新能源汽车比起现有的燃油车来说,仍然有许多不足之处,其中最典型的就是续航里程与普通燃油车相比过短,这造成了新能源车的驾驶者出行受到一定的限制。而未来新能源车的发展方向,自然就是通过技术的进步来弥补自身与燃油车相比的不足之处。那么哪些是未来的发展方向呢?
1.提升续航里程
新能源车的用户出远门是个很大的问题,这也是大多数人不打算购买新能源车的最主要原因之一。
未来提升新能源车续航里程的办法,主要有4个方面,第一是增大电池的能量密度,使得单位体积的电池可以存贮更多的能量;第二是降低车重,将车身材料由比较重的铸铁换成较轻的铝合金。第三是提升传动系统的效率。第四是通过一些其他的技术来间接降低能耗从而到达提升续航的效果。
2.降低温度对电池的影响
过低和过高的温度都会对电池的性能造成很大的影响,而中国的国土最冷的地方漠河的最低温度可达-50℃以下,最热的地方新疆吐鲁番盆地最高温度高达49.6℃以上。一个国家内气温相差如此悬殊,导致对纯电动的新能源车上的电池是个非常大的挑战。
相信大家都遇到过天气过冷导致一些电子设备的电池无法正常供电的情况,而新能源车在严冬下,其自身的电池一样会受到严峻的考验,续航里程会有一定程度的降低。
3.更先进的能量管理系统
能量管理系统可以说是新能源车上最有技术含量的部分之一,而一个出色的能量管理系统可以在很大程度上弥补现下电池容量有限的不足——特斯拉就是个典型的例子:特斯拉汽车所用的电池其实在我们生活中经常能用到,那就是松下的18650电池。
特斯拉Model S电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每74节并联形成。因此特斯拉Model S电池组板由7104节18650锂电池组成。而让这7104节锂电池能够良好的工作,能量管理系统扮演着非常重要的角色。
4.更先进的制动回收
目前的新能源车上都配备了制动回收系统,但是其能量回收技术上仍然有很大的提升空间:现下大多数新能源车紧急制动的时候依然会用传统的方式来辅助制动,而这种方式其实并不是最好的选择,因为其依然会浪费一部分能量。
目前来讲,无论是燃油车还是新能源车,其最耗能的工况是起步和怠速,而如果将汽车前进的动能转换成液压能,起步的时候由液压系统将能量释放出来辅助起步的话,能量会得到更大程度的利用。
5.公路行驶直接充电技术
据外媒报道,高通正在研发一种“动态无线充电”技术,其将能解决电动汽车短行驶路程问题:只要汽车在路上开着,就能充电。高通总裁Derek Aberle在2016年MWC上表示,“未来公路上可能有充电设备,电动汽车在公路上行驶时,会自动充电”。这一技术的基本原理与目前大多数人使用的移动设备充电方式相似,将充电板安装在公路或停车位中,利用无线充电技术为汽车充电。
这项技术面临的最大问题是和现今充电桩所面临的问题一样——基础设施的建设。一旦建成了这样的高速公路,新能源车的长途出行就不再是问题了。
6.超级电容技术
这里的超级电容是一个泛称,因为超级电容本身分很多种。不过它们共同的特性是具有超快充电速度、超长使用寿命、更轻质量、安全等优点,最大的杀手锏是可以瞬间吸收或释放极高的能量,充电时间仅需几分钟,而当前的锂电池电动汽车则需要几个小时。
而超级电容们最大的弱点就是能量密度很低,因此当前对超级电容的研究主要集中在了如何提高超级电容的能量密度上。
7.混动新技术的应用
当前大部分的混动车重要专利都集中在丰田公司的手上,尤其是那个目前独一无二的行星齿轮系统专利。丰田在混动车专利的持有方面基本上达到了近乎垄断的局面。因此中国和美国的公司都曾想方设法规避丰田的专利,但是现今仍未能提出一个比丰田的行星齿轮系统更好的方案。这也是中国政府决定大力发展纯电动车的原因。
因此大家都在等待能够比肩丰田的行星齿轮系统的新技术出现,只有这样才能够形成良性竞争,符合市场发展规律。
8.更低的电池个体差异
前文提到了特斯拉轿车使用的电池是来自松下的18650电池,而这7104节电池能够一起使用,除了良好的能量管理系统以外,极低的电池个体差异也占了很大的功劳:18650电池单体电压、容量较小,为了满足增大电池容量的要求,一般将电池单体串联使用,但由于单体的个体差异,在长时间使用后会导致单体的容量各不相同,对整个电池组的效率产生严重的影响。因此对电池组各单体的容量均衡就非常重要。
9.更高的电池循环充电次数
目前来讲新能源车的电池寿命并不理想,即使是特斯拉这样的轿车,再经过几年的使用之后,最大电量都会下降到原来的80-90%,因此当下更高的电池循环充电次数是一个十分受人关注的发展方向。
毕竟对于一辆纯电动车来说,电池的成本占了整车成本很大比重,如果行驶五六年就需要更换价值不菲的电池,恐怕新能源车对人们的吸引力会大幅降低。
10.更低的电池自放
当前的低自放镍氢电池可以做到充电一次,备用二年:电池充电之后搁置半年时间,电量保留90%以上,搁置一年后电量保留可达85%以上,搁置二年后仍然保留在80%以上。
而现下的新能源车也会遇到自放的问题,因此更低的电池自放是未来新能源车的发展方向之一。毕竟谁也不希望停了一段时间以后电量大幅降低的情况发生。
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