电动汽车的发展前景与概况

电动汽车的发展前景与概况电动汽车发展的社会环境汽车是现代社会的重要交通工具，为人们提供了便捷、舒适的出行服务，然而传统燃油车辆在使用过程中产生了大量的有害废气，并加剧了对不可再生石油资源的依赖。在能源方面，目前世界汽车保有量约8亿辆，并以每年3000万辆的速度递增，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆，主要增幅来自发展中国家。我国具备发展新能源汽车的基础和条件就整体而言，我国传统能源汽车的研发水平、自主创新能力，与世界水平相比仍有不小差距。但在新能源汽车方面，我国并不落后。进入新世纪以来，以汽车动力电气化为主要特征的新能源电动汽车技术突飞猛进。油电混合动力技术进入产业化，锂动力电池技术取得重大突破，车用燃料电池技术不断进步。我国目前每天有超过９亿度低谷电，可供5000万辆左右电动汽车充电。我国锂资源、稀土资源和镁资源丰富，可以为电动汽车关键部件提供原材料资源保障。我国电动自行车、电动摩托车等轻型电动车保有量已超过5000万辆，在世界上遥遥领先，这为新能源电动汽车产业化奠定了良好基础。新能源汽车发展面临挑战全球金融危机引发实体经济滑坡，美、日、欧等地区的传统汽车业遭受重创。各国政府纷纷救市，重点支持新能源汽车发展。目前，西方各国已在推进新能源汽车产业化方面达成共识，一场全球性的合作与竞争正在全面展开。汽车产业是一个比较国际化的产业，如何在新能源汽车产业发展过程中实现我国汽车工业的自主创新战略目标是我们目前面临的最大挑战。发展新能源汽车几点见解：一、是以锂动力电池为重点，掌握自主核心技术。在国家科技计划的持续支持下，我国在新能源汽车电池、电机、电控三大核心技术方面取得丰硕成果。在电池方面，已有由上千家企业组成的电池产业集群，小功率锂电池产品占世界市场的1/3。但同时也应看到，在全球新一轮的锂电池技术竞争中，我国仍面临重大挑战。建议在研发方面将新能源汽车动力系统列入国家重大科技专项，在产业方面全面加强新能源汽车零部件产业的技术改造和结构调整力度，并组建跨行业产业技术创新联盟，联合推进产业化。发展新能源汽车几点见解：二、是以小型电动轿车和城市公交为重点，推进自主品牌新能源汽车大规模的商业化。继奥运新能源汽车科技示范成功后，国家通过财政鼓励政策在公交、出租车等公共服务领域开展的“十城千辆”新能源汽车示范推广工程已经启动。在市场化的产业运作方面，小型低速电动轿车和小型常规车速电动轿车的研发与产业化已在全国蓬勃展开。这些小型电动轿车符合世界潮流和中国国情以及电动汽车的发展规律。将此作为“国情车”和“国民车”加以重视和支持，作为下一步产业化重点。三、是以电动车标准法规为重点，建立自主产业政策体系。建议进一步开展我国汽车产业发展战略研究，在技术选择和商业选择的基础上形成国家战略的政治选择，并据此修订我国汽车产业政策和标准法规体系。大力发展电动汽车在哪些方面可以提升国家技术竞争力？电动汽车的共性关键技术代表了未来汽车能源和动力技术的发展走向。为增强各国在未来能源与交通技术方面的竞争力，各国都从不同的角度对技术研发进行支持。首先，我国在传统汽车技术方面与国外存在较大差异，通过电动汽车技术的开发，可以带动传统汽车技术的进步，缩小与国外技术的差距。其次，在能源技术方面，通过电动汽车的发展，可以促进可再生能源和新能源技术的开发，提升我国在能源技术方面的竞争力。如在燃料电池技术方面，通过车辆的应用，促进燃料电池技术的进步。第三，可以带动电力电子技术的进步，在电动汽车中大量采用的电力电子技术可以促进相应技术的进步。我国对电动汽车有哪些促进政策？我国政府高度关注电动汽车的研发和产业化。2005年国务院政府工作报告提出“要鼓励和发展清洁汽车”，《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出：“鼓励开发使用节能环保和新型燃料汽车。”2006年2月，国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020年）》将“低能耗与新能源汽车”和“氢能及燃料电池技术”分别列入优先主题和前沿技术。2007年6月公布的《中国应对气候变化国家方案》鼓励混合动力汽车、纯电动汽车的生产和消费。国家发展与改革委员会通过发布一系列政策，强调开展电动汽车的研究与推广。近两年发布的《节能中长期专项规划》、《高技术产业发展“十一五”规划》、《能源发展“十一五”规划》，均强调要大力发展电动汽车及零部件和配套基础设施1.1.引言2.2.电动汽车的马达以及其他装置3.3.改装电动汽车4.4.了解更多信息5.5.阅读所有代用燃料类文章电动汽车总是出现在各类新闻中。人们对电动汽车的兴趣不减，有以下几个原因：电动汽车产生的污染比汽油动力车要少，因此从环保方面考虑，电动汽车是汽油动力车的一种合适的替代方案（特别是在城市中）。任何有关混合动力车的新闻报导通常也会谈论到电动汽车。由燃料电池提供动力的车是电动汽车，而燃料电池现已在新闻中受到了广泛的关注。在本文中，您将通过厂商生产和自己动手改造两个方面了解电动汽车。您还将了解一个针对初中和高中学生的创新计划，该计划让各个学生团队来制作电动汽车并进行比赛。电动汽车是一种由电动马达而不是汽油发动机提供动力的汽车。消声器、催化转化器、排气管和油箱一起拆下。从外观上看，您可能完全不知道汽车是电动的。大多数情况下，电动汽车都是由汽油动力车改装过来的，因此在这种情况下很难分辨出来。驾驶电动汽车时，通常唯一能够让您认清这辆车的真实面目的方法是：电动汽车开起来几乎是无声的。在发动机罩的下面，汽油车和电动汽车之间存在许多差异：汽油发动机已被电动马达替换。电动马达从控制器获取动力。控制器从一组可充电的蓄电池获取动力。汽油发动机及其油管、排气管、冷却管和进气歧管看起来就像一个管道工程。而电动汽车完全是一个布线工程。为了对电动汽车的一般工作原理有个认识，先让我们看一下典型的电动汽车，以了解其构造。下面显示的是供我们本次讨论的电动汽车：这辆电动汽车是从一辆普通的1994GeoPrism汽油动力车改装过来的。以下是将该汽车变成一辆电动汽车所做的改装：将汽油发动机连同将离合器总成拆下。现有手动变速器保留在原位，并固定在二挡。通过一个固定板使用螺栓将新的交流电动马达固定到变速器上。增装一个电动控制器以控制交流马达。。在汽车底板上安装蓄电池底座。在蓄电池底座中放入五十个12伏的铅酸蓄电池（分为两组，每组25个铅酸蓄电池，可以产成300伏的直流电）。为以前从发动机获取动力的各个装置增装电动马达来提供动力：水泵、动力转向泵和空调。为动力制动器增装真空泵（在汽车装有发动机的情况下，动力制动器会使用发动机真空）。自动变速器换挡杆用于选择前进和倒退。它包含一个小开关，用于向控制器发送信号。增装了一个小的电热水器以提供热能。增装了充电器，以便能够对蓄电池进行充电。实际上，这辆独特的汽车具有两套充电系统：一套系统连接通常的120或240伏的壁装电源插座，另一套系统连接Magna-Charge感应充电板。燃油表替换成了电压表。电动汽车中的“燃油表”既是一个简单的电压表，又是一个比较复杂的计算机，用于跟踪进出蓄电池组的电流。汽车的任何其他设备保持不变。当您进入汽车后，将车钥匙插入点火装置中，并将其旋转到“on”位置，即可发动汽车。将换挡杆推入到“D”（行进）位置，踩下加速踏板即可开动汽车。汽车的表现和普通的汽油车很相似。以下是一些有趣的统计数据：这辆汽车可以行驶80公里。将时速从0提高到96公里/小时大概需要15秒钟。在汽车行驶了80公里之后，需要对汽车充电约12千瓦时。蓄电池的重量大约为500公斤。蓄电池的寿命为三到四年。若要比较汽油车和电动汽车每公里的行驶成本，可以参照下面的示例。美国北卡罗莱纳州现在的电费约为8美分/千瓦时（如果您采用分时段计帐方式并在晚上进行充电的话，则电费约为4美分/千瓦时）。这就意味着，电动汽车每充满一次电需要花费1美元（如果采用分时段计帐方式，则需花费50美分）。因此，电动汽车每公里的行驶成本为1.2美分或0.6美分（如果采用分时段计帐方式）。如果汽油的价格为0.26美元/升，并且汽车使用1升汽油可以行驶10公里，则汽油车每公里的行驶成本为2.6美分。显而易见，电动汽车每公里的“燃油”成本比汽油车的要低得多。而且，对于许多人来说，80公里的行驶范围也不具有局限性，城市或郊区的普通居民每天的行车距离很少超过50或60公里。不过，为了保证绝对公平，我们也应考虑到蓄电池的更换成本。如燃料电池中所述，蓄电池目前是电动汽车的一个薄弱环节。更换这辆电动汽车的蓄电池需要花费约2,000美元。蓄电池将可以供汽车行驶大约32,000公里，即每公里要花费大约6美分。现在，您就知道为什么燃料电池如此让人兴奋了——燃料电池解决了蓄电池问题。有关燃料电池的更多详细信息将在本文后面的内容中讨论。电动汽车的核心部分由以下几个部件组成：电动马达马达的控制器蓄电池连接蓄电池与直流马达的是一个简单的直流控制器。如果驾驶员将油门踏板踩到底，则此控制器会将来自蓄电池的全部96伏电压传送到马达。如果驾驶员将脚从油门上移开，则此控制器不会向马达传送电压。对于这二者之间的任何设置，控制器每秒钟会将96伏电压“切掉”几千次以获得介于0和96伏之间的平均电压。控制器从蓄电池获取电力并将其传送给马达。油门踏板与一对电位计（可变电阻器）相连，这些电位计会发出信号以告知控制器其认为可能传送的电力。控制器可以不传送电力（当停止汽车时）、传送全部电力（当驾驶员将油门踏板踩到底时）或介于这二者之间的任何电力级别。当您打开发动机罩时，首先映入眼帘的就是控制器，如下图所示：标有“U.S.Electricar”的盒子就是这辆电动汽车的电压为300伏、功率为50千瓦的控制器。在这辆汽车中，控制器将从电池组获取300伏的直流电。它会将获取的直流电转换为最多240伏的交流电（三相）以发送给马达。控制器通过使用非常大的晶体管来做到这一点，晶体管可以快速打开或关闭蓄电池电压以生成正弦波。当您踩下油门踏板时，踏板的缆线会连接到这两个电位计：电位计与油门踏板相连并向控制器发送信号。来自电位计的信号将告知控制器向电动汽车的马达传送的电力数。为了安全起见，电动汽车中安装了两个电位计。控制器将读取这两个电位计并确保二者的信号相同。如果二者的信号不同，则控制器不会运行。这样安排是为了预防一个电位计在全满位置失效的情况发生。粗的电缆（左侧）用于连接蓄电池组和控制器。中间是一个非常大的闭合开关。右侧的一束小的电线用于传送由蓄电池之间的电位计提供的信号，并为用于保持蓄电池处于冷却和通风状态的风扇提供电力。连接控制器输入和输出端的粗大电线控制器在直流电电动汽车中的作用很容易理解。让我们假定蓄电池组包含12个电压为12伏的蓄电池，并用串联的方式连接在一起以产生144伏的电压。控制器将接收144伏的直流电，并通过可控方式将其传送给马达。最简单的直流控制器应是通过电线连接油门踏板的大的闭合开关。当您踩下油门踏板时，此开关将打开；而当您松开油门踏板时，此开关将关闭。作为一名驾驶员，为了保持给定的车速，您必须踩下和松开油门以脉冲的方式打开和关闭马达。显然，虽然这种开关方法可行，但是对于驾驶来说是痛苦的，因此控制器将为您调制脉冲。控制器会从电位计读取油门踏板的设置并相应地调整电力。让我们来谈论一下将油门踩下一半的情况。控制器会从电位计读取到此设置，并快速打开和关闭供给马达的电力，以便马达一半时间处于打开状态，另一半时间处于关闭状态。如果您将油门踏板踩下四分之一，则控制器会使电力脉冲输出，以便马达在25%的时间处于打开状态，75%的时间处于关闭状态。大多数控制器脉冲输出电力的频率超过15,000次/秒，目的在于使脉动保持在人类听觉的范围之外。脉冲电流会导致马达外壳按该频率振动，因此当脉冲频率高于15,000次/秒时，控制器和马达对于人的耳朵来说是无声的。交流控制器连接到交流马达。通过使用六组电力晶体管，控制器可以接收300伏的直流电并会生成240伏的交流电（三相）。有关三相电力的讨论，请参见电力网的工作原理。此外，控制器还额外提供了一个用于蓄电池的充电系统，以及