對于電動汽車而言,輕質(zhì)結(jié)構(gòu)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(tǒng)的底部結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)不僅強度較高,更重要的是車身自重可以減輕許多。
不同的電動車對電池容量的要求不同,但電動車電池的差別遠不止于容量。在設計電動車電池系統(tǒng)時,工程師還需考慮充電速度、充電循環(huán)能力、降級、化學性質(zhì),當然還有安全性。在大多數(shù)電動車應用中,能量和功率密度閾值已經(jīng)實現(xiàn),但車輛制造商仍在不斷調(diào)整模塊和電池尺寸,以達到最佳性能水平。
當下,新能源汽車已是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然方向,但記者調(diào)研發(fā)現(xiàn),我國新能源汽車的核心技術仍有待突破,關鍵零部件還面臨“卡脖子”問題。動力電池方面,我國在高比能量電池、高安全電池、長壽命電池方面仍需加大研發(fā)力度;電機系統(tǒng)方面,我國的高效高密度驅(qū)動電機系統(tǒng)等關鍵技術,相較國際先進水平仍有差距。關鍵零部件方面,車用芯片、高速軸承、智能汽車所需的毫米波雷達等,我國目前與國際先進水平亦有差距。專家建議,應加強國家統(tǒng)一部署突破核心技術和關鍵零部件;給予新能源車企投融資優(yōu)惠政策支持企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)和技術迭代;加大新能源汽車綠色技術推廣應用力度。
蓄電池及其管理系統(tǒng)是電動汽車的關鍵技術之一。在以往幾年中,大部分企業(yè)在電動汽車研制中曾遭遇尷尬,主要是因為采用了鉛酸、鎳鎘、鎳氫電池(Ni-MH)等?,F(xiàn)在,經(jīng)過研制與實驗比較,采用能量密度更高的鋰離子電池取代鉛和鎳氫電池,運用于汽車領域正成為一項核心技術,它具有重量輕、儲能大、功率大、無污染、也無二次污染、壽命長、自放電系數(shù)小、溫度適應范圍寬泛,是電動自行車、電動摩托車、電動小轎車、電動大貨車等較為理想的車用蓄電池。缺點是價格較貴、安全性較差。不過現(xiàn)在已有技術開發(fā)錳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸釩鋰等新型材料,大大提高了鋰離子電池的安全性,而且降低了成本。
目前車載電池主要有鉛酸電池、鎳氫電池和鋰電池。鎳氫電池技術成熟,成本較低,使用安全,是目前全球唯一商品化和規(guī)?;能囕d電池產(chǎn)品。而鋰電池,被認為是目前綜合性能最好的電動汽車電池,但量產(chǎn)技術和成本有待改進。鉛酸蓄電池和大功率鎳氫動力電池的技術及應用較為成熟。鉛酸蓄電池成本低廉、技術成熟,制造企業(yè)的盈利能力偏低。除了在電動自行車上廣泛應用之外,主要應用于大型電動車輛。鎳氫動力電池造價較高,應用集中在小型高檔混合動力電動汽車領域。當今混合動力電動汽車市場份額最大的豐田公司即采用大功率鎳氫電池方案。鋰電池具有輕巧方便、比能量高、比功率高、高效環(huán)保等優(yōu)點,已是公認的未來汽車動力電池的不二之選。