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如何提高电动汽车的续驶里程
2009-9-12 11:28:40
如何提高电动汽车的续驶里程
“风力电动汽车的可行性研究”
朱 龙 江 高级工程师 襄樊市发明协会常务理事
原物资部物流技术研究所副所长
关键词:汽车 风力 续驶
随着汽车工业的发展,它给我们人类的生存环境造成的问题显而易见,
但是,汽车这一自由度较大切快捷的交通工具,又是我们不可缺失的。因
此,发展电动汽车已成为当今的共识,如何提高电动汽车的续驶里程是人们关注的焦点。
续驶里程的提高是电动汽车产业化,商品化的关键,就目前电动汽车的研发现状,这个问题仍然是电动汽车发展的瓶颈,国外电动汽车技术虽比我国先进,但续驶里程问题并未解决。我国研发电动汽车也十多年了,国家的大力扶持,我国电动汽车的研发已有了长足的发展,成果更是令人鼓舞。据有关方面的最新报导:
奇瑞 s18 纯电动汽车: 时速100km /h ,一次充电续驶120—150km,百公里耗电8kw.
比亚迪E6纯电动汽车:时速160km /h, 充电时间为9小时,可用220V50H直接充电,专用设备充电10—15分钟,可达额定充电量的50%以上,电池为自主研发的铁电池。
众泰2008EV纯电动汽车:时速110km /h, 一次充电续驶200km.
南京依维柯纯电动汽车:续驶里程220km, 按60A流量充电时间为3小时,电池单体容量90A动力锂电池,使用为并联180A.
上述四家可以说是各有千秋,有一定的代表性,反映了我国电动汽车的现状。总的来说:仍然是续驶里程问题,这就是说各家水平虽有差异,但问题却是共同的。
对于纯电动汽车而言,提高续驶里程,突破技术瓶颈,大家一定会认为无非是以下几个方面:
1、 研发高能电池,容量大,重量轻,且体积相对较小。
2、 在汽车自重许可范围内,加大车载电池数量。
3、 研发快速充电电池。
4、 研发快速充电设备,建设全国性的充电网站。
5、采用车载风力发电系统:在汽车行驶过程中,空气阻力相对汽车运动
所行成的风力,启动发电机发电,并不断地给备用电池充电。
当然,也许还有更多好的办法,诸如混合动力,燃料电池已实施的方案,这些都不是我们讨论纯电动汽车续驶里程的范围。我认为:上述1, 3, 4 条都可称之为,提高电动汽车续驶里程的突破性思维。实现其中任何一项,都将会使电动汽车产业化向前大大推进。但是,其中有的难度很大,近期不会有大的技术性突破。第2条显然是不可取的。我是第五种方案的倡导者,因为它的应用不但可行,而且也是当前较为现实的。就我国电动汽车的技术现状,完全有条件开始研发风力电动汽车。它的成功实施,将是我国纯电动汽车产业化,商品化的开始。科学的创新思维,将是自主创新产品的前提。
风力电动汽车传动与控制系统设计思考:
首先,我认为风力电动汽车不是传统汽车的简单改型,而是一种全新的汽车概念,这种新的概念将体现在系统设计及制造的各个方面。简而言之;它的动力系统将采用电池供电的电动轮驱动技术,车速控制采用调频无级变速系统,转向及刹车将采用cpu管理的线控技术电气司服控制系统,整车监控采用电子传感器及数字显示指示装置。风力发电充电系统,是为风力电动汽车专设的电能补充系统,该部分将依据汽车结构特点,采用风洞技术,提速风力,增强发电效率.这就是我对风力电动汽车传动与控制设计的基本构想。在此,不难看出风力电动汽车的设计理念,完全将传统汽车的机械传动,用电气传动取而代之,它不但减轻了汽车的自重,而且简化了制造工艺,降低了生产成本。
风力电动汽车的行车及操作,也是我们所关心的主要问题;按目前电池的技术水平,宜设三组车载可充电电池组,其中一组为供电电池组,处于使用状态,第二组为备用电池组,即充好电待用,第三组为行车中风力发电机充电电池组。在汽车行驶中三组电池的供电充电,将是自动切换循环工作。因此,只需在夜间停车休息后,用市电给其中两组电池充满电,就可以放心上路行驶,续驶由风力发电补充提供。随着电池性能的不断提高,快速充电技术的改进,采用两组电池也是可能的。所以,我认为风力电动汽车不必设置专用充电站网,这是风力电动汽车实用的最大优势,也是电动汽车的研发方向。
性能设计指标
最高时速: 120—150km /h
续驶里程:400—500km
车速控制:调频无级变速,
启动速度:小于 10s
电 池 组:360V 60A 铁电池或锂电池 三组
驱动电机:调频、无刷永磁电动轮驱动电机 360V 30A 两台或360V 15A 4台
风力发电机: 30A 220V 50H 发电机两套。
充电时间:车速50km /h风力发电机一小时充满一组电池,市电充电;5小时同时充满两组电池。
风力电动汽车传动与控制系统设计框图
主要系统介绍:
动力系统: 动力系统由驱动部分,供电电池组部分,电池组电压电流监
控器,供电自动切换器四部分组成。
驱动部分:采用先进的电动轮驱动技术,可实施双轮或四轮驱动。前双轮驱动采用;360V 30A 调频无刷永磁电动机两台,四轮驱动采用;360V 15A 调频无刷永磁电动机四台。
供电电池组:车载电池组360V 60A共三组,供电、备用、充电三种状态自动切换循环工作。
电压电流监控器:专为监测供电电池组的,工作电压、电流、温升而设置,当供电电池组电压、电流低于规定值时,监控器输出切换讯号。
供电自动切换器:采用可控硅无触点过零控制技术,受电压电流监控器控制,当供电电池组退出供电状态时,备用电池组同时自动切换为供电状态。
车速控制系统:该系统由可调频率变换器,手控车速设定器,压电传感器,脚踩式车速调控器组成。
可调频率变换器:与调频电动轮驱动电机频率范围相匹配,用车速设定器及车速调控器调节频率,控制车速。
手控车速设定器:电子频 控制器,相当于传统汽车换挡装置。
脚踩式车速调控及压电传感器:构成一套装置,在车速设定范围内,控制行车速度,如同传统汽车的油门控制。
转向及刹车系统:该系统由cpu总线控制器,电气司服器及执行机构组成。采用线控技术,实施转向及刹车控制。
显示指示系统:车速、里程、供电电池组的电压、电流指示,及GpS定位显示,将采用大屏幕数字显示。
风力发电充电系统:该系统由风洞发电机,交流稳压器,快速充电器,充电自动切换器及充电保护器组成,并经交流稳压器设置市电充电接口。要求充电供电自动切换器工作顺序同步,以确保电池组的正常工作状态。两套发电机组可分别给两组电池充电,也可同时充一组电池。
在此强调一个问题:风洞装置的设计,必须与汽车的造型结构融为一体,以减小阻力。
由上述主要系统介绍,可以清楚看到:风力电动汽车,已不是以机械传动为主要系统的汽车,而是以电气传动为主要系统的汽车,其控制系统完全电子化。我认为该项技术不只适用于小型车,而且,也适用于大型车辆,因为,大型车辆无论是载重还是空间,将更具有优势。风力电动汽车生产工艺简单,制造成本相对低廉,是我们共同的期望,也是环保的需要,这是技术进步的必然。风力电动汽车做为汽车家族的主流产品,将为期不远。
最后,用两句话做为结束语:
1、风力电动汽车环保,零排放。
2、风力电动汽车节能,是可再生能源的开创性应用。 |
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