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纯电动汽车关键技术问题

纯电动汽车关键技术问题
纯电动汽车关键技术问题

纯电动汽车关键技术问题

学生姓名:赵克飞

学号:130602336

学院:材料学院

专业及班级:成型133

指导教师:彭立强

·绪论

随着科学技术的进步与经济的发展,汽车已成为人们日常生活中必不可少的交通工具。但同时,汽车工业的发展带来的对石油资源需求的急剧增加和对环境严重的负面影响日益引起了人们的关注。现在,全人类正面临着严峻的石油能源危机,对日益增大的石油能源的需求,受到地球有限石油储量的制约。根据国际能源机构预测,随着经济的发展、社会的进步和人口的增长,全世界的能量消耗在今后20年至少增加1倍。从环境保护的角度来看,汽车的排放物的数量是与燃油的消耗呈正相关关系,燃油内燃机车辆在大量消耗石油资源的同时又污染了环境,所排放的碳、氮、硫的氧化物及其它有害排放物已成为城市空气的主要污染源。面对日趋严重韵能源短缺与环境恶化问题,寻求社会、经济与资源、环境相互促进与协调发展的可持续发展模式正在成为世界性潮流,将引发汽车行业的产品结构调整与升级换代,经济型、低油耗、新能源汽车将成为市场新宠。为了适应这一形势的要求,世界各国政府、学术界和工业界等正在加大对电动汽车的开发投入的力度,加速电动汽车的商品化步伐。

·关键技术问题

纯电动汽车是以蓄电池等为主要动力,用电机驱动车轮行驶,符

合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它的关键技术包括汽车技术、电气技术、电子技术、信息技术和化学技术等。尽管能量存储技术至关重要,但车身设计、电驱动系统、能量管理系统和系统的优化也同样重要。因此可以说,所有这些领域技术上的整合才是电动汽车技术成功的关键。

(1)能量存储系统

现代电动汽车的瓶颈仍然是车用储能装置即电池技术,电池的能量、成本、质量以及电池的充电设备构建等都制约着电动汽车的发展。电动汽车对其储能装置的要求如下:1)高的比能量和能量密度;2)高的比功率和功率密度;3)长循环寿命;4)自放电率小,充电效率高;5)安全,易保养;6)原材料来源丰富,成本低廉;7)对环境无危害,可回收性好。

然而,目前还没有一种能源能完全满足上述要求,选用某一种蓄电池只能满足上述部分要求。为解决一种能源不能同时提供足够高的比能量和比功率这个问题,可采用多能源系统提供动力,即可选用一个能源具有高的比能量,另一个具有高的比功率。有蓄电池和蓄电池相结合的双能量源系统,也有采用蓄电池和超级电容、比功率。有蓄电池和蓄电池相结合的双能量源系统,也有采用蓄电池和超级电容、蓄电池和超高速飞轮相结合的系统。

(2)车身设计

生产电动汽车有两种基本方法:一种是改装,另一种是专门设计制造。目前,现代电动汽车大部分是为特定目的而设计的,这种特定

设计的电动汽车与改装车相比有一定的优势,它允许工程师灵活地调整和整合各子系统,使之能有效地工作。对于电动汽车来说,除了传统汽车的相关结构外,更重要的储能装置的结构形式,它很大程度上决定了电动汽车的控制方式和性能指标。

大程度上决定了电动汽车的控制方式和性能指标。

(3)电驱动系统

电驱动系统的主要任务是把电能转换为机械能,使汽车能克服空气阻力、滚动阻力和加速阻力而前进。另外,现代电动机的高转矩、低转速和恒功率、高转速的工作范围可以通过电子控制来获得,使得电动汽车的驱动系统设计更加灵活多样。为优化系统效率,扩大高效率运行工作范围,人们正在寻求新的电动机设计技术和控制策略。同时,应用新开发的一些电子技术以改善系统的性能及降低成本。

策略。同时,应用新开发的一些电子技术以改善系统的性能及降低成本。

(4)能量管理系统

由于电动汽车的车载能量有限,其行驶里程远达不到燃油车的水平,能量管理系统的目的就是要最大限度地利用有限的车载能量,增加行驶里程。智能能量管理系统采集从各个子系统输入的传感器息,这些传感器包括车内外气温传感器、充放电时电源电流和电压传感器、电动机电流和电压传感器、速度和加速度传感器以及车外环境和气候传感器等。

(5)电动汽车仿真技术

随着现代工业的发展、科学研究的深入与计算机软、硬件的发展,仿真技术已成为分析、综合各类系统,特别是复杂系统的一种有效研究方法和有力的研究工具。电动汽车技术的多学科性和快速发展的特点,要求电动汽车的设计过程灵活、快速且经济,计算机仿真不仅使这种设计过程成为可能,而且提高了电动汽车的系统优化水平。国外早在1970年就开始研究对电动汽车的建模和仿真。目前,国外用于电动汽车的仿真软件主要有114-17J:美国能源部Idaho国家实验室开发的SIMPLEV,TexasA&M大学开发的V.ELPH,美国能源部可再生能源实验室开发的ADVISOR(AdvancedVehicleSimulator),以及Ohio州立大学开发的OSU-HEVSIM和香港大学电动汽车国际研究中心的EVSIM、奥地利AVL公司的CRUISE等。另外,各大汽车生产厂家也有各自的仿真软件。我国基本上还没有较系统和成熟的电动汽车仿真软件,不少电动汽车研究开发单位采用了ADVISOR这类免费软件作为开发工具,取得了切实可行的成效。但由于缺乏对仿真软件内核的掌握,限制了深层次的应用,妨碍了取得高水平的研发成果。因此,建立基于系统模型和仿真技术的先进开发手段和工具,也是我国电动汽车研究的一个重要发展方向。

迄今为止,电动汽车存在的主要问题是初始成本高和续驶里程不理想。为了降低电动汽车的成本,人们正努力改善电动汽车的各个子系统,比如电动机、功率转换器、电子控制器、充电器、电池以及其它辅助设施,同时对电动汽车整车系统进行综合和优化。为解决续驶

里程不足的问题,除了不断开发先进的车用动力电池外,还应有效地估计电池的剩余能量、设计合理的能量分配和回收策,高效地利用有限的能源。

·结语

21世纪是能源挑战的世纪,近百年来传统的以石油为燃料的汽车工业势必走向一个崭新得以清洁的、可再生的能源为动力的汽车工业。要抓住这一机遇,不仅需要我们构建新能源汽车产业从创新、生产、销售渠道、消费者市场体系。还需要我们充分认识到我国在新能源汽车发展过程中关键技术存在的问题及不足,努力改善技术,推动我国绿色产业的发展。

纯电动汽车及动力电池技术发展现状

纯电动汽车及动力电池发展现状调研 一、纯电动汽车发展现状 所谓纯电动汽车,是指完全由可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车(BatteryElectric Vehicle,BEV)与混合动力汽车(HybridElectric Vehicle,HEV)和燃料电池汽车(Fuel CellElectric Vehicle,FEV)是目前主要的新能源汽车类型。 1.1 发展纯电动汽车的必要性 (1)促进节能减排。与传统汽车相比,纯电动汽车具有更高的能源利用效率,同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一,2013年春季北京出现多次大面积雾霾天气,机动车尾气是主要原因之一。在上海,中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有66%、90%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域实现低碳的最佳方案,纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳,即使考虑到中国目前电力生产过程中的二氧化碳排放,纯电动汽车仍然具有13%~68%的减排能力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变,纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。 图1.1传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位:%) (2)降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.2。最新数据显示,截止到2012年底,中国汽车保有量已达2.4亿辆,与此相对应的是2012年中国原油对外依存度达到56.4%,创下历史新高。如果不采取措施,“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下,如何满足未来汽车的能源需求,是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车由于其电力来源多样化,不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋,而且能够与中国大力发展可再生能源

《纯电动汽车结构与检修》课程标准

目录 一、课程性质与定位 (2) 二、课程设计思路 (2) 三、课程教学目标 (2) 四、课程主要容与教学要求 (2) 五、课程实施建议 (3) 六、其他说明 (7)

《纯电动汽车结构与检修》课程标准 一、课程性质与定位 《纯电动汽车结构与检修》是汽车专业群(汽车检测与维修技术专业、汽车电子技术专业、汽车运用技术专业、汽车营销与服务专业)的专业必修课,属于专业群大类培养平台课程。《纯电动汽车结构与检修》在专业课程体系中,起到承上启下的作用,学校层面设置的必修课等专业课程。 使学生了解汽车行业、产业发展历程和专业背景、课程体系及就业岗位,树立专业思想,激发学习兴趣,了解纯电动汽车技术在行业发展中的重要性,明确职业规划,培养学生的创新思维能力。 二、课程设计思路 第5学期开设,每周6课时,采用讲授形式,根据学时安排,由专业教师、企业专家、高新技术企业负责人等思想,将专业文化、行业技术创新发展与前沿技术等容融入课程,拓宽学生视野,培养学生创新精神。 按照“了解汽车专业和行业背景——树立专业思想,激发学习兴趣——了解纯电动汽车技术在行业发展中起到的关键作用,培养学生掌握新知识的思维能力”的依次递进的思路开设学习情景。 三、课程教学目标 通过课程学习,使学生了解纯电动汽车在汽车行业、产业发展历程和专业背景、课程体系及就业岗位,树立专业思想,激发学习兴趣,了解纯电动汽车技术在行业发展中的重要性,明确职业规划,了解纯电动汽车过程,同时,培养学生善于自我学习、沟通表达、团队协助等职业素养,主动探索新知识、新技术的应用,培养学生的创新思维能力。 四、课程主要容与教学要求 (一)纯电动汽车结构与检修 主要容: 1)项目一概述; 2)项目二纯电动汽车的主要部件及工作原理;

纯电动汽车发展前景浅析

摘要:随着石油储量的下降和温室效应的日益严重,传统汽车的发展前景令人堪忧,许多汽 车厂纷纷转型,开始研发汽车。由于受到国家政策、当地环境和研发技术等多方面因素的影响,目前市场上的汽车种类繁多,纯就是其中最常见的一种。本文将以我国纯的发展现状和 特点为基础,对我国纯的发展前景进行分析。 1 纯的发展现状 目前我国的纯产业的发展势头相当强劲,得益于国家政策的支持和校企技术合作的帮助, 纯在销量和技术上都取得了较大的突破。国家政策方面,通过购车补贴以及当地政府的政策 扶助,我国纯的销量飞速增长,自2012年起年销量始终保持在万台以上,占据汽车销售的大半壁江山;校企技术合作方面,一汽、东风、上汽、吉利等汽车龙头纷纷就地取材,与邻近 大学展开技术合作,共同研发纯,比如东风公司与武汉理工大学共同研发了东风风神E70, 该车采用镍钻锰酸锉,电池容量高达49.1 kWh,最大续航里程可达300 km,补贴后售价仅13.98万元人民币,在当前纯市场中具有较强的技术与价格竞争力。 2 纯的特点 2.1发展优势 纯相比传统的内燃机汽车,最大的优势莫过于不会对环境产生污染,不像汽油机或者柴油 机会产生大量的CO2和其他的有害气体。其次纯充电所需电能的来源众多,火力发电、水利发电、风能发电乃至核能发电等方式,都可以作为电力来源,因此不会受到石油枯竭的制约,具有很大的发展空间。 而在我国在发展纯方面,也有较大的技术优势,在纯的两大核心部件和电机上,都取得了 技术上的突破性发展。方面,以制造起家的比亚迪公司,由于多年研发的技术积累,成为我 国乃至全球在汽车行业中的一匹黑马,在2007年成功研发出磷酸铁铿电池,并实现了量产,结束了特斯拉公司三元铿离子电池在纯电动车方面的技术垄断地位。电机方面,众泰集团在 驱动电机和整车控制系统上都研发出自己的专利技术,并取得我国第一个纯生产批号。 除以上发展优势外,我国在矿产资源上也有着极大的优势。纯的性能与成本很大程度上取 决于其。目前,综合性能和成本考虑,纯采用锉离子电池是其唯一的选择,而中国拥有着储 量超过百万吨级别的西藏的扎布耶盐湖,这是欧洲、日本和美国等资源匮乏国家所不具备的 矿产优势。 2.2发展劣势 我国发展纯最大的问题是配套的基础设施建设相当不完善,可以说大多数城市的配套设施 建设几乎是一片空白。再加上我国工业发展起步较晚,城市建设规划不合理,许多地方电网 建设混乱,不利于充电站或是换电站的规划建设。此外,各汽车厂的充电接口都不一致,更 加大了建设的难度,而建设配套的基础设施投资巨大,远非一家或几家汽车公司所能承担, 因此需要企业和相关政府部门共同合作寻找解决办法。 3 纯的发展前景 综上所述,虽然纯在我国的发展仍存在诸多问题,但以发展前景而论仍是有相当大的潜力的。 (1)环保方面,近几年来,国民饱受雾n等环境污染之害,已拥有较高的环保意识,纯在环保方面的优势较传统的内燃机汽车非常明显,因此会有越来越多的环保人士选择纯出行。(2)能源方面,我国目前的石油储量处于国际较低水平,对国外石油的进口依赖性较大,而采用纯可以有效利用我国丰富的发电资源,比如在夜间进行充电,避开白天的波峰用电期,

比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构与检修

比亚迪E6纯电动汽车使用磷酸埋钻铁电池,200Ah的超大电池容量使车辆在综合工况下续驶里程超过300km,每100km的能耗在21度(1度=1 kWh)以内,每1 00km的加速时间为10s,最高车速可达160km/h以上。车辆充电比较方便,快充可以使用充电站的380V充电桩充电,慢充可需220V民用交流电源,慢充6~8小时可充满电池。 一、比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构 1.比亚迪E6纯电动汽车动力系统 比亚迪E6纯电动汽车动力系统结构及原理如图1所示,其主要由三大模块组成。

(1)电动车的控制模块可分为:电机控制器、DC-DC、动力配电箱、主控ECU、挡位控制器、加速踏板、电池管理单元。 (2)电动车的动力模块有:电动机总成、电池包体总成。

(3)电动车高压辅助模块有:车载慢充、漏电保护器、车载充电口、应急开关。 2.动力控制系统的工作原理 (1)充电过程 充电站的380V高压充电桩通过车辆上的充电口,或者220V市用电源通过车载充电器升压后输电给车上的配电箱,配电箱直接途径应急开关后对Hv电池组充电。在充电过程当中,电源管理器一直监控着HV电池组的温度和电压,如果发现HV电池组内部某单体温度或电压过高,就会切断配电箱给HV电池组的供电。 (2)放电过程 HV电池组在电源管理器和漏电保护器的监控下,通过应急开关输电给配电箱,配电箱根据车辆的实际用电情况分配电量。一部分电量流向电机控制器,另一部分电量流向DC-DC交换器。主控ECU根据驾驶员操作信息(接收加速踏板角度传感器和挡位控制器的信号)控制着电机控制器的工作,电机控制器主要控制流向电机的电量大小,以及控制电机正反转来驱动车辆前进或后退。另一部分从配电箱流向DC-DC交换器的电量,经过DC-DC交换器将高压直流电转化为低压直流电,为车辆电动液压助力转向系统提供42V的电源,同时还为整车用电设备提供12V的电源。 3.动力系统各部件的作用 (1)电机控制器:负责控制电机的前进、倒退、维持电动车的正常运转,关键零部件为IGBT。IGBT实际为大电容,目的是为了控制电流的工作,保证能够按照我们的意愿输出合适的电流参数。 (2)DC-DC:负责将330V高压直流转低压提供给车载低压用电设备,如

电动汽车发展状况及关键技术

电动汽车发展状况及关键技术 一、电动汽车的发展背景 能源的短缺和人们对生活质量的更高要求是电动车发展的主要原因。汽车的能源消费占世界能源总消费的近四分之一。随着世界经济的发展,汽车的保有数量在急剧增加,由此而引起的能源与环境问题就显得更加严重。 因石油危机的影响,发达国家领先进行节能技术的开发,将产业部门的能源消费停留在GNP(能源消费总量)的一半水平。但是,以汽车为主的运输部门因其急速发展,能源的消费比其它部门大,占总能源消费的24%。以传统的石油作为动力能源的汽车因其尾气中的有害物质如CO、HC和NOX等对人类及环境造成的危害,人类必将面临巨大的挑战。经计算从全世界汽车排出的CO2为64亿标准炭吨。在当今世界面临能源与环境的双重危机之前,势必要求汽车工业提高汽车的能源使用效率,减少污染物质的排出量。但是,仅通过改善现有内燃机车的性能来解决这一问题是很困难的。开发电动汽车(Electric Vehicle),以下简称(EV)是解决这一问题的有效途径之一。 二、电动汽车的特点 1、污染低 电动汽车由电力驱动,在行驶中不排放有害气体,即使电动汽车所消耗的电力由使用石油燃料的火力发电厂提供,但火力发电厂的大气污染物的排放量,也不到同类型汽油车的10%。 2、可使用多种能源 由于电动汽车使用二次电力能源,其不受石油资源的限制,可利用核能、水力、太阳能等,从而可节省日益枯竭的石油资源。 3、效率高电动汽车没有怠速损失,在制动时能回收能量,80%以上的电池能量可由电动机转为汽车的动力,即使考虑原油的发电效率、配送电效率、充放电效率等,其最终效率也比内燃机高。 4、噪声低

发动机性能是影响汽车的噪声、振动大小的重要因素,传统汽车和电动汽车相比,由动力部分引起的噪声和振动,特别是在加速时,电动机的噪声和振动要比发动机低得多。 5、更有利于智能化 由于电动汽车已达到电气化,所以电动汽车系统中更利于采用先进的电子信息技术,提高汽车智能化程度。电动汽车的电动机控制系统,可与各个电子控制系统包括无级变速、防抱死制动系统(ABS)、制动能量回收系统、安全气囊系统、自动空调系统等相协调,在电动汽车上实现计算机智能控制。 6、结构简单,使用维修方便 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。 7、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。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、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。 三、电动汽车的发展状况 电动汽车诞生于1873年,比内燃机汽车还早13年。但是受电池和驱动控制系统的局限,其发展远远落后于内燃机汽车。 上个世纪70年代,石油危机使主要工业国家认识到发展电动汽车的重要性,以美、日为代表的国家开始了电动汽车的开发热潮,并在许多关键技术的基础研究上取得成果。电动汽车也由原来单一的全由电池供电的纯电动汽车BEV (Battery Electric Vehhicle)发展成为现在的三大类:纯电动汽车EV (Electric Vehhicle)、混合动力电动汽车HEV(Hybrid Electric Vehhicle)和燃料电池电动汽车FCEV(Fuel Cell Electric Vehhicle)。

纯电动汽车发展态势分析

纯电动汽车发展态势分析 文章围绕纯电动汽车的发展做了SWOT分析,并对纯电动汽车现阶段的发展做了展望。 标签:纯电动汽车;优势;劣势;机会;威胁 前言 随着人们生活水平的提高,汽车工业得到了迅速发展,汽车已经成为必不可少的代步工具。但随之而来的空气污染、不可再生能源的日渐枯竭等问题,使人们迫切需要新能源来替代主流的燃料(包括汽油、柴油等)。目前,市场上的主流新能源汽车有纯电动汽车、插电式混合动力、油电混合动力三种。其中,纯电动汽车完全由二次电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等)提供动力的汽车。由于不借助任何汽油燃料的帮助,是一种“零排放”的汽车,被公认为是目前最理想的交通工具。 1 优势S(strengths) 1.1 节能环保 纯电动汽车由电动马达、马达控制器、可充电的蓄电池等组成,马达控制器从蓄电池获取电能,带动电动马达旋转,将转矩传递给驱动轮,从而驱动汽车前进。在这个过程中,电动机取代了传统的内燃机,用蓄电池储能取代传统的汽油油箱,用电能取代了化学能。驾驶者通过控制电子油门踏板,给出了模拟电子信号给控制器或处理器,再由控制器或处理器将模拟信号处理后控制电动机的输出功率、转速及正反转等,所有能量来源于车载蓄电池。由于蓄电池里主要是电解液和水,在汽车运行时不产生排气污染。电动机自身工作平稳,噪声也较内燃机小,减少了噪声污染,几乎是“零污染”,对环境保护非常有利。 1.2 能量转换效率高 在城市道路中,交通拥挤,红绿灯多,车辆频繁启停,行驶速度不高。若是传统汽车,车辆停止和起步会耗损能量。如老驾驶员技术不纯熟,在车速较低时可能使发动机熄火,导致道路堵塞。这时,纯电动汽车优势就凸显出来。它可使汽车停车使电机停转不空转,此时不消耗能量。有些纯电动汽车上装备有再生制动系统,在制动时,电动机可将转动产生的制动力矩通过传动系统传到驱动轮上,实现制动减速;还可将上下坡和制动时的部分惯性能转化成电能,存储于动力电池中,这样就可以实现制动能量的回收,大大提高了电动机能量的利用效率。 1.3 结构简单,维修方便 传统汽车的保养比较繁杂,一级保养、二级保养项目繁多,次数也多。比如

纯电动汽车技术概述及发展趋势

纯电动汽车技术概述及发展趋势 一、技术概述 电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它使用存储在电池中的电来发动。在驱动汽车时有时使用12或24块电池,有时则需要更多。 1、电动车技术特点 ●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,对环境保护和空气的洁净是十分有益的,几乎是“零污染”。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。 ●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。有些研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高,因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。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。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、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。 ●结构简单,使用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。 ●动力电源使用成本高,续驶里程短目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,尤其是动力电源(电池)的寿命短,使用成本高。电池的储能量小,一次充电后行驶里程不理想,电动车的价格较贵。但从发展的角度看,随着科技的进步,投入相应的人力物力,电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短,电动汽车会逐渐普及,其价格和使用成本必然会降低。 2、电动车基本结构电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电

纯电动汽车能源系统检修课程标准

《纯电动汽车能源系统检修》课程标准 基本信息: 课程名称:纯电动汽车能源系统检修 课程性质:职业技术课 学分:4 计划学时:64 适应对象:新能源汽车技术 建设团队:该课程团队含一线教师5人,其中高级职称2人;聘请1名具有资深工作经历的企业技师作为兼职教师参与指导实践教学。 第一部分课程概述 本课程是新能源汽车技术专业的专业核心课程。主要知识点是全面系统地介绍新能源汽车新技术。针对本专业的特点,系统阐述了新能源汽车的类型,发展新能源汽车的必要性和新能源汽车发展现状。重点介绍电动汽车用动力电池、电动汽车用电动机、纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的结构、原理及设计方法等。对天然气汽车、液化石油气汽车、甲醇燃料汽车、乙醇燃料汽车、二甲醚燃料汽车、氢燃料汽车和太阳能汽车的特点、发展现状及趋势也进行了介绍。本课程授予学生新能源汽车构造原理等规律性的知识,使学生具有举一反三的分析能力,对结构原理不断更新的适应能力,为学习后续课程和参加专业实践奠定基础,对于适应地方经济建设的应用性人才培养目标具有十分重要的意义。 第二部分课程目标 总目标:电动汽车用动力电池、电动汽车用电动机、纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的结构、原理及设计方法。 具体目标: 第一章新能源汽车概述 (一)新能源定义与分类 主要内容: 1.新能源汽车的定义。 2.新能源汽车的分类。 重点:新能源汽车的定义和分类。 难点:新能源汽车的分类方法。 基本要求: 1.掌握新能源汽车的定义。 2.了解新能源汽车的分类方法。 3.掌握新能源汽车的分类。

(二)发展新能源汽车的必要性 主要内容: 1.全球背景下的能源危机。 2.大气环流与环境污染。 3.新能源汽车的优点。 4.发展新能源汽车的必要性。 重点:能源危机。环境污染。 难点:发展新能源汽车的必要性。 基本要求: 1.了解全球背景下的能源危机。 2.了解大气环流与环境污染。 3.掌握新能源汽车的优点。 4.掌握发展新能源汽车的必要性。 第三章纯电动汽车基础 (一)纯电动汽车蓄电池 主要内容: 1.纯电动汽车用动力电池分类。 2.纯电动汽车用动力电池的性能指标。 3.纯电动汽车对动力电池的要求。 4.铅酸蓄电池的分类、结构和特点、工作原理、充放电特性和充电方法。 5.镍氢电池的分类、结构和特点,镍氢电池的工作原理、充放电特性和充电方法。 6.锂离子电池的分类、结构和特点,工作原理,充放电特性和充电方法。 7.燃料电池的发展动态、分类、结构和特点。 8.了解质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、直接甲醇燃料电池、微生物燃料电池和再生型燃料电池的性能特点。 9.了解太阳能电池的分类、特点、发电原理、伏安特性。 重点:铅酸蓄电池的分类、结构和特点;镍氢电池的分类、结构和特点;锂离子电池的分类、结构和特点。燃料电池的分类、结构和特点;燃料电池系统;质子交换膜燃料电池。 难点:铅酸蓄电池的充放电特性和充电方法。镍氢电池的充放电特性和充电方法。锂离子电池的充放电特性和充电方法。 基本要求:

电动汽车发展历程

纯电动汽车的发展历程及地区简况 供稿人:祝毓供稿时间:2007-9-24 纯电动汽车以车载电源(充电蓄电池)作为储能方式、用电动机为动力来驱动车轮行驶,不仅具有节能、环保的特性,还有动能来源广泛的优点,可以利用水力、风力、核能等发电或利用电力系统低谷期给蓄电池充电,从而提高电网效能。 历史沿革 纯电动汽车在电动汽车中发展时间最长。自19世纪90年代美国人制造出世界上第一辆纯电动汽车以来,20世纪初第一次达到生产高峰,占领了40%的汽车市场。后来由于电子启动器的发明以及纯电动汽车动力性差的原因,在30年代中期结束了早期的纯电动汽车生产而进入燃油汽车的黄金时期;1974年-1975年和1979年-1982年欧美两次能源危机推动纯电动汽车的研制重新进入高峰。这一阶段汽车电力电子学尚未建立,既没有完善的科学理论做指导,更缺乏高科技含量的汽车电力电子装置可供采用。特别是,当时仅有铅酸蓄电池可供使用,而铅酸蓄电池体积大、质量重,能量密度小、功率密度低,充电时间长,每次充足电后续驶里程较短,再加上电力传动系统的制造成本过高等因素困扰,1997年以后绝大多数公司对纯电动汽车的研发基本处于停滞状态。 第二代纯电动汽车的出现,是以汽车电力电子学的最新发展为基础的,其技术亮点包括高能量密度锂离子蓄电池、锂离子电容器等的发明,以及乘用车电动轮技术的开发和实用化等。虽然,纯电动汽车离真正商业化还有一定的距离,但与第一代纯电动汽车相比,它已经在充电时间、续驶里程、动力性、快速充放电能力等方面取得了可喜的进展。与传统内燃机汽车及混合动力汽车、氢燃料汽车相比,第二代纯电动汽车也显示出了一定的“比较优势”:控制精确度高于混合动力车,风阻系数可降至0.19,整车质量大大低于燃料电池车,CO2排放量低于同级别汽油车,使用过程的能耗费用低于汽油车。当然还存在技术瓶颈和若干问题。 地区发展 在新能源汽车的发展战略中,各个国家、地区和世界各大汽车公司都依据自己的评估作了不同的选择,对纯电动汽车的研究采用了不同的策略。从当前整体情况看,重视混合动力汽车和燃料电池汽车技术的国家与企业较多,选择重点研发与产业化纯电动汽车的较少。 1、美国 1991年,美国通用汽车公司、福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司共同协议,成立了“先进电池联合体”(USABC),共同研究开发新一代电动汽车所需要的高能电池,并且与美国能源部签订协议在1991~1995年间投资2.26亿美元来资助电动汽车用高能电池的研究。20世纪90年代中期,美国克林顿政府曾制订了发展电动车的“新一代汽车伙伴(PNGV)计划”,

纯电动汽车的基本构成和其关键技术

如图1所示,纯电动汽车EV (Electric Vehicle)是仅由动力蓄电池向电动机提供电能驱动车辆行驶的道路车辆,也称为蓄电池电动汽车。纯电动汽车具有以下特点:节能,不消耗石油;环保,无污染;噪声和振动小;能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转轴传递,各部件的布置具有很大的灵活性;驱动系统布置不同会使系统结构区别很大,采用不同类型的电动机(如直流电动机和交流电动机)会影响到纯电动汽车的质量、尺寸和形状;不同类型的储能装置会影响纯电动汽车的质量、尺寸及形状;不同的补充能源装置具有不同的硬件和机构,例如蓄电池可通过感应式和接触式的充电器充电,或者采用替换蓄电池的方式,对替换下来的蓄电池进行集中充电。 1 纯电动汽车的类型 纯电动汽车按照用途进行分类,可以分为纯电动轿车、纯电动货车和纯电动客车3种类型;按照驱动型式进行分类,可以分为直流电动机驱动的纯电动汽车、交流电动机驱动的纯电动汽车、双电动机驱动的纯电动汽车、双绕组电动机驱动的纯电动汽车和电动轮纯电动汽车等5种类型。 2纯宅动汽车的基本构成 如图2所示,纯电动汽车主要由电力驱动系统、电源系统、辅助系统、控制系统、安全保护系统等组成。汽车行驶时,由蓄电池输出电能(电流)通过控制驱动电动机运转,

电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退。图3所示为奥运纯电动客车的基本构成。 21电力驱动系统 纯电动汽车的电力驱动系统的构成简图如图4所示,主要由电子控制器、驱动电动机、电动机逆变器、各种传感器、机械传动装置和车轮等组成,其中最关键的是电动机逆变器,电动机不同,控制器也有所不同,控制器将蓄电池直流电逆变成交流电后驱动交流驱动电动机,电动机输出的转矩经传动系统驱动车轮,使电动汽车行驶。该系统的功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能,并能够在汽车减速制动时,将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。 驱动电动机是驱动EV行驶的唯一动力装置。目前EV上使用的驱动电动机主要类型有直流电动机、交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机等。再生制动是EV节能的重要措施之一。制动时电动机可实现再生制动,一般可回收10%—15%的能量,有利于延长EV的行驶里程。在EV制动系统中,还保留有常规制动系统和ABS,以保证车辆在紧急制动时有可靠的制动性能。关于电动机,本讲座后文将详细讲解。22电源系统 纯电动汽车的电源系统包括车载电源、能量管理系统和充电机等。它的功用是向电动机提供驱动电能、监测电源使用情况及控制充电机向蓄电池充电。

电动汽车发展论文汽车相关论文

电动汽车发展论文汽车相关论文 浅谈中国发展纯电动汽车的现状和面临的问题摘要:石油价格持续飙升造成能源紧缺,以及全球碳排放标准的推出强化了我国推动纯电动汽车产业普及的动力和欲望。在发展纯电动车的同时要解决好家庭电动车价格、基础设施、纯电动车电池技术、电动机和控制技术的发展。 关键词:纯电动汽车石油污染意义问题 0 引言 石油价格持续飙升造成能源紧缺,以及全球碳排放标准的推出强化了我国推动纯电动汽车产业普及的动力和欲望。 1 什么是纯电动汽车 目前所说的电动汽车多是指纯电动汽车,即是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车前进。从外形上看,电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别,区别主要在于动力源及其驱动系统。即纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机,蓄电池相当于原来的油箱。 2 中国发展纯电动汽车的意义 2.1 解决石油短缺问题石油价格持续飙升造成能源紧缺,而全面普及家庭汽车消费,这加剧了石油危机的爆发。随着我国国民经济的迅速增长,对能源的需求日益旺盛,我国石油对外依存度渐增已是

预料之中的事情,2010年,我国石油对外依存度超过50%,因此解决石油问题刻不容缓。为解决石油短缺问题,人们提出了新能源汽车这个概念,尝试混合动力汽车、燃料电池汽车或者是太阳能汽车等等,然而经过几年摸索之后,大家发现这些模式都不能从根本上解决问题,只有纯电动汽车才能够满足快速削减石油消费的根本目标。对于我国,发展纯电动汽车的一个非常重要的理由是它可以提高我国能源的安全性,降低能源的对外依存度。发展纯电动汽车来替代燃油汽车,可以直接减少燃油消耗,从而降低石油的进口量,降低石油对外依存度。 2.2 解决汽车排放污染问题由于汽车尾气和工业污染给大气层和地球生存环境带来日趋严重破坏,人类必需在未来二十年内努力将碳排放量指标恢复到合理水准,而削减碳排放量保护生存环境显然已经是比赚钱更迫切更紧急的事情。推广和普及纯电动汽车是行之有效手段并且也是削减碳排放量重点方向之一。 2.3 作为中国汽车工业“弯道超车”的最好机会我国在传统汽车技术领域长期扮演追赶、模仿者的角色,其中发动机、变速箱技术与国外相比差距尤为明显。 在燃料电池电动汽车、油—电混合动力汽车和纯电动汽车等三类电动汽车中,我国若借鉴美、日发展模式,首先发展燃料电池电动汽车或油-电混合动力汽车,最后才发展纯电动汽车的循序渐进发展路线的话,我国就只能一直扮演追赶着的角色。如果我国能依靠现有技

纯电动汽车的基本结构和原理

纯电动汽车的基本结构和原理 与燃油汽车相比,纯电动汽车的结构特点是灵活,这种灵活性源于纯电动汽车具有以下几个独特的特点。首先,纯电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的,因此,纯电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。其次,纯电动汽车驱动系统的布置不同,如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等,会使系统结构区别很大;采用不同类型的电动机,如直流电动机和交流电动机,会影响到纯电动汽车的重量、尺寸和形状;不同类型的储能装置,如蓄电池,也会影响纯电动汽车的重量、尺寸及形状。另外,不同的能源补充装置具有不同的硬件和机构,例如,蓄电池可通过感应式和接触式的充电机充电,或者采用更换蓄电池的方式,将替换下来的蓄电池再进行集中充电。 纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。除了电力驱动控制系统,其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车相同,不过有些部件根据所选的驱动方式不同,已被简化或省去了。所以电力驱动控制系统既决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能特征,也是纯电动汽车的核心,它相当于传统汽车中的发动机与其他功能以机电一体化方式相结合,这也是区别于传统内燃机汽车的最大不同点。 1、电力驱动控制系统 电力驱动控制系统的组成与工作原理如图5.1所示,按工作原理可划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。 1)车载电源模块 车载电源模块主要由蓄电池电源、能源管理系统和充电控制器三部分组成。

(1)蓄电池电源。蓄电池是纯电动汽车的唯一能源,它除了供给汽车驱动行驶所需的电能外,也是供应汽车上各种辅助装置的工作电源。蓄电池在车上安装前需要通过串并联的方式组合成所要求的电压一般为12V或24V的低压电源,而电动机驱动一般要求为高压电源,并且所采用的电动机类型不同,其要求的电压等级也不同。为满足该要求,可以用多个12V 或24V的蓄电池串联成96~384V高压直流电池组,再通过DC/DC转换器供给所需的不同电压。也可按所需要求的电压等级,直接由蓄电池组合成不同电压等级的电池组,不过这样会给充电和能源管理带来相应的麻烦。另外,由于制造工艺等因素,即使同一批量的蓄电池其电解液浓度和性能也会有所差异,所以在安装电池组之前,要求对各个蓄电池进行认真的检测并记录,尽可能把性能接近的蓄电池组合成同一组,这样有利于动力电池组性能的稳定和延长使用寿命。 (2)能源管理系统。能源管理系统的主要功能是在汽车行驶中进行能源分配,协调各功能部分工作的能量管理,使有限的能量源最大限度地得到利用。能源管理系统与电力驱动主模块的中央控制单元配合在一起控制发电回馈,使在纯电动汽车降速制动和下坡滑行时进行

新能源汽车关键技术浅析

新能源汽车关键技术浅析 (xxx公司 xxx) 摘要:基于新能源汽车在发展中对四大关键技术的应用存在部分技术要求。本文指出新能源汽车关键技术要点,并针对动力电池及其管理系统、电机及其控制系统进行了参数对比与技术分析;大胆预测了未来动力电池和驱动电机的发展趋势。 关键词:新能源汽车;动力电池及管理;电机及控制; 通过分析总结电动汽车四大关键技术,包括电池及管理技术、电机及其控制技术、整车控制技术、整车轻量化技术。在过去的十几年里我国在纯电动、混合动力及燃料电池汽车,电池、电机及其管理控制技术开发,整车控制与集成等关键技术均取得了较大改进与突破。现就目前国内电动汽车关键技术中电池及其管理技术、电机及其控制技术谈谈自己的些许理解。 1、电池及其管理技术 电动汽车的成败关键仍然是电池。动力电池是电动汽车的动力源,电池选择将直接关系到整车的性能。电动汽车动力电池的主要性能指标是能量密度、功率密度和循环寿命等,现代电动汽车对车用电池有如下要求: (l)高能量密度(W·h/kg)及功率密度(W/kg);(2)长的循环寿命;(3)充电方便、迅速;(4)低的制造成本;(5)低的内阻及自放电率;(6)不污染环境;(7)能在较宽的环境温度范围内工作;(8)少维护或免维护;(9)使用安全;(10)适应大批量生产的要求。 目前三元锂电池与磷酸铁锂电池凭借着多种性能因素在动力电池选择上占据优势。特别是磷酸铁锂电池,它具有磷氧共价键结构,使得氧原子不会被释放出来,因此具有较高的热稳定性(电热峰值350℃—550℃)和安全性以及便宜的价格备受青睐。 由于电动汽车的车载能量有限,其行驶里程远远达不到内燃机汽车的水平,能量管理系统的目的就是要最大限度地利用有限的车载能量,增加行驶里程。能量管理系统的功能是实现:优化系统的能量分配,预测电动汽车电源的剩余能量,再生制动时合理地调整再生能量。能量管理系统如同电动汽车的大脑,同时具有功能多、灵活性好、适应性强的特点,它能智能地利用有限的车载能量。 目前电池管理技术正朝着集成化、自动化、智能化管理的方向运行,其充电监控、SOC

纯电动汽车发展历程

纯电动汽车发展历程 1、前言 环保与节能是二十一世纪全世界面对的重要问题,我国政府也提出了建设节约型社会的基本国策和鼓励发展小排量节能型汽车的产业发展政策,电动汽车是实现这一目标的重要手段之一。虽然国外研究开发电动汽车已经有百余年历史,国内也有多家企业、高校和科研单位已经或正在从事研究,但是目前市场上仍然没有大规模产业化的纯电动乘用车产品出现。所以在前人积累经验的基础上继续努力,早日开发出为普通大众提供出行便利服务的、费用相对低廉的电动乘用车产品,显得非常重要。 2 、国外市场上的纯电动乘用车 2.1 1910年前的纯电动乘用车 电动汽车国外距今已经有173年历史。由于电动机的发明时间比内燃机早,所以电动汽车是最早的汽车。1834年Thomas Davenport发明了第一辆电动汽车,当时电池是一次性电池,不能充电。它比卡尔奔驰于1885年发明第一辆内燃机汽车还有早51年。1895年,在美国举行第一届汽车比赛中,电动汽车超过内燃机汽车获胜。1896年,美国第一家汽车经销商销售的是电动汽车。1900年的美国汽车市场电动汽车、内燃机汽车和蒸气机汽车是各占三分之一份额。1912年,美国道路上有38,842辆电动汽车在行驶。到1910年内燃机汽车开始大规模地采用流水线生产后,成本大幅度降低。而电动汽车由于续驶里程短、充电站等基础设施不普及等原因,导致电动汽车逐渐推出市场。 2.2 1990年前的纯电动乘用车 由于1970年OPEC石油组织对西方国家的石油禁运政策,引起石油短缺,价格上涨,导致国外第二轮电动汽车研发高潮的到来。Vanguard-Sebring公司批量生产的两人座的Citicar纯电动乘用车是当时的一个代表。

国内外电动汽车发展现状

国内外电动汽车发展现状 摘要 本文介绍了美国、欧洲及日本等国家和地区电动汽车产业的发展历程,对比我国电动汽车的市场结构、技术研发、产业政策及示范运营状况,指出我国电动汽车产业发展过程中存在政策统筹、核心技术、基础设施建设和产品认可度等方面的不足;对电动汽车相关技术,如电机驱动技术、能量管理系统、锂离子电池技术等的发展现状与趋势等进行了探讨。 0引言 随着全球金融危机、生态环境恶化与能源、资源枯竭等问题的加剧,大力研究和利用电动汽车相关技术及促进产业发展已成为世界汽车工业竞争的一个新焦点.美国、日本、德国等世界主要汽车制造强国纷纷加入抢占电动汽车技术和市场制高点的行列,我国有关部门及各地政府也积极响应行业趋势,将电动汽车确定为国家7大战略性新兴产业之一,并先后推出了《节能与电动汽车产业发展规划》、《电动汽车“十二五”专项规划》等规划措施,积极引导和鼓励国内电动汽车产业的发展。在各项政策的推动下,国内汽车企业不断增加对电动汽车及相关零部件的研发投入,在突破电池、电机、电控等关键技术、完善基础设施建设、推动电动汽车产业化等方面取得了长足的进步。 1国外电动汽车的现状和发展趋势 1。1全球电动汽车市场现状及趋势 近年来,全球电动汽车市场正以更快的速度成长,电动汽车产销量均有明显提升。2014年全球市场共销售353 522 辆电动汽车,同比增长56。78%;其中,电动乘用车323 864辆,占比91。61% (电动乘用车指“双80"车,即最高时速80km/h 以上,同时一次充电续航里程80 km以上);电动客车及电动专用车29658 辆,占比8. 39%[1]。美国、欧盟、中国、日本仍然在全球电动汽车市场中位居前列。全球各主要国家电动汽车2014年保有量及2020年预计保有量如表1所示[2].美国的通用、福特、特斯拉公司,日本的丰田、日产及本田公司,欧洲的宝马、奔驰、雪铁龙公司等都在电动汽车的研制与开发上呈现出很强的实力。

电动汽车结构与原理

电动汽车结构与原理 名词解释 1.纯电动汽车:指由蓄电池或其他储能装置作为电源的汽车。 2.再生制动:指将一部分动能转化为电能并储存在储能设备装置内的制动过程。 3.续驶里程:指电动汽车在动力蓄电池完全充电状态下,以一定的行驶工况,能连续行驶的最大距离。 4.逆变器:指将直流电转化为交流电的变换器。 5.整流器:指将交流电变化为直流电的变换器。 6.D C/DC变换器:指将直流电源电压转换成任意直流电压的变换器。 7.单体蓄电池:指构成蓄电池的最小单元,一般由正、负极及电解质组成。

8.蓄电池放电深度:指称为“ DOD,表示蓄电池的放电状态的参数,等于实际放电量与额定容量的百分比。 9.蓄电池容量:指完全充电的电池在规定条件下所释放的总的电量,用C表示。 10.荷电状态:称为"SOC,指蓄电池放电后剩余容量与全荷电容量的百分比。 11.蓄电池完全充电:指蓄电池内所有的活性物 质都转换成完全荷电的状态。 12.蓄电池的总能量:指蓄电池在其寿命周期内电能输出的总和。 13.蓄电池能量密度:指从蓄电池的单位质量或体积所获取的电能。 14.蓄电池功率密度:指从蓄电池的单位质量或单位体积所获取的输出功率。 15.蓄电池充电终止电压:指蓄电池标定停止充电时的电压。 16.蓄电池放电终止电压:指蓄电池标定停止放电时的电压。 17.蓄电池能量效率:指放电能量与充电能量之比值。

18.蓄电池自放电:指蓄电池内部自发的或者不期望的化学反应造成的电量自动减少的现象。 19.车载充电器:指固定安装在车上的充电器。 20.恒流充电:指以一个受控的恒定电流给蓄电池进行充电的方式。 21.感应式充电:指利用电磁感应给蓄电池进行充电的方式。 22.放电时率:电流放至规定终止电压所经历的时间。 23.连续放电时间:指蓄电池不间断放电至中止电压时,从开始放电到中止电压的时间。 24.记忆效应:指蓄电池经过长期充放电后显示出明显的容量损失和放电电压下降,经过数次完全充放电循环后可恢复的现象? 25.蓄电池的循环寿命:在一定的充放电制度下,电池容量下降到某一规定值时,电池所能经受的循环次数。 26.蓄电池内阻:指蓄电池中电解质、正负极群、隔板等电阻的总和。 27.汽车悬架:指车身(或车架)与车轮(或车桥)之间的一切传动连接装置的总称。

纯电动汽车核心技术

纯电动汽车-核心技术 发展电动汽车必须解决好4个方面的关键技术:电池技术、电机驱动及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术。 1、电池技术 电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。到目前为止,电动汽车用电池经过了3代的发展,已取得了突破性的进展。第1代是铅酸电池,目前主要是阀控铅酸电池(VRLA),由于其比能量较高、价格低和能高倍率放电,因此是目前惟一能大批量生产的电动汽车用电池。第2代是碱性电池,主要有镍镉(NJ-Cd)、镍氢(Ni-MH)、钠硫(Na/S)、锂离子(Li-ion)和锌空气(Zn/Air)等多种电池,其比能量和比功率都比铅酸电池高,因此大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程,但其价格却比铅酸电池高。第3代是以燃料电池为主的电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能,能量转变效率高,比能量和比功率都高,并且可以控制反应过程,能量转化过程可以连续进行,因此是理想的汽车用电池,但目前还处于研制阶段,一些关键技术还有待突破问。 2、电力驱动及其控制技术 电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件,要使电动汽车有良好的使用性能,驱动电机应具有调速范围宽、转速高、启动转矩大、体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。目前,电动汽车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁无刷电动机(PMBLM)和开关磁阻电动机(SRM)4类。 近几年来,由感应电动机驱动的电动汽车几乎都采用矢量控制和直接转矩控制。由于直接转矩的控制手段直接、结构简单、控制性能优良和动态响应迅速,因此非常适合电动汽车的控制。美国以及欧洲研制的电动汽车多采用这种电动机。永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系统(BLDCM)和由正弦波驱动的无刷直流电动机系统(PMSM),它们都具有较高的功率密度,其控制方式与感应电动机基本相同,因此在电动汽车上得到了广泛的应用。PMSM类电机具有较高的能量密度和效率,其体积小、惯性低、响应快,非常适应于电动汽车的驱动系统,有极好的应用前景。目前,由日本研制的电动汽车主要采用这种电动机。开关磁阻电动机(SRM)具有简单可靠、可在较宽转速和转矩范围内高效运行、控制灵活、可四象限运行、响应速度快和成本较低等优点。实际应用发现SRM存在转矩波动大、噪声大、需要位置检测器等缺点,应用受到了限制。 随着电动机及驱动系统的发展,控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家控制、遗传算法等非线性智能控制技术,都将各自或结合应用于电动汽车的电动机控制系统。 3、电动汽车整车技术 电动汽车是高科技综合性产品,除电池、电动机外,车体本身也包含很多高新技术,有些节

电动车发展趋势及优缺点

电动汽车国内外现状和发展前景 1.我国电动汽车发展情况 与世界其他国家一样。电动汽车研发工作在我国也正在如火如荼的进行着:“十五”期间,国家从维护我国能源安全、改善大气环境、提高汽车工业竞争力、实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑。设立“电动汽车重大科技专项”,通过组织企业、高等院校和科研机构,集中国家、地方、企业、高校、科研院所等方面的力量进行联合攻关:为此,从2001年10月起,国家共计拨款8.8亿元作为这一重大科技专项的经费。 我国电动汽车重大科技专项实施4年来,经过200多家企业、高校和科研院所的2 000多名技术骨干的努力,目前已取得重要进展:燃料电池汽车已经成功开发出性能样车,燃料电池轿车累计运行4 000km,燃料电池客车累计运行8 000km;混合动力客车已在武汉等地公交线路上试验运行超过14万km;纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家有关认证试验。 燃料电池汽车。均采用电一电混合驱动方案,在整车操控性能、行驶性能、安全性能、燃料利用率等方面均已得到较大提高。2004年5月在北京召开的世界氢能大会上,我国自主研发的燃料电池轿车和客车样车与世界领先的奔驰公司样车同堂展示,引起了世界的惊赞。在10月举行的必比登世界清洁汽车挑战赛上,我国自主研发的燃料电池轿车在7个单项奖中获得5个A(在高速蛇行障碍赛、噪音、排放、能耗、温室气体减排5个单项指标方面的最高等级)的好成绩,燃料电池城市客车也以较高的技术性能和可靠性在挑战赛中取得了良好的成绩。 混合动力汽车。一汽、东风、长安、奇瑞等汽车公司对此都投入了较大的人力、物力。各车型均已完成功能样车开发。2003年11月8日,湖北省启动武汉电动汽车试验示范运行工作,先后投A.6辆由东风电动车辆股份有限公司研制的混合动力客车,已累计运行14万km,载客15万人次;混合动力轿车按ECE城市工况与基本车型进行的对比试验显示,其燃料经济性提高40%左右,达到了节油的目的。长安汽车公司采用同轴ISG轻度混合方案,成功开发了第二轮功能样车和第三轮性能样车,并在国内率先开展了混合动力专用发动机开发。经过国家检测机构测试。动力性能接近参考车的水平,综合油耗降低接近17%,排放达到欧Ⅲ标准。 纯电动汽车。目前纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家质检中心的型式认证试验,各项指标均满足有关国家标准和企业标准的规定:天津清源电动车辆有限公司等单位研发的纯电动轿车。其整车的动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已超过法国雪铁龙公司赠送的纯电动轿车和箱式货车,初步形成了关键技术的研发能力:北京理工大学等单位初步完成了北京理工科凌电动车辆股份有限公司密云电动车辆产业化生产基地的建设。并于2003年12月30日顺利通过北京市公共交通总公司组织的示范运行车组验收。小批量研发生产的4种车型、近40辆公交车即将投入北京市奥运电动示范车队的示范运行。 二、目前电动汽车面临的主要问题 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为其致命的弱点。 2.蓄电池使用寿命太短 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~

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