電動汽車發展面臨電池技術等諸多問題和障礙

    隨著特斯拉的走紅，電動汽車在全球范圍內掀起一股熱潮。客觀來說，雖然電動汽車在能源消費變革中占據著一個引人注目的位置，但目前電動汽車發展面臨著諸多問題和障礙，而且號稱“零排放”的電動車，在其生產制造和回收環節中卻也存在一定的污染問題。那么，制約電動汽車發展的技術都有哪些呢？首先是電池技術。電池是電動汽車的動力源泉，也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。車用電池的主要性能指標包括比能量、能量密度、比功率、循環壽命和成本等。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭，關鍵是要開發出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。

    到目前為止，電動汽車用電池經過了三代發展，已取得了突破性的進展。第一代是鉛酸電池，第二代是堿性電池，第三代是以燃料電池為主的電池。燃料電池直接將燃料的化學能轉變為電能，能量轉換效率高，是普通內燃機熱效率的2～3倍，比能量和比功率都高，并且可以控制反應過程，能量轉化過程可以連續進行，因此是理想的汽車用電池，但目前還處于研制階段。

    其次是電力驅動及其控制技術。電動機與驅動系統是電動汽車的關鍵部件。要使電動汽車有良好的使用性能，驅動電機應具有調速范圍寬、轉速高、起動轉矩大、體積小、質量輕、效率高且有動態制動強和能量回饋等特性。隨著電動機及驅動系統的發展，控制系統趨于智能化和數字化。變結構控制、模糊控制、神經網絡、自適應控制、專家控制、遺傳算法等非線性智能控制技術，都將被各自或綜合應用于電動汽車的電動機控制系統。

    再次是整車技術。電動汽車是高科技綜合性產品，除電池、電動機外，車體　 本身也包含很多高新技術，有些節能措施比提高電池儲能能力還易于實現。電動汽車需要全新車身結構，而決不僅僅是由電動驅動系統代替內燃機。汽車的電動化要求對整個車身進行大范圍的改進，因為電動驅動組件對結構空間有全新的要求。

    對于電動汽車而言，輕質結構設計意義重大。因為除電池電量外，汽車重量也是行駛距離的一個限制性因素。車輛越輕，允許裝備的電池也越多，行駛距離便越遠。除可增加行駛距離外，車輛重量較輕時，車輛的性能明顯增強。因為較輕的車輛加速更快，行駛彎道更敏捷，制動時間也更短。例如寶馬電動汽車車身部分幾乎都是由碳纖維制成的，只有承擔碰撞吸能和承載動力系統的底部結構才使用鋁合金材料。碳纖維比鋁輕30%，比鋼減輕50%，這樣的車身結構不僅強度較高，更重要的是車身自重可以減輕很多。

    最后，能量管理技術也制約著電動汽車的發展。能量管理系統是電動汽車的智能核心，它的作用是檢測單個電池或電池組的荷電狀態，并根據各種傳感信息，包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環境溫度等，合理地調配和使用有限的車載能量；它還能夠根據電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式，以盡可能延長電池的壽命。電池當前存有多少電能，還能行駛多少距離，是電動汽車行駛中必須知道的重要參數，也是電動汽車能量管理系統應該完成的重要功能。電動汽車實現能量管理的難點在于如何根據所采集的每塊電池的電壓、溫度和充放電電流的歷史數據，來建立一個確定每塊電池還剩余多少能量的較精確的數學模型。<