电动汽车发展面临电池技术等诸多问题和障碍

    随着特斯拉的走红，电动汽车在全球范围内掀起一股热潮。客观来说，虽然电动汽车在能源消费变革中占据着一个引人注目的位置，但目前电动汽车发展面临着诸多问题和障碍，而且号称“零排放”的电动车，在其生产制造和回收环节中却也存在一定的污染问题。那么，制约电动汽车发展的技术都有哪些呢？首先是电池技术。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。车用电池的主要性能指标包括比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。

    到目前为止，电动汽车用电池经过了三代发展，已取得了突破性的进展。第一代是铅酸电池，第二代是碱性电池，第三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，能量转换效率高，是普通内燃机热效率的2～3倍，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，但目前还处于研制阶段。

    其次是电力驱动及其控制技术。电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件。要使电动汽车有良好的使用性能，驱动电机应具有调速范围宽、转速高、起动转矩大、体积小、质量轻、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。随着电动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、自适应控制、专家控制、遗传算法等非线性智能控制技术，都将被各自或综合应用于电动汽车的电动机控制系统。

    再次是整车技术。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，有些节能措施比提高电池储能能力还易于实现。电动汽车需要全新车身结构，而决不仅仅是由电动驱动系统代替内燃机。汽车的电动化要求对整个车身进行大范围的改进，因为电动驱动组件对结构空间有全新的要求。

    对于电动汽车而言，轻质结构设计意义重大。因为除电池电量外，汽车重量也是行驶距离的一个限制性因素。车辆越轻，允许装备的电池也越多，行驶距离便越远。除可增加行驶距离外，车辆重量较轻时，车辆的性能明显增强。因为较轻的车辆加速更快，行驶弯道更敏捷，制动时间也更短。例如宝马电动汽车车身部分几乎都是由碳纤维制成的，只有承担碰撞吸能和承载动力系统的底部结构才使用铝合金材料。碳纤维比铝轻30%，比钢减轻50%，这样的车身结构不仅强度较高，更重要的是车身自重可以减轻很多。

    最后，能量管理技术也制约着电动汽车的发展。能量管理系统是电动汽车的智能核心，它的作用是检测单个电池或电池组的荷电状态，并根据各种传感信息，包括力、加减速命令、行驶路况、蓄电池工况、环境温度等，合理地调配和使用有限的车载能量；它还能够根据电池组的使用情况和充放电历史选择最佳充电方式，以尽可能延长电池的寿命。电池当前存有多少电能，还能行驶多少距离，是电动汽车行驶中必须知道的重要参数，也是电动汽车能量管理系统应该完成的重要功能。电动汽车实现能量管理的难点在于如何根据所采集的每块电池的电压、温度和充放电电流的历史数据，来建立一个确定每块电池还剩余多少能量的较精确的数学模型。<