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您现在的位置: 电子之家 >> 汽车电子 >> 正文   更新时间:2014-8-7 20:36:24  点击数:1826

电动汽车检测关键技术探讨与研究

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摘要 随着社会经济的发展和科技的进步,汽车开始逐步进入普通百姓家庭。了解电动汽车的一些关键检测技术,显得很必要,为此本文进行了探讨和研究。

目前全球出现能源紧缺、环境污染的问题,必须提升能源的使用效率,减少污染物的排放,开发新的能源,促进可持续发展?;诖?,电动汽车应运产生。同时对于电动汽车而言,能源恰好又是其核心问题,所以要首先关注电动汽车的电池。除此之外,还要关注其他比较关键的性能指标,比如动力系统、绝缘系统、驱动系统、制动系统、信号系统、管理系统等。

1 电动汽车的发展现状

电动汽车产品和技术的研究在发达国家已经投人了大量的资金,一方面促进了电动汽车自身的产业和技术的快速发展;另一方面快速地促进了传统汽车产业和技术的飞越式发展。中国高新技术研究863计划已将电动汽车列入重大专项,国家发展改革委员会于2004年6月颁布《汽车产业发展政策》,提出重点发展混合动力型汽车技术和轿车柴油发动机技术,同年11月25日提出要实施清洁汽车行动计划,建设部2004年3月6日颁布《关于优先发展城市公共交通的意见》,提出5年时间基本确立城市交通中公共交通的主体地位,从上述政策中可以看出国家对电动汽车的足够重视。在整车方面,燃料电池汽车的研发取得重要的进展,进入国际先进行列;混合动力汽车已具备小批量生产能力,实现载客运行;纯电动汽车可以批量生产,进入道路运营并开始出口。在零部件方面,车用燃料电池发动机取得重大突破,并进入世界前列;大功率的车用动力蓄电池其性能显著提高,形成了产业基础;驱动电机技术的性能更趋先进,整车集成化的程度逐步加强。

2 电动汽车的特点分析

电动汽车首先具有噪声低、没有污染的特点,符合未来的发展趋势;其次是能源效率较高、多样化,具有可持续性;设计结构相对简单,使用起来和维修都很方便;但是由于是动力电源,使用的成本会高一些,续驶的里程也较短。

电动汽车主要分为三种:一种是混合动力电动汽车,可以利用可消耗的燃料或者是带有可再充电储存装置,能够从储存的能量中得到动力的汽车;一种是纯电动汽车,这是一种由电动机来驱动的汽车,驱动电能来自车载可充电储装置;最后一种是燃料电池汽车,是用燃料电池来作能源的汽车。

各种电汽车的优势、劣势分析特点为:

1)混合动力汽车。优势方面,在许多新能源汽车的解决方案中,只有混合动力汽车已经成功实现了产业化。劣势方面,混合动力未能解决能源?;奈侍?,仍是基于石油燃料,只是汽车新能源的发展过程中的一个过渡性产品。

2)纯电动汽车。优势方面,结构简单,造价低,技术成熟,维修费用少,技术难度小。劣势方面,行驶里程少,动力性稍差,充电的时间长,用途有限。

3)燃料电池汽车。优势方面,它们以太阳能和各种燃料电池来做动力,在动力性能上不比燃油汽车差,噪音很低而且对环境没有丝毫破坏。劣势方面,因性价比低,所以无法产业化;氢动力燃料电池汽车成功还要很长一段时间。全球汽车发展的走势,就是开发出燃料电池汽车和洁净燃气汽车。

3 电动汽车检测关键技术

电动汽车是由机械技术、电子技术、能源技术、计算机技术、汽车技术、信息技术等多种高新技术集合而成的。其关键的技术,主要包括电池技术、电机及驱动系统、车身和底盘技术、能量管理技术和控制技术、整车部分、动力系统主控制器、电池及其管理系统、车载充电机、数字vfd仪表、车身低速总线控制系统、故障诊断及安全管理系统、车载记录仪及运行数据分析系统、车辆运行智能化监控管理平台以及相应的支持平台,如整车性能仿真平台、虚拟设计平台、各关键子系统开发平台、can总线开发平台、整车及子系统测试评价平台等。

3.1 电池管理与使用检测技术

动力型电池是电动汽车的能量源泉,是电动汽车快速发展的关键因素。电池技术主要体现在成本、功率、安全性、能量、寿命、环保、可持续发展等很多方面。目前全球各国的主要发达国家纷纷投入巨大的资源,如人力、财力和物力,去开发高性能的、低价格的蓄电池。截止目前来说,电动汽车采用动力蓄电池已经经过了三代的更新,并取得了突破性进展。

第一代是铅酸电池。现在主要是阀控铅酸电池(vrla)。由于它的相对能量较高、价格较低和而且高倍率放电,所以是目前唯一的可以用于大批量生产的电动汽车型电池。但由于铅酸电池的能量密度和功率密度都无法和新型电池相对比,将会逐步被淘汰出电动车市场。

第二代是碱性电池。主要存在镍氢、钠硫、镍镉、锂离子和锌空气等很多种电池,其比功率和比能量都比铅酸电池高,但其价格却比铅酸电池还高。其中。锂离子电池具有寿命较长、比能量、比功率、效率很高、自放电低等此类优点,非常适合电动汽车的需求。近年来临近产业化的磷酸铁锂动力电池和锰酸锂动力电池,使得锂离子电池成为动力电池的主流趋势。目前最关键是要降低进行批量化生产的成本,以便提高电池的一致性、可靠性及使用寿命。

第三代是以燃料电池(fc)为主的电池。它具有噪音低、能量转化效率高、寿命长、无污染、启动迅速、比功率大和输出功率可随时调整等特性,非常适合用作交通工具的动力能源。随着电化学技术的更进一步发展,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,如太阳能电池、飞轮电池、超级电容等,有着寿命长、环保等优点,在未来的车用电池中也将占据一席之地。

3.2 整车控制检测技术

与传统的内燃机车相比较,电动汽车中的整车控制内容相对丰富。如制动能量回馈控制技术可回收车辆在制动和加速过程中的能量,可节约能源、提高续驶里程;对于四轮或两轮驱动电动汽车,可采用电子差速技术,以便提高车辆的操纵稳定性;实现比传统汽车成本更低的汽车牵引力控制系统、制动防抱死系统、电子制动力分配和车辆稳定性控制,从而提高电动汽车的性价比,更具竞争力。

随着微电子技术、控制理论、电力电子技术的进一步发展,电动汽车控制系统趋于数字化和智能化。变结构控制、神经网络、模糊控制、白适应控制、遗传算法、专家系统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控制系统。它们的应用将使电动汽车控制系统,结构较简单、响应很迅速、抗干扰能力教强,可大大地提高整个系统的综合性能。

3.3 电机及驱动系统检测技术

电机及驱动系统,是电动汽车的动力系统的核心。它是由功率变换器、电动机和电子控制器构成的。车载电机驱动系统,要求运行效率高的,启动转矩大的,冷却性好的,过载能力强的,转速高的,调速范围宽的,质量小的,体积小的等特性。车用电动机主要有直流电机、永磁无刷直流电机、感应电机、正弦波永磁同步电机和开关磁阻电动机等类型。目前交流感应电机的主要优点是价格较低、效率高、重量轻,但启动转矩小。永磁同步电机价格较贵,一般仅耐热120℃以下??卮抛璧缁峁菇闲?,结构简单、可靠、成本较低、起动性能好,没有大的冲击电流,缺点是噪声较大。直流电机结构简单、技术成熟、成本低,具有交流电动机所不可比拟的优良电磁转矩控制特性。

4 结束语

综上所述,电动汽车在开发过程中充分体现科技创新,并在电池技术、能量管理技术、电机及驱动系统、车身和底盘技术、整车控制技术等诸多方面取得创造性成果。而且本文从多个方面对电动汽车的关键技术进行分析探讨,结合存在的问题和现有技术的优缺点,进行了具体对比分析。电动汽车由于其环保特性和能源使用的可持续性,肯定是未来汽车最主要的发展方向,电动汽车终将会成为汽车新技术应用和开发的平台。

参考文献

[1]杨春雷.电动汽车电池管理系统关键技术的研究[j].哈尔滨工业大学,2011,6.

[2]彭吉.电动汽车电气信号检测的应用研究[j].科技传播,2010,19.

[3]李成学,丁磊.电动汽车蓄电池组电池管理及其状态检测[j].轻型汽车技术,2009,3.

[4]张红英.电动汽车检测与维修技术人才培养的探讨[j].湖南农机,2011,11.

[5]黄坤雄,谢飞,王琳.电动汽车整车运行性能检测试验技术研究[j].汽车研究与开发,2004,9.

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