解析純電動車的三大核心部件：電機(jī)/電池/電控
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-08 08:44
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● 純電動不等于換發(fā)動機(jī) 電動車也有三大件
和普通的柴油、汽油發(fā)動機(jī)的卡車相比，純電動最直接和簡單的區(qū)別就是發(fā)動機(jī)不一樣，純電動使用電動機(jī)代替了傳統(tǒng)的柴油/汽油發(fā)動機(jī)，以電池組代替了燃油，為電動機(jī)提供動力。其中還有一個最主要的部件就是電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)由電池管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成，管理電池組和控制電池的能量的輸出以及調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速等等。
目前國內(nèi)最簡單的純電動卡車就是把柴油機(jī)換成電動機(jī)，在原來發(fā)動機(jī)的位置焊接一個支架安裝電動機(jī)，這樣的方式最原始也是最簡單的，沒有任何的控制系統(tǒng)，這樣的純電動卡車甚至還保留了手動變速箱。
經(jīng)過技術(shù)的不斷發(fā)展，純電動卡車已經(jīng)由簡單粗暴的更換電動機(jī)發(fā)展到擁有整套控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、電動機(jī)等等。對于一輛成熟的純電動卡車來說，擁有成熟的三大件（電動機(jī)、電池、電控系統(tǒng)）才可以稱之為真正的純電動卡車。
● 純電動卡車要求高 電動機(jī)是重點(diǎn)
1、電動汽車電機(jī)應(yīng)該具備較大的起動轉(zhuǎn)矩、良好的啟動性能和良好的加速性能來滿足電動汽車的頻繁啟/停、加/減速和爬坡等要求；
2、電動汽車電機(jī)應(yīng)該具備較寬的恒功率范圍，以滿足電動汽車高速行駛的需要；
3、電動汽車電機(jī)應(yīng)該具備較大范圍的調(diào)速能力，在低速時具有較大的轉(zhuǎn)矩，在高速時具有高功率，能夠根據(jù)駕駛需要，隨時調(diào)整電動汽車的行駛速度和相應(yīng)的驅(qū)動力；
4、電動汽車電機(jī)應(yīng)該具備良好的效率特性，在較寬的轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，獲得最優(yōu)的效率，提高一次充電后的持續(xù)行駛里程，一般要求在典型的駕駛循環(huán)區(qū)，獲得85%～93%的效率；
5、電動汽車電機(jī)的外形尺寸要求盡可能小，質(zhì)量盡可能輕；
6、電動汽車電機(jī)應(yīng)該具備良好的可靠性好，耐溫和耐潮性能強(qiáng)，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，運(yùn)行時噪音低，維修方便；
7、結(jié)合控制器是否能有效的回收制動產(chǎn)生的能量。
● 電動機(jī)種類多 永磁同步電機(jī)占多數(shù)
電動機(jī)分為直流電動、異步電動機(jī)、永磁同步電動機(jī)、開關(guān)磁阻電動機(jī)等等，這幾種電動機(jī)各有特點(diǎn)，通過下表就可以直觀的看到幾種電動機(jī)之間的異同點(diǎn)。
目前純電動卡車用的最多的當(dāng)屬永磁同步電動機(jī)，同其他幾種類型的電動機(jī)相比，永磁同步電動機(jī)具有效率高、比功率大的特點(diǎn)，但是永磁同步電動機(jī)的控制系統(tǒng)相對復(fù)雜、成本比較高，一些小型的純電動卡車企業(yè)目前還沒有自己的永磁同步電動機(jī)的技術(shù)。
● 電池技術(shù)不斷發(fā)展 鋰電池已經(jīng)成為主角
在純電動卡車上另外一個重要的部件就是電池，對于純電動卡車來說，電池就是保證源源不斷的動力的根源，因此純電動卡車對電池的基本要求大概可以總結(jié)為一下幾個方面：
1、電池的可靠性達(dá)到車用需求；
2、電池使用壽命長，深度放電時循環(huán)次數(shù)達(dá)到車用要求；
3、充電時間短、蓄電池尺寸和質(zhì)量小、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；
4、電池在使用過程中單體電池健康狀態(tài)變化一致，不影響整體性能；
5、功率密度和能量密度高、不存在環(huán)境污染問題、成本低。
通過以上的幾點(diǎn)要求我們可以看出純電動卡車對電池自身的要求也比較高，特別是電池的重量和尺寸上更是要求盡量的輕和小。那么又是怎么衡量一塊電池的好壞呢，通過以下幾個技術(shù)指標(biāo)就就可以判斷一塊電池的好壞。
容量：在規(guī)定條件下，完全充電的蓄電池能夠提供的電量，通常用安時（A.h）表示。
充電率：蓄電池充電時用安培表示的電流
完全充電狀態(tài)：當(dāng)蓄電池內(nèi)所有可利用的活性物質(zhì)都已轉(zhuǎn)變成完全充電的狀態(tài)。
過充電：完全充電后仍延續(xù)的充電。
急充電：通常是以高倍率短時間的一種部分充電。
涓流充電：為補(bǔ)償自放電，使蓄電池保持在近似完全充電狀態(tài)的連續(xù)小電流充電。
熱失控：在恒壓充電期間發(fā)生的一種臨界狀態(tài)。此時，蓄電池的電流及溫度發(fā)生一種累積的互相增強(qiáng)的作用并逐漸增強(qiáng)導(dǎo)致蓄電池的損壞。
開路電壓：開路時，蓄電池正、負(fù)極間的電位差。
負(fù)載電壓：蓄電池輸出電流時端子間的電壓。
終止電壓：認(rèn)為放電終止時的規(guī)定電壓。
目前電池技術(shù)不斷的發(fā)展，車用電池已經(jīng)從普通的鉛酸電池發(fā)展到了燃料電池，但是目前在純電動卡車上用的最多的電池是鋰電池，鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池，是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰電池目前在汽車行業(yè)里應(yīng)用最為廣泛，發(fā)展前景廣闊，未來電池發(fā)展可能在鋰電池上突破；主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰及三元材料電池。
鋰電池主要優(yōu)勢如下：
單體電池工作電壓高達(dá)3.7V，是鎳鎘電池，鎳氫電池的3倍，鉛酸電池的近2倍。
重量輕，比能量大，高達(dá)150Wh/Kg，是鎳氫電池的2倍，鉛酸電池的4倍。
體積小，高達(dá)到400Wh/L，體積是鉛酸電池的二分之一到三分之一。
循環(huán)壽命長，循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000次，使用年限可達(dá)3-5年，壽命約為鉛酸電池的兩到三倍。
自放電率低，每月不到5%，無記憶效應(yīng)，可以隨時隨地進(jìn)行充電。
無污染，鋰電池中不存在有毒物質(zhì)，因此被稱為綠色電池。
● 保障車輛正常運(yùn)行 控制系統(tǒng)是關(guān)鍵
在純電動卡車中另外一個部件也是相當(dāng)?shù)闹匾?，那就是電池管理控制系統(tǒng)，電動汽車電池管理系統(tǒng)BMS主要用于對電動汽車的動力電池參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控、故障診斷、SOC估算、行駛里程估算、短路保護(hù)、漏電監(jiān)測、顯示報(bào)警，充放電模式選擇等，并通過CAN總線的方式與車輛集成控制器或充電機(jī)進(jìn)行信息交互，保障電動汽車高效、可靠、安全運(yùn)行。
電控系統(tǒng)可以分為BMS系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，簡單的來說就是BMS系統(tǒng)主要是采集電池的數(shù)據(jù)，電池充放電狀態(tài)、電池總電壓、電池總電流，每個電池箱內(nèi)電池測點(diǎn)溫度以及單體模塊電池電壓等。由于動力電池都是串聯(lián)使用的，所以這些參數(shù)的實(shí)時，快速，準(zhǔn)確的測量是電池管理系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。
剩余電量估算：電池剩余能量相當(dāng)于傳統(tǒng)車的油量。荷電狀態(tài)（SOC）的估算是了為了讓司機(jī)及時了解系統(tǒng)運(yùn)行狀況。實(shí)時采集充放電電流、電壓等參數(shù)，并通過相應(yīng)的算法進(jìn)行剩余電量的估計(jì)。
充放電控制：根據(jù)電池的荷電狀態(tài)控制對電池的充放電，當(dāng)某個參數(shù)超標(biāo)如單體電池電壓過高或過低時，為保證電池組的正常使用及性能的發(fā)揮，系統(tǒng)將切斷繼電器，停止電池的能量供給和釋放。
熱管理：實(shí)時采集每個電池箱內(nèi)電池測點(diǎn)溫度，通過對散熱風(fēng)扇的控制防止電池溫度過高。
均衡控制：由于電池個體的差異以及使用狀態(tài)的不同等原因，電池在使用過程中不一致性會越來越嚴(yán)重，系統(tǒng)應(yīng)能判斷并自動進(jìn)行均衡處理。
故障診斷：電動汽車電池的工作電壓一般都比較高（90V-700V），系統(tǒng)應(yīng)監(jiān)測供電短路，漏電等可能對人身和設(shè)備產(chǎn)生危害的狀況。
電池狀況預(yù)測和報(bào)警：通過對電池參數(shù)的采集，系統(tǒng)具有預(yù)測電池組中單體電池性能、故障診斷和提前報(bào)警等功能，以便對電池進(jìn)行維護(hù)和更換，以保證安全。
信息監(jiān)控：電池的主要信息在車載顯示終端進(jìn)行實(shí)時顯示。
參數(shù)標(biāo)定：由于不同車型使用的電池類型、數(shù)量，每個電池箱容量和數(shù)量不同，因此系統(tǒng)應(yīng)具有對車型、車輛編號、電池類型和電池模式等信息標(biāo)定的功能。
● 編后語
純電動卡車已經(jīng)成為了新能源的代表，純電動卡車的三大件主要是電動機(jī)、電池、電控系統(tǒng)，這三個是純電動卡車的重要組成部件。目前國內(nèi)以比亞迪為主的新能源技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，在客車方面更是領(lǐng)先其他國家。
純電動卡車的瓶頸仍然是電池技術(shù)，雖然鋰電池已經(jīng)大規(guī)模的在純電動卡車上使用。但是由于技術(shù)問題，成本、續(xù)航能力、充電時間等問題一直都是電池的短板，成為純電動卡車發(fā)展的攔路虎
詳細(xì)解析：電動汽車的十個謠言和真相
充電網(wǎng)
謠言一： 電動汽車的號牌即申請即可得
真相：電動汽車雖然不需要跟汽油車一樣的去搖號，但并不是申請后馬上獲得，而是需要排隊(duì)等待。例如，北京本月電動汽車指標(biāo)有兩千個，如果你恰逢是第2001個申請者，那么本月您將無法得到這個號牌，只能順延到下個月。
造成這種狀況的原因是北京2016年搖號新政策：純電動汽車不用搖號，先到先得，這直接導(dǎo)致今年純電動車指標(biāo)從三萬增至六萬，六萬指標(biāo)“先到先得”，超出部分按申請時間明年優(yōu)先配置。
所以雖然你申請了，但可能還是得等一下下。
謠言二：電動汽車在充電時必須是由空充到滿
真相：想必大家都曾在使用新手機(jī)的時候被告知：把虛電放空，然后從0充電，并且充12小時，這樣電池才能徹底激活。很多人因?yàn)閷κ謾C(jī)電池的這種認(rèn)知而認(rèn)為電動車的電池也需要這么操作。
事實(shí)上，目前無論手機(jī)電池還是電動車電池，其鋰電池技術(shù)早已經(jīng)突破了這個技術(shù)難點(diǎn)，不光不需要滿充滿放，反而應(yīng)該快充快放。最好消耗一點(diǎn)電就馬上補(bǔ)充。
解答這個問題最好的例子出現(xiàn)在日產(chǎn)的雙擎車上，曾經(jīng)有一位車主行駛了20萬公里，去測用于低速接入的電池狀況的時候，電池性能基本沒有損耗。況且你也應(yīng)該沒聽說過哪個雙擎的車用久了需要更換電池吧。
謠言三：電動汽車的充電時間越長越好
真相：給電動汽車電池充電絕不是時間越長越好。
首先當(dāng)充電電壓與電池電壓相當(dāng)時，進(jìn)入所謂“渭流”充，此過程對充實(shí)電池較為重要，但是，電效率也是最低的，會比較耗電。
其次由于上述過程一直在充電，假如受溫度因素影響或意外因素影響，充電電壓產(chǎn)生波動，平穩(wěn)被打破，雖然幾率不大，也是有可能“充爆”。另外太長時間保持充電狀態(tài)（充滿還在充）會因電壓小幅、長時間波動，導(dǎo)致過充而影響電池壽命，這是最有可能發(fā)生的。所以多充電有害無益。
所以，充完電應(yīng)該及時移除充電槍。
謠言四：電動汽車充電時對人體是有害
真相：常見謠言，等同于WiFi、微波爐有大量輻射。大家普遍認(rèn)為包括電動汽車以及家用電器在內(nèi)的任何需要通過電來發(fā)揮作用的事物，都會因?yàn)橥姇r帶來的電場變化而產(chǎn)生輻射，從而覺得對人體有害，但日常生活中我們會使用到電磁理療機(jī)是利用電磁輻射來治療某些疾病，所以，在安全范圍內(nèi)的電磁輻射對人體不會有傷害，我國室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測工作委員會專家委員會主任趙玉峰曾指出，并非所有的電磁輻射都會對人體產(chǎn)生危害，如果磁場強(qiáng)度控制在規(guī)定范圍內(nèi)對人體的作用是積極和有益的。而電動汽車充電是在一個開闊的場所，單位面積所產(chǎn)生的小于0.4W/M2。
一言以蔽之：只要是我們家庭使用的電器，和日常接觸的用電其輻射量都微乎其微。
謠言五：電動汽車下雨天不能充電
真相：很多人認(rèn)為電動車你帶個『電』字啊，一下雨你是不是漏電導(dǎo)電呢。其實(shí)電動汽車在下雨天完全可以充電。甚至特斯拉等車專門還做過雨天車主充電的專題，結(jié)果是完全無問題。
如果不放心可以用帆布之電類的東西遮蓋住電源及接口（PS：這個是小編實(shí)際操作過程中的經(jīng)驗(yàn)之談了）
謠言六：電動汽車跑不遠(yuǎn)
真相：也是一個基本認(rèn)知錯誤。電動汽車能否形式遠(yuǎn)取決于續(xù)航里程和充電樁的鋪設(shè)密度以及數(shù)量。早在電動汽車剛剛興起的2014年，Tesla車主王振飛就將一輛電動汽車從北京開到了深圳，甚至在后來還從西寧一路開到了西藏。
其實(shí)到今天位置，一線城市以及周邊的充電樁可輻射的數(shù)量已經(jīng)迅猛增長，郊區(qū)游已經(jīng)是電動汽車車主家常便飯的行為了。
謠言七：交流充電樁上標(biāo)注的功率越大，充電就越快
真相：功率不決定充電速度。在使用交流充電樁也（慢充樁）給電動汽車充電時，電動汽車中的充電機(jī)先將交流電轉(zhuǎn)換成直流電來供給給電池，所以決定慢充狀態(tài)下充電速度快慢的是充電機(jī)功率大小，而非充電樁本身的功率大小。換言之，充電機(jī)的功率大，充電就才會快。
謠言八：快速充電對電動汽車電池沒有危害
真相：正確的說法是，經(jīng)常使用快充是對電池的壽命有一定的影響的。快充對電池的影響我們在使用手機(jī)時就會有感覺——頻繁的使用快速充電，電池的儲能狀況就會不斷下降。
美國能源部SLAC國家加速實(shí)驗(yàn)室中的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究表明，快充對于電池電極的損傷很大，如果能夠在充電的時候改變電極的形狀屬性或者改變充電方法，或許還能夠反過來增加電池的壽命。在日常充電中我們沒辦法改變電極的形狀屬性，我們也就只能改變充電方法了，所以，廣大車友在連續(xù)兩次快充之后，進(jìn)行一次慢充到100%，反而會延長電池壽命。
謠言九：下雨天電動汽車不能開出去
真相：這個說法非常片面。純電動汽車的電池目前都是完全封閉的結(jié)構(gòu)，就算泡在水中也不會對人體直接產(chǎn)生危害。不少廠家也都做了安全測試，為了檢驗(yàn)電池組的防水性能，他們把電池組浸泡在水中24小時，然后對電池的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測。此外，電池中的電解液對純度要求很高，根本不能允許有外部的水進(jìn)入。因此，外部的水不可能進(jìn)入電池內(nèi)部造成短路，從而對乘客造成傷害。
謠言十：電動汽車不能用更換電池代替充電樁充電！
真相：認(rèn)知錯誤，想必在很多車友購買電動汽車時都問過4S店一個問題，萬一電池有問題怎么辦，廠商的答復(fù)肯定也是可以更換電池，只是代價和成本會比較高昂。
