轉(zhuǎn)速對該空調(diào)系統(tǒng)制冷量、輸入功率及COP等性能的影響。若轎車頂蓋全部布滿太陽電池，所產(chǎn)生的電能約為225W，可以使空調(diào)系統(tǒng)的制冷量增加8%左右，同時還能降低汽車空調(diào)冷負(fù)荷的峰值。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)；熱泵；太陽能

0引言

現(xiàn)代流行的燃油汽車不僅消耗大量的石油資源，而且還嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，危害人類健康。據(jù)統(tǒng)計排放到大氣的污染物中，汽車的廢氣（主要是氮氧化物、碳氧化物及碳?xì)浠衔锏龋┘s占42%。鑒于此，許多國家政府通過立法逐步限制這種高污染產(chǎn)品。電動汽車具有無任何排泄物、不污染環(huán)境、低噪聲及節(jié)省石油資源等特點(diǎn)，再次引起全世界的廣泛關(guān)注。世界汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家都投入大量的人力、物力進(jìn)行電動汽車開發(fā)和研制，取得了大量的成果，一批批先進(jìn)的電動汽車不斷面市，有的已形成商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。與燃油汽車一樣，電動汽車也要創(chuàng)造一個舒適的駕駛和乘座環(huán)境，即要配備相應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)，提高其中舒適性和競爭力。在開發(fā)和研制電動汽車同時，也對配套的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了開發(fā)與研制。熱電空調(diào)系統(tǒng)因效率太低而無法被電動汽車所接受[1]。采用直流電動機(jī)驅(qū)動蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)的電動貨車空調(diào)系統(tǒng)的試驗結(jié)果表明，其性能與普通燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)基本相當(dāng)[2]。90年代初又對采用環(huán)保制冷劑的電動貨車空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了試驗研究[3]、[4]。

我國也制定了電動汽車的研究與開發(fā)計劃，并正在逐步實施。本課題組對電動汽車配套的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行研制，開悄磁直流無刷電機(jī)直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)，本文介紹該系統(tǒng)及對其所進(jìn)行的試驗研究。

將太陽電池布滿整個車頂可以起到兩個作用；一是給電動汽車空調(diào)系統(tǒng)提供部分能量，使其取自車載蓄電裝置的動力減少；二是可將電動汽車所需冷量的峰值減少40%[5]，從而使空調(diào)系統(tǒng)取自蓄電裝置的動力進(jìn)一步減少。根據(jù)Sekurit公司太陽能蓋板的產(chǎn)品介紹，20組100mm×100mm單晶硅電太陽電池在完全曝曬時可產(chǎn)生25W的電能，對于小型轎車有1.81m2（19.5ft2）車頂面積[6]，這個空間安裝的光電池在完全曝曬時能產(chǎn)生大約225W的電能。這種方案非常適合電動汽車使用，因為它在不加大車載蓄電裝置容量的條件下，使電動車的有效行駛距離增加。本文也對太陽電池在電動汽車空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)

電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工作原理如圖1所示，壓縮機(jī)由直流無刷電機(jī)通過皮帶驅(qū)動，空調(diào)系統(tǒng)的制熱/制冷運(yùn)行方式由四通換向閥轉(zhuǎn)換，實線箭頭表示制冷運(yùn)行方式，這時向車室內(nèi)吹冷氣，使車內(nèi)降溫冷卻；虛線箭頭表示制熱運(yùn)行方式，這時向車內(nèi)吹熱風(fēng)使車內(nèi)升溫加熱或?qū)躏L(fēng)玻璃除霧/霜。通過感受車室溫度，逆變器調(diào)制電動機(jī)電源的脈沖寬度來控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的大小，從而改變空調(diào)系統(tǒng)的冷（熱）量大小，以滿足各種環(huán)境條件下車室的舒適性及除霧/霜要求。從原理上講，該系統(tǒng)與普通的熱泵空調(diào)并無區(qū)別，但由于該空調(diào)系統(tǒng)是用于電動汽車這一特殊場合，該系統(tǒng)所用的主要部件都有其特殊性。為此，我們配套開發(fā)了雙工作腔滑片壓縮機(jī)，專門制作直流無刷電動機(jī)和逆變器控制系統(tǒng)。

1.壓縮機(jī)2.驅(qū)動電機(jī)3.逆變器4.車室溫度傳感器

5.平行流換熱器（車外單元）6.四通換向閥7.軸流風(fēng)閥

8.膨脹閥9.平等流換熱器（車內(nèi)單元）10.離心風(fēng)扇

11.制熱工作方式12.制冷式方式

圖1電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)

Fig.1Heatpumpairconditioningsystemforelectricvehicle

專門研制的雙工作腔滑片壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示，圓形轉(zhuǎn)子同心地安裝在扁圓形氣缸內(nèi)，五個滑片置于轉(zhuǎn)子上開設(shè)的槽中并能來回滑動，原動機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，滑片靠離心力被甩出，緊貼在氣缸內(nèi)表面上，在氣缸內(nèi)腔分隔成若干個隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化其容積的小空間（稱為基元），隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，基元容積的大小周期性變化，從而完成了氣體的吸入、壓縮、排出等工作過程。該壓縮機(jī)具有以下特點(diǎn)：

1.氣缸2.轉(zhuǎn)子3.滑片4.吸氣口5.排氣閥

圖2雙工作腔滑片壓縮機(jī)

Fig.2Schematicviewofvanecompressorwithdouble-actingchambers

1)結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，加工與裝配容易實現(xiàn)。

2)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。由于無偏心轉(zhuǎn)動零部件，動力平衡性能好，尤其在高轉(zhuǎn)速運(yùn)動時振動和噪聲很小。

3)起動沖擊小。滑片在起動時逐步伸出，靜摩擦轉(zhuǎn)矩小，因而起動轉(zhuǎn)矩緩慢上升，減少了起動沖擊。

4)效率高。由于沒有吸氣閥，余隙容積小且余隙膨脹不直接影響吸氣基元，因而使吸氣損失減少，容積效率提高。

5)體積小，重量輕，便于狹窄空間安裝，因而比較適合汽車空調(diào)使用。

6)壓縮機(jī)每轉(zhuǎn)完成兩次吸、排氣，輸氣量大且脈動性小。

表1列出了所研制雙工作腔滑片壓縮機(jī)的主要尺寸，圖3為它與電裝（Denso）公司容量相同的汽車空調(diào)用渦旋壓縮機(jī)制COP[4]比較，從圖中可以看出：轉(zhuǎn)速低于2500r/min時，渦旋壓縮機(jī)的COP低于雙工作腔滑片壓縮機(jī)，這主要是由于渦旋壓縮機(jī)的內(nèi)泄漏間隙比較長，低轉(zhuǎn)速時其內(nèi)泄漏量較大的緣故；轉(zhuǎn)速高于2500r/min時，渦旋壓縮機(jī)的COP則高于雙工作腔滑片壓縮機(jī)，但高出的幅度并不很大，這主要是因為雙工作腔滑片壓縮機(jī)隨轉(zhuǎn)速的升高摩擦功率增加比較快的緣故。考慮到其它因素：如加工簡單、高轉(zhuǎn)速下的振動和噪聲很小、起動沖擊小等，雙工作腔滑片壓縮機(jī)是適合電動汽車空調(diào)系統(tǒng)使用的壓縮機(jī)。渦旋壓縮機(jī)雖然也有優(yōu)良的性能，但對加工和裝配等的要求都比較高，國產(chǎn)設(shè)備還不能完全滿足其技術(shù)要求。

2試驗裝置與測試條件

研制的電動汽車熱泵空調(diào)樣機(jī)在按照國際標(biāo)準(zhǔn)建造的全自動汽車空調(diào)系統(tǒng)試驗裝置上進(jìn)行了測試，主測采用蒸發(fā)器側(cè)進(jìn)出口空氣焓差法，輔測采用冷凝器側(cè)液體制冷劑流量計法。測試時，主輔測制冷量偏差應(yīng)小于5%，并以主測數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。試驗方法及數(shù)據(jù)處理均依據(jù)中國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T72.1-93《汽車空調(diào)制冷裝置性能要求》和QC/T72.2-93《汽車空調(diào)制冷裝置試驗方法》，所有測試所用儀表均符合QC/T72.2-93的規(guī)定。

由于壓縮機(jī)由直流電機(jī)直接驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速就可連續(xù)改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，廠商的測試工況，試驗中壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速分別1000、2000及3000r/min；工質(zhì)采用條件為：蒸發(fā)器側(cè)干球溫度（27±0.5）（19.5±0.5）℃,冷凝器側(cè)干球溫度（35±0.5）℃。樣機(jī)的試驗結(jié)果整理成如圖4～6所示的性能曲線，這些曲線未計入太陽電池所產(chǎn)生的能量。

圖6示出了空調(diào)系統(tǒng)的COP隨轉(zhuǎn)速的變化，從圖中可以看出；轉(zhuǎn)速較低（＜1500r/min時，COP隨轉(zhuǎn)速的增加有較快地增長，當(dāng)轉(zhuǎn)速增長到一定程度（＞2000r/min）后，COP隨轉(zhuǎn)速增加而定不變，這說明低轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速的增加可使壓的密封效果得到很大改善，致使制冷量速度較快，高轉(zhuǎn)速時，壓縮機(jī)的內(nèi)泄漏再增加轉(zhuǎn)速已使密封效果改善不大，所以長速度趨于穩(wěn)定，而壓縮機(jī)制輸入功卻一直比較穩(wěn)定速度的增長。

作者研制的電動汽車空調(diào)系統(tǒng)與目前正在使用的燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)（用斜盤壓縮機(jī)）的性能比較如圖6所示。電動汽車空調(diào)系統(tǒng)的COP在轉(zhuǎn)速較低時（＜1500r/min）略低于燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)，而在高轉(zhuǎn)速時（＞2000r/min）卻明顯于燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)。這主要由于斜盤壓縮機(jī)工作腔的密封性能較好且?guī)缀醪皇苻D(zhuǎn)速的影響，而滑片壓縮機(jī)的工作腔密封性能受轉(zhuǎn)速的影響較大，轉(zhuǎn)速升高可以明顯改善其工作腔密封性能。壓縮機(jī)由獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動后，其轉(zhuǎn)速不再受汽車動力機(jī)的影響，可以恒定在較高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。因此帶雙工作腔滑片壓縮機(jī)的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的性能優(yōu)于現(xiàn)有的燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)，能夠滿足電動汽車空調(diào)的。

4太陽能的應(yīng)用

將電動汽車整個車頂布滿太陽電池，所產(chǎn)生的電能使電動汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷量增加的情況見表電能使電動汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷量增加的情況見表2。表2中制冷量增加量是用光電池產(chǎn)生的電能乘以各轉(zhuǎn)速下空調(diào)系統(tǒng)COP所得的結(jié)果，相對增加量為制冷量增加量與不利用太陽能時空調(diào)系統(tǒng)制冷量的比值。從表中可以看出，利用太陽能可使空調(diào)系統(tǒng)制冷量增加200W以上，且轉(zhuǎn)速較高時的增幅較大，這是由于空調(diào)系統(tǒng)低轉(zhuǎn)速時的COP較低、高轉(zhuǎn)速時勢COP較高的緣故；制冷量的相對增加量為6%～27%，且COP越低（對應(yīng)的轉(zhuǎn)速也低），增加的效果越明顯。電動汽車空調(diào)系統(tǒng)采用獨(dú)立電動機(jī)驅(qū)動后，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速不再受怠速的影響，可以穩(wěn)定COP較高的轉(zhuǎn)速（約為2500r/min）下工作，這時，可以增加制冷量350W以上，相對增加量約為8%，大家知道，汽車在太陽下曝曬時空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷最大，當(dāng)車頂布滿光電池后，這時不僅能最大限度地產(chǎn)生電能，而且可以有效地阻止太陽輻射熱通過車頂進(jìn)入車室內(nèi)，使保持車室舒適所需的冷量大幅度降低，從而使空調(diào)系統(tǒng)消耗蓄電裝置的電能降低。總之，利用太陽能可以有效地減少空調(diào)系統(tǒng)取自車載蓄電裝置的動力，增加電動汽車的有效行駛距離。

5發(fā)展展望

車載蓄電池提供的直流電是電動汽車唯一的動力源且很有限，輔助設(shè)備消耗的電力減少了電動汽車的行駛蹁，開發(fā)高效的電動汽車空調(diào)系統(tǒng)乃是電動汽車在商業(yè)上能夠被接受的關(guān)鍵一步。壓縮機(jī)和電動機(jī)做成共用主軸的封閉結(jié)構(gòu)后不僅能大幅度提高效率，而且還可以杜絕制冷劑的泄漏、安裝更加靈活；直流電驅(qū)動又使壓縮機(jī)采用封閉結(jié)構(gòu)成為可能，因此，高效節(jié)能將決定電動汽車空調(diào)未來的發(fā)展，采用封閉壓縮機(jī)是未來電動汽車空調(diào)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。我國目前作為汽車空調(diào)的制冷工質(zhì)，發(fā)達(dá)國家已于1996年1月1日全部采用對臭氧層安全的R-134a，但R-134a的溫室效應(yīng)系數(shù)較大，在不久的將來還可能會被更符合環(huán)保要求的制冷工質(zhì)所取代，不管制冷工質(zhì)如何變化，電動汽車空調(diào)必須符合環(huán)保要求的這一發(fā)展趨勢將不會改變。采用人工智能技術(shù)開發(fā)先進(jìn)的傳感-控制系統(tǒng)，使創(chuàng)造的車室環(huán)境更加符合人體皮膚的感覺，進(jìn)一步提高舒適性，也是電動汽車空調(diào)未來的發(fā)展方向。隨著太陽電池效率提高和成本降低，其在電動汽車空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用會成為可能，并且會逐步得到普及。

6結(jié)論

從以上分析可以看出，作者面向電動汽車開發(fā)的熱泵空調(diào)系統(tǒng)具有良好的性能，適合電動汽車使用。分析樣機(jī)試驗結(jié)果得出以下結(jié)論：

1)空調(diào)系統(tǒng)的制冷量/制熱量、輸入功率隨轉(zhuǎn)速增加基本呈線性增長關(guān)系；空調(diào)系統(tǒng)的COP在轉(zhuǎn)速較低時隨轉(zhuǎn)速增加有較快的增長，而在轉(zhuǎn)速較高時，則受轉(zhuǎn)速的影響較小。

2)所開發(fā)的雙工作腔滑片壓縮機(jī)，低轉(zhuǎn)速時的COP高于容量相同的渦旋壓縮機(jī)，而高轉(zhuǎn)速時的COP低于渦旋壓縮機(jī)，但所低出的幅度并不很大。綜合考慮性能、加工及安裝等因素，雙工作腔滑片壓縮機(jī)是比較適合電動汽車空調(diào)系統(tǒng)使用的壓縮機(jī)。

3)與目前使用的燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)相比，電動汽車空調(diào)系統(tǒng)的低速性能略差，但它卻具有較好的高速性能。

4)若轎車頂蓋全部布滿太陽電池，所產(chǎn)生的電能約為225W，可以使空調(diào)系統(tǒng)的制冷量增加8%左右，同時還能降低汽車空調(diào)冷負(fù)荷的峰值。

致謝：廣東省電動汽車實驗專門為本項目研制驅(qū)動電機(jī),并指導(dǎo)電控系統(tǒng)的設(shè)計；試驗得到廣州豪華汽車空調(diào)器有限公司質(zhì)檢科的支持和配合，在此一并致謝。

電動汽車論文:電動汽車制動能量管理論文

摘要：電動汽車的驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行在再生發(fā)電狀態(tài)時，既可以提供制動力，又可以給電池充電回收車體動能，從而延長電動車?yán)m(xù)駛里程。對制動模式進(jìn)行了分類，并詳細(xì)探討了中輕度剎車時制動能量回收的機(jī)制和影響因素。提出了制動能量回收的最優(yōu)控制策略，給出了仿真模型及結(jié)果，最后基于仿真模型及XL型純電動車對控制算法的效果進(jìn)行了評價。

關(guān)鍵詞：制動能量回收電動汽車鎳氫電池Simulink模型

電動汽車（EV）的研究是在環(huán)境保護(hù)問題及能源問題日益受到關(guān)注的情況下興起的。在EV性能提高并逐步邁向產(chǎn)業(yè)化的過程中，提高能量的儲備與利用率是迫切需要解決的兩個問題。盡管蓄電池技術(shù)有了長足進(jìn)步，但由于受安全性、經(jīng)濟(jì)性等因素的制約，近期不會有大的突破。因此如何提高EV能量利用率是一個非常關(guān)鍵的問題。

制動能量回收問題對于提高EV的能量利用率具有重要意義。電動汽車采用電制動時，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)，將汽車的部分動能回饋給蓄電池以對其充電，對延長電動汽車的行駛距離是至關(guān)重要的。國外有關(guān)研究表明，在存在較頻繁的制動與起動的城市工況運(yùn)行條件下，有效地回收制動能量，可使電動汽車的行駛距離延長百分之十到百分之三十。

目前國內(nèi)關(guān)于制動能量回收的研究還處在初級階段。制動能量回收要綜合考慮汽車動力學(xué)特性、電機(jī)發(fā)電特性、電池安全保證與充電特性等多方面的問題。研制一種既具有實際效用、又符合司機(jī)操作習(xí)慣的系統(tǒng)是有一定難度的。本文對上述問題作了一些積極的探索，并得出了一些有益的結(jié)論。

1制動模式

電動汽車制動可分為以下三種模式，對不同情況應(yīng)采用不同的控制策略。

1.1急剎車

急剎車對應(yīng)于制動加速度大于2m／s2的過程。出于安全性方面的考慮，急剎車應(yīng)以機(jī)械為主，電剎車同時作用。在急剎車時，可根據(jù)初始速度的不同，由車上ABS控制提供相應(yīng)的機(jī)械制動力。

1.2中輕度剎車

中輕度剎車對應(yīng)于汽車在正常工況下的制動過程，可分為減速過程與停止過程。電剎車負(fù)責(zé)減速過程，停止過程由機(jī)械剎車完成。兩種剎車的切換點(diǎn)由電機(jī)發(fā)電特性確定。

1.3汽車長下坡時的剎車

汽車長下坡一般發(fā)生在盤山公路下緩坡時。在制動力要求不大時，可完全由電剎車提供。其充電特點(diǎn)表現(xiàn)為回饋電流較小但充電時間較長。限制因素主要為電池的最大可充電時間。

由于電動汽車主要工作在城市工況下，所以本文將研究重點(diǎn)放在中輕度電剎車上。

2制動能量回收的約束條件

實用的能量回收系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：

(1)滿足剎車的安全要求，符合駕駛員的剎車習(xí)慣。

剎車過程中，對安全的要求是第一位的。需要找到電剎車和機(jī)械剎車的最佳覆蓋區(qū)間，在確保安全的前提下，盡可能多地回收能量。具有能量回收系統(tǒng)的電動汽車的剎車過程應(yīng)盡可能地與傳統(tǒng)的剎車過程近似，這將保證在實際應(yīng)用中，系統(tǒng)有吸引力，可以為大眾所接受。

（2）考慮驅(qū)動電機(jī)的發(fā)電工作特性和輸出能力。

電動汽車中常用的是永磁直流電機(jī)或感應(yīng)異步電機(jī)，應(yīng)針對不同的電機(jī)的發(fā)電效率特性，采取相應(yīng)的控制手段。

（3）確保電池組在充電過程中的安全，防止過充。

電動汽車中常用的電池為鎳氫電池、鋰電池和鉛酸電池。充電時，避免因充電電流過大或充電時間過長而損害電池。

由以上分析可得能量回收的約束條件：

（1）根據(jù)電池放電深度的不同，電池可接受的最大充電電流。

（2）電池可接受的最大充電時間。

（3）能量回收停止時電機(jī)的轉(zhuǎn)速及與此相對應(yīng)的充電電流值。

本項目原型車為XL型純電動車，驅(qū)動采用異步交流電機(jī)，額定功率為20kW，峰值功率為60kW，額定轉(zhuǎn)矩為53Nm，峰值轉(zhuǎn)矩為290Nm，持續(xù)輸出三倍額定轉(zhuǎn)矩時間不小于30s，額定轉(zhuǎn)速為3600r／min，最高轉(zhuǎn)速為9000r／min。蓄電池采用24節(jié)100Ah鎳氫電池，其瞬時充電電流可達(dá)1．5C（C為電池放電倍率），即150A。在充電電流為0．5C時，可持續(xù)安全充電。實驗表明，在電機(jī)轉(zhuǎn)速為500r／min時，充電電流小于6A。可設(shè)此點(diǎn)為電剎車與機(jī)械剎車的切換點(diǎn)。

3制動能量回收控制算法

3．1制動過程分析

經(jīng)推導(dǎo)可得，一次剎車回收能量E＝K1K2K3（ΔW－FfS）。

特定剎車過程中，車體動能衰減ΔW為定值。特定車型的機(jī)械傳動效率K1和滾動摩擦力Ff基本上是固定的。對蓄電池來說，制動能量回收對應(yīng)于短時間（不超過20s）、大電流（可達(dá)100A）充電，因此能量回收約束條件（2）可忽略，充電效率K3也可認(rèn)為恒定。對于電機(jī)來說，在制動過程中，其發(fā)電效率K2隨轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化而變化。制動距離S取決于制動力的大小和制動時間的長短。

由以上分析可知，如果電池狀態(tài)（包括放電深度、初始充電電流強(qiáng)度）允許，回收能量只與發(fā)電機(jī)發(fā)電效率和剎車距離有關(guān)。在滿足制動時間要求的前提下，通過調(diào)節(jié)電機(jī)制動轉(zhuǎn)矩可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

3．2控制算法

控制策略可描述為：在滿足剎車要求的情況下（由中輕度剎車檔位決定），根據(jù)能量回收約束條件（1）和（3）的不同值，確定最優(yōu)制動力，使回收的能量達(dá)到最大，即電流對時間的積分達(dá)到最大。為了與平常的剎車習(xí)慣相符合，令制動力隨剎車時間呈線性增長，即Fj＝Fo＋Kt。問題轉(zhuǎn)換為尋找最優(yōu)的制動力初值Fo和制動力增長系數(shù)K。

我國常用的轎車循環(huán)25工況規(guī)定，汽車最高速度不超過60km／h，加速度變化范圍為－1．5m／s2～1．5m／s2。為了體現(xiàn)城市工況下汽車制動的典型性，同時保證安全性和平穩(wěn)性，考察如下制動過程：電制動初始速度為60km／h（對應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為4500r／min），電制動結(jié)束速度為5．4km／h（對應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為500r／min），要求加速度的絕對值小于2m／s2，速度曲線盡量平滑。中度檔位剎車時規(guī)定制動時間為8s～12s，輕度檔位剎車時規(guī)定制動時間為12s～18s。下面只討論中度檔位剎車情況，輕度檔位剎車情況與之類似。

鎳氫電池（100Ah）在常溫以0．5C放電時，電池單體電壓變化范圍為12～15V，但電池主要工作于平臺段，即12．2～13V。為討論問題方便，認(rèn)為電池單體端電壓為12．5V，總電壓等于300V。據(jù)此假設(shè)，計算所得的充電電流誤差不超過6％。

電機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時，實測的效率曲線類似指數(shù)函數(shù)。為了處理方便，可將效率曲線分三段線性擬合成如下函數(shù)（擬合誤差不超過5％，其中n為電機(jī)瞬時轉(zhuǎn)速）：

與此相對應(yīng)，可將制動過程分成三個階段：

第一階段：電機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍為4500r／min～3600r／min，電機(jī)發(fā)電效率為0．9，要求制動時間t1≤3s。

取制動轉(zhuǎn)矩為60Nm，即F0＝1860N，K＝20，可得t1＝2．62s，平均加速度約為－1．29m／s2。計算可知，充電電流I單調(diào)減小，IMax＝It＝0＝75．75A。

第二階段：電機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍為3600r／min～1500r／min，電機(jī)的發(fā)電效率變化范圍為0．9～0．82，要求制動時間t2≤5s。

此時問題歸結(jié)為在約束條件下的最優(yōu)控制問題。經(jīng)仿真計算可知，回收能量值隨F0、K的增加而單調(diào)增加，并且主要由F0決定。當(dāng)F0較小時，K的變化對制動時間的影響較大。由于電機(jī)可運(yùn)行在三倍過載（140Nm）的情況下，可得最大制動力為4300N。當(dāng)F0＝4300N、K＝30時，回收能量取最大值，為274．3（單位：安秒／As），平均加速度為－2．83m／s2。為了滿足剎車平穩(wěn)性的要求，取F0＝2300N、K＝50。制動時間為4．71s，此時回收能量為262．8As，較最大值減少4．2％，而平均加速度為－1．68m／s2，僅為最大值的59．3％。此階段充電電流最大值為76．9A。為了準(zhǔn)確描述能量回收的效果；引入了一個新的單位“安秒／As”（即時間以秒為單位對電流的積分）來衡量能量的大小。

第三階段：電機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍為1500r／min～500r／min，電機(jī)的發(fā)電效率變化范圍為0．82～0．6，要求制動時間t3≤2s。

仿照第二階段的分析方法可得，取F0＝3000N、K＝30時，制動時間為1．88s，回收能量為42．1As，平均加速度為－2．01m／s2。此時回收能量較最大值減少2．3％，而平均加速度為最大值的74．1％，此階段充電電流最大值為35．9A。

4仿真模型及結(jié)果

根據(jù)汽車動力學(xué)理論并結(jié)合其它相關(guān)方程可得仿真模型：

驅(qū)動力合力：Ft＝Ff＋Fj＋Fi＋Fw

其中,Ft為作用于車輪上的驅(qū)動力合力，F(xiàn)f為滾動摩擦力，F(xiàn)j為加速阻力，F(xiàn)i為坡度阻力，F(xiàn)w為空氣阻力。在城市工況下，F(xiàn)i和Fw可忽略。

其中，車體質(zhì)量為M，瞬時車速為V，制動初始車速為V0，電制動結(jié)束時車速為V1，充電電流為I，電池端電壓為U。其它符號含義與前相同。

在Simulink環(huán)境下建立仿真模型，可得電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線如圖1所示，充電電流曲線如圖2所示，回收能量曲線如圖3所示。

5制動能量回收控制算法功效的評價

以初始速度為60km／h的電制動典型過程為例，經(jīng)仿真計算可得，回收能量占車體總動能的65．4％，其余的34．6％為機(jī)械剎車和電剎車過程中的損耗。以我國轎車25循環(huán)工況為例，考慮到摩擦阻力及各部分效率的問題，回收能量占總耗能的23．3％。

實驗證明，本文提出的制動能量回收控制策略是簡潔有效的。在典型城市工況下，配備能量回收系統(tǒng)的XL型純電動轎車運(yùn)行可靠，可以延長續(xù)駛里程10％以上。

6其它相關(guān)問題的討論

鋰電池由于比能量高，也是EV常用的動力源。實驗證明國內(nèi)研制的鋰電池瞬時（20s）充電電流上限可達(dá)1C，對常用的80Ah鋰電池而言，其最大充電電流為80A左右。但是出于安全方面的考慮，如果把制動能量回收系統(tǒng)用于鋰電池系統(tǒng)，需要嚴(yán)格的限流措施或?qū)㈦妱x車與機(jī)械剎車同時作用。

制動能量回收的另一種情況是汽車下長緩坡。我國規(guī)定城市道路坡度不超過8％，在此條件下，如果EV下坡速度為30km／h（n＝2200r／min，效率＝0．847），則制動充電電流為37．6A，對鎳氫電池來說不到0．4C，可以安全地持續(xù)充電。

盡管本課題針對純電動車，但由于混合動力車與純電動車的能量回收規(guī)律相似，因此以上討論同樣適用于各種混合動力車，主要區(qū)別在于電池放電倍率大小不同。

電動汽車論文:電動汽車應(yīng)用管理論文

這種電力電子系統(tǒng)的兩個特征是壓接技術(shù)和機(jī)械高度集成化，這兩者都是混合多動力電動汽車的里程碑技術(shù)。

2004年5月25日,紐論堡--來自于賽米控為混合動力和電動汽車開發(fā)的優(yōu)化模塊SKAITM，由于其特殊的壓接技術(shù)以及機(jī)械集成度，滿足了汽車工業(yè)的高可靠性需求。就產(chǎn)品性能而言，和以前開發(fā)的產(chǎn)品相比SKAI?模塊取得了長足的進(jìn)步。

SKAI?是一個三相逆變模塊，用于將直流電源（來自于燃料電池）轉(zhuǎn)變成交流電源（供給電機(jī)）并可附帶能量回饋電路。該系統(tǒng)含集成的DSP控制器，驅(qū)動和保護(hù)電路，直流穩(wěn)壓電容，半導(dǎo)體，絕緣體，傳感器，液體冷卻回路以及和汽車通信的CAN總線接口。

該功率電子模塊包含兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其一IGBT模塊設(shè)計有600V/1200V，500A/400A規(guī)格的輸出能力，適合50~200KW功率的電機(jī)，而第二種拓?fù)銶OSFET模塊設(shè)計有75V/100V/150V，700A/600A/500A規(guī)格的輸出能力，適合3~20KW功率的電機(jī)。

SKAI?是賽米控在其以往主要用于汽車領(lǐng)域的專利壓接技術(shù)--SKiiP®技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。事實上，得益于其SKiiP®技術(shù)，賽米控享譽(yù)電池汽車的功率電子系統(tǒng)專業(yè)供應(yīng)商的殊榮已有十余年的歷史，特別是在叉車領(lǐng)域中。這種用于所有電氣接觸和熱接觸上的壓接技術(shù)，能延長產(chǎn)品壽命并提高溫度循環(huán)能力。與焊接不同，壓接技術(shù)對沖擊、震動以及高環(huán)境溫度不敏感，并能確保熱直接擴(kuò)散到散熱器。“正是這種壓接技術(shù)幫助我們在汽車工業(yè)立穩(wěn)了腳跟”，賽米控國際營銷/市場總監(jiān)PeterFrey先生說道，“它為高要求，低成本，安全第一的汽車工業(yè)提供了服務(wù)保障”。

SKiiP®技術(shù)早已使用在很多電動汽車上，如OpelZafira,BMWE1,FordThink(其前身為Pivco),FiatSeicentoElettra,DaimlerChryslerA-Class,AudiDuo,混合動力公交工程,VWPowerGolf,ChryslerEpic。除了混合動力汽車和燃料電池汽車外，SKiiP®技術(shù)在叉車、平板傳輸帶，社區(qū)汽車以及拖拉機(jī)上都得到廣泛應(yīng)用。

就賽米控產(chǎn)品策略的背景，PeterFrey先生表示：“對我們而言，如今內(nèi)燃機(jī)最具潛能的替代品就是混合動力電動汽車和氫燃料電池汽車。這種想法事實上在19世紀(jì)就業(yè)已存在,出而非新近才出現(xiàn)。“燃料電池電動引擎不產(chǎn)生有害的排放物，噪音低，能量利用效率高。如此多的優(yōu)點(diǎn)使得我們在該領(lǐng)域進(jìn)行研究和開發(fā)的時候始終保持著昂揚(yáng)的激情。”

電動汽車論文:電動汽車錳酸鋰電池壽命的研究

本文作者：曹建華 高大威 宣智淵 魏解元 單位： 清華大學(xué)汽車工程系

前言

作為混合動力車輛的車載能源，鋰離子電池的性能是車輛重要的參數(shù)之一。混合動力城市客車對于電池的要求很高，因其起停和加減速工況占總工況的很大一部分，電池工作電流區(qū)間跨度大，且電流變化率也非常大，這無疑會縮短電池壽命;而混合動力城市客車行駛特性則要求電池具有良好的壽命，以保證其經(jīng)濟(jì)效益。所以，對于車用電池使用壽命的研究很有現(xiàn)實意義。國內(nèi)外學(xué)者對于混合動力車用電池壽命的研究主要在兩個方面:一是鋰離子電池循環(huán)壽命測試，包括分析影響電池壽命的因素等［1－4］;二是電池壽命預(yù)測模型的建立［5－6］。研究結(jié)果顯示，鋰離子電池在55℃的環(huán)境下存儲之后容量衰減加劇，表明高溫下的工況測試對電池壽命的影響更大［7］。目前對鋰離子電池的研究更多的是圍繞單體電池進(jìn)行的，而對單體電池成組之后的壽命研究較少。但電池成組對電池壽命有一定的影響，比如本來能夠充滿的單體電池成組后只能充入單體電池容量的95%［8］。本文中根據(jù)北京市混合動力城市客車的實際運(yùn)行數(shù)據(jù)提取出一個電池充放電循環(huán)，作為電池使用壽命試驗研究的工況，然后進(jìn)行電池循環(huán)壽命試驗，評估了錳酸鋰電池的壽命;分析了影響電池使用壽命的因素，提出了合理的電池運(yùn)行工況。通過電池壽命強(qiáng)化試驗，可得到不同應(yīng)力水平下電池壽命衰減的關(guān)系，給出了在大的應(yīng)力水平下進(jìn)行電池壽命試驗和縮短試驗時間的方法。

1車用錳酸鋰電池壽命試驗的介紹

1.1電池壽命試驗研究平臺電池使用壽命試驗研究平臺包括電池試驗臺、主控計算機(jī)系統(tǒng)和動力電池等，如圖1所示。研究對象為某型號車用錳酸鋰電池組，其主要參數(shù)見表1。電池組中各單體電池排列順序見圖2。電池試驗臺是美國Arbin公司生產(chǎn)的專業(yè)電池測試儀器，該儀器可對電池以恒流、恒壓或者恒功率等手段充放電，并可進(jìn)行工況測試。電池運(yùn)行時的各種數(shù)據(jù)由電池管理系統(tǒng)采集，通過CAN總線和主控計算機(jī)實現(xiàn)通信，以監(jiān)控試驗狀況，并記錄數(shù)據(jù)。

1.2電池壽命的試驗方法

1.2.1電池充放電工況循環(huán)的制定試驗用的同型號電池搭載在混合動力客車上，在北京的某線路上進(jìn)行了4000km的測試。分析試驗過程數(shù)據(jù)可知，電池在運(yùn)行過程中重要的3個參數(shù):電壓和SOC變化不大;電流的變化非常劇烈。最大充電電流達(dá)到120A，最大放電電流達(dá)到150A。所以，車輛對于電池系統(tǒng)的實際功率需求是隨電流變化而變化的，在制定電池充放電工況循環(huán)時，可默認(rèn)電壓被限制在某一個固定值附近，而電流值的改變則對應(yīng)了電池功率的改變。工況的時長是5min，如圖3所示。工況提取的操作如下。(1)將充電電流從0到最大值等分成10個區(qū)間，統(tǒng)計落在各個區(qū)間的電流平均值和電流持續(xù)時間占總時間的比例。(2)將放電電流從0到最大值等分成10個區(qū)間，統(tǒng)計落在各個區(qū)間的電流平均值和電流持續(xù)時間占總時間的比例。(3)統(tǒng)計電流為0的持續(xù)時間占總時間的比例。(4)工況各脈沖電流值即是步驟(1)和(2)中的平均值，電流持續(xù)時間比例保持不變。(5)采用充電、靜止和放電循環(huán)的步驟構(gòu)成脈沖序列，充放電電流依次增大。由于工況參數(shù)都是混合動力客車運(yùn)行時實測數(shù)據(jù)的平均值，該工況循環(huán)在很大程度上能模擬真實道路上電池的工作情況。

1.2.2試驗方法工況循環(huán)試驗共進(jìn)行了5000個循環(huán)的測試，每個循環(huán)時長5min。每1000個循環(huán)之后進(jìn)行1次電池全容量充放電，測量電池的容量。測量電池容量時參照汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車用鋰離子蓄電池(QC/T743—2006)》，測定電池容量的流程見圖4(電壓判斷標(biāo)準(zhǔn)是平均單體電池電壓達(dá)到極值，I3=5.33A)。

2鋰離子電池壽命的初步評估

一般認(rèn)為當(dāng)電池容量衰減至額定容量的80%以下時［1］，電池不再適合動力系統(tǒng)或整車的需要，試驗參考QC/T743—2006國家標(biāo)準(zhǔn)，也以電池容量衰減為額定容量的80%作為電池壽命終結(jié)的標(biāo)志。電池壽命一般都是通過強(qiáng)化試驗來縮短試驗時間，但是強(qiáng)化試驗須知道各種應(yīng)力水平下的電池壽命試驗結(jié)果的關(guān)系，這非常復(fù)雜。而如果給電池施加的電流應(yīng)力水平是其工作時的水平，試驗將會持續(xù)非常長的時間，同樣不可取。在本文中，電池壽命試驗采取了試驗加模擬的方法，通過部分試驗得到電池容量的衰減情況，模擬出電池容量衰減曲線，從而計算出電池的壽命值。電池每1000個循環(huán)后的容量測量結(jié)果見表2。從表2中第3欄的數(shù)據(jù)可見，與前面的4個1000循環(huán)相比，第5個1000循環(huán)的電池容量衰減率明顯增加，顯示出一定異常。在監(jiān)測電池單體電壓的過程中發(fā)現(xiàn)，4000個循環(huán)之后，電池組中24號單體電池出現(xiàn)電壓明顯下降的問題，并且隨著試驗的進(jìn)行，它與其他電池的電壓差距越來越大，因而斷定是由于24號單體電池過度虧電導(dǎo)致電池組衰減速率加快。圖5為5000個循環(huán)之后全容量放電時，24號單體電池與其他單體的電壓曲線對比。為消除因24號單體電池原因造成電池組容量衰減速率的加快，在進(jìn)行數(shù)值擬合時，舍去了5000循環(huán)后的數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行1階以及2階的擬合，并將其外推，來預(yù)測電池壽命，結(jié)果如圖6所示。電池失效時的容量為標(biāo)稱容量的80%，即12.8A?h，按1階擬合結(jié)果，電池可以使用21450個循環(huán)，折合時間為1787.5h。以混合動力客車實車數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到的客車平均速度為18km/h計算，在電池失效前，車輛可行駛3.22萬km;按2階擬合結(jié)果，電池可使用15410個循環(huán)，折合1284.2h，行駛里程為2.31萬km。對比這兩種擬合方式，2階擬合結(jié)果更接近隨著電池使用時間延長容量衰減率加快的實際情況。

3溫度和單體電池的一致性對電池壽命的影響

3.1溫度對電池壽命的影響電池在工作時會伴隨著電極和電解液的分解，鋰離子也會在電極上沉積形成氧化物，這些反應(yīng)導(dǎo)致了電池容量的減小。而溫度和反應(yīng)速率存在如下關(guān)系［9］。式中:K為電極衰減反應(yīng)速率，mol/s;Ea為反應(yīng)的活化能，kJ/mol;R為氣體常數(shù)，R=8.31451J/kmol;T為溫度，K;B為頻率因子，A/(mol?s)。可見溫度對于電池壽命有很重要的影響，表3為單體電池最高溫度和容量衰減率之間的關(guān)系。從表3可知，在試驗的不同階段，控制試驗中的單體電池最高溫度略有差別，則電池的容量衰減率也不一樣。隨著單體最高溫度的升高。容量衰減率也呈上升趨勢。

3.2單體電池一致性對電池壽命的影響由于生產(chǎn)流程和工藝等方面的原因，單體電池間容量等參數(shù)會出現(xiàn)細(xì)微的差別，但使用環(huán)境會加大這種不一致性。因電池風(fēng)道設(shè)計的缺陷，電池中的某些單體電池始終要比其他單體電池的溫度高很多。這種溫度的不一致性主要通過內(nèi)阻的不一致來影響電池壽命。因為不同的單體電池溫度會導(dǎo)致其內(nèi)阻不一樣，這樣單體電池的電壓也就不同。在整個試驗過程(包括工況循環(huán)試驗及下文所述的強(qiáng)化試驗和容量補(bǔ)充試驗)中，總共進(jìn)行了17次充放電，按照時間先后順序標(biāo)示為試驗1～17號。對電池進(jìn)行容量測試時的起始放電和起始充電電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)它們隨著試驗的進(jìn)行呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，如圖7和圖8所示。從圖7和圖8可見，隨著試驗的進(jìn)行，電池的起始充電電壓越來越大，起始放電電壓越來越小，說明每次電池在全容量充放電的過程中，充入的電量變少，且放出的電量更少，即電池的容量在逐漸減小。分析試驗中電池充放電電壓范圍變小的原因可知，在充電過程中，某些單體電池的電壓高于其他單體電池，當(dāng)其電壓達(dá)到4.2V時，很多單體電池的電壓仍未達(dá)到4.2V，這導(dǎo)致后續(xù)放電電壓降低;在放電過程中，某些單體電池的電壓遠(yuǎn)低于其他單體電池，當(dāng)其電壓降至3.0V時，仍有很多單體電池的電壓大于3.0V，這導(dǎo)致后續(xù)充電電壓升高。隨著試驗的進(jìn)行，單體電池的電壓差距在增大，充放電電壓范圍就逐漸減小了。所以在電池工作時要保證每個單體電池不過充過放，每個單體最大電壓不超過4.2V，最小電壓不小于3.0V。單體電池的電壓不一致還會造成充放電過程中的部分單體電池過充和過放，損壞單體電池。在試驗中，24號單體電池由于過度放電導(dǎo)致其電壓降低，進(jìn)而影響了整個電池組的壽命。

4電池壽命強(qiáng)化試驗

4.1電池壽命強(qiáng)化試驗方法電池的強(qiáng)化試驗就是對電池采用一些比較苛刻的試驗條件，比如大電流、寬SOC范圍充放電和電池處在較高的溫度下等。這些極端的情況，會導(dǎo)致電池容量衰減加速，從而縮短電池壽命試驗的時間。通常情況下，還須尋找這些極端情況試驗和普通工況試驗之間的關(guān)系，及二者對于電池影響之間的換算系數(shù)，從而可由強(qiáng)化試驗的結(jié)果推導(dǎo)出電池在一般工況試驗下的結(jié)果。把各種參數(shù)簡化為對電池的作用應(yīng)力值，電池強(qiáng)化試驗的基本思路就是利用高應(yīng)力水平下的壽命特征去推導(dǎo)出正常應(yīng)力水平下的壽命特征，所以應(yīng)先研究應(yīng)力值和容量衰減率之間的關(guān)系。此次試驗選取了電池充放電電流和電池SOC范圍兩個應(yīng)力條件。首先，分別統(tǒng)計了實車試驗數(shù)據(jù)中充電和放電電流的平均值，充電電流為40.71A，放電電流為35.43A。為考查兩個因素對電池壽命的影響，采用控制變量法進(jìn)行試驗。選定兩種不同電流應(yīng)力水平，第一種是以80A電流充電，70A電流放電;第二種是以120A電流充電，105A電流放電。考慮到SOC在試驗儀器中不可控制，以電壓范圍代替SOC范圍，第一種是從320～400V;第二種是從340～380V。用控制變量法一共要進(jìn)行4組試驗，見表4。試驗時每一應(yīng)力水平下，進(jìn)行多次充放電循環(huán)，之后進(jìn)行一次全容量放電，測定該時刻的電池放電容量，計算這一循環(huán)過程的容量衰減率。為提高試驗精度，采用了多次測量取平均值的方法。

4.2試驗的結(jié)果分析將電池容量衰減情況列于表5中。可求得不同組別的容量衰減率:第1組為2.52×10－2A?h/h;第2組為0.108A?h/h;第3組為2.06×10－2A?h/h;第4組為0.114A?h/h。強(qiáng)化試驗之前的工況循環(huán)試驗按其平均容量衰減率為0.16A?h/103cycle計算，每個循環(huán)時間為5min，容量衰減速率換算為1.92×10－3A?h/h。分析試驗結(jié)果，可得到的規(guī)律如下。(1)對于同樣的電壓變化范圍，大電流強(qiáng)度容量衰減率遠(yuǎn)大于小電流強(qiáng)度。(2)對于同樣的電流強(qiáng)度，不同電壓范圍應(yīng)該是電壓范圍越大，容量衰減率越大。但是試驗結(jié)果沒有看出明顯的規(guī)律。工況循環(huán)的電壓變化范圍一般在350～390V，從之前得到的數(shù)據(jù)來看，電壓范圍變化對容量衰減率變化的影響遠(yuǎn)不及電流強(qiáng)度變化的影響，因此本文中只考慮電流強(qiáng)度的影響。如果分別設(shè)工況循環(huán)電流強(qiáng)度和容量衰減率為x和y，則第1、3組強(qiáng)化試驗電流強(qiáng)度應(yīng)力水平為2x，第2、4組強(qiáng)化試驗電流強(qiáng)度應(yīng)力水平為3x;第1、3組強(qiáng)化試驗容量衰減率為11.93y;第2、4組強(qiáng)化試驗容量衰減率為57.81y。令P為強(qiáng)化試驗電池電流強(qiáng)度和工況循環(huán)電流強(qiáng)度之比，C為強(qiáng)化試驗電池容量衰減率和工況循環(huán)下電池容量衰減率之比。在P=1時，lnC=0的約束條件下進(jìn)行2階擬合，得到圖9的曲線。擬合方程式為lnC=－0.4505P2+3.8305P－3.38(2)這樣若得知電流強(qiáng)度為I2的強(qiáng)化試驗條件下的容量衰減率為ΔC2時，則可按下式求得電流強(qiáng)度為I1的正常工況循環(huán)下的容量衰減率ΔC1。ln(ΔC2/ΔC1)=－0.4505(I2/I1)2+3.8308(I2/I1)－3.38(3)溫度對于容量衰減的影響是不能忽略的，但是由于缺少相關(guān)的試驗設(shè)備，溫度部分的工作暫時未能進(jìn)行，因此上述有關(guān)強(qiáng)化試驗的結(jié)論有待今后進(jìn)一步完善。

5結(jié)論

(1)所采用的工況循環(huán)測試方法能更真實地體現(xiàn)電池的實際工作狀況，試驗測得的電池循環(huán)壽命更加接近電池在實車環(huán)境中的壽命。(2)溫度升高雖然會使容量有所上升，但是容量衰減率大大增加，導(dǎo)致了電池壽命的縮短。(3)單體電池不一致性導(dǎo)致容量測試時，起始充電電壓增大，起始放電電壓減小，從而導(dǎo)致電池能夠釋放的電量減少，使電池壽命縮短。(4)電池強(qiáng)化試驗表明，電流強(qiáng)度是影響電池壽命的主要因素，由大的電流強(qiáng)度下的試驗結(jié)果可推導(dǎo)出小的電流強(qiáng)度下的試驗結(jié)果，為縮短電池壽命試驗時間提供了依據(jù)。

電動汽車論文:新能源電動汽車電池技術(shù)探討

摘要：電動汽車是最具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉雌嚕噪娏轵?qū)動，有著噪聲低、低排放、效率高等特點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。本文圍繞新能源電動汽車對其電池技術(shù)進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：電動汽車；比能量；可靠性；鋰離子電池

0引言

由于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車所造成的環(huán)境和能源問題愈加突出，汽車行業(yè)發(fā)展受阻。目前我國科研機(jī)構(gòu)和汽車制造企業(yè)都加大了對新能源電動汽車的研發(fā)力度，以期解決現(xiàn)存電動汽車電池技術(shù)難題。

1新能源電動車電池技術(shù)

根據(jù)能源供給類型的不同，電動汽車可分為純電動車、混合電動車和燃料電池電動車，且這三種電動車電池技術(shù)均面臨著技術(shù)難題，較難量產(chǎn)推廣。電池技術(shù)是影響新能源電動車推廣和廣泛應(yīng)用的重要因素，所以迫切需要解決電池的容量和能源補(bǔ)充問題。

2新能源電動車電池技術(shù)對比

（1）鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池是由浸入稀硫酸電解液的正極板（PbO2）和負(fù)極板(Pb)組成。充放電反應(yīng)方程式：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。該種電池的性能指標(biāo)中的比能量和比功率均較低，電池的循環(huán)使用壽命也較短，充電所需時間較長，這些特點(diǎn)致使其在電動車領(lǐng)域的推廣受到很大制約。同時，該種電池技術(shù)較為成熟，可以大批量生產(chǎn)，其造價也低，所以這種電池也具有一定的應(yīng)用空間，目前是被用于行駛里程短，重點(diǎn)要求較低的場合，例如目前已投入使用的電動觀光車、電動叉車、短途電動公交車等。

（2）鎳氫電池（NiMH）。由鎘鎳電池發(fā)展而來的鎳氫電池是由電解液(KOH)、堿式氧化鎳(NiOOH)組成的正極和吸氫合金(MH)組成的負(fù)極構(gòu)成。充放電反應(yīng)方程：NiOOH+MH?M+Ni(OH)2。鎳氫電池充電時間短、容量大、放電深度大，更有著耐過充和過度放電等優(yōu)點(diǎn)，但是由于金屬鎳價格較昂貴對其在在電動車領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。鎳氫電池與鋰離子電池相比，能量密度較弱但可靠性高、成本低。在不久的將來鎳氫電池會成為混合動力電動車的主流電池。

（3）燃料電池（FuelCell，F(xiàn)C）。燃料電池由正極、負(fù)極（不包含活性物質(zhì)）和電解質(zhì)隔膜組成。目前研究以氫燃料電池為主，充放電反應(yīng)方程：2H2+O22H2O。作為被汽車制造商重點(diǎn)投資的燃料電池，僅須補(bǔ)充燃料與空氣即可，并不需要充電儲能的過程。氫燃料電池不僅供電效率高、功率密度高，也有著無污染和可循環(huán)利用的優(yōu)點(diǎn)。但是其造價太高、啟動時間過長，制造和存儲代價高且氫燃料電池加氫站的建設(shè)有著很大的難度。就目前來說，燃料電池電動車只是處于研發(fā)階段，尚存在較多技術(shù)難題，在短期內(nèi)很難進(jìn)行大規(guī)模的推廣。基于燃料電池綠色環(huán)保的作用，燃料電池未來肯定會成為解決能源危機(jī)的動力電池，有著較為廣泛的前景。

（4）鋰離子電池。鋰離子電池主要包括正極（鋰離子金屬氧化物L(fēng)iMO2構(gòu)成）、負(fù)極（焦炭或石墨C構(gòu)成）和有機(jī)溶液（溶有鋰鹽）。充放電反應(yīng)方程：LiMO2+nC?Li1-xMO2+LixCn。鋰離子電池的性能要優(yōu)于前兩種電池性能，有著體積小、壽命長和自放率低的優(yōu)點(diǎn)，鋰離子電池并不存在傳統(tǒng)蓄電池出現(xiàn)的“記憶效應(yīng)”，該電池?zé)o污染，所以該種電池一直被看好，是最具有實用價值的電動車電池。但鋰離子電池在快速放電性能、價格、過放電保護(hù)方面有著不足之處。而大容量、高功率的鋰離子電池在安全方面有著一定能夠隱患，使其大規(guī)模推廣受到限制，現(xiàn)在主要被用于容量較小、功率較低的電動汽車的應(yīng)用中。目前各國汽車生產(chǎn)商都在重點(diǎn)研究鋰離子電池技術(shù)，主要圍繞如何降低電池成本，實現(xiàn)快速便捷放電，確保大容量的電池安全性為研究重點(diǎn)。

3鋰離子電池技術(shù)

（1）鋰離子電池材料技術(shù)。該種電池正負(fù)極材料體系很豐富。用于動力電池的NCM三元層狀正極材料，其中LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的應(yīng)用比較成熟，而擁有較高容量的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2已被批量應(yīng)用。近幾年鋁摻雜的鋰鎳鈷氧電池將被用于驅(qū)動電動汽車，與錳酸鋰混合也可用于制造車用動力電池。磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)已滿足客車和專用車輛的應(yīng)用。用于負(fù)極的材料石墨、硬/軟碳和合金負(fù)極材料，其中石墨應(yīng)用最為廣泛，無定形硬碳或軟碳與石墨混合已經(jīng)逐漸被應(yīng)用。鈦酸鋰負(fù)極材料倍率性和循環(huán)性佳，但比能量低、成本高，適用于大電流充電。將納米硅或硅氧化物作為負(fù)極材料已有小批量應(yīng)用，但還需研究出解決因鋰嵌入硅后造成的體積膨脹導(dǎo)致使電池循環(huán)壽命減少問題的方法。鋰離子電池電解液中六氟磷酸鋰及其它新型鋰鹽、溶劑提純、電解液配制、功能添加劑技術(shù)不斷進(jìn)步，而如何提高電池工作電壓，如何改善電池高低溫性能是現(xiàn)在研究方向，目前安全型離子液體電解液以及固體電解質(zhì)均在研制中。聚烯烴微孔膜是現(xiàn)如今鋰離子電池隔膜銷售中的主要產(chǎn)品，而耐高溫、高電壓隔膜將會是未來的主要發(fā)展方向。

（2）單體電池技術(shù)。單體電池形狀主要有圓柱、方形金屬殼（鋁/鋼）和方形軟包散裝，而車用電池組容量大、電池數(shù)量多、管理系統(tǒng)復(fù)雜。目前圓柱電池技術(shù)并不能滿足車用電池需求；方形電池電芯制作方式較多（正極包膜疊片、卷繞+疊片、疊片+卷繞等），制作出的電池容量大，適用于軟極片電池（磷酸鐵鋰和三元材料的電池）。疊片式電池在各材料體系中均適用，可靠性高，與卷饒電池相比壽命較長，例如日產(chǎn)Leaf純電動汽車、Volt插電式混合動力汽車電池均采用疊片式。軟包電池電芯的制作則與方形金屬殼電池類似。總體來看，我國單體電池生產(chǎn)正在由半自動向著全自動大規(guī)模制造邁進(jìn)。

（3）電池系統(tǒng)技術(shù)。我國動力電池系統(tǒng)產(chǎn)品存在功能簡單、數(shù)據(jù)采集可靠性較弱，SOE估算精度、熱管理、均衡、安全管理等有待提升，而優(yōu)秀元器件則差距大。電池系統(tǒng)應(yīng)從結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化與材料選型兩個方面入手結(jié)構(gòu)抗振、抗沖擊以及輕量化集成優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行研究，并從故障診斷預(yù)測、熱安全監(jiān)測預(yù)警和防控三個方面進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的開展。

4結(jié)語

綜上所述，對于新能源電動汽車來說鎳氫電池性能要優(yōu)于鉛酸蓄電池，燃料電池和鋰離子電池比與鎳氫電池相比性能性能更佳，但都有著各自難以突破的技術(shù)難題。基于鋰離子電池各項性能和目前技術(shù)研究程度，不久的將來鋰離子電池會被廣泛應(yīng)用于純電動汽車。

作者：姬超 單位：山東中實易通集團(tuán)有限公司

電動汽車論文:純電動汽車的故障診斷思路探究

摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)水平與科技水平的不斷提升，純電動汽車技術(shù)正在不斷成熟和發(fā)展，逐漸步入產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前汽車故障診斷技術(shù)探索大多數(shù)是針對傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)汽車而進(jìn)行的，對于純電動汽車的故障診斷研究少之又少。我國與國際上汽車故障診斷水平先進(jìn)的國家來說，仍處在起步階段，因此對于純電動汽車的故障診斷發(fā)展需要不懈的努力。對純電動汽車的常見故障進(jìn)行了闡述，并探索了故障診斷思路。

關(guān)鍵詞：純電動汽車；故障診斷；思路

純電動汽車指的是整體運(yùn)動全部通過蓄電池來提供電力驅(qū)動的電動汽車，盡管純電動汽車已經(jīng)經(jīng)歷了一百多年的歷史，然而其一直限制在某些特殊環(huán)境下使用，面對的市場有限。造成這種情況的關(guān)鍵原因在于各種類型的蓄電池，大都存在成本高、工作期限低、外觀較大、質(zhì)量高、充電時間較長等明顯缺陷。除此之外，純電動汽車的故障診斷技術(shù)尚不發(fā)達(dá)，不僅僅是查找問題存在困難性，而且在處理故障的時候比之傳統(tǒng)動力汽車更為復(fù)雜和危險。國內(nèi)的純電動驅(qū)動系統(tǒng)開發(fā)剛剛起步，出現(xiàn)故障的概率相當(dāng)大，安全性能需要著重提升。同時，既有的汽車以及電機(jī)系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)和智能檢測技術(shù)大多數(shù)難以直接用在電驅(qū)動系統(tǒng)中，而且部分電驅(qū)動系統(tǒng)特有的問題同樣缺少對應(yīng)的診斷措施，所以非常有必要對純電動汽車的故障診斷思路進(jìn)行探索。

1純電動汽車系統(tǒng)構(gòu)造分析

由于生態(tài)與環(huán)境的壓力和政府的大力支持，使得純電動汽車正在漸漸走入大眾的視野中并接受人們的考驗。為了確保高壓電安全，需要嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。電動汽車整車控制系統(tǒng)可以稱作是汽車的指揮中心，通過它來統(tǒng)籌協(xié)調(diào)汽車每個部位運(yùn)行，是整車控制系統(tǒng)的中心樞紐。隨時能夠正確診斷每個系統(tǒng)出現(xiàn)的故障且做出科學(xué)的解決方案，是確保汽車穩(wěn)定運(yùn)行的重要技術(shù)。純電動汽車是通過組合多個子系統(tǒng)而形成的一個復(fù)雜系統(tǒng)，不但有低壓電氣組織，而且還有強(qiáng)電壓、高電流的高壓動力組織，其中任意一個部件故障都將導(dǎo)致整車不能穩(wěn)定行駛，特別是對于電壓高達(dá)上百伏的供電系統(tǒng)，假如產(chǎn)生漏電問題，將很可能給駕駛?cè)藛T的生命帶來威脅。本文設(shè)計了某純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制機(jī)制，其中發(fā)動機(jī)、電池等各個零構(gòu)件都配有相對獨(dú)立的控制系統(tǒng)，并且利用控制器局域網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送給整車控制設(shè)備，同時利用控制器局域網(wǎng)絡(luò)接收整車控制系統(tǒng)的控制命令，整車控制系統(tǒng)所采集到的零構(gòu)件數(shù)據(jù)和采集的油門踏板數(shù)據(jù)、檔位數(shù)據(jù)等乘坐人員數(shù)據(jù)，由此獲得控制對象的信息，此外還可以利用控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線發(fā)送和直接操作繼電系統(tǒng)，以此來保證汽車安全、穩(wěn)定地依據(jù)乘坐人員需要工作。在進(jìn)行控制的環(huán)節(jié)里，及時地判斷各個系統(tǒng)故障且在出現(xiàn)問題時選擇合適的處理手段，是確保整車穩(wěn)定、可靠行駛的關(guān)鍵。

2純電動汽車常見故障診斷思路分析

2.1純電動汽車絕緣故障的診斷和查找

純電動汽車是通過純電池動力來為汽車提供動力的車輛類型，該類型車輛的動力電池的輸出電壓通常保持在DC/72V與DC/600V之間或者超出此范圍。通過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定可知，一般人的安全電壓強(qiáng)度通常指的是不能導(dǎo)致人類直接死亡或者殘廢的電壓強(qiáng)度，而通常環(huán)境條件下許可長時間觸碰的安全最低電壓為DC/36V。可以說純電動汽車動力電池產(chǎn)生的電壓強(qiáng)度已然大大超出了此安全電壓范圍，因此對純電動汽車絕緣故障的診斷是相當(dāng)重要的工作。同時純電動汽車發(fā)生該故障的概率并不低，經(jīng)過對診斷過程的歸納，累積了一些經(jīng)驗：首先對于絕緣故障警報來說，通常純電池汽車的最小警報絕緣電阻額值度設(shè)置在500千歐左右，通過電池控制系統(tǒng)來負(fù)責(zé)檢查功能，假如檢查到的絕緣電阻額度不高于此值時，電池控制系統(tǒng)將把相應(yīng)的絕緣問題代碼發(fā)送給上位機(jī)設(shè)備，整車方面利用綜合儀表來實現(xiàn)代碼讀取與故障提醒。如果綜合儀表上出現(xiàn)故障代碼或者警報提醒時，就意味著該汽車產(chǎn)生了絕緣問題，需要及時進(jìn)行故障診斷，以此避免出現(xiàn)人身安全事故；其次要初步判斷絕緣警報，按照實際汽車的情況來分析，故障的類型與故障零件多種多樣，可以按照一定的步驟來實現(xiàn)初步判斷。假如汽車的儀表可以正常工作，且真實反映出車輛是否存在故障，則表明電池控制系統(tǒng)絕緣監(jiān)測自身是沒有問題的。假如汽車的儀表提示的是絕緣沒有連接，那么此時需要檢測低壓控制路線是不是正確連接或者已經(jīng)松脫。當(dāng)經(jīng)過檢測得知低壓連接路線沒有故障，就應(yīng)該檢查控制器局域網(wǎng)絡(luò)線路的通信問題，測試終端電阻數(shù)值是不是合理，一般情況下數(shù)值是60歐，假如測試結(jié)果低于該數(shù)值，則表明信號被阻隔了，會致使控制器局域網(wǎng)絡(luò)通信失常。除此之外，還應(yīng)當(dāng)對高壓部件進(jìn)行檢測，確定了系統(tǒng)線路連接正常，則可以把注意力放著高壓部件的絕緣過低方面。通過這種方式，可以高效提升診斷速度且正確找到故障部位。

2.2純電動汽車高壓電故障診斷和安全管理

純電動汽車使用動力蓄電池與電動機(jī)作為驅(qū)動裝備，產(chǎn)生的電壓能達(dá)到數(shù)百伏。如果出現(xiàn)高壓電路絕緣故障，則將直接威脅到乘坐人員的生命財產(chǎn)安全和車載物品的安全。所以純電動汽車高壓電故障診斷技術(shù)已經(jīng)變?yōu)榧冸妱悠囋O(shè)計人員首先要處理的關(guān)鍵問題之一。純電動汽車高壓電故障診斷和安全控制的意義在于處理純電動汽車的高壓電安全問題。純電動汽車高壓電系統(tǒng)線路的短路、漏電等問題都會給車輛的高壓用電安全帶來不可預(yù)測的損害。對于純電動汽車高壓電結(jié)構(gòu)的配置，為該結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的故障實現(xiàn)分析，其中純電動汽車高壓電部位故障能夠分成動力蓄電池系統(tǒng)問題、短路問題、絕緣問題、高壓環(huán)路問題等，任意一種故障都是純電動汽車的潛在威脅。為了真正處理電動汽車所面對的各種故障問題，保證電動汽車的高壓用電安全，國內(nèi)純電動汽車安全規(guī)范對車載能源儲存設(shè)備、性能安全與問題預(yù)防和駕駛員觸電保護(hù)都做了明確的規(guī)定，為純電動汽車高壓電路設(shè)計與生產(chǎn)提出了科學(xué)的設(shè)計與測試規(guī)定，且提供了比較詳細(xì)的硬件設(shè)計試驗檢查程序。然而，這只是高壓電系統(tǒng)自身設(shè)計和生產(chǎn)層次上的保障手段。因為純電動汽車工作環(huán)境復(fù)雜，故障的出現(xiàn)具有很大程度的隨機(jī)性，單單依據(jù)高壓電系統(tǒng)自身可靠性設(shè)計和生產(chǎn)仍不足以讓電動汽車具有預(yù)防各樣高壓危險事故突發(fā)的能力。

2.3純電動汽車電驅(qū)動故障診斷分析

以往的故障診斷系統(tǒng)是利用一套整車管理控制器局域網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通訊的，而整車控制器局域網(wǎng)絡(luò)中通常會設(shè)置很多控制單元，于是就比較容易導(dǎo)致總線荷載過高，系統(tǒng)即時反應(yīng)速度緩慢，故障分析數(shù)據(jù)難以獲得快速的反應(yīng)。本文針對該問題構(gòu)思了一種獨(dú)立的故障分析控制器局域網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)的特征是能夠在整車控制器局域網(wǎng)絡(luò)中獲得數(shù)據(jù)，但是沒有傳送數(shù)據(jù)的能力。通過加工后的故障數(shù)據(jù)是應(yīng)用故障診斷結(jié)構(gòu)傳送至獨(dú)立的故障診斷控制器局域網(wǎng)絡(luò)中的，繼而通過故障診斷控制器局域網(wǎng)絡(luò)傳送到每個控制器，這種方式不但能夠提升故障反應(yīng)速率，還能夠防止多個控制器局域網(wǎng)的互相擾動。在純電動汽車的電驅(qū)動故障診斷系統(tǒng)中，整車控制器與電動機(jī)控制器把電壓、電流、熱度等數(shù)據(jù)以文字形式發(fā)送到故障診斷系統(tǒng)，故障診斷系統(tǒng)依據(jù)診斷規(guī)范分辨其是否為故障后，再以文字的形式傳送出去。電驅(qū)動系統(tǒng)包含了驅(qū)動電路與電動機(jī)自身。該文中的電動機(jī)使用的是效率明顯的永磁同步電機(jī)。

驅(qū)動系統(tǒng)包括了控制電路、驅(qū)動維護(hù)系統(tǒng)、電力供給系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)等。電驅(qū)動系統(tǒng)的故障一般出在控制器方面與電機(jī)自身方面。對于純電動汽車電驅(qū)動故障診斷分析方法通常有兩種，一種是自測試手段、另一種是在線診斷方法。直流母線系統(tǒng)線路中的電容是一種能夠在自測時期處在非靜態(tài)輸出的零件，在自測試的結(jié)束階段應(yīng)當(dāng)對母線電容進(jìn)行充電，在充電環(huán)節(jié)里電容的接入電流和電壓都是非靜態(tài)的參數(shù)，應(yīng)用這個特征能夠?qū)崿F(xiàn)電容故障的檢查。在線診斷方法通常包括IGBT模塊開路故障在線檢測、電機(jī)繞組匝間短路故障在線診斷與位置傳感器偏轉(zhuǎn)誤差故障的在線診斷。該方法具備工程實用性高、診斷迅速的優(yōu)勢。

3結(jié)語

電子信息技術(shù)在汽車領(lǐng)域的使用讓車輛故障測試和診斷變得更加繁復(fù)，以往的經(jīng)典修理手段已經(jīng)難以滿足實際需求，所以汽車故障診斷系統(tǒng)和專門的診斷設(shè)施的開發(fā)有著十分巨大的發(fā)展空間，故障診斷技術(shù)正在漸漸朝著自動化的方向發(fā)展。國內(nèi)已經(jīng)有部分研發(fā)機(jī)構(gòu)對純電動汽車故障診斷技術(shù)進(jìn)行研究，并且獲得了比較樂觀的成績。盡管目前純電動汽車的故障診斷系統(tǒng)仍舊處在起步階段，然而隨著科技水平的持續(xù)提升，相信故障診斷系統(tǒng)必定會越來越完善。

作者：白彩盛 單位：甘肅金城理工中等專業(yè)學(xué)校

電動汽車論文:電動汽車復(fù)合電源控制研究

摘要:

針對蓄電池單獨(dú)作為汽車電源不能滿足純電動汽車短時間功率的需求問題，可采用超級電容與雙向DC/DC串聯(lián)再與蓄電池并聯(lián)的復(fù)合電源來滿足汽車功率的需求。利用模糊控制工具箱設(shè)計對于復(fù)合電源功率分配的模糊控制器，搭建整車復(fù)合電源控制策略模塊，應(yīng)用Cruise軟件快速完成整車模型的搭建，將控制策略添加到整車模型中。仿真結(jié)果表明，純電動汽車復(fù)合電源控制策略能夠有效地分配蓄電池和超級電容的功率，從而使超級電容充分發(fā)揮“削峰填谷”的作用。

關(guān)鍵詞:

純電動汽車;復(fù)合電源;模糊控制;聯(lián)合仿真

0引言

動力汽車要求其車載電源具有充放電功率大、充放電效率高、使用壽命長、容量衰減小等特點(diǎn)［1－2］。而蓄電池單獨(dú)作為汽車的電源時存在充電時間長、比功率太低，不能滿足汽車短時間功率需求問題，嚴(yán)重影響汽車的加速、爬坡、制動性能及能量回收效率，不能完全滿足汽車對車載電源的要求［3－5］。超級電容充放電迅速，可瞬間大電流充放電，充放電能力比蓄電池要高100多倍，動態(tài)特性很好，循環(huán)壽命在10萬次左右［6－7］。一種新的汽車電源是將超級電容與蓄電池結(jié)合起來使用，由蓄電池提供整車運(yùn)行期間電機(jī)需求的平均電功率，而超級電容則提供電機(jī)需求的峰值功率，這樣可以充分發(fā)揮蓄電池比能量大和超級電容比功率高的優(yōu)點(diǎn)［8］。針對超級電容和蓄電池構(gòu)成的復(fù)合電源系統(tǒng)，實現(xiàn)能量的合理分配是關(guān)鍵。模糊控制利用人的經(jīng)驗、知識和推理技術(shù)及控制系統(tǒng)提供的狀態(tài)條件信息，不依賴物理過程的精確數(shù)學(xué)模型，具有較好的魯棒性，控制性能高，簡化了復(fù)雜的控制問題［9－12］。Cruise是研究汽車動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放性及制動性能的高級模擬分析軟件，靈活的模塊化理念使得Cruise可對任意結(jié)構(gòu)形式的汽車傳動系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真［13］。本文采用Cruise/Simulink聯(lián)合仿真的形式，在基于傳統(tǒng)電動車模型的基礎(chǔ)上，添加超級電容模型和雙向DC/DC模型，利用Cruise搭建整車模型，在Matlab/Simulink中設(shè)計了針對復(fù)合電源的模糊控制策略，將控制參數(shù)進(jìn)行模糊化處理，并通過MatlabDLL方式進(jìn)行聯(lián)合仿真，實現(xiàn)復(fù)合電源功率的合理分配，并對模糊控制策略和整車性能進(jìn)行研究分析。

1復(fù)合電源的結(jié)構(gòu)

復(fù)合電源主要由蓄電池、超級電容和雙向DC/DC組成。復(fù)合電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有很多，例如:蓄電池和超級電容直接并聯(lián)，蓄電池與雙向DC/DC串聯(lián)，再與超級電容并聯(lián)［14－15］。本文選擇的是超級電容與雙向DC/DC串聯(lián)，再與蓄電池并聯(lián)共同向負(fù)載電機(jī)提供電能的方式。復(fù)合電源的工作模式為:當(dāng)汽車正常行駛，需求功率低時，由蓄電池單獨(dú)向電機(jī)供電;當(dāng)汽車需求功率較高時，蓄電池和超級電容共同給電機(jī)供電，并且由蓄電池提供平均功率，超級電容提供峰值功率。當(dāng)汽車制動時，超級電容優(yōu)先回收制動能量，在超級電容不能再回收時由蓄電池回收能量。控制策略通過控制雙向DC/DC的升降壓來控制超級電容的充放電。復(fù)合電源組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。功率總線的功率信息，蓄電池和超級電容SOC(Stateofcharge)等狀態(tài)信息為模糊控制器控制的輸入，經(jīng)過控制器對功率進(jìn)行分配。由于汽車在整個運(yùn)行過程中會經(jīng)歷多種工況，而且交通狀況復(fù)雜，汽車狀態(tài)切換頻繁，且各種工況下的電機(jī)功率、蓄電池、超級電容的狀態(tài)都各不相同，需要制定合理的功率分配控制策略，使得在保證整車動力性的前提下，利用超級電容高比功率，能夠瞬時大電流充放電的特性，為蓄電池“削峰填谷”，減小大電流對蓄電池的沖擊，延長蓄電池的使用壽命，提高充放電效率，并且最大限度地回收制動能量，提高整車的效率和經(jīng)濟(jì)性［16－18］。

2模糊控制策略模型

利用Matlab中提供的模糊控制工具箱設(shè)計了對于復(fù)合電源功率分配的三輸入、單輸出的模糊控制器，輸入為汽車的需求功率Preq，蓄電池荷電狀態(tài)BSOC，超級電容荷電狀態(tài)SSOC。輸出為蓄電池功率分配因子(Kcap)。汽車的驅(qū)動電機(jī)有電動和發(fā)電兩種工作模式，在這兩種工作模式下系統(tǒng)需求功率大小和波動范圍有較大差別，控制的側(cè)重點(diǎn)也不同［19］。因此，在正常行駛與制動兩種工作模式下應(yīng)分別制定復(fù)合電源控制策略，即需要兩個模糊控制器，它們的模糊控制規(guī)則不同，但是兩個模糊控制器都是三輸入單輸出且輸入變量和輸出變量相同。因此，在Preq＞0和Preq＜0時各設(shè)計一個控制器，分別為模糊控制器A和模糊控制器B。當(dāng)Preq＞0時，設(shè)輸入量Preq的論域為［04］，模糊集為{S、MS、M、MB、B}，分別表示{小、較小、中、較大、大}。動力電池BSOC的論域為［0．20．9］，模糊集{S、M、B}，分別表示{小、中、大}，超級電容SSOC的論域為［0．11］，模糊集{S、M、B}，分別表示{小、中、大}。輸出量為動力電池功率分配因子Kcap，其論域為［01］，模糊集{S、MS、M、MB、B}，分別表示{小、較小、中、較大、大}。各輸入結(jié)果如圖2所示。當(dāng)Preq＜0時，設(shè)輸入量Preq的論域為［－10］，模糊集為{B、M、S}，分別表示{大、中、小}。蓄電池和超級電容的SOC論域、模糊集、隸屬度函數(shù)和Preq＞0時是一樣的。輸出量為蓄電池功率分配因子Kcap，其論域為［01］，模糊集{S、M、B}，分別表示{小、中、大}，輸入輸出量的隸屬函數(shù)如圖3所示。根據(jù)前面設(shè)計的模糊控制器，在Matlab/Simulink環(huán)境下建立復(fù)合電源模糊控制策略模型如圖4所示，模糊控制器根據(jù)輸入變量的變化調(diào)節(jié)輸出比例因子Kcap，從而得出蓄電池所分配的功率，因為汽車的需求功率由蓄電池和超級電容共同提供，所以汽車需求功率減去蓄電池所分配功率得到超級電容分配功率。

3整車模型的搭建

將建好的控制策略添加到Cruise中主要有MatlabDLL和MatlabAPI兩種方法。聯(lián)合仿真的結(jié)果都可以直接從Cruise獲得。但是用MatlabDLL方法仿真的時間比采用MatlabAPI方式短很多。因此，本論文中采用的是MatlabDLL方式。在控制策略模型建好之后，需要進(jìn)行模型編譯，編譯完成后生成controler．dll文件，在Cruise模型中放入MatlabDLL接口模塊，進(jìn)行接口模塊的參數(shù)設(shè)置，完成以上設(shè)置后，在Cruisedatabus中完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)通信，即可實現(xiàn)Cruise與MatlabDLL方式聯(lián)合仿真［19－20］。在進(jìn)行信號通信時實際上是一個數(shù)據(jù)交換過程，Cruise通過數(shù)據(jù)接口將動力蓄電池和超級電容SOC值、電機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)載信號、超級電容電壓值等信息傳遞給Simulink中的模糊控制策略模型，之后Simulink模型將超級電容電流、轉(zhuǎn)換開關(guān)信號反饋給Cruise模塊中的電氣終端、電機(jī)及駕駛員，以建立Cruise和Simulink之間的數(shù)據(jù)通信。AVLCruise軟件中含有簡捷通用的模型部件、易懂的管理系統(tǒng)、可以與Matlab、C、Fortran接口完成復(fù)雜控制算法的設(shè)計和離線仿真，也可與DSPACE等硬件接口，展開實時仿真，真實模擬車輛傳動系統(tǒng)，完成對復(fù)雜動力傳動系統(tǒng)的仿真分析，整車仿真模型如圖5所示。在進(jìn)行整車建模時，從模塊庫中直接拖拽部件模塊來搭建整車模型。修改部件屬性來快速完成整車模型的參數(shù)設(shè)定并進(jìn)行部件間的機(jī)械連接、電氣聯(lián)接和信號聯(lián)接。

4仿真結(jié)果與分析

采用中國城市道路工況作為本文的循環(huán)工況。中國城市道路工況是中國汽車技術(shù)研究中心根據(jù)我國各大城市的行駛特征研究出的更加適合我國的城市工況。中國城市道路工況如圖6所示，工況總運(yùn)行時間是1304s。工況中最大速度達(dá)60km?h－1，其中怠速時間占工況總時間的28．8%，除去怠速部分之后平均車速則為22．6km?h－1。從圖6可直觀的看到我國交通系統(tǒng)中存在車輛怠速時間長、總體的均車速低、車輛的速度變化頻繁等特點(diǎn)。圖7是在中國典型城市道路工況下車輛行駛的當(dāng)前車速度與期望速度變化曲線。從圖中可以看出兩條曲線基本保持一致，速度沒有出現(xiàn)大的波動，這說明車輛的跟隨性和平順性都比較好。圖8是在中國典型城市道路工況下，蓄電池和超級電容所需提供的功率曲線圖。從圖中可以看出在車輛運(yùn)行過程中由超級電容和蓄電池共同供電，電池提供的功率比較平穩(wěn)，在6kW左右。在制動時由超級電容吸收峰值功率，最大峰值功率達(dá)到10kW。超級電容充分發(fā)揮“削峰填谷”的作用，從而驗證制定的模糊控制策略的有效性。

5結(jié)論

在純電動汽車的基礎(chǔ)上，借助Cruise軟件搭建了帶有復(fù)合電源模塊的整車模型。詳細(xì)介紹了通過聯(lián)合仿真的方法將Simulink里搭建的策略模塊加入到整車模型中的步驟。其他用戶可以根據(jù)類似方法開發(fā)自定義策略和車型。提出超級電容與雙向DC/DC并聯(lián)再與電池串聯(lián)的復(fù)合電源結(jié)構(gòu)。用模糊控制工具箱設(shè)計對于復(fù)合電源功率分配的模糊控制器，搭建整車復(fù)合電源控制策略模塊，使得超級電容充分發(fā)揮了提供瞬時功率的作用，避免了蓄電池過充和過放，提高了復(fù)合電源系統(tǒng)的循環(huán)使用壽命。此設(shè)計方案和仿真結(jié)果對于純電動汽車復(fù)合電源系統(tǒng)的研究具有一定的參考價值。

作者:周美蘭 胡玲玲 張宇 單位:哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程學(xué)院

電動汽車論文:電動汽車充放電控制研究

摘要:

大規(guī)模電動汽車入網(wǎng)參與電網(wǎng)調(diào)度需要在某一區(qū)域設(shè)置一個機(jī)構(gòu)，作為電力公司調(diào)度部門和電動汽車的中介。針對機(jī)構(gòu)對所管轄電動汽車的控制，首先，以1天為1個周期把電動汽車可能被控制的區(qū)域分為辦公區(qū)、居住區(qū)和超市購物區(qū)。然后，機(jī)構(gòu)根據(jù)各電動汽車狀態(tài)信息把各區(qū)域的電動汽車分為充電集群和放電集群。之后，機(jī)構(gòu)根據(jù)可調(diào)度容量、可調(diào)度時長、電動汽車車主違約度制定評價體系對集群內(nèi)電動汽車在每個時段的充電或放電的順序進(jìn)行排隊。最后，在保證電動汽車車主行駛和電池安全約束的情況下，對電動汽車進(jìn)行充放電調(diào)度，使機(jī)構(gòu)充放電盡可能滿足電力公司調(diào)度部門的調(diào)度計劃。

關(guān)鍵詞:

電動汽車;機(jī)構(gòu);分區(qū);充放電集群;評價體系;充放電順序

0引言

能源危機(jī)、環(huán)境污染和氣候變化是當(dāng)今人類面臨的三大挑戰(zhàn)，為了應(yīng)對挑戰(zhàn)新一輪的能源變革勢在必行，基本方向是以實施清潔替代和電能替代為重點(diǎn)，加快能源結(jié)構(gòu)從以化石能源為主向以清潔能源為主的根本轉(zhuǎn)變［1］。電動汽車是以電能替代化石能作為驅(qū)動能源，是電能替代的重要內(nèi)容。隨著電池技術(shù)的逐漸成熟、充電站修建的不斷完善和成本的不斷降低，在不久的將來電動汽車將大批量替代燃油汽車［2-3］。對汽車行駛行為模式的研究表明，1天之中90%以上的時間電動汽車是處于停駛狀態(tài)，可以與電網(wǎng)互動(vehicle-to-grid，V2G)［4］，文獻(xiàn)［5］圍繞電動汽車與電網(wǎng)互動的調(diào)控技術(shù)、市場機(jī)制和基礎(chǔ)設(shè)施這3方面的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)［6］針對電動汽車與電網(wǎng)互動對配電網(wǎng)規(guī)劃的影響進(jìn)行了分析。另外研究表明，電動汽車具有規(guī)模大、接入點(diǎn)分散、單機(jī)容量小的特性，電動汽車V2G服務(wù)若采用集中控制將對調(diào)度系統(tǒng)的復(fù)雜性、通信能力、計算處理能力提出很高的要求。同時，允許用戶參與電力市場的門檻通常為MW級，而單輛電動汽車并不達(dá)到此容量級［7-8］。基于此，文獻(xiàn)［9］提出了電動汽車集群的概念，也可稱為電動汽車機(jī)構(gòu)。電動汽車機(jī)構(gòu)管轄著某區(qū)域內(nèi)一定數(shù)量的電動汽車，具有一定容量的可調(diào)度負(fù)荷和儲能容量，可以作為調(diào)度部門和每輛電動汽車的中介。目前，針對電動汽車集群并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響及電動汽車集群的約束研究相對較多也比較完善［10］，但是，針對機(jī)構(gòu)對每輛電動汽車控制的研究雖相對較多但側(cè)重點(diǎn)不同，有待完善和深入。文獻(xiàn)［11］為實現(xiàn)電動汽車機(jī)構(gòu)與電動汽車之間的互動策略，在計及電動汽車用戶用車便利性的前提下，建立了基于優(yōu)先權(quán)的電動汽車集群充放電優(yōu)化模型。文獻(xiàn)［12］對停駛的電動汽車根據(jù)狀態(tài)進(jìn)行分群，對可控狀態(tài)的電動汽車的充電行為進(jìn)行控制。文獻(xiàn)［13］設(shè)計了一種用于協(xié)調(diào)電動汽車充電的多機(jī)構(gòu)。文獻(xiàn)［14］把電動汽車分為充電集群和放電集群，然后根據(jù)需要動態(tài)管理每個電動汽車集群。文獻(xiàn)［15］提出了一種電動汽車根據(jù)自身以及附近電動汽車的信息進(jìn)行決策的分布式控制策略。文獻(xiàn)［16］提出了一種停車場通過管理電動汽車參與V2G進(jìn)行套利的調(diào)度模型。文獻(xiàn)［17］對電動汽車進(jìn)行本地控制，為電力系統(tǒng)提供調(diào)頻輔助服務(wù)。雖然，上述文獻(xiàn)考慮了每輛電動汽車的影響，但是，并未全面考慮每輛電動汽車的調(diào)度優(yōu)先順序、每次調(diào)度時每輛電動汽車的調(diào)度功率和車主違約對調(diào)度的影響。以1天為1個周期對電動汽車進(jìn)行充放電調(diào)度，需要機(jī)構(gòu)管轄的區(qū)域包括電動汽車1天所有可能長時間停駛的區(qū)域。研究表明，除了個別時間個別車輛遠(yuǎn)距離行駛外，大多數(shù)車輛都是在一定區(qū)域內(nèi)的辦公區(qū)、居住區(qū)、超市購物區(qū)循環(huán)行駛的。因此，本文把機(jī)構(gòu)管轄的區(qū)域分為辦公區(qū)、居住區(qū)、超市購物區(qū)3個停駛區(qū)域，3個區(qū)域都是以充放電站的形式對電動汽車進(jìn)行充放電管理。機(jī)構(gòu)根據(jù)電動汽車的停駛區(qū)域和停駛時申報的停駛起始時刻、終止時刻、停駛時荷電狀態(tài)、結(jié)束時荷電狀態(tài)，把停駛區(qū)域內(nèi)的電動汽車分為充電集群和放電集群，每輛電動汽車在每個停駛處只能選擇充電或放電，因為研究表明隨著充放電切換次數(shù)的增多，電動汽車的壽命會加速衰減［14］。除此之外，本文還制定一個評價標(biāo)準(zhǔn)對充電集群和放電集群的電動汽車在每時段調(diào)度的順序進(jìn)行排列。最后，在考慮約束條件的情況下，使機(jī)構(gòu)充放電盡量滿足調(diào)度計劃。

1機(jī)構(gòu)的控制結(jié)構(gòu)

機(jī)構(gòu)有2方面的功能:一方面把自已管轄的電動汽車信息上傳給電力公司調(diào)度部門，并執(zhí)行調(diào)度部門的調(diào)度計劃，從而從電力公司獲得收益;另一方面協(xié)調(diào)控制所轄各區(qū)的電動汽車充放電，為系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、提高電能質(zhì)量等創(chuàng)造條件，同時給予所管轄電動汽車車主一定收益。機(jī)構(gòu)與各電動汽車只進(jìn)行信息與資金交流，不進(jìn)行能量交流，電動汽車與電網(wǎng)間的能量交換是通過現(xiàn)存的電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的［18］。考慮到電動汽車由于緊急情況可能需要快速充電，所以機(jī)構(gòu)具備一定的零散快速充電樁，但是，由于需要快速充電的電動汽車數(shù)量少且接入電網(wǎng)時間短，不適合于調(diào)度［19］。所以本文只考慮接入辦公區(qū)、居住區(qū)和超市購物區(qū)的選擇慢速充放電的電動汽車。機(jī)構(gòu)具體控制框圖如圖1所示。

2充放電集群的劃分機(jī)構(gòu)

給所管轄的每個區(qū)和每輛電動汽車都設(shè)置一個編號，作為區(qū)和電動汽車的標(biāo)識。每輛電動汽車在1天中任意時段可以在任意區(qū)做長時間停駛，停駛開始時，車主把電動汽車停駛的狀態(tài)信息告知機(jī)構(gòu)，電動汽車車主提供給機(jī)構(gòu)的狀態(tài)信息為S=［m，n，TS，TE，eSOC0，eSOCmin］(1)式中:m為電動汽車停駛區(qū)域編號;n為電動汽車編號;TS和TE分別為停駛的起始時刻和終止時刻;eSOC0為停駛起始時刻時電動汽車電池的荷電狀態(tài);eSOCmin為電動汽車停駛結(jié)束時刻用戶設(shè)置的電動汽車電池的最小荷電狀態(tài)。機(jī)構(gòu)根據(jù)每輛電動汽車的狀態(tài)信息可把在每個區(qū)的每輛電動汽車劃分為充電集群或放電集群，劃分的依據(jù)為:若eSOC0≤eSOCmin則把電動汽車劃分為充電集群，至于充電起始時刻及充電結(jié)束時的電池荷電狀態(tài)視調(diào)度計劃和優(yōu)先順序而定，但是在停駛區(qū)間內(nèi)充電結(jié)束時刻電池的荷電狀態(tài)必須大于等于eSOCmin以保證電動汽車用戶出行;若eSOC0＞eSOCmin則把電動汽車劃分為放電集群，放電起始時刻及放電結(jié)束時的電池荷電狀態(tài)同樣視調(diào)度計劃和優(yōu)先順序而定，但放電集群中的電動汽車在停駛區(qū)間，放電終止時的荷電狀態(tài)應(yīng)該大于等于eSOCmin，以滿足用戶用車。通過充放電集群的劃分可以使電動汽車在某一區(qū)的停駛時間內(nèi)，只進(jìn)行充電或放電，減少充放電切換次數(shù)，這樣有利于對電池壽命衰減的減緩，維護(hù)電動汽車車主的利益。

本文針對機(jī)構(gòu)對所管轄的電動汽車充放電控制進(jìn)行了研究，首先機(jī)構(gòu)把電動汽車調(diào)度區(qū)域分為辦公區(qū)、居住區(qū)、超市購物區(qū)，然后機(jī)構(gòu)根據(jù)電動汽車車主上傳的電動汽車狀態(tài)信息，把各區(qū)的電動汽車分為充電集群、放電集群，之后針對電動汽車在某時段充放電順序問題，提出并建立了基于可調(diào)度容量、可調(diào)度時長、車主違約度的電動汽車優(yōu)先級綜合評價體系，確定充放電順序。最后根據(jù)調(diào)度計劃及充放電約束條件確定每輛電動汽車充放電情況。由于存在調(diào)度偏差和車主違約的可能，所以機(jī)構(gòu)在設(shè)計過程中應(yīng)具備一定常備儲能設(shè)備。

作者:李文華 范新濤 孔梅娟 單位:河北工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院

電動汽車論文:電動汽車充電樁服務(wù)營銷策略

【摘要】

環(huán)保電動汽車充電樁是在傳統(tǒng)充電樁概念中加入風(fēng)能及太陽能的電能輸入概念的新興電動汽車充電裝置。該文在于利用服務(wù)營銷策略對于新型環(huán)保電動汽車充電樁進(jìn)行市場營銷。結(jié)論：提出了利用服務(wù)營銷進(jìn)行產(chǎn)品市場開拓及推廣，在確保電能運(yùn)行穩(wěn)定情況下，不同等級客戶區(qū)別對待，充電流程的電子化管理，開拓信息功能，關(guān)注用戶體驗，讓用戶享受方便，及時，快捷充電服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】

環(huán)保；充電樁；市場；服務(wù)營銷

1.環(huán)保電動汽車充電樁簡介

1.1輸入模塊電網(wǎng)供電：通過電力網(wǎng)直接供電。風(fēng)力供電：通過風(fēng)力帶動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生直流電，儲存在電池中，也可通過逆變器逆變成交流電直接供電。太陽能供電：通過太陽光經(jīng)過太陽能電池板產(chǎn)生直流電，儲存在電池中，也可通過逆變器逆變成交流電直接供電。

1.2輸出模塊直流/交流電，根據(jù)充電樁的類型輸出相應(yīng)電壓類型。

1.3刷卡計費(fèi)系統(tǒng)刷卡登陸，啟動充電系統(tǒng)，選擇充電類型及充電金額等。

1.4充電模塊通過充電電路，變壓器，逆變器等相應(yīng)電力電子器件，輸出安全的，快速的，穩(wěn)定的充電參數(shù)。

1.5安全模塊保護(hù)電路，防止過充，線路短路等等安全性問題，保護(hù)充電樁及汽車的安全。

1.6通訊模塊通過無線/有線通信，使用戶登錄，傳輸用戶指令行為，反饋充電樁的運(yùn)行狀態(tài)等信息。

1.7充電槍與汽車充電接觸的接口，目前已出臺國標(biāo)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

2.環(huán)保電動汽車充電樁的產(chǎn)品競爭優(yōu)勢

環(huán)保電動汽車充電樁服務(wù)營銷策略文/阮玉潔環(huán)保電動汽車充電樁是在傳統(tǒng)充電樁概念中加入風(fēng)能及太陽能的電能輸入概念的新興電動汽車充電裝置。該文在于利用服務(wù)營銷策略對于新型環(huán)保電動汽車充電樁進(jìn)行市場營銷。結(jié)論：提出了利用服務(wù)營銷進(jìn)行產(chǎn)品市場開拓及推廣，在確保電能運(yùn)行穩(wěn)定情況下，不同等級客戶區(qū)別對待，充電流程的電子化管理，開拓信息功能，關(guān)注用戶體驗，讓用戶享受方便，及時，快捷充電服務(wù)。

（1）由傳統(tǒng)的電能供應(yīng)，變成由風(fēng)光能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)和電能結(jié)合供電；

（2）具有通用性，具有多種充電接口；

（3）具有普適性，適合目前市面上的大部分電動車。

3.環(huán)保電動汽車充電樁市場需求分析

電動汽車充電樁市場空余量很大，在未來五年的時間內(nèi)至少有1萬座充換電站需要被建成。然而市場上的電動車充電樁企業(yè)還是一片藍(lán)海，大型企業(yè)如特斯拉的銷售價格為60萬人名幣以上，普通消費(fèi)者無法獨(dú)立承受，而且其電動車樁的適配性較低，只能適配其專屬的電動車。小型企業(yè)雖然價格有所降低，但是在運(yùn)行監(jiān)控和售后服務(wù)方面還存在很大的缺陷。面對這個市場，環(huán)保電動汽車充電樁潛力巨大。

4.環(huán)保電動汽車充電樁服務(wù)營銷策略

4.1確保電能運(yùn)行穩(wěn)定現(xiàn)今的電動汽車充電樁市場，產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象明顯。據(jù)此，從產(chǎn)品中提升經(jīng)濟(jì)效益具有很大難度，產(chǎn)品應(yīng)該在保障產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，努力完善產(chǎn)品服務(wù)，進(jìn)而擴(kuò)大產(chǎn)品銷售范圍，以期更大的經(jīng)濟(jì)效益。首先，應(yīng)該做到不斷完善電力網(wǎng)絡(luò)，太陽能與風(fēng)能極易受環(huán)境因素的影響而導(dǎo)致諸多不穩(wěn)定因素，應(yīng)該考慮合理適配電力網(wǎng)，進(jìn)而保證電能的優(yōu)質(zhì)與穩(wěn)定。

4.2充電流程的電子化管理由于市場對于充電樁的性能的要求不同，所以在銷售時因及時關(guān)注目標(biāo)客戶群體的不同需求，環(huán)保電動汽車充電樁的建筑占地面積較大，發(fā)電效能較高，可能不適用普通個體消費(fèi)者，需要連結(jié)多個個體消費(fèi)者形成消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)群體，這就需要有營銷技術(shù)服務(wù)管理系統(tǒng)對于掌握不同群體的不同需求并在此基礎(chǔ)上有需求預(yù)測，報修投訴，電費(fèi)管理等不同模塊功能，盡可能實現(xiàn)充電流程的電子化管理，便于個體消費(fèi)者及時找到消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)群體享受充電樁服務(wù)，同時可以利用電子化管理掌握用戶在用電過程中的困難與限制，并及時反饋以便于調(diào)整服務(wù)內(nèi)容，創(chuàng)建高效，便捷的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，最大程度滿足電動汽車用戶的充電需求。

4.3開拓信息功能開發(fā)環(huán)保電動汽車充電樁的APP系統(tǒng)，給用戶提供方便，及時，快捷信息服務(wù)平臺，例如用戶可以通過APP及時了解電動汽車充電狀態(tài)及完成充電的剩余時間，在行駛途中及時掌控附近環(huán)保電動汽車充電樁的所在位置進(jìn)行及時充電。APP開發(fā)模式主要可以借鑒一下兩種：（1）借助已有微信平臺進(jìn)行服務(wù)營銷。微信作為更快速的即時通訊工具，傳播到達(dá)率100%，使溝通更靈活、更智能。微信的用戶基數(shù)大，用戶關(guān)注快，且可以享受運(yùn)營上為其量身定做的有針對性的服務(wù)，其實用性最強(qiáng)。（2）自主開發(fā)產(chǎn)品APP進(jìn)行服務(wù)營銷。前期用戶市場開拓及資金投入較大，對于新興產(chǎn)品不建議使用此種模式，在后期客戶量增大后可以根據(jù)實際需求進(jìn)一步開發(fā)自主APP軟件應(yīng)用。

4.4關(guān)注用戶體驗對用戶使用信息資源進(jìn)一步深入精細(xì)加工，充分揭示其中隱含、分散、動態(tài)的信息，促使信息情報化，實現(xiàn)信息的增值性，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。通過APP平臺及時掌握用戶消費(fèi)體驗狀況，定期對固定用戶進(jìn)行電話回訪，派專業(yè)人員定期對于環(huán)保電動汽車充電樁進(jìn)行定期檢查，讓顧客在購買此產(chǎn)品后感到物有所值，讓消費(fèi)不僅僅是一次性購買，還幫助推銷產(chǎn)品，建立產(chǎn)品與終端之間、終端與終端間的良性關(guān)系。同時，利用現(xiàn)有營銷“大數(shù)據(jù)”，實現(xiàn)用能在線監(jiān)測掌上運(yùn)用，開發(fā)需求響應(yīng)互動功能，為用戶提供靈活雙向互動服務(wù)。有針對性地服務(wù)平均電價高、能效水平低的用戶贈送移動服務(wù)終端，為大型企業(yè)免費(fèi)提供能效診斷服務(wù)，對不合理的企業(yè)用電進(jìn)行指導(dǎo)。

5結(jié)論

電動汽車充電設(shè)施是七大新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域里很重要的一個方面，而此前由于電動汽車規(guī)模較小，充電設(shè)施建設(shè)投資巨大，投資短期效益不明顯，因此充電設(shè)施建設(shè)速度較慢，現(xiàn)在則進(jìn)入到一個很好發(fā)展時期。與傳統(tǒng)電動汽車充電樁相比，環(huán)保電動汽車充電樁具有能源利用效率高和環(huán)境污染少（或無污染）的特點(diǎn)。就宏觀來看電動汽車充電設(shè)備市場將會具有強(qiáng)烈的競爭，國內(nèi)一些大型的國企對這個市場已經(jīng)虎視眈眈，并且也做了相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備。環(huán)保電動汽車充電樁應(yīng)利用強(qiáng)大的市場空間進(jìn)入這個領(lǐng)域，推廣服務(wù)營銷，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)效應(yīng)占領(lǐng)一定范圍內(nèi)的市場。

作者：阮玉潔 單位：上海海洋大學(xué)

電動汽車論文:空氣動力學(xué)下的電動汽車造型設(shè)計

摘要：

本文對基于空氣動力學(xué)的電動汽車造型設(shè)計進(jìn)行了討論，對電動汽車的發(fā)展和普及起到一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：

電動汽車；造型設(shè)計；空氣動力學(xué)

1電動汽車車身造型特點(diǎn)

電動汽車是未來汽車發(fā)展的主要方向之一，目前，電動汽車的發(fā)展才剛剛起步，而電動汽車車身造型的設(shè)計師大部分參與過傳統(tǒng)汽車造型的設(shè)計工作。因此，汽車造型的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢，將會對電動汽車造型發(fā)展的趨勢產(chǎn)生極大的影響，但是電動汽車由于本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的限制，與傳統(tǒng)汽車的特點(diǎn)存在一定的差異，這些特點(diǎn)對于電動汽車的造型設(shè)計非常重要，下面進(jìn)行了詳細(xì)的分析［1］。

1．1結(jié)構(gòu)和空間布局不同

相對于傳統(tǒng)汽車，電動汽車在結(jié)構(gòu)方面的最大差異是驅(qū)動方式的差異，傳統(tǒng)汽車依靠汽油機(jī)和柴油機(jī)燃燒花式燃料產(chǎn)生能量，然后通過離合器、變速器以及傳動裝置傳遞能量，實現(xiàn)汽車的行駛，而電動汽車則依靠電池進(jìn)行能量的儲存和供給，通過將電池儲存的能量傳遞給電機(jī)，實現(xiàn)對汽車的驅(qū)動。因此，電動汽車上減少了體積龐大的機(jī)械師傳統(tǒng)系統(tǒng)，而由體積更小的電動機(jī)取代傳統(tǒng)汽車發(fā)動機(jī)占據(jù)的空間。因此，相對于傳統(tǒng)汽車來說，電動汽車的前懸距離大大縮短，前圍到擋風(fēng)玻璃的車頭部分也有一定的縮短，車身比例更加協(xié)調(diào)，同時能夠省略傳統(tǒng)汽車進(jìn)氣格柵結(jié)構(gòu)，只需對前懸結(jié)構(gòu)進(jìn)行包覆為設(shè)計師留下了更大的創(chuàng)作空間。

1．2集成化

集成化是電動汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向之一，通過線控技術(shù)的應(yīng)用能夠使電動汽車底盤傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)極大簡化，提高電動汽車的空間利用效率，底盤平整度提高，也為電動汽車的造型設(shè)計留下了更大的自由度。線控電子技術(shù)還能實現(xiàn)對電動汽車各種電子系統(tǒng)的電子控制，通過設(shè)計出類似軟件接口的擴(kuò)展插口，即可實現(xiàn)車身與底盤的連接，減少傳統(tǒng)機(jī)械控制系統(tǒng)對空間的占用，同時還使車身與底盤的設(shè)計融合度提高，實現(xiàn)兩者的模塊化拼接，提高車身造型設(shè)計的自由度。

1．3智能化

智能化同樣也是未來電動汽車發(fā)展的主要方向之一，從家喻戶曉的EBD、ESP等，再到逐漸普及的智能泊車系統(tǒng)、只能制動系統(tǒng)等，在提高汽車安全性方面發(fā)揮了重要作用［2］。電動汽車智能化的持續(xù)發(fā)展，將不斷降低交通事故發(fā)生的概率。現(xiàn)在的汽車造型設(shè)計中，包含了大量被動的安全性設(shè)計，包括前后防撞鋼梁以及車身前后端預(yù)留的緩沖區(qū)域等。而隨著智能行車系統(tǒng)的發(fā)展，這些被動安全設(shè)計可以逐漸減少，這對車身的整體造型必然會產(chǎn)生較大程度的影響，也為電動汽車的造型設(shè)計提供了更大的發(fā)揮空間。

2電動汽車的空氣動力學(xué)設(shè)計

對電動汽車來說，良好的空氣動力學(xué)性能能夠提高電動汽車的操控性能和諧有效果，并且能夠使電動汽車獲得更好的續(xù)航能力，因此，電動汽車的空氣動力學(xué)設(shè)計非常重要。

2．1電動汽車空氣動力學(xué)設(shè)計原則

雖然電動汽車的造型在未來必然會呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢，但是從空氣動力學(xué)的角度來看，仍然需要遵循以下幾方面的原則：1）車身的簡潔性，這一原則主要是要求減少車身表面的凸起物、減少不必要的進(jìn)氣口，確保車身的整體性，避免凸起物和進(jìn)氣口增加空氣阻力，保證氣流通過車身受到的阻力盡量要小。2）流線型車身，該原則是要求氣流在流過車身時，盡量避免出現(xiàn)分離現(xiàn)象，圖1給出的大眾XL1概念車就屬于典型的流線型外觀。

2．2電動汽車空氣動力學(xué)設(shè)計

針對電動汽車造型的空氣動力學(xué)設(shè)計，需要注意以下幾個方面的問題：

1）車頭高度設(shè)計。電動汽車車頭的高度將會直接影響到整車的啟動阻力系數(shù)CD。通常，車身啟動阻力系數(shù)與車頭高度成正比。對于傳統(tǒng)汽車來說，由于發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特殊性，車頭高度必然會達(dá)到一定的值，而電動汽車由于省略了發(fā)動機(jī)艙，因此，車頭高度能夠得到降低，對于降低車身的氣動阻力系數(shù)具有作用，也為車頭設(shè)計提供了更大的空間。

2）車身尾部造型設(shè)計。汽車尾部造型與空氣的流動關(guān)系非常復(fù)雜，通常很難對各種尾部造型的優(yōu)劣進(jìn)行準(zhǔn)確的評價。從理論分析來看，小斜背的造型具有更低的氣動阻力系數(shù)。因此，在進(jìn)行電動汽車尾部造型設(shè)計時，首先把握好大方向的基礎(chǔ)設(shè)計，然后經(jīng)過復(fù)雜的工程分析之后，再對最初的設(shè)計方案進(jìn)行不斷優(yōu)化。

3）車身底部離地高度設(shè)計。從相關(guān)的試驗數(shù)據(jù)來看，光滑的汽車底板結(jié)構(gòu)，為了實現(xiàn)更好的空氣動力學(xué)性能，存在一個最佳離地高度。圖2給出了汽車底板結(jié)構(gòu)離地高度與氣動阻力系數(shù)之間的變化關(guān)系。從圖中可以看出，VW－Van、VW－Por－sche914和CompetitorF2－2這3種車型的氣動阻力系數(shù)與汽車底板離地高度成正比；而Citroen－ID19車型由于車身底部屬于光滑結(jié)構(gòu)，存在一個最佳離地高度［3］。電動汽車的底板結(jié)構(gòu)能夠被設(shè)計為光滑的行駛，因此，在設(shè)計過程中需要結(jié)合工程分析的數(shù)據(jù)確定最佳離地高度，從而獲得最佳的空氣動力學(xué)性能，但是需要注意滿足車輛的通過性要求。

4）前后擾流器設(shè)計。擾流器包括前后擾流器兩個部分。由于電動汽車自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其造型的設(shè)計更為靈活多變，擾流器的設(shè)計應(yīng)該結(jié)合電動汽車的整車造型風(fēng)格能夠設(shè)計，同時這種風(fēng)格應(yīng)該以追求良好的空氣動力學(xué)性能為主要目標(biāo)。但是在實際設(shè)計時，尾翼與車身表面的高度參數(shù)非常重要，同時尾翼的高度也可能影響整車造型風(fēng)格。通常情況下，利用尾翼與汽車表面的高度和尾翼弦長之比來描述，當(dāng)這一比值大于1時，升力系數(shù)達(dá)到最小值，且不再繼續(xù)變化。現(xiàn)代汽車的唯一更多的是與側(cè)后圍高度結(jié)合到一起，其作用不會過度凸顯出來。

5）車輪與輪腔的設(shè)計。從相關(guān)實驗可以看出，有輪腔覆蓋的車輪通常比完全暴露在空氣中的車輪具有更好的空氣動力性能。對于前后車輪均存在輪腔包覆時，車輪的大小及輪腔間距的影響非常明顯。通常情況下，如果車輪高度與直徑之比大于0．75，則氣動阻力系數(shù)與升力系數(shù)最小。當(dāng)然，由于前輪存在專項問題，其空腔應(yīng)大于后輪，空腔對外部氣流更為開放，因此，前輪所受的氣動阻力與氣動升力比后輪更大。

3結(jié)語

空氣動力學(xué)設(shè)計在未來電動汽車造型設(shè)計中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，其設(shè)計水平將會直接影響到電動汽車的操作性能和節(jié)油性能。本文結(jié)合對電動汽車造型特點(diǎn)的分析，提出了基于空氣動力學(xué)的電動汽車造型設(shè)計原則，并從多個方面提出了電動汽車空氣動力設(shè)計需要重點(diǎn)注意的內(nèi)容，通過本文的討論，希望能夠?qū)M(jìn)一步提高電動汽車造型設(shè)計水平，對電動汽車的發(fā)展和推廣起到一定的促進(jìn)作用。

作者：單承標(biāo) 單位：中國第一汽車股份有限公司青島汽車研究所

電動汽車論文:電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略

摘要：

在十八大“推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)制造業(yè)健康發(fā)展”精神的指引下，發(fā)展節(jié)能環(huán)保、新能源等新興產(chǎn)業(yè)，已成為各地新一輪經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略。作為新中國汽車工業(yè)的搖籃，汽車工業(yè)是吉林省的支柱性產(chǎn)業(yè)，從長遠(yuǎn)來看，尋找石油的替代品，發(fā)展電動汽車不僅是節(jié)能環(huán)保的必然選擇，也是吉林省汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。發(fā)展電動汽車不僅對吉林省轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，建立現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，具有十分重要的現(xiàn)實意義，同時也能帶動國內(nèi)汽車市場的整體躍升。

關(guān)鍵詞：

電動汽車；產(chǎn)業(yè)發(fā)展；戰(zhàn)略

1吉林省電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

在節(jié)能與環(huán)保的雙重壓力下，吉林省電動汽車項目起動較早，制定并實施了一系列發(fā)展電動汽車的計劃和行動。純電動客車于2007年底開始立項研制。項目由一汽客車公司、吉林大學(xué)、東北師范大學(xué)、遼源彤坤公司共同承擔(dān)；一汽集團(tuán)一直都在進(jìn)行有關(guān)電動汽車項目的開發(fā)及課題研究，長春市基本具備混合動力汽車的部件和整車開發(fā)能力。汽車電子形成集群發(fā)展。重大專項實施以來"在純電動+混合動力和燃料電池汽車的整車集成技術(shù)動力系統(tǒng)集成技術(shù)以及動力總成關(guān)鍵零部件技術(shù)方面取得重要技術(shù)突破"同時也在專利戰(zhàn)略和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)平臺建設(shè)方面為自主知識產(chǎn)權(quán)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化奠定了良好的基礎(chǔ)。不難看出吉林省現(xiàn)已具備發(fā)展電動汽車的技術(shù)、市場、人才、環(huán)境等綜合產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。但將科技成果進(jìn)行商品化與產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化過程與世界發(fā)達(dá)國家和地區(qū)還存在相當(dāng)差距，競爭力仍然較弱。另外，吉林省在混合動力轎車、客車和純電動客車的開發(fā)上也取得了一定進(jìn)展，具備了一定的技術(shù)力量和生產(chǎn)基礎(chǔ)，2009年年末，20輛鋰源純電動車供應(yīng)給遼源市，作為城市公交車及往返長春的客車。這是吉林省首次批量下線的電動車輛；2012年，華奧純電動公交車已于去年在長春開始運(yùn)行，創(chuàng)造出電動公交車在世界最高緯度、高寒地區(qū)運(yùn)行的紀(jì)錄；2014年7月，歐朗純電動轎車下線，歐朗EV的成功下線，不僅使一汽集團(tuán)新能源汽車產(chǎn)品線更加完善，同時也是吉林汽車產(chǎn)業(yè)實施新能源汽車戰(zhàn)略規(guī)劃的重要行動之一。雖然吉林省在電動汽車產(chǎn)業(yè)取得一定發(fā)展，但從總體上看，目前仍處于研發(fā)階段或小批量試制階段，距離成熟的批量化生產(chǎn)尚有一定距離。

2吉林省電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題

雖然吉林省電動汽車行業(yè)目前發(fā)展得如火如荼，并取得了階段性的成果，但應(yīng)該清醒地看到該行業(yè)目前尚存在以下問題：

2.1研究的單位、企業(yè)較少，缺乏協(xié)作，信息交流不暢

目前，整車廠和零部件廠商發(fā)展電動汽車由于合作主體與技術(shù)路線的不同，可能形成若干個不同的新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，以及相應(yīng)的新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)。各個聯(lián)盟之間應(yīng)該能夠通過競爭與交流，實現(xiàn)技術(shù)水平和研發(fā)實力的全面提升，拉動產(chǎn)業(yè)升級。吉林省在汽車零部件配套企業(yè)方面，涉足電動汽車動力系統(tǒng)的企業(yè)很少，支持力度不足。國內(nèi)主要新能源汽車動力系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)均分布在江浙、廣東和北京等地區(qū)，吉林省在這方面處于明顯弱勢，在吉林省新能源汽車戰(zhàn)略規(guī)劃中僅有遼源雷天從事鋰電池的研發(fā)和生產(chǎn)，并且與一汽的合作僅限于電動客車領(lǐng)域。本地的電動汽車動力系統(tǒng)配套企業(yè)不完備的問題將影響新能源汽車的整車研發(fā)進(jìn)程，也將成為吉林省發(fā)展新能源汽車的一大瓶頸。

2.2研發(fā)起點(diǎn)較低，與國內(nèi)外尚有差距，并且存在重復(fù)研究，現(xiàn)有資源沒有合理配置和使用從汽車企業(yè)來看，除一汽集團(tuán)外，省內(nèi)絕大部分企業(yè)不具備自主開發(fā)能力。從產(chǎn)品來看，自主品牌產(chǎn)品尚在培育之中；零部件企業(yè)的配套產(chǎn)品開發(fā)仍依賴主機(jī)廠或購買國外技術(shù)，開發(fā)手段落后，周期較長，技術(shù)人員比重較低。在國內(nèi)對新能源汽車的研發(fā)中，包括吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院在內(nèi)的長春本地研究機(jī)構(gòu)，實際上被排除在國內(nèi)第一集團(tuán)軍之外，上海和北京的一些研究機(jī)構(gòu)搶占了足夠的先機(jī)，在經(jīng)費(fèi)支持、人才準(zhǔn)備方面，吉林省內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)與京滬兩地相比，還有較大差距。

2.3跨行政區(qū)劃的產(chǎn)學(xué)研合作較少目前，跨行政區(qū)劃的產(chǎn)學(xué)研合作項目還很少。實際上，東北三省及上海和廣州等企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)各具優(yōu)勢，但高校與高校，科研機(jī)構(gòu)與科研機(jī)構(gòu)，企業(yè)與企業(yè)，科研院所與企業(yè)，高校與企業(yè)，科研院所與企業(yè)之間也都有較強(qiáng)的互補(bǔ)性，存在較大的跨區(qū)劃的產(chǎn)學(xué)研合作空間。

3吉林省電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策建議

3.1完善吉林省電動汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新機(jī)制科技創(chuàng)新必須以企業(yè)為主體，目前吉林省企業(yè)由于投入不足和人才緊缺等原因"導(dǎo)致以企業(yè)為主體的創(chuàng)新體系尚未完全形成"在以往的產(chǎn)學(xué)研合作中企業(yè)基本處于被動接受成果的地位。成功的實踐證明"建立以企業(yè)為主導(dǎo)的新型產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟"學(xué)科鏈結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈"通過全方位的戰(zhàn)略合作能夠有力提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力。

3.2制定發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)劃由于缺乏發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)劃，目前對發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)感興趣的企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)很多，致使研發(fā)方向、資金投向分散，導(dǎo)致有限資源沒有發(fā)揮最大效率，政府的引導(dǎo)和協(xié)調(diào)作用沒有完全發(fā)揮出來,因此，應(yīng)盡快制定電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體規(guī)劃，促進(jìn)吉林省電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.3建立吉林省電動汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制電動汽車是高新技術(shù)的集中載體，具有研發(fā)投入大，技術(shù)含量高等特點(diǎn)，因此，依靠強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合形成聚合能量，分?jǐn)傃邪l(fā)成本并提高該項技術(shù)上的競爭優(yōu)勢，已成為新能源汽車發(fā)展的一個新趨勢。吉林省汽車產(chǎn)業(yè)的生存和發(fā)展除了企業(yè)自身的發(fā)展壯大，更應(yīng)注意產(chǎn)、學(xué)、研間的有效結(jié)合，建立產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制，通過生產(chǎn)企業(yè)、大學(xué)、科研院所在社會范圍內(nèi)依照各自的優(yōu)勢建立的，以共贏為目的的一種合作關(guān)系，最終形成基礎(chǔ)研究或理論研究（學(xué)）、應(yīng)用與開發(fā)研究（研）、商品化與產(chǎn)業(yè)化（產(chǎn)）的一體化，使產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)、教育系統(tǒng)和科研系統(tǒng)相互融合的有機(jī)整體，實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，共贏的格局。此外，需要政府出臺相應(yīng)的扶持和優(yōu)惠政策。只有這樣，才能給電動汽車產(chǎn)業(yè)營造出一個良好的發(fā)展和應(yīng)用氛圍，才能發(fā)揮出電動汽車應(yīng)有的作用。

作者：孔繁娟 單位：吉林工商學(xué)院

電動汽車論文:電動汽車商電力市場競價

1電動汽車充放電模型

電動汽車商通過對所轄范圍內(nèi)居民區(qū)、充電站以及充電樁所接入電動汽車進(jìn)行充放電調(diào)度控制。所有車輛統(tǒng)一安排在最后一次行駛結(jié)束后和次日出行前進(jìn)行充放電。商根據(jù)所管轄車輛的行駛需求，通過制定報價策略，決定次日各時刻電動汽車的充放電功率，并滿足次日車輛的電量需求。其充放電約束條件如下：1）電動汽車充放電功率約束。電動汽車的充放電功率主要受到車載電池以及充電設(shè)備所允許的電壓電流限制。2）電動汽車蓄電池充放電等式約束。電動汽車蓄電池t時刻荷電狀態(tài)與t＋1時刻荷電狀態(tài)關(guān)系式。

2電動汽車商電力市場報價模型

筆者所提模型考慮電動汽車用戶側(cè)和市場出清2個不同層面的優(yōu)化問題，既要使電動汽車充放電用電效益最大、成本最小，同時也要考慮市場出清電價交易機(jī)制。下層優(yōu)化模型以電動汽車用電效益最大化目的，并考慮其各個商管轄內(nèi)電動汽車的行駛特性，以及各物理特性約束條件。上層優(yōu)化模型主要為市場出清模型，電動汽車用戶根據(jù)自身用電情況，向所屬商申報次日電量需求。電動汽車商通過把每時段接入系統(tǒng)的電動汽車用戶申報電量信息進(jìn)行統(tǒng)計，并預(yù)測每時刻各發(fā)電商報價水平，以及各競爭對手報價，從而決定自身的報價策略。市場出清機(jī)制根據(jù)各方所報價格決定各參與者電量（發(fā)電量和用電量）。商根據(jù)市場競價獲得的用電量，從而優(yōu)化所管轄區(qū)內(nèi)電動汽車的充放電功率。該文主要考慮發(fā)電側(cè)與電動汽車商競價，不考慮其他可控負(fù)荷參與市場競價。

3原對偶內(nèi)點(diǎn)算法

原對偶內(nèi)點(diǎn)算法是基于對數(shù)障礙函數(shù)法，由于原對偶內(nèi)點(diǎn)算法的提出，故對數(shù)障礙函數(shù)法被重新用來求解線性規(guī)劃問題。原對偶內(nèi)點(diǎn)算法在數(shù)學(xué)上描述。

4數(shù)據(jù)仿真分析

4．1電動汽車參數(shù)筆者采用含電動汽車商參與電力市場競價來說明該文所提模型的有效性和求解方法的可行性。假設(shè)某區(qū)域電動汽車商5000輛私人電動汽車參與市場競價，獲得各時段電動汽車充放電電量，其電動汽車型號為RAV4SUV［16］，各項參數(shù)如表1所示。根據(jù)美國交通部聯(lián)邦公路管理局對全美國家庭私人開車出行進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果［17］，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)中獲得其私人電動汽車平均最后一次出行結(jié)束時間、有效充放電時間段以及平均日行駛里程，其數(shù)據(jù)如表2所示。

4．2發(fā)電商數(shù)據(jù)參數(shù)考慮到電動汽車行駛特性，電動汽車一般在夜間交由商進(jìn)行充放電控制。因此，筆者將報價策略周期設(shè)置為中午12∶00至次日中午12∶00，調(diào)度周期以小時（h）為單位。假設(shè)在該電力市場中有3個常規(guī)機(jī)組發(fā)電商與1個風(fēng)電發(fā)電商，其發(fā)電機(jī)組Pmint，k＝0，Pmint，k＝50MW。根據(jù)PJM公司公布發(fā)電商報價數(shù)據(jù)，選取3個發(fā)電商各時段平均報價數(shù)據(jù)［18］為預(yù)測發(fā)電商報價，如圖1所示。風(fēng)電不參與市場競價，各時段風(fēng)電出力預(yù)測采用文獻(xiàn)［19］數(shù)據(jù)。

4．3電動汽車商報價策略分析在系統(tǒng)中各時段不可控負(fù)荷曲線如圖2所示。筆者主要設(shè)計2種充放電模式，模式I參與電力市場競價獲得市場出清電價以及電動汽車充放電電量；模式II為自由充放電，當(dāng)電動汽車接入系統(tǒng)時，便以額定功率先進(jìn)行放電，然后對其充電，直至充滿，不進(jìn)行市場競價，采取的是不靈活充放電模式。電動汽車各時段報價策略如圖3所示，可以看出，電動汽車平均接入系統(tǒng)時間為18∶00，而在18∶00—24∶00期間，系統(tǒng)中不可控負(fù)荷用電量最大，為峰荷時段，各發(fā)電商報價也最高。因此，商選擇在這幾個時刻進(jìn)行放電，報價比其他時刻高，獲得放電收益。而在24∶00—07∶00期間，不可控負(fù)荷用電量減少，此時為系統(tǒng)谷荷時段，各發(fā)電商報價較低，因此，選擇在這幾個時段進(jìn)行充電電量的競價。模式I，II的充放電成本分別為1091．4，1305．3＄，電動汽車商進(jìn)行競價所獲得的充放電成本比不靈活充放電模式降低213．9＄／MW。充分說明電動汽車參與市場競價有效地降低了電動汽車充放電成本，驗證了所提模型的可行性。由于電動汽車具有放電的功能，若電動汽車只針對充電參與市場競價，其報價策略如圖4所示。電動汽車商將主要集中在24∶00—07∶00時段參與競價，并獲得充電電量。筆者所提充放電報價策略模型和文獻(xiàn)［20］所提模型所得充放電成本分別為1091．4，1507．8＄，其充放電成本能有效降低416．4＄／MW。

5結(jié)語

隨著電動汽車的廣泛投入使用，如何有序控制以及整合系統(tǒng)中分散的電動汽車參與市場競價，將成為未來電力市場發(fā)展一個值得研究的問題。基于電力市場競價框架，筆者提出了電動汽車商參與市場競價的雙層優(yōu)化模型，上層以社會效益最大化為目標(biāo)，下層以電動汽車充放電效益最大為目標(biāo)。通過KKT條件將雙層優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為單層優(yōu)化模型，為了能快速求解，采用非線性互補(bǔ)函數(shù)將非線性不等式約束轉(zhuǎn)化為等式約束，并通過原對偶內(nèi)點(diǎn)算法求解模型。最后，通過含電動汽車商參與競價的電力市場競價機(jī)制，對所提模型進(jìn)行仿真分析，驗證了該文所提模型的有效性和可行性，為電動汽車參與市場競價提供了理論基礎(chǔ)。

作者：楊亞雄 楊洪明 張俊 單位：長沙理工大學(xué) 智能電網(wǎng)運(yùn)行與控制湖南省重點(diǎn)實驗室

電動汽車論文:電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計

1電動汽車控制系統(tǒng)中矢量控制技術(shù)

電動汽車系統(tǒng)控制電路中系統(tǒng)功率部分采用直-交電壓型電路，功率回路有蓄電池、濾波電路和智能功能模塊IPM逆變電路組成。系統(tǒng)控制器采用TI公司推出的TMS320LF2812-DSP作為控制主芯片，用它來完成電子差速算法、及高階控制器離散化的魯棒控制器，它們的實現(xiàn)需要記憶大量的歷史數(shù)據(jù)，且完成電動機(jī)矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制器、電流控制器的算法、以及電壓空間矢量PWM的產(chǎn)生、A/D轉(zhuǎn)換以及坐標(biāo)變換等。輔助電路由速度檢測電路、電流檢測電路以及故障檢測電路等組成。實現(xiàn)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測、電流檢測以及轉(zhuǎn)速和電流的雙閉環(huán)控制。DSP控制器負(fù)責(zé)將電動汽車駕駛員根據(jù)自己的意圖與行車線路給定目標(biāo)車速Vc、方向盤轉(zhuǎn)角信號、剎車信號、電機(jī)轉(zhuǎn)速、蓄電池電壓、電容儲能狀態(tài)等進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，應(yīng)用電子差速算法計算電機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置，最后應(yīng)用矢量控制算法和魯棒控制算法，得到電壓空間矢量PWM的控制信號，經(jīng)過光電隔離電路后，驅(qū)動IPM功率開關(guān)器件。DSP控制器還負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的保護(hù)和監(jiān)控，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)過壓、過電流、欠壓等故障，DSP將封鎖SVPWM輸出信號，以保護(hù)IPM模塊。異步電動機(jī)矢量控制基本思想就是把異步電機(jī)的電子電流分解為直軸電流分量ids和交軸電流分量iqs。矢量控制策略是當(dāng)轉(zhuǎn)子磁通恒定時，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電流的q軸分量成正比，通過控制定子電流的q軸分量就可以控制電磁轉(zhuǎn)矩。這樣由定子電流d軸分量控制轉(zhuǎn)子磁通，q軸分量控制轉(zhuǎn)矩實現(xiàn)了系統(tǒng)的完全解耦控制，形成經(jīng)過SVPWM逆變調(diào)制信號，將期望電壓矢量值供給逆變器，對異步電機(jī)進(jìn)行供電，一旦控制器的參數(shù)設(shè)定好后，在電機(jī)的運(yùn)行條件不發(fā)生改變的前提下，這個控制系統(tǒng)具有較好的動態(tài)響應(yīng)性能。但由于電動汽車在行駛過程中道路工況復(fù)雜，且駕駛模式多變，那么電機(jī)的自身參數(shù)也隨之改變，如果不對速度控制器的參數(shù)和輸出不進(jìn)行校正，駕駛性能會變差，所以利用通過脈沖編碼盤獲得的電機(jī)速度n反饋值，與經(jīng)過電子差速算法輸入的速度參考量refn和轉(zhuǎn)向信號形成閉環(huán)。同時編碼盤的另一個作用是獲得轉(zhuǎn)子的絕對位置，從而通過磁通觀測環(huán)節(jié)，輸出正確的磁通角θ以實現(xiàn)精確的PARK逆變換，這樣對輸出進(jìn)行及時的校正，使真?zhèn)€系統(tǒng)在運(yùn)行條件發(fā)生變化時，加快動態(tài)響應(yīng)過程。為了抑制干擾對控制誤差的影響，使得閉環(huán)控制系統(tǒng)正常工作，系統(tǒng)中的速度調(diào)節(jié)器采用H∞魯棒標(biāo)準(zhǔn)控制問題的混合靈敏度設(shè)計算法以加強(qiáng)內(nèi)部穩(wěn)定性。采用矢量控制方案的交流異步電機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2控制器硬件電路設(shè)計

控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)駕駛員根據(jù)由方向盤、驅(qū)動踏板和制動踏板設(shè)定的指令信號，以及車輛當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，即電機(jī)轉(zhuǎn)速、蓄電池電壓、電容儲能狀態(tài)等。首先調(diào)節(jié)主回路使其工作于某一特定的狀態(tài)，然后調(diào)節(jié)相應(yīng)功率器件的占空比，使電機(jī)電樞電流或者儲能器件的充電功率滿足驅(qū)動或制動踏板設(shè)定的指令值。控制系統(tǒng)硬件部分為以美國德州儀器（TI）公司的TMS320F2812型DSP（數(shù)字信號處理器）芯片為優(yōu)秀的控制電路板和相應(yīng)的外圍電路構(gòu)成，如圖2所示。系統(tǒng)主回路的電壓、電流信號及驅(qū)動和制動踏板位置信號經(jīng)傳感器采集后，通過信號調(diào)理電路由DSP的A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。控制系統(tǒng)的輸出為多路SVPWM信號，電路中采用Avago公司的HCPL-316J門驅(qū)動光電耦合器對SVPWM信號進(jìn)行處理，經(jīng)光耦隔離處理后接入IGBT的門極。IGBT的故障信號經(jīng)光耦隔離后接入DSP的功率驅(qū)動保護(hù)中斷引腳。在主回路進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整后可用于電機(jī)的驅(qū)動和再生制動控制，霍爾傳感器檢測到的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號經(jīng)信號調(diào)理電路接入DSP的捕獲單元。制動系統(tǒng)由電機(jī)和能量儲存器件，即超級電容或者高速飛輪組成。車輛制動時，電機(jī)在驅(qū)動控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下工作于發(fā)電機(jī)工況，將車輛的部分動能或重力勢能轉(zhuǎn)化為電能經(jīng)過控制儲存在超級電容或飛輪中。這部分能量在車輛加速和爬坡時釋放出來，協(xié)助電池向電機(jī)供電，使回收的能量得到再利用。超級電容通過雙向DC/DC連接到直流母線，和電池并聯(lián)通過電機(jī)控制器向電機(jī)供電。電機(jī)控制器在剎車踏板被踩下后，使電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)工況，將回饋能量送至直流母線；雙向DC/DC作為超級電容充放電控制器使用。車輛制動時將直流母線上的電機(jī)回饋能量進(jìn)行電壓變換后向超級電容充電；車輛起動或加速時使電容放電，電容儲存能量經(jīng)電壓變換后送至直流母線，和電池并聯(lián)向電機(jī)供電，一方面改善車輛加速性能，另外還可以避免電池大電流放電，延長電池壽命。控制系統(tǒng)外圍電路主要包括PWM輸出與IGBT故障信號輸入光耦隔離電路，主回路電壓、電流信號調(diào)理電路，以及電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測信號調(diào)理電路。

3控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

控制系統(tǒng)軟件設(shè)計采用基于空間磁場定向控制策略，即在速度控制器采用H∞魯棒標(biāo)準(zhǔn)控制問題的混合靈敏度設(shè)計算法，系統(tǒng)q軸、d軸電流環(huán)采用PI控制器。利用TMS320F2812強(qiáng)大的實時算術(shù)運(yùn)算能力，對異步電機(jī)的速度、轉(zhuǎn)矩進(jìn)行實時控制。系統(tǒng)控制軟件先完成系統(tǒng)的初始化工作，包括DSP的內(nèi)核初始化，模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）子模塊的初始化，以及PWM輸出子模塊的初始化和數(shù)字輸入輸出（DIO）子模塊的初始化。系統(tǒng)初始化完成后進(jìn)入等待定時器周期中斷循環(huán)狀態(tài)。控制軟件主程序如圖3所示。圖3控制器主程序流程圖主回路的電壓、電流和車輛的驅(qū)動、制動指令經(jīng)濾波電路輸入到DSP中，在定時器周期中斷服務(wù)子程序中，首先對這些信號進(jìn)A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字濾波，在控制系統(tǒng)對車輛的運(yùn)行狀態(tài)做出判斷后，運(yùn)行相應(yīng)的控制算法，并用控制量，即IGBT的占空比設(shè)置相應(yīng)的PWM模塊及PWM引腳的輸出。中斷處理模塊程序流程圖如圖4所示。

4實驗結(jié)果

以7.5KW電動汽車用交流異步電機(jī)為控制對象，其最大功率15KW、額定電壓72V、額定扭矩為32N.m、最大轉(zhuǎn)速為5600rpm、效率95%，根據(jù)異步電機(jī)的技術(shù)指標(biāo)得到在MTS-II電機(jī)測試臺架上的測試結(jié)果如表1，電機(jī)及其控制器外特性曲線如圖5。將給定目標(biāo)車速cV、方向盤轉(zhuǎn)角信號、剎車信號、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測信號、蓄電池電壓、電容儲能狀態(tài)等進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的信號輸入到上述設(shè)計的驅(qū)動控制系統(tǒng)中，相應(yīng)交流電機(jī)側(cè)得的技術(shù)參數(shù)如電壓為72V、輸入功率為6.6KW，轉(zhuǎn)矩得到11.9N.m、轉(zhuǎn)速為4609rpm、輸出功率為5.7KW、均低于額定值。根據(jù)實驗結(jié)果表明，電動汽車異步電機(jī)驅(qū)動控制器具有較好的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行性能，較快的轉(zhuǎn)速響應(yīng)速度、達(dá)到預(yù)期的設(shè)計效果。

5結(jié)論

選擇合適的電動機(jī)是提高各類電動汽車性價比的重要因素，因此研發(fā)或完善能同時滿足車輛行駛過程中的各項性能要求，并具有堅固耐用、造價低、效能高等特點(diǎn)的電動機(jī)驅(qū)動方式顯得極其重要。本文從選擇合適的交流選擇異步電機(jī)，設(shè)計基于矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)，采用H∞魯棒標(biāo)準(zhǔn)控制問題的混合靈敏度設(shè)計算法，解決復(fù)雜系統(tǒng)在不確定條件下維持系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性；采用的新型的PWM調(diào)制方式——空間電壓矢量（SVPWM）脈寬調(diào)制原理與實現(xiàn)直-交PWM電流源型異步電機(jī)變頻器控制器，提高了能量的利用效率；同時采用電子差速控制技術(shù)，解決電動汽車發(fā)展瓶頸中的電機(jī)及其控制系統(tǒng)中需要協(xié)調(diào)控制電機(jī)差速，實現(xiàn)倒退，轉(zhuǎn)彎等功能。通過以上技術(shù)應(yīng)用與傳統(tǒng)PID控制器相比，非線性方法具有更好的控制效果，改善了電動車運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，而且在制動過程中可以回收更多的能量，提高了整車的能量利用效率，并且再生能源方便地回饋到電動汽車的蓄電池中，實現(xiàn)了能量回收。

作者：黃英 殷軍 單位：江蘇省光伏風(fēng)電控制工程技術(shù)研發(fā)中心 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 蘇州秉立電動汽車科技有限公司

電動汽車論文:電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展措施建議

鎮(zhèn)江市發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)擬采取相應(yīng)措施宜基于上述SWOT分析得出的戰(zhàn)略定位，重點(diǎn)針對其劣勢與機(jī)遇，充分發(fā)揮政府、大學(xué)及科研院所、企業(yè)、科技中介等機(jī)構(gòu)主體協(xié)同聯(lián)動效應(yīng)，合理配置技術(shù)、人力、資金、公共服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施等科技資源，形成政務(wù)、商務(wù)、研發(fā)，科技服務(wù)等“組合拳”，大力推動鎮(zhèn)江科技電動汽車產(chǎn)業(yè)取得長足進(jìn)展。

1.完善新能源電動汽車技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)體系

目前世界各國電動車發(fā)展真正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段的只有日本豐田，美、法、德、英緊隨其后。研發(fā)技術(shù)雖已取得一些進(jìn)展，依然存在不少瓶頸有待突破，如若不能在降低燃料電池和氫氣存儲系統(tǒng)成本上有所突破，那么燃料電池汽車至少在2030年前不具備大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化成熟條件；我國政府在“863計劃”中明確提出電動汽車發(fā)展重點(diǎn)：確立“燃料電池汽車發(fā)展居首位，第二為混合動力電動汽車，純電動汽車兼顧的基本原則”。為此，可考慮由政府牽頭，聯(lián)合本地江蘇大學(xué)、江蘇科技大學(xué)在北汽集團(tuán)鎮(zhèn)江公司建立企業(yè)工作站，尤其江蘇大學(xué)汽車學(xué)院在汽車研發(fā)方面具備一定技術(shù)研發(fā)實力與實踐經(jīng)驗積累，應(yīng)盡早讓科研機(jī)構(gòu)與高校介入企業(yè)研發(fā)，彌合產(chǎn)業(yè)與學(xué)術(shù)屆信息不對稱隔閡，使技術(shù)研發(fā)與北汽二期開發(fā)生產(chǎn)電動汽車在時間與空間上實現(xiàn)無縫對接，及早形成多方協(xié)作的科研創(chuàng)新合力。在企業(yè)工作站基礎(chǔ)上組建部級創(chuàng)新平臺，結(jié)合本地研發(fā)實力與要素資源重點(diǎn)突破動力電池、驅(qū)動電機(jī)、電子控制、快速充電設(shè)備等關(guān)鍵技術(shù)；推動產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟建設(shè)，逐步形成集整車制造、關(guān)鍵部件與新材料、配套技術(shù)應(yīng)用等為一體的研發(fā)設(shè)計機(jī)構(gòu)；搶先進(jìn)行相關(guān)技術(shù)專利申報，積極參與全國新能源電動車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定，爭取創(chuàng)建部級新能源汽車研發(fā)平臺和產(chǎn)業(yè)示范基地。

2.加強(qiáng)新能源汽車發(fā)展各項政策扶持力度

基于省市原先政策措施如：《江蘇省新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》，《鎮(zhèn)江“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，《鎮(zhèn)江市城市總體規(guī)劃》，《鎮(zhèn)江市綜合交通規(guī)劃》，《鎮(zhèn)江市公交規(guī)劃》等政策文件，進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)政策扶持力度。電動汽車研發(fā)成本與售價均較高，可適當(dāng)采取政府補(bǔ)貼方式，對企業(yè)研發(fā)和個人購買電動汽車予以支持；鑒于人們對傳統(tǒng)汽車依賴的思維慣性，在原先預(yù)計基礎(chǔ)上，可以公交為突破口推進(jìn)示范推廣，適當(dāng)將鎮(zhèn)江市2015年公交電動汽車保有量提高至20％－30％。此后逐步推進(jìn)并培育私家與出租電動汽車消費(fèi)市場；通過政策引導(dǎo)電動汽車消費(fèi)與日常維保新商業(yè)模式，比如電動機(jī)車與電池價格均較高，可以借鑒其他地區(qū)一些做法，探索“車電分離”運(yùn)營模式，通過在政策和資金方面扶持充電設(shè)備運(yùn)營商及融資租賃機(jī)構(gòu)，由特許經(jīng)營商將“裸車”租賃給公交公司，提供電池并保障其使用年限，從而緩解公交企業(yè)一次性支付壓力；通過政策引導(dǎo)，適當(dāng)降低車貸利率，并提供相應(yīng)優(yōu)惠電價，以促動人們消費(fèi)積極性。

3.形成促進(jìn)新能源汽車推廣應(yīng)用長效機(jī)制

通過電視、網(wǎng)絡(luò)、報刊等媒體，積極宣傳低碳環(huán)保理念，使環(huán)保意識深入人心，令各方潛在消費(fèi)群明確新能源電動汽車是人類未來交通工具發(fā)展趨勢；積極進(jìn)行充電樁配套設(shè)施及電動汽車日常維保方面認(rèn)證、規(guī)劃和建設(shè)。在總結(jié)積累基礎(chǔ)上，形成相應(yīng)技術(shù)與運(yùn)營方式特有模式。鑒于國內(nèi)外在電動汽車純技術(shù)方面研發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定已走在本市前列，但我們在充電配套及日常維保方面的技術(shù)與商業(yè)運(yùn)作模式依然有望形成標(biāo)準(zhǔn)化系列配套模式并推廣至其他省市，為鎮(zhèn)江電動汽車產(chǎn)業(yè)在全國乃至世界范圍內(nèi)推廣與銷售奠定堅實支撐。以北汽落戶鎮(zhèn)江為發(fā)端，由政府機(jī)構(gòu)牽頭組成招商團(tuán)，加快產(chǎn)業(yè)園區(qū)基礎(chǔ)實施建設(shè)，給予一定政策優(yōu)惠。進(jìn)一步積極引進(jìn)電動整車、配套部件、電極材料、充電設(shè)備和其他相關(guān)系列生產(chǎn)廠家投資。比如：整車領(lǐng)域的比亞迪、五龍等，動力電池、電機(jī)、總控領(lǐng)域有沃特瑪、長河動力、匯川科技、航盛電子等，充電設(shè)備有奧特迅、巴斯巴；電池隔膜、正負(fù)極材料方面有星源材質(zhì)、惠程電器、貝特瑞等。這樣有助于本市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級由粗放型轉(zhuǎn)入深度精細(xì)化，有望最終形成以龍頭企業(yè)帶動，關(guān)鍵零部件及相關(guān)材料和配套產(chǎn)業(yè)有機(jī)整合的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈群體系。這是鎮(zhèn)江電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展由扭轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略躍遷至增長型戰(zhàn)略的關(guān)鍵，使其成為我市振興地方經(jīng)濟(jì)的又一綠色高科技支柱產(chǎn)業(yè)。

4.推進(jìn)人才培育引進(jìn)與金融支撐

21世紀(jì)誰掌握了關(guān)鍵人才與技術(shù)，誰就把控了某一行業(yè)發(fā)展先導(dǎo)與契機(jī)，為此加快人才培養(yǎng)與引進(jìn)步伐刻不容緩。電動汽車行業(yè)發(fā)展不僅需要各種高精研發(fā)人員，對于各類銷售、生產(chǎn)線操作、生產(chǎn)工藝、后期維保等各層級相關(guān)工程管理技術(shù)人員需求量也很大。結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有高等、高職院校及技師學(xué)院教育布局，各高校可根據(jù)自身科研基礎(chǔ)與辦學(xué)特點(diǎn)，針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際需求，分層分類培養(yǎng)各種工程技術(shù)與管理、銷售人員。比如江蘇大學(xué)與江蘇科技大學(xué)可以開辟與整車、各項零部件生產(chǎn)及充電設(shè)備有關(guān)的研究生層面研發(fā)人員，及工業(yè)工程專業(yè)本科生；鎮(zhèn)江高專正積極籌建汽車學(xué)院，培養(yǎng)電動汽車管理、銷售及日常維保方面的技術(shù)與管理人員；交通技師學(xué)院和鎮(zhèn)江技校可以相應(yīng)培養(yǎng)電動車維修、充電站維護(hù)、生產(chǎn)線操作等技術(shù)工人等。然而，人員培養(yǎng)有其滯后性，尤其高端人才培育很難一蹴而就，為此有必要從全國乃至海外引進(jìn)高端技術(shù)人才，政府機(jī)構(gòu)及用人單位應(yīng)在工作條件、收入待遇、配偶隨調(diào)、研發(fā)費(fèi)用、生活設(shè)施、子女入學(xué)等方面給予適當(dāng)傾斜，這樣才能留住并用好人才。鑒于新能源電動汽車前期研發(fā)，生產(chǎn)及配套充電站建設(shè)等方面資金投入頗巨，僅一座大型充電站建設(shè)動輯上千萬，資金缺口較大。可以采取梯度投資，逐步完善，使配套設(shè)施投資規(guī)模與投產(chǎn)速度相匹配。此外，汽車廠商由于巨額投資及技術(shù)和市場開發(fā)不確定性，囿于傳統(tǒng)車型既得利益，對新能源電動車研發(fā)與生產(chǎn)積極性不高。這一心態(tài)亦會蔓延至金融領(lǐng)域，使電動汽車在研發(fā)、生產(chǎn)、配套設(shè)施建設(shè)，銷售等方面的信貸規(guī)模與流向受到制約。為此政府要對各金融機(jī)構(gòu)做適時引導(dǎo)，使其明確：加大相應(yīng)信貸力度，支持科技型新能源交通“功在當(dāng)代，利在千秋”，不能只顧眼前利益而忽視長遠(yuǎn)發(fā)展。此外應(yīng)加強(qiáng)電動汽車在生產(chǎn)、研發(fā)、推廣、日常維護(hù)等方面安全管理，促進(jìn)信息化全面升級，以利于以電動汽車為龍頭的新能源高新產(chǎn)業(yè)鏈逐步成形。

作者：凌峰朱冬林范靈單位：鎮(zhèn)江市高等專科學(xué)校南京理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院鎮(zhèn)江市高等專科學(xué)校

電動汽車論文:電動汽車換電定價建議

《寧夏電力雜志》2014年第六期

1電動汽車的能耗成本

電動汽車的能耗成本主要包括建設(shè)成本、運(yùn)營成本及電池折舊成本[1]（電池由國家電網(wǎng)公司提供，但電池的折舊費(fèi)用要攤到能耗成本之中）。在這里我們以單個換電站作為研究對象，假定電動汽車數(shù)量很多，換電站滿負(fù)荷運(yùn)營，計算出換電站的最大服務(wù)能力即能提供的最大能源補(bǔ)給的公里數(shù)，用以攤薄建設(shè)成本和運(yùn)營成本。

1.4電動汽車換電成本將電動汽車能耗成本作為其換電成本，以上計算結(jié)果如表2所示。從表2可以看到，大客車的換電成本價格為5.25元/km，其中電池折舊所占比重最大。乘用車的換電成本價格為0.6元/km。

2電動汽車換電定價建議

2.1換電服務(wù)定價策略從市場情況分析來看，現(xiàn)階段電動汽車能耗成本很高（電動大客車5.25元/km，而燃用天然氣大客車則是1.42元/km，享受政府補(bǔ)貼的天然氣公交車只需0.8元/km），如果按成本價格定價就無法吸引用戶使用電動汽車。況且，現(xiàn)階段銀川地區(qū)的電動汽車充換電站僅有9座，而銀川地區(qū)卻有近40座天然氣加氣站，兩者在服務(wù)便捷性上存在差距。但是，從可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保的角度看，電動汽車能耗成本下降存在很大的空間：隨著電池技術(shù)的進(jìn)步，2013年的電動汽車動力電池招標(biāo)采購價格已經(jīng)比2011年的采購價格下降25%，保守估計5年后還能下降50%～70%。如表3所示，隨著國家推動電動汽車發(fā)展的相關(guān)政策逐步落實及政府對充換電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供資金補(bǔ)貼，電動汽車能耗成本會大幅度下降。而天然氣作為不可再生能源，隨著時間的推移儲量將會越來越少，能耗成本會大幅上升。從表3中可以看到，如果能爭取到50%的建站補(bǔ)貼，即電動汽車換電站建設(shè)成本降低一半；5年后，電動汽車動力電池價格下降70%，天然氣價格上漲1倍以上；這幾個條件同時實現(xiàn)的話，則電動汽車能耗成本均低于天然氣車輛的能耗成本，電動汽車換電站比天然氣加氣站更具有競爭優(yōu)勢。因此，寧夏地區(qū)電動汽車換電服務(wù)的定價策略應(yīng)是：積極爭取政府補(bǔ)貼，先以具備市場競爭力的換電價格推動電動汽車的市場占有率，降低充換電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營風(fēng)險，隨著電池技術(shù)進(jìn)步，換電價格逐步下降和競爭對手天然氣價格的上升，在一定的時間范圍內(nèi)，最終實現(xiàn)充換電站的盈利。

2.2換電定價選擇天然氣車輛作為主要的競爭對手，電動汽車換電價格與天然氣車輛的能耗成本價格掛鉤，按約90%的比列收取。參考文獻(xiàn)[2]的做法，根據(jù)實際情況，建議寧夏地區(qū)電動汽車換電價格如表4所示。電動公交車換電價格為0.8元/km。主要是爭奪公交市場，雖然價格持平，但通過宣傳電動汽車綠色無污染可以具備一定的競爭優(yōu)勢。普通電動大客車換電價格為1.25元/km。小型乘用車的換電價格為0.225元/km，都比天然氣價格略低，以增加市場競爭力，吸引用戶。

3效果和意義

（1）電動汽車換電定價建議已面向社會進(jìn)行了意見征求：銀川市公交公司對這個換電定價較為認(rèn)可，在行駛成本基本相同的情況下，考慮到電動汽車環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)越性，愿意嘗試使用電動公交車。銀川地區(qū)的私家車主和出租車司機(jī)也表示，該換電定價比較具有吸引力。所以定價建議具有一定的市場可行性。（2）目前寧夏回族自治區(qū)經(jīng)濟(jì)和信息化委員會正在編寫“‘十二五’期間寧夏電動汽車發(fā)展規(guī)劃”，電動汽車換電定價建議可為其制定提供參考，對盡快實現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)有積極的促進(jìn)作用。（3）電動汽車換電定價建議有助于實現(xiàn)電動汽車充換電站網(wǎng)絡(luò)的市場化運(yùn)營。

4結(jié)論

（1）電動汽車換電定價建議是通過調(diào)查、分析市場情況，綜合考慮了寧夏地區(qū)交通車輛不同的能耗方式，論證了電動汽車換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的市場定位后提出的。（2）電動汽車換電定價建議具有可行性。雖然電動汽車換電服務(wù)的運(yùn)營前期需取得政府補(bǔ)助，但隨著電動汽車達(dá)到一定規(guī)模后，電池技術(shù)的不斷進(jìn)步，換電能耗成本將下降，預(yù)期5～7年后，電動汽車充換電價格可以不依靠政府補(bǔ)助參與市場競爭。（3）石油、天然氣是不可再生能源，隨著儲量的下降，價格會越來越高，且以其為燃料的車輛還會產(chǎn)生環(huán)境污染問題。而電動汽車在節(jié)能環(huán)保、無污染零排放方面具有無可比擬的優(yōu)勢。所以電動汽車必將取代汽、柴油及天然氣車輛，是未來交通工具的必然選擇。

作者：劉德鵬單位：國網(wǎng)寧夏電力公司銀川供電公司，