1、论解决电动汽车发展瓶颈建设电动汽车网络驿站摘要近年来，随着全球石油资源紧张、大气污染日益严重和电池技术的提高，电动汽车已被世界公认为 21 世纪汽车工业改造和发展的主要方向。但是，在现有技术条件下比起传统燃油汽车而言电动汽车的较短续驶里程和充电时间长为其致命的弱点，是制约电动汽车使用和发展的瓶颈问题。用建设电动汽车网络驿站的方法来解决这个问题，就是在一定区域乃至全国范围内按车辆流量和适当距离，建立能够给电动汽车快速更换电池的电动汽车网络驿站。 关键词电动汽车网络驿站、续驶里程、蓄电池使用寿命 中图分类号：U469.72 文献标识码： A 文章编号： 近年来，随着全球石油资源紧张、大气污染日益严
2、重和电池技术的提高，电动汽车已被世界公认为 21 世纪汽车工业改造和发展的主要方向。但是，在现有技术条件下比起传统燃油汽车而言电动汽车的较短续驶里程和充电时间长为其致命的弱点，是制约电动汽车使用和发展的瓶颈问题。用建设电动汽车网络驿站的方法来解决这个问题，就是在一定区域乃至全国范围内按车辆流量和适当距离，建立能够给电动汽车快速更换电池的电动汽车网络驿站。这个方法在现有技术条件下是很理想的，它让电动汽车能随时随地的快速更换电池，满足电动汽车连续行驶的需要，有效的解决电动汽车运行和发展的瓶颈问题，使电动汽车的运用得到迅速普及，将电动汽车的好处充分发挥出来，有效的减少环境污染，降低能耗，造福人类。
3、一、国家可持续发展战略将电动汽车作为重要方向，给电动汽车网络驿站的建立和发展带来了机遇当今，加强环境保护，有效减轻大气污染，合理利用能源，实现可持续发展，已成为我国的发展战略。中国共产党第十七次全国代表大会报告中提出的建设生态文明，基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。而电动汽车将是实现环保、节能的理想载体。传统汽车排放的有害尾气给环境造成了巨大的污染。据美国公布资料，大气污染量 63%的成分，来自燃油汽车。而在全球污染最严重的十大城市中就有一大半位于发展中的东半球国家，其中我国的情况尤为突出。对能源问题,我国政府高度重视，并成立了国家能源领导小组，加强对能源战略规
4、划和重大政策，能源开发与节约、能源安全与应急、能源对外合作等前瞻性、综合性、战略性工作的研究。我国石油资源探明工业储量 43 亿吨，只能开采 20 多年，目前已大量进口。如不及早采取节制措施，等到汽车全面进入家庭时，石油资源已近枯竭。因此,从国家可持续发展的战略高度来说，大力开发电动车辆，将是争取长远更大发展的重点战略部署。 二、电动汽车的性能优势，给电动汽车网络驿站的建立和发展带来了科学技术方面的依据 （一）电动汽车的特点电动汽车与内燃机汽车相比，有其自身的许多特点，下面给出了电动汽车与内燃机汽车性能和用途方面的比较。 1、无污染，噪声低电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，
5、对环境保护和空气的洁净是十分有益的，有“零污染“的美称。众所周知，内燃机汽车废气中的 CO、HC 及 NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小。噪声对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有危害的。2、 能源效率高，多样化电动汽车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车，特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。另一方面，电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充
6、电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、生物质能、风力、潮汐等能源转化。除此之外，如果夜间向蓄电池充电，还可以避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。 3、 结构简单，使用和维修方便电动汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小，当采用交流感应电动机时，电机无需保养维护，更重要的是电动汽车易操纵。 （二）国内外电动汽车的发展现状及趋势研究截至 2003 年底，我国汽车的保有量已超过 2383 万辆，而且每年又以高速度增长。尤其是在一些大城市，汽车的尾气排放已成为城市污染的主要源头。随着人们环保意识的不断增强，以及人们对提高城市空气质量的强烈愿望和要求，减少汽车尾气
7、污染物已成为政府和社会各界的一项极为迫切的任务。因此，从环保和节能的角度看，发展清洁无污染的电动汽车将是我国汽车工业的一个突破口。 电动汽车具有传统燃油汽车无可比拟的优点，比如：电动汽车噪声低；污染物排放可以减少 97；能源多样化；能效高电动汽车能量利用率为 178，燃油汽车的能量利用率仅为 103，即可节省大约40的石油。所以电动汽车将成为 2l 世纪最有潜力的交通工具。 三、目前电动汽车使用和发展面临的主要问题，使电动汽车网络驿站的建立和发展具有了必要性 1续驶里程有限 目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为 100-300 km，并且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有
8、良好的电池调节系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下的续驶里程只有 50-100 km。比起传统燃油汽车而言电动汽车的较短续驶里程成和充电时间长为其致命的弱点。 2蓄电池使用寿命短 普通蓄电池充放电次数仅为 300-400 次，即使性能良好的蓄电池充放电次数也不过 700-900 次，按每年充放电 200 次计算，一个蓄电池的寿命最多为 4 年，与燃油汽车的寿命相比太短。 3蓄电池尺寸和质量的制约 现有电动汽车所使用的电池都不能在储存足够能量的前提下保持合理的尺寸和质量。如果电动汽车自身装备质量大就会影响加速性能和最大车速的提高。 4电动汽车价格贵 主要是电池技术复杂，成本太高，
9、另外也由于采用一系列新材料、新技术，致使电动汽车的造价居高不下。 因此，必须用一种方法来解决上述问题。 四、用建立电动汽车网络驿站的方式来解决制约电动汽车发展的瓶颈问题综上所述，电动汽车有很多优点，也有缺点，特别是电池容量低、体积大、重量大、充电时间长等制约了电动汽车使用和发展。它们直接影响了电动汽车连续行驶里程和使用范围。在现有电动汽车技术条件下，有没有其它方法能解决这些问题呢？笔者受到作战飞机挂副油箱和蜂窝式移动电话以及汽车加油站等方式的启发，联想出这样一套方案：在电动汽车上设置副电池组安装机构快速更换电池组建立电动汽车网络驿站联网管理。用这套方案来有效解决制约电动汽车发展的瓶颈问题，使电
10、动汽车得到很好地推广和利用，从而达到环保、节能、可持续生态循环发展的目的。要实现这个运营方式需解决如下问题：1、在电动汽车上设置能快速折装副电池组的安装装置 第一，主电池容量按能保证使汽车连续行驶 50km 的基础上设置。另外在汽车上设置一个便于折装电池的副电池组安装装置，要求副电池组的单个电池的外型尺寸统一，且重量不超过 15kg；各种车型的副电池组单个电池个数不一样，从而满足各种车型的需要；各种车型的副电池组容量设置也要满足使汽车连续行驶 50km。第二，副电池组安装装置应有独立散热和电量显示系统以及快速折装的功能（轿车保证 5-10 分钟、大型汽车应保证 10-15 分钟内完成一次折装）
11、 。第三，主、副电池组的电容量分配上采取按整车设计装配电池总容量各二分之一方式配置，这样便于降低整车出厂价格和重量。第四，主、副电池组系统相对独立，具有副电池组首先使用完毕、并能自动转换到使用主电池上、车辆行驶中不对副电池组充电的功能，这样能保证副电池组优先使用完毕再用主电池，近距离使用时可不装挂副电池组，这样更能节省能源。当然也应设置有手动控制主、副电池组使用的功能，这样能更好地优化组合，合理利用电能，降低能耗。 2、在一定区域乃至全国范围内建立（能够给电动汽车快速更换电池）电动汽车网络驿站 根据道路车辆流量和适当距离，建立电池快速更换站。该站称为电动汽车驿站具有如下功能：第一，具有给电池充
12、电和按车流量储备电池的功能。第二，具有方便拆装和自动供给电池的设施和设备。第三，具有电池维修、保养和废旧电池统一处理的功能。第四，有联网管理和自动按电量收费的功能。第五， 具有电动汽车维修保养以及急时救援的功能。这样在全省乃至全国范围内按需要建立若干个相互联网的电动汽车驿站，就能相互调配电池达到电池通用的目的。让电动汽车能随时随地快速更换电池，满足电动汽车连续行驶的需要，有效解的决了电动汽车运行和发展的瓶颈问题。这种方式还有效的将一半的电池造价均摊到今后的电池使用折旧费用里（电池使用费用由电池造价折旧费、人工服务费、充电电费、维护保养费等组成） ，变一次性投入为折旧费的逐步投资。这样就降低了电
13、动汽车使用的门槛。另外，电动汽车驿站还可以自行安排充电时间利用谷电（避开用电高峰期）充电，合理的利用资源降低充电电价，为消费者节省开支，为国家节省能源，是一个一举多得的好方案。电动汽车网络驿站，是一种电动汽车运行的有效运营模式，它涉及的技术均是成熟的，笔者在电动自行车上做过实验，更换一次电池只需要 5 分钟时间，使用一天（约行驶 25 公里） ，电费在 0.5-1 元之间，电池折旧费每天约为 0.5-1 元。也就是说，费用消耗每天不超过 2 元。另外，随着电池制造技术的提高，新技术的运用，成本还将会有所下降。 3、实现这种运营模式的关键问题 第一，统一单个电池的外型尺寸和规格，就像我们平时使用
14、的干电池一样。第二，建立联网统一管理的电动汽车驿站，就像古代就军邮驿站一样模式（军邮驿站换马，人和邮件不停；电动汽车驿站换电池，车不停） 。第三，电动汽车制造时需考虑设置按电池型号装配统一的副电池组安装装置，并且便于电池拆装。第四，具有方便存取电池的设施和充电设备以及备用发电设备。这些设备和设施在现有技术条件下都能达到。因此，笔者相信随着电动汽车网络驿站的建立，将有效克服电动汽车缺点发扬其优点，电动汽车使用的春天也将随之到来。电动汽车网络驿站的建立和实施是离不开国家、政府的大力支持。电池规格型号的统一标准、副电池组安装装置的统一标准以及电动汽车驿站的建设标准都需要国家质检部门的统一制定；电动汽车网络驿站这种运营模式能否顺利实施，更离不开政府部门制定各种对电动汽车使用的优惠政策（例如：电价的优惠、养路费和道路通行费的优惠、车辆购置的减免、站址土地优惠等等）来鼓励大家使用电动汽车。有大量资料表明我国政府正在加大电动汽车的研制投入，积极制定相应的使用标准和法律法规。因此，提出建立电动汽车网络驿站是有科学依据的，是新颖的、是适时的、是有创意的、是有价值的，是符合现实的。
