科普丨电动汽车是如何工作的？

随着新能源汽车技术的进步，新能源汽车越来越多的进入了中国家庭。今天为大家介绍一下电动汽车组成与工作原理，让大家更深层次的了解电动汽车。

 

虽然电动汽车已经面世多年，但是相对传统的燃油车，人们对电动汽车还是较为陌生。电动汽车是如何工作的，和燃油汽车在结构上有哪些不同？电动汽车可以简单地理解为电池+车吗？本期就以纯电动汽车为例，带你了解电动汽车的工作原理与结构特征。

电动汽车=电池+车？

纯电动汽车是由电力驱动系统、电源系统和辅助系统等三部分组成。电力驱动系统包括控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮等。电动机就像是传统汽车中的发动机，其主要任务是在驾驶人的控制下，高效率地将动力电池存储的电能转化为车轮的动能驱动车辆，或者在制动时将车轮上的动能转化为电能反馈到动力电池中以实现车辆的制动能量回收。控制器就像人体的神经中枢，电动汽车必须通过一个整车控制系统来进行各子系统的协调控制，从而实现整车的最佳性能。电源系统包括蓄电池组、电池管理系统（BMS）等。辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、空调器、照明装置等。

纯电动汽车的工作原理为：蓄电池组（提供电能）→控制器、功率转换器（调速控制）→驱动电动机→传动系统（驱动车轮）→汽车行驶。

电动汽车是怎么变速的？

不同于燃油汽车在变速时复杂的挡位变化过程，电动汽车的变速有些类似于手机声音的大小，调节音量按钮，手机的声音就可以变大变小。在电动汽车上，驾驶人也是通过操控制动踏板和加速踏板来改变车速，实际上控制的是电能的大小。

驾驶人踩下加速踏板→传感器检测踏板的移动量→该值被传递到电控系统→电控系统向电机控制器发出指令→电机控制器计算电机的各项指标→控制电机工作。

轻轻踩下加速踏板时，电池的放电电流较小。用力踩下加速踏板时，电池的放电电流就会很大。减速时也是一样，所有的需求最终都以可控制的电能形式在汽车内部的部件间传递。

纯电动汽车与燃油汽车的结构有啥区别？

纯电动汽车与燃油汽车在结构上的最大区别在于动力系统和能源供应系统。电动汽车相对燃油汽车，最主要的改动是将燃油汽车的内燃机与油箱用匹配的蓄电池、电动机、调速器及相关设备来代替。

纯电动汽车没有发动机，因此取消了燃油汽车上与发动机相关的零件。在纯电动汽车中，不需要发动机、变速器、油箱、燃油供给装置、燃油喷射装置、火花塞、进气管、排气管、三元催化转化器以及消声器等零件，甚至连车头上的进气格栅都不需要。

纯电动汽车上增加的电气部件主要有蓄电池、电动机、控制器等。纯电动汽车用电动机代替了发动机，用控制器控制车辆运行等。

对比发现，纯电动汽车与燃油汽车在外观上看不出区别（除排气管），但纯电动汽车内部结构相对简单，零件也比燃油汽车少得多，维护方便。

电动汽车动力电池的种类有哪些？能回收再利用吗？

作为电动汽车的能量来源，自电动汽车诞生以来，动力电池技术一直是影响电动汽车实用化进程的关键因素之一。提高功率密度、能量密度、使用寿命以及降低成本一直是电动汽车动力电池技术研发的核心。

动力电池经历了铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等多种类型的发展和探索之后，锂离子动力电池由于能量密度高、大功率充放电能力强、对环境无污染等优点，已逐渐成为电动汽车动力电池的首选。目前的锂离子动力电池是在二次锂电池技术的基础上发展起来的一种全新概念的蓄电池，它从原理上解决了二次锂电池安全性差和充放电寿命短两个技术难题。目前，国内外众多品牌的电动汽车都采用了锂离子电池。

目前动力电池的回收利用主要包含两方面：一是动力电池的梯次利用；二是废旧电池的资源回收再利用。

电动汽车对动力电池性能的要求较高，一般情况下当电池存储的能量仅为出厂状态的80%左右的时候，就不再适用于高性能电动汽车了。但是，这些电池还可以继续用于低速电动汽车使用，或者用于发电厂的储能电池，尤其是可以应用于风力发电、太阳能发电能新能源发电领域，还可以用于家庭或其他建筑的储能电池，这就是动力电池的梯次利用。当电池彻底不能再进行利用时，就要进入报废程序。废旧的动力电池中有色金属含量远高于原生矿工业品质，因此对废旧电池的资源回收具有十分重要的经济和社会意义。

太阳能电池可以用在电动汽车上吗？

利用清洁且可再生的太阳能发电取代传统燃油驱动汽车，是几代汽车设计者的梦想，并且出现过形形色色的试验性东西，但是目前还只是不断地接近这个梦想，距离实现尚需时日。因为当前技术水平下，太阳能光伏电池的发电功率约为180瓦/平方米，如果按照每天光照时间8小时计算，每平方米太阳能电池每天的发电量也仅为1440度。这里还没有计算太阳能电池板能获得最佳日照的方位角、倾斜角以及阴影的影响。因此，仅就目前的技术水平来说，太阳能发电还不能作为驱动电动汽车行驶的主要能量来源。

但是将太阳能作为汽车的辅助能源是可以实现的。比如利用车上安装的太阳能装置为车载用电器提供电能，或利用太阳能天窗控制系统自动调节停车时汽车内的温度。

---