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电动汽车技术分析,电动汽车技术与市场概览

发布时间:2023-12-18 13:54:16编辑:温柔的背包来源:

电动汽车技术分析,电动汽车技术与市场概览

很多朋友对电动汽车技术分析,电动汽车技术与市场概览不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

电动汽车(EV)革命加速了迈向更可持续未来的趋势。电动汽车使用至少三种类型的电子单元进行能量转换:从高压到12伏的DC/DC转换器为低压电子设备供电;用于驱动电机(通常为三相电机)的DC/交流牵引逆变器为车轮供电,交流/DC转换器用于在制动能量回收期间以及标准住宅或大功率充电期间为车辆电池充电(用于快速充电)。

根据世界经济论坛,到2030年,将有2.15亿辆电动乘用车上路。随着未来十年电动汽车的快速普及,对配套技术的需求将不断增加。ADI公司和Rimac公司举行了一次虚拟讨论,讨论的主题包括电动汽车如何进入主流市场、如何帮助汽车行业减少碳足迹,以及ADI公司的技术如何帮助Rimac公司2021年推出的全电动C_Two超级跑车。

讨论由电动汽车的影响者和电动汽车展望创始人罗杰阿特金斯(Roger Atkins)主持。团队成员包括格雷格亨德森;ADI公司汽车、通信、航空航天和防务高级副总裁;帕特里克摩根;ADI公司汽车事业部副总裁;以及Rimac组件研发总监Matija Gracin。他们讨论了电动汽车的各种技术问题。

Henderson通过强调过去几年电动汽车市场的巨大变化来开始讨论。他们已经从一项具有可持续优势的新技术转变为汽车市场真正的性能领导者,纯电动汽车和传统原始设备制造商在该领域的巨大投入就是明证,这导致了汽车制造商和供应商之间关系的改变。

亨德森指出:“变化的步伐以及电动汽车所需的新解决方案和创新挑战了原始设备制造商与其技术供应商之间的传统线性关系。”“原始设备制造商现在工作更直接,与科技公司的合作也更密切。”

设计师专注于通过为设备配备紧凑封装和高热可靠性电力电子模块组件,以及降低开关损耗,来提高电动和混合动力汽车的能量转换效率。设计参数不同,涉及功率水平、转换效率、车辆动力总成系统工作温度、散热能力、系统封装等。

电动车设计中性能的关键是电池和推进系统。亨德森说:“真正的关键是要有一个电池管理系统,即BMS,它可以准确地监控充电状态,并以非常有效的方式将能量从电池转移到推进系统。”

正如阿特金斯指出的:没有控制,权力是不可能的。他补充说:“现在所有重要的部分,无论是连接的、自主的还是共享的,都需要大量的能量来确保它们都高效稳定地工作。就采用而言,我们肯定会看到更多关于电气化道路和逐步淘汰内燃机生产的公告和讨论。但我们需要考虑仍然阻碍这种加速采用的障碍,并提出克服这些障碍的解决方案。”

市场正在继续加速电气化。Gracin指出了当市场不可避免地转向电动汽车时需要考虑的三个方面。首先是储能,这是由电池组的密度决定的。第二个是效率,这不仅关系到电池组,还关系到如何转换和管理低压和高压的一切。第三是基础设施,这对于大众市场客户的采用至关重要:充电站、维护和服务站。

正如摩根所说,毫无疑问,疫情对汽车工业产生了重大影响。这个疫情大大加快了技术的发展。“出色的驾驶体验已经成为重中之重。不仅是车的驾驶风格,还有你在车上的感受。因此,身临其境的3D声音、麦克风阵列和语音识别已经成为必不可少的功能,”摩根说。

他补充说:“电动汽车的驾驶室非常安静,你会注意到更多的道路噪音。因此,我们开发了一种技术,可以消除道路噪音,为驾驶员提供真正沉浸式的愉快体验。”

另一个需要考虑的方面是电动汽车的续航里程,即电动汽车每次充电可以行驶的距离。摩根指出,这不仅可以通过电池本身来实现,还可以通过控制电池的电子设备来实现。他补充道:“这些由电池管理系统(BMS)控制的电子设备必须非常精确,这样才能先给电池充满电,然后再有效地从中提取最后的电量,从而降低整体能耗。这对消费者和电网都有好处。”

阿特金斯质疑的一个问题是电动汽车的可持续性。电池显然是两类车(电动车和我们所知道的老爷车)的主要区别之一,因为它关系到电池,关系到电池使用后会发生什么。传统车辆使用热机,并有一个蓄电池来点燃它,并以降低的电流为车载服务供电,而电动汽车使用高压大容量电池组,而不是热机。

在比较这两种车辆的环境影响时,您需要考虑二氧化碳排放,这是其生命周期每个阶段的能源消耗的函数:原材料采购、生产、使用、处置和回收。

Gracin指出,无论是在设计中还是在整个产品生命周期中,都需要遵守许多规定。他还强调了电池回收和再利用的趋势。“电池组有第二次生命。一旦它们不再满足汽车的性能要求,它们可以在许多其他应用中重新使用。当你拆卸汽车电池时,里面的模块和电池仍然可以用来储能。我们看到一些大型原始设备制造商,如雷诺日产,正在朝着这个方向发展,”格雷辛说。

无线电池管理系统电池管理系统是电动汽车的关键因素。无线技术的加入使得它非常吸引人,但需要非常小心。BMS是一个电子系统,用于完全控制所有诊断和安全功能,以管理车载高压和平衡充电。ADI公司最近推出了面向电动汽车大规模生产的无线BMS解决方案。它可以消除传统的线束,并提高设计的灵活性和可制造性,而不影响电池寿命的范围和精度。

“这项技术的直接目标是可持续发展,不仅因为它完全消除了线束,还消除了与之相关的所有制造和复杂性。它还使电池组能够以模块化和可扩展的方式设计,这样当你进入第二生命时,你可以使用这些电池组,将它们与特定的应用相匹配,然后以某种方式重新配置它们,以感受它的第二生命。除了重量和灵活性的优势,wBMS还提供了一种不同的方式来构建电池组。

通过电池单元和模块级别的连续健康状态计算捕获的数据可用于更准确地确定电池组进入第二生命阶段时的剩余价值,”摩根说。

电池电池是任何电动汽车的核心,成本、重量等因素是每一次挑战的核心。电池和电池相关技术有多重要?格拉辛指出,目前的化学已经达到了一定的极限,根据目前的设计知识,我们已经达到了90%。电池必须更换,才能达到更好的效果,迎接绿色能源的挑战。格雷辛指出,目前的电池已经达到了一定的极限。电池面临的新挑战旨在实现更好的结果和支持绿色能源的挑战。

“回想过去10多年,我一直从事这一行,变化不大。今天关于锂离子和固态电池的讨论和十年前大致相同。我们真的从这个电池中挤出了所有东西,并试图在包装中挖出两毫米,只是为了在那里多放一块电池。因为重点是性能,所以我们真的需要把尽可能多的电池放进去,以提取尽可能多的电力,但我们正在达到目前设计的极限。

因此,需要大量的创新来确保电气化的未来,”格拉辛说。

另一方面,摩根强调开发各种化学品和完全不含钴的磷酸亚铁锂(LFP)。电动汽车需要某种电池和高能量密度。重要的是,这项技术可以支持广泛的电池。第二个要考虑的方面是每辆电池驱动的电动汽车的成本。未来2-3年,电动汽车的成本将与内燃机相当。电动汽车电池的结论

汽车供应链肯定在发生变化,不仅是在电子领域,在机械领域也是如此。电池越来越重要,软件也是。今天典型的高端汽车有大约1亿行软件代码。这是一个巨大的软件平台。另外,电池管理技术也很重要。电池是电动汽车的基本关键特征,确保高效的充电管理是电动汽车正确运行的基本要素。

电池必须具有非常高的储能密度,自损耗电流接近于零,并且能够在几分钟而不是几小时内充电。预计未来几年电动汽车的采用将大大增加,这将因市场价格的下降和不同充电系统提供的可能性(如快速充电,充满电需要几十分钟)而加速。或者几乎充满电)以及该区域中充电站可用性的增加。审计彭静

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