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從電池/電機/控制器解密電動汽車

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年09月05日  

雖然電動汽車已經面世多年,但對于更多的普通消費者來說,他們并不太理解什么叫電動汽車。


首先,本文所說電動汽車指的是純電池驅動車,而更廣義的燃料電池和插電式混合動力車均不算在內。第二點要說明的是,其實純電動車就是舍棄了傳統汽車的動力總成和一些配套元器件而已。日產聆風、特斯拉ModelS、福特福克斯電動車、本田飛度電動車等等,其實本質上與傳統汽車并沒多大區別,其獨特之處在于利用電能代替內燃機驅動車輛。


電動車動力總成中包含一個電池組、一個控制器以及電機。車企在研發電動汽車時,可以基于原有的傳統車型改造,也可以完全開發一款全新的車型。


電池



其實早在100年前就有電動車這個品種,只不過那時候電動車的電池即笨重,又低效,并且容量很小,更不用提電池管理技術和安全技術了。


經過幾十年的發展,電動車的熱門能量儲存系統由鉛酸電池變為了鋰電池。特斯拉在2008年推出的Roadster車型中采用了將近7000顆鋰電池。每個車企都認為他們的鋰電池性能是最優秀的,但實際上,他們采用的都是類似的可充電鋰離子電池。


電池組所需充滿電的時間由電池組容量、充電裝置功率、充電電流決定。所有的電動車都擁有制動能量回收功能,能夠在車輛減速過程中將熱能轉化為電能反哺至電池組。不過,靠該途徑獲得的能量對于電動車所需的驅動能量來說微乎其微,一些企業吹噓的可以通過能量回收的方式讓電動車變為“永動機的說法完全不切實際。


在充電方面,雖然可以依靠家用電網插口進行供給,不過這是效率最低的方法。即便是三菱i-MiEV中的16千瓦時電池組都需要花費20小時才能充滿,而特斯拉最高配ModelS的85千瓦時電池組則需要數日。


當然,用戶可以花費額外的幾百美元在家中配備電動車供應設備(ElectricVehicleSupplyEquipment,EVSE),令充電效率高一些。


速度最快的充電方式就是共用充電站的直流快充,其電壓一般能達到480伏,當然特斯拉的超級充電站更高,能夠在20分鐘內充滿80%的電量。


如今的電動車電池都內置電池管理系統BMS,由軟件對其充放電進行控制。電池管理系統主要防止電池過度放電,或電量過分充盈,目的是為了盡可能地延長電池的使用壽命。


其實,即便電池能量“空了,其仍然能夠提供一定量的電流,但這樣會嚴重影響其使用壽命。


在某些方面,電池與人類一樣——它們在適宜的溫度下工作表現更為出色。當然,在極冷與極熱的溫度條件下它們也能工作,只不過其可支持的續航里程要明顯低于正常水平。工程師們為了解決這樣的問題,會在電池中加入主動溫控系統,通常采用液冷的方式。而一些車企仍然很自信地不采用溫控系統,例如2015款大眾e-Golf電動車。據大眾描述,該車的電池中采用了更合適的電化學材料,幾乎不存在自發熱傾向,因此無需溫控系統。


控制器



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