原创 电动汽车的发展

现在，电动汽车和站乘型机器人等的开发备受关注。汽车厂商纷纷表示要在2009年～2010年间率先在全球投产电动汽车。 　　电动汽车取消了内燃部件，振动这一令人头痛的问题也得到了部分解决，可以说比原来的汽车制造更加容易了。然而，高精度控制、续航距离长的电动汽车要达到实用水平，还面临着一大堆问题。 　　比如，需要配备驱动马达的大容量电池，这是开发中的一大难题。另外，关系到续航距离与行驶时间的能量密度，与瞬间爆发力相关的的功率密度及成本等各种各样的问题。 　　其中，看似不起眼却非常重要的课题之一就是电池的老化问题。车载充电电池一般要求使用5年以上，可使用10万km以上。而且还必须保证能够稳定使用。某汽车部件厂商的技术人员说：“必须避免使用过程中日趋老化，导致频繁充电的情况发生。配备充电电池的手机和笔记本电脑更换电池比较容易，此前产品的生命周期也短，即使3年左右就出现老化，导致满充电容量减少，也不会成为大问题。而汽车制品的生命周期长，这种事情是不允许的”。 　　要确保电池的长期可靠性，需要对电池单元及单元串联而成的电池组进行电力及热量方面的管理。这就要进行极其精细的控制，比如监视单元温度及电压/电流，估算充电率、确认健全度（容量缩小度）以及优化控制充放电，管理单元温度，发现故障时转化状态、切断系统等。
当然，电池老化是不可避免的，因此如上所述需要对用好满充电容量进行控制。但是如果控制不当的话，会增加爆炸及起火的危险，几年前爆炸及起火曾成为个人电脑等产品的大问题。因此，电池技术和电路技术的磨合至关重要。 　　同样需要磨合的领域还有很多。比如，电路信号及EMC（电磁兼容性）等防噪声和散热措施需要兼顾。抑制噪音多采用延长开关时间的方法。但是，延长开关时间（过渡时间），往往导致损失增大、发热量增大。也就是说，只要能够采取其他防噪音措施，就有可能减小发热量。行驶控制系统方面，目前也正全力实施行驶马达/逆变器、发电马达/逆变器、充电电池、变速箱、车外信息及发动机等的联动及能源/功率管理以及基于模型的开发。 　　目前，有些汽车厂商已发布了电动汽车的试制车，但大部分还处于“竭力实现无破绽，因此，还有很长的路要走”（某汽车厂商的技术人员）的阶段。 　　要达到实用水平，需要“机械技术人员”、“电池技术人员”以及在两者之间起纽带作用的“电子技术人员”以及“控制技术人员”等一起贡献智慧。各领域的技术人员还必须能够互相了解彼此的工作。 　　然而，笔者也听到现场的反映：不同领域磨合的进展并不像想象的那样顺利。由于最近技术日趋高度化和专业化，导致控制、电池、马达、散热器、逆变器及软件等领域的技术人员大多成了“专业呆子”。常有一下情况：对整车评估来说，防噪声措施是必要的，但如果在控制电路的输入中陆续加入过滤器，会使相位推迟，从而影响控制，另外，不太了解电池的话，在编写充电率推算程序时就很费劲。 　　因此，各个领域的负责人学习专业以外的相关技术是非常重要的。但是，要想掌握越来越专业化的技术并不容易。因此，使专家门顺利进行交流，以及通过将各部件模型化来有意识地建立通用的技术基础势在必行。 　　当然，还需要组织方面的管理能力和体制。汽车厂商的技术人员表示：“对负责驱动力分配及重启制动等制动驱动设计/实验的部门，负责车载LAN及EMC等电子电装设计、实验的部门，负责冷却系统及碰撞安全等车体设计、实验的部门等进行统一管理，以使其进行顺利交流的体制至关重要”。 　　为防止技术人员成为专业呆子，防止技术人员和组织之间产生隔阂，技术人员自身、上司及企业都应该注意各领域的磨合和交流。另外，汽车行业和电子行业等行业之间也不能产生隔阂。有些汽车技术人员对目前的状况提出了警告：“如果将大房间方式（将各职能部门集中在一起，实现信息共享）自诩为日本的特长，那么日本很可能将落后于世界”。