电动汽车关键技术发展综述77
电动汽车的发展和技术进步
电动汽车的发展和技术进步随着全球环保意识的提高以及能源危机的日益严重，电动汽车作为一种环保、节能、高效的新型交通工具正在蓬勃发展。
本文将从电动汽车的现状、技术进步及未来发展几个方面进行论述。
一、电动汽车的现状电动汽车作为一种新兴的交通工具，在全球范围内已经得到了广泛的关注和推广。
根据国际能源署（IEA）数据，2017年电动汽车全球销售量已经超过了100万辆，预计到2020年将超过三倍。
其中，中国作为全球最大的车市，电动汽车销售量也在持续增长，2018年电动汽车销售量已经超过了100万辆，国内品牌的电动汽车也在逐步崛起。
然而，电动汽车还面临着一些挑战。
首先是成本问题，电动汽车相较传统燃油汽车价格更高，而在电池技术成本带来的限制之下，电动汽车的研发和销售成本也比较高昂。
其次是充电问题，电动汽车的续航里程以及充电速度还不能满足部分消费者的需求。
最后是基础设施建设问题，充电桩的推广及建设也需要时间和资金的投入。
二、电动汽车技术进步尽管电动汽车面临一些挑战，但是它的技术也在不断的进步。
其中最重要的就是电池技术的突破。
随着材料科学和化学工程的发展，新型电池不断涌现，电池的能量密度和寿命得到了明显提高。
比如，磷酸铁锂电池的能量密度相较锂离子电池提高了1.5倍以上，同时寿命也更长，能够在常温下保持逾十年的使用寿命。
除了电池技术，电机技术和智能控制系统的改进也在不断进行。
新一代电动汽车的电机效率达到了95%以上，相较于传统燃油汽车，电动汽车具有更大的能量转换效率。
同时，多种传感器的应用使得车辆故障的诊断和维护变得更加简单，可大大节省后期的维护费用。
三、电动汽车的未来发展电动汽车的未来发展具有广阔的前景。
根据国际能源署（IEA）的预测，到2030年，电动汽车市场份额有望增长至30%，到2050年更可能达到全球销售量的75%。
其中，中国市场将成为全球最大的电动汽车市场。
同时，随着新能源政策的逐步推行和技术的不断革新，电动汽车的成本和充电难题也将逐步得到解决。
电动汽车关键技术发展综述77
随着世界汽车产业的发展，日益增大的石油能源的消耗，将加快从能源短缺到能源枯竭的步伐。
汽车排放造成的大气污染和地球的温室效应，成为世界全人类的公害。
人类社会和汽车产业的可持续发展，受到极大的威胁，发展汽车新能源、开发汽车新动力，成为世界汽车产业面临十分紧迫的任务。
当代融合多种高新技术而兴起的纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车，尤其是立足于氢能基础上的燃料电池汽车正在引发世界汽车工业的一场革命，展现了汽车工业新能源、新动力发展的光明前景。
本文就从电池技术、电力驱动及其控制技术、整车技术及能源管理技术方面作简要分析。
一、电池技术1.电池技术存在的问题电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。
电动汽车用电池的主要性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。
要使电动汽车具有竞争力，就要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。
目前面临最关键的电池技术问题是：（1）极低的电池能量密度。
汽油的能量密度是万W·h/kg，而目前通常使用的铅酸电池能量密度不足40W·h/kg。
近年来，其他类型电池，如空气电池等的开发虽有进展，但是在价格、性能、工艺性等方面欠成熟，近期无法实现量产。
（2）过重的电池组。
尽管在车身设计方面采取了诸如玻璃钢车身等技术以尽可能减轻整车质量，但是，电池过重的自身质量仍会使一部电动汽车的总质量较同样大小的内燃机汽车重。
（3）有限的续驶里程与汽车动力性能。
因为电池的能量密度较低，电池组的质量过大，因此，即使电动汽车动力系统的效率很高，使用铅酸电池的电动汽车一次充电的续驶里程也只有100km左右。
因为电池性能差，电动汽车的动力性能无法达到当前内燃机汽车的水平。
（4）电池组昂贵的价格及有限的循环寿命。
一辆载容量20人的轻型电动客车电池组的价格高达2万元人民币，以现有电池的循环寿命（假定为500次充放电循环）计算，电动汽车行驶4万km就需更换电池。
电动汽车发展的关键技术与市场前景
电动汽车发展的关键技术与市场前景在全球对环境保护的共同呼吁下，电动汽车作为一种环保型交通方式正逐渐走入人们的生活。
那么，电动汽车发展的关键技术是什么？它的市场前景如何？本文将从多个角度进行探讨。
一、电池技术电池是电动汽车的核心技术之一，它的性能直接关系到电动汽车的续航里程和使用寿命。
目前，锂电池被广泛应用于电动汽车，它具有高能量密度、轻量、快充电等优点。
然而，锂电池的成本较高，充放电速率低，使用寿命相对较短，这成为了电动汽车发展的瓶颈。
为了解决这一问题，科学家们正在不断研究新型电池技术。
其中，固态电池被认为是未来电动汽车的发展方向之一。
固态电池具有高能量密度、安全性高、快充电等特点，能够极大地提升电动汽车的性能。
然而，目前固态电池的制造成本较高，生产工艺仍不够成熟，所以在实际应用中还存在一定的挑战。
此外，超级电容器也是电动汽车电池技术的一个热门方向。
超级电容器具有高功率密度、长循环寿命等优点，能够提供快速的充放电性能，从而改善电动汽车的加速性能和续航里程。
然而，超级电容器的能量密度较低，还不能满足电动汽车的长距离行驶需求。
因此，目前超级电容器主要用于辅助动力和回收能量等方面。
二、充电基础设施充电基础设施是电动汽车发展的另一个重要环节。
与传统内燃汽车相比，电动汽车需要专门的充电设备来进行充电。
然而，目前全球范围内的充电基础设施建设还相对薄弱，充电桩的数量有限，充电速度较慢，充电网络的覆盖率不高。
为了解决这一问题，各国政府和企业纷纷加大了充电基础设施建设的力度。
例如，中国政府推出了一系列优惠政策，鼓励企业和个人投资建设充电桩，同时加速充电站的建设。
在国外，一些企业也在积极推广充电技术，例如特斯拉的超级充电桩，能够在短时间内为电动汽车充电，极大地方便了用户的使用。
三、市场前景随着环保意识逐渐增强，电动汽车市场前景十分乐观。
根据国际能源署的统计数据，到2030年，全球电动汽车的销量有望超过3000万辆。
电动汽车从开发到普及的关键技术
电动汽车从开发到普及的关键技术大家好，今天我们要聊一聊关于电动汽车的话题。
随着社会的向前发展，环保意识逐渐升温，电动汽车作为清洁能源的代表，逐渐受到了人们的关注和青睐。
那么，电动汽车从开发到普及的关键技术是什么呢？让我们一起来揭秘。
1.电池技术谈到电动汽车，就不得不提及电池技术。
电池是电动汽车的心脏，直接影响着续航里程和性能表现。
随着科技的不断进步，锂电池技术逐渐成熟，能量密度和充电速度都在不断提升。
固态电池、钠离子电池等新型电池技术也在不断涌现，为电动汽车的发展提供了新的可能性。
2.充电基础设施除了电池技术外，充电基础设施也是电动汽车普及的关键。
充电桩的建设和分布直接影响着电动汽车的使用便捷性。
政府和企业逐渐加大对充电桩建设的投入，推动充电网络的完善。
快充技术的发展也大大缩短了充电时间，提升了用户的体验感。
3.智能驾驶技术智能驾驶技术是电动汽车发展的另一大亮点。
自动驾驶、智能辅助驾驶等技术的应用，提升了电动汽车的安全性和便捷性。
通过激光雷达、摄像头、超声波传感器等设备，电动汽车能够实现环境感知，自动避障和自动泊车等功能，为驾驶员提供更加舒适和安全的驾驶体验。
4.车载互联技术随着互联网的普及，车载互联技术成为电动汽车的又一重要组成部分。
车载系统可以连接手机App，实现远程控制、导航、音乐播放等功能。
车载系统也可以实现车辆信息的实时监测和诊断，提升了汽车的维护效率和驾驶安全性。
在电动汽车从开发到普及的过程中，电池技术、充电基础设施、智能驾驶技术和车载互联技术都起着举足轻重的作用。
随着科技的不断进步和应用，相信电动汽车会在未来发展得更加繁荣，成为人们出行的首选之一。
希望通过本文的介绍，您对电动汽车的关键技术有了更深入的了解。
让我们一起期待电动汽车在未来的发展，为环境保护和可持续发展贡献自己的力量。
纯电动汽车的关键技术发展综述
10.16638/ki.1671-7988.2019.23.008纯电动汽车的关键技术发展综述*张琦，朱恒伟（德州学院汽车工程学院，山东德州253023）摘要：纯电动汽车作为新能源汽车主力军，是未来汽车发展的方向，然而，纯电动汽车的发展受到多方面关键技术的制约。
文章从动力电池及其管理系统、电机驱动控制技术、整车轻量化技术和安全技术等方面阐述并分析了纯电动汽车的关键技术。
关键词：电动汽车；电池技术；电机驱动系统；轻量化中图分类号：U469.7 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)23-23-02Overview of Key Technologies Development of Electric Vehicles*Zhang Qi, Zhu Hengwei( Dezhou University Department of Automotive Engineering, Shandong Dezhou 253023 )Abstract:As the main force of new energy vehicles, electric vehicles are the direction of future automobile development. However, the development of electric vehicles is restricted by many key technologies. This paper expounds and analyzes the key technologies of electric vehicles from the aspects of power battery and management system, motor drive and control technology, vehicle lightweight technology and safety technology.Keywords: Electric vehicles; Battery technology; Motor drive system; LightweightCLC NO.: U469.7 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)23-23-02前言作为国家重点发展的产业，纯电动汽车是是汽车发展的趋势。
新能源汽车的关键技术研究与发展趋势
新能源汽车的关键技术研究与发展趋势随着人们生活水平的提高，对环保问题越来越关注，一种新型的交通工具新能源汽车应运而生。
新能源汽车分为纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车三种类型。
这些新型的汽车虽然有着环保优势，但是却面临一些关键技术的研究与发展问题。
在这篇文章中，我们将从几个方面探讨新能源汽车的关键技术以及它们的发展趋势。
一. 能源管理技术新能源汽车最大的特点就是电力驱动，而电池的续航能力和能源管理技术对于新能源汽车发展至关重要。
如果电池续航不够长，消费者无法满意，同时充电时间过长也会影响到所有者的使用舒适度。
因此，新能源汽车的主要研究方向之一就是能源储存和管理技术。
当然，随着科技的不断进步，能源管理技术也在不断地改进和升级。
例如，智能化的能源管理系统可以根据车主的行驶习惯，预测车辆的能量消耗和充电需求，从而提出优化的能量管理方案。
而对于未来，人工智能技术和大数据技术或许可以更好地帮助我们实现智能化能源管理。
二. 运动控制技术除了能源管理技术之外，运动控制技术也是新能源汽车发展中的一个重要方向。
新能源汽车的电力驱动系统具有许多优点，例如低噪音、快速响应和高效能等，但是也会面临一些挑战。
例如，电动汽车需要更高的安全性和可靠性，同时也需要更强的运动控制能力。
因此，运动控制技术对于提高新能源汽车的性能和稳定性非常重要。
我们需要更加有效的动力分配和车辆控制，以提高车辆的驾驶性能、体验和安全性。
三. 车身结构和材料技术车身结构和材料技术也是新能源汽车技术研究中的一个重要方向。
随着科技的不断进步，新材料的出现和不断改进为车辆的减重和提高车辆结构强度提供了有力的支持。
这不仅可以降低能源消耗和污染排放，而且还可以提高车辆的整体性能。
同时，车身结构和材料技术也可以提高电池的安全性和车辆的碰撞安全性。
例如，碳纤维复合材料就有着轻量化、高强度和抗疲劳的优点，可以在车辆的制造中得到广泛应用。
总的来说，新能源汽车技术的研究和发展都在不断地进行着。
电动汽车关键技术发展综述
来更好的性能，因此直流电机逐渐被淘汰。无刷直 流电机一般用于小型电动汽车，如时风电动车。永 磁同步电机由于成本高及使用时间长时易退磁等 缺 点 而 难 以 广 泛 使 用 ，主 要 应 用 在 混 合 动 力 汽 车 中，如日本丰田的 Prius，目前笔者也在研究其应用 于 纯 电 动 汽 车 领 域 的 可 行 性 ，其 中 速 达 电 动 轿 车 （SDEV）试验车即采用永磁同步电机驱动，能量利 用效率高，每百里耗电 10 kW· h（度）。交流感应电 机由于其良好的性价比而广泛用于纯电动汽车，从 而降低了纯电动汽车的成本，如速达电动汽车，美 国的电动汽车驱动电机也较多使用交流感应电
一般
较低
超级电容 低 高 高
一般 长
较好 低 高
3.2 电池管理系统 为提供充足的能量，电动汽车往往需要使用多
块电池供电，电池管理系统完成均衡多块电池电量 的工作，并使其处于最佳状态，具有监测电池工作 状况及 SOC(state of charge)检测的功能。此外，电 池管理系统还应具有与外部设备通信、控制充电方 式的功能。对电池管理系统的研究很多，如徐剑鸣 等设计的基于太阳能电池、超级电容和蓄电池 3 种 能量源的电动汽车复合能源系统[12]，叶敏等设计的 基于 CAN 总线的电动汽车能源管理系统[13]，南金瑞 等为北京理工大学和北方客车厂联合研制开发的 电 动 客 车 BFC6110EV 的 锂 离 子 电 池 管 理 系 统 [14] 等，都不同程度地改善了电池管理系统的性能。孙 逢春等则为北京公交的纯电动客车用动力电池建 立了动态测试工况，为测试动力电池的动态性能及 评价在对应工况下动力电池的适应性奠定了基础[15]。 这些研究在电池管理的方式或是在电池管理采用 的算法上加以改进，既有理论研究，又有基于车体 的实际应用，大大提高了电池管理系统的性能。
新能源汽车关键技术研究及发展展望
新能源汽车关键技术研究及发展展望随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，汽车已经成为人们必不可少的出行工具。
但传统的燃油车由于产生大量二氧化碳和有害气体，对环境造成了巨大的污染和破坏。
因此，新能源汽车作为一种清洁、环保的出行选择，更受到人们的青睐。
本文将着重探讨新能源汽车的关键技术研究现状以及未来的发展展望。
一、新能源汽车的发展现状目前，新能源汽车以电动汽车为主要类型，它们被分为纯电动和插电式混合动力两种。
纯电动汽车采用电池作为能量来源，具有不消耗化石燃料、无排放、减少噪音和维护成本低的优点，但电池的续航里程仍然限制了它的普及程度。
而插电式混合动力汽车则是将燃油和电池相结合，可以更好的克服续航里程问题，但是相应地功率等技术指标需要更高。
从国内汽车市场的速度来看，新能源汽车正在快速崛起。
2021年上半年，新能源汽车月销量首超20万辆，市场占比也从上一年同期的5.1%提高到了8.5%。
而整个2021年的预计销量也达到了160万辆，新能源汽车的发展前景不容忽视。
二、新能源汽车的关键技术研究现状1、电池技术电池是纯电动汽车的核心零部件，电池的性能和成本直接影响车辆续航里程和普及程度。
因此，电池技术的研究是新能源汽车产业链中至关重要的一环。
我国已经成为了世界上最大的动力电池生产国，动力电池技术已经取得了一定的进展。
目前，锂离子电池被广泛应用于新能源汽车，但续航里程、寿命以及安全等方面仍有待提高和完善。
2、电机技术电机作为汽车的动力源，直接影响车辆的加速和行驶性能。
随着混合动力技术的发展，电机的技术也在不断改进。
现代电机需要满足高效、小型轻量化和高性价比等要求，且需要达到电机转速和扭矩特性可调控的效果。
目前，我国的电机技术已经逐渐成熟，国内的电动汽车动力系统不断地获得市场认可，相关企业的竞争力逐渐提升。
3、充电技术电动汽车的充电问题是目前新能源汽车发展的最大瓶颈之一。
高效、智能、安全的充电技术是提高新能源汽车使用体验和普及率的关键，也是保证车辆安全的基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
随着世界汽车产业的发展，日益增大的石油能源的消耗，将加快从能源短缺到能源枯竭的步伐。
汽车排放造成的大气污染和地球的温室效应，成为世界全人类的公害。
人类社会和汽车产业的可持续发展，受到极大的威胁，发展汽车新能源、开发汽车新动力，成为世界汽车产业面临十分紧迫的任务。
当代融合多种高新技术而兴起的纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车，尤其是立足于氢能基础上的燃料电池汽车正在引发世界汽车工业的一场革命，展现了汽车工业新能源、新动力发展的光明前景。
本文就从电池技术、电力驱动及其控制技术、整车技术及能源管理技术方面作简要分析。
一、电池技术
1.电池技术存在的问题
电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。
电动汽车用电池的主要性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。
要使电动汽车具有竞争力，就要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。
目前面临最关键的电池技术问题是：
（1）极低的电池能量密度。
汽油的能量密度是1.2万W·h/kg，而目前通常使用的铅酸电池能量密度不足40W·h/kg。
近年来，其他类型电池，如空气电池等的开发虽有进展，但是在价格、性能、工艺性等方面欠成熟，近期无法实现量产。
（2）过重的电池组。
尽管在车身设计方面采取了诸如玻璃钢车身等技术以尽可能减轻整车质量，但是，电池过重的自身质量仍会使一部电动汽车的总质量较同样大小的内燃机汽车重。
（3）有限的续驶里程与汽车动力性能。
因为电池的能量密度较低，电池组的质量过大，因此，即使电动汽车动力系统的效率很高，使用铅酸电池的电动汽车一次充电的续驶里程也只有100km左右。
因为电池性能差，电动汽车的动力性能无法达到当前内燃机汽车的水平。
（4）电池组昂贵的价格及有限的循环寿命。
一辆载容量20人的轻型电动客车电池组的价格高达2万元人民币，以现有电池的循环寿命（假定为500次充放电循环）计算，电动汽车行驶4万km就需更换电池。
高昂的运行成本难以让市场接受。
（5）汽车附件的使用受到限制。
因为电动汽车所能携带的电能有限，所以在车上对电能的使用必须注意节省，车内空调和暖风的选用必须充分考虑其对电动汽车续驶里程的影响。
除此之外，动力转向、真空助力器、主动（半主动）悬架以及其他一些车载电器的使用也受到限制。
因此，乘员的舒适性受到影响。
2.电池技术的发展及应用
到目前为止，电动汽车车用动力蓄电池经过3代的发展，已取得了突破性的进展。
第1代是铅酸电池，目前主要是阀控铅酸电池（VRLA），因为其比能量较高、价格低和能高倍率放电，因此是目前唯一能大批量生产的电动汽车用电池。
第2代是碱性电池，主要有镍锅、镍氢、钠硫、铿离子和锌空气等多种电池，其比能量和比功率都比铅酸电池高，因此大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程，但其价格却比铅酸电池高。
只要能采用廉价材料，电动汽车用锉离子电池将获得长足的发展，目前关键是要降低批量化生产的成本，提高电池的可靠性、一致性及寿命。
第3代是以燃料电池为主的电池。
燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量转变效率高，比能量和比功率都高，并且、可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，因此是理想的汽车用电池。
表1为各种车用电池的性能比较。
从目前车用电池的发展来看，镍氢电池可能是电动汽车动力能源的首选电池，它已经规模化生产，性能稳定，其质量比、体积比功率、电池寿命和重复充放电次数方面均已达到USABC（美国先进电池联合会）性能指标。
从产品规模化、生产程度和发展前景看，有可能成为电动汽车车用电池的潜在竞争者，其容量大、体积质量小的优点正符合现代电动汽车的要求。
另外，燃料电池的应用前景乐观。
随着电化学技术的进一步发展，燃料电池可能成为电动汽车的主要能源之一。
其他尚在实验阶段的电池如飞轮电池、太阳能电池，有着寿命长、环保等优点，在未来的车用电池中也必将占有一席之地。
二、电力驱动及其控制技术
1.电动车用电动机性能分析
目前，电动汽车用电动机主要有直流电动机（DCM）、感应电动机（IM）、永磁无刷电动机（PM-BLM）和开关磁阻电动机（SRM）4类，其性能对比见表2。
电动车辆的驱动电机属于特种电机，是电动汽车的关键部件。
要使电动汽车有良好的使用性能，驱动电机应具有较宽的调速范围及较高的转速，足够大的启动扭矩，体积小、质量轻、效率高且有动态制动强和能量回馈的性能。
目前电动汽车所采用的电动机中，直流电动机基本上已被交流电动机、永磁电动机或开关磁阻电动机所取代。
电动汽车所用的电动机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。
当今世界已研制出功率密度超过1 kW/kg，额定点的效率大于90%的小型电动机，电机满足低速衡（大）扭矩和高速衡功率的牵引控制要求。
2.控制系统
随着电机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化和数字化。
变结构控制、模糊控制、神经网络、自应控制、专家系统、遗传算法等非线性智能控制技术，都将各自或结合应用于电动汽车的电机控制系统。
它们的应用将使系统结构简单、响应迅速、抗干扰能力强，参数变化具有鲁棒性，可大大提高整个系统的综合性能。
电动汽车再生制动控制系统可以节约能源、提高续驶里程，具有显着的经济价值和社会效益。
再生制动还可以减少刹车片的磨损，降低车辆故障率及使用成本。
图1所示为XJTUEV 1电动汽车再生制动控制系统的结构图。
该系统由超级电容或飞轮及其控制器组成，利用超级电容或飞轮吸收再生制动能量，具有非常突出的优点。
当车辆制动时，电机工作于发电机工况，将一部分动能或重力势能转化为电能储存在超级电容或飞轮中，因为超级电容或飞轮的功率密度大，可以更快速、高效地吸收电机回馈能量。
在车辆起动和加速时，利用双向DC/DC将存储的能量释放出来，协助电池向电机供电，不但增加了电动汽车一次充电的行驶里程，而且避免了蓄电池的大电流放电，达到了节约能源、降低刹车片磨损和提高蓄电池寿命的目的。
三、电动汽车整车技术
电动汽车是高科技综合性产品，除电池、电动机外，车体本身也包含很多高新技术。
采用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料，优化结构，可使汽车自身质量减轻30％～50%；实现制动、下坡和怠速时的能量回收；采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎，可使汽车的滚动阻力减少50%；汽车车身特别是汽车底部流线型化，可使汽车的空气阻力减少50%。
4能量管理技术
蓄电池是电动汽车的储能动力源。
电动汽车要获得非常好的动力特性，必须具
有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源。
因此必须对蓄电池进行系统管理。
能量管理系统是电动汽车的智能核心。
一辆设计优良的电动汽车，除了有良好的机械性能、电驱动性能、适当的能量源（即电池）外，还应该有一套维持电动车所有蓄电池组件的工作，并使其处于最佳状态；采集车辆的各个子系统的运行数据，进行监控和诊断；控制充电方式和提供剩余能量显示等职责的能量管理系统。
能量管理系统研究与开发不仅要建立包括蓄电池在内的电动车的数学模型而且要开发以微处理器为核心的电子控制单元。