电动汽车课件4

电动汽车ElectricVehicle主要内容1、发展电动汽车缘由2、电动汽车研发现状3、结构及工作原理4、电动汽车关键技术5、燃料电池电动汽车自汽车发明以来，汽车的动力主要依赖于石油，由此燃烧产生的废气对大气的污染日益严重，越来越严格的汽车废气排放控制法规正在颁布和实施。在能源方面，世界石油储量占能源总储量的13％，据世界能源理事会预测，按目前的石油开采速度，世界石油的开采只能支撑30多年。显然，汽车制造业必须由利用危害生态环境的单一能源向开发使用多种能源、加强环境保护方面转变。1.发展电动汽车缘由2000年世界人口大约60亿，但2050年人口将增加到100亿，从而汽车数量将从7亿增加到25亿。如果车辆都使用内燃机，石油哪里来？排气污染如何处理？迫使人们去寻找可持续发展的交通工具。面对节能与环保的双重压力，近几年，国内外各国主要将研究方向锁定在替代燃料汽车（醇类、天然气、氢气等）和电动汽车两个主要方向。1.发展电动汽车缘由1.发展电动汽车缘由我国已成为世界第二石油进口大国。2005年，中国日消费原油约673万桶,其中40%是2700多万辆民用汽车消耗的。按照现在汽车年耗汽油的平均增长速度，中国汽车到2030年耗油将达2.63亿吨，进口比例将达84%，远远高于30%的安全警戒线。截止到2007年6月底，北京市机动车保有量达273万辆，居国内之首，年均增长率为15%左右，预计07年年底将突破300万辆。汽车在给人们的日常出行带来极大方便的同时，也引起了环境污染、噪声污染和石油紧张等问题。电动汽车优点环境方面：零排放电动汽车可以实现城市交通的零排放，我们即使考虑到为电动汽车提供电力的电站所排放出来的废气，使用电动汽车仍然可以大大的减少全球空气污染。能源方面：能源多样性电动汽车可以保证全球的能源安全，并且可以使用多种可再生能源。像热能、核能、水能、潮汐能、风能、地热能、太阳能、化学能、生物能等。控制方面：易于控制电动汽车比传统的燃料汽车更易实现精确的控制，智能交通系统则有可能率先通过电动车来实现，从而提高道路利用率和交通安全性。优缺点优点：不烧油、零污染、电动机驱动噪声小、易于控制，稳态性能良好，可实现再生制动，无复杂的传动系统和机械式逆转装置。缺点：由于蓄电池的比功率和比能量较低，充电时间长，所以动力性、机动性差和续驶里程短；另外，蓄电池的体积重量大，整车重量大。电动汽车分类BatteryElectricVehicle，BEV蓄电池电动汽车ElectricVehicle，FCEV燃料电池电动汽车HybridElectricVehicle，HEV混合动力电动汽车电动汽车（ElectricVehicle，EV）是一种电力驱动的道路交通工具，最大区别在于能源和驱动系统（电动机）不同。包括蓄电池电动汽车（BatteryElectricVehicle，BEV）、混合动力电动汽车（HybridElectricVehicle，HEV）和燃料电池电动汽车（FuelCellElectricVehicle，FCEV）纯电动汽车（PureElectricVehicle,PEV；Full-ElectricVehicle,FEV）以电动机代替燃油的内燃机，电力驱动的优点是不使用燃料、零排放且噪声低；同时因使用单一的电能源，电控系统相比混合电动车大为简化，既降低了成本，又可补偿电池的部分价格。电动汽车的技术特征类型蓄电池电动汽车混合动力电动汽车燃料电池电动汽车驱动方式电动机驱动内燃机驱动电动机驱动电动机驱动能量系统蓄电池超级电容器蓄电池超级电容器内燃机发电单元燃料电池能源和基础设施电网充电设备加油站电网充电设备氢气甲醇或汽油乙醇主要特点零排放ZEV不依赖原油初期成本高已经销售很低排放行驶里程长依赖原油结构复杂已有销售零排放或超低排放能源效率高不依赖原油行驶里程长成本高研发中主要问题蓄电池和管理系统高的驱动性能充电设施多能源管理与优化控制依赖行驶周期蓄电池评估与管理燃料电池燃料处理器燃料系统电动汽车的发展历史实际上，电动汽车早在内燃机汽车诞生的50年前就出现了！1834年ThomasDavenport制造了第一台电动三轮车，它由不可充电的干电池驱动.电动汽车的初期发展（1834－1930）1881年法国工程师GustaveTrouve装配以铅酸蓄电池为动力的三轮车，这是世界上第一辆可充电的电动汽车；1886年，FrankSprague设计生产了有轨电车。从此，电动汽车流行起来并且在车辆运输中发挥了重要作用。1885年世界上第一台汽油机汽车由德国人Benz研制成功。在当时的美国，年销售4200辆汽车中38％是电动汽车，22％是内燃机汽车，40％是蒸汽机汽车。其中，电动汽车是金融巨头和财富的象征，当时一辆电动汽车的价格相当于今天的一台RollsRoyce。在19世纪末期，许多美国、英国和法国公司都开始生产电动汽车：最早的电动汽车公司是Morris和Salom电动客车和货车公司；最大的电动汽车公司是Pope，到1898年底生产了500辆ColumbiaEV；车型最多、性能最好的是Riker电动汽车公司。1897年英国伦敦电动出租汽车公司生产了15辆电动汽车；法国BGS公司生产各种小汽车、货车、客车和豪华轿车，能够设计制造专用的蓄电池，所以BGS在1900年之前一直保持着世界电动汽车行驶里程的最高纪录，其续驶里程达到290km；速度最快的电动赛车JamaisContente（永不满足）于1899年5月创下了110km/h的记录，由比利时人CamillJenatzy驾驶。到1912年美国拥有34000辆注册电动汽车。1899－1916年期间，Baker公司一直是美国最主要的电动汽车制造商。1901－1920年，英国伦敦电动出租汽车公司生产了后轮轮毂式电动机、后轮驱动、斜轮转向和充气轮胎的电动汽车。1907－1938年，底特律电气公司生产的电动汽车不仅无噪声、清洁可靠，而且最高时速达到40km/h，续驶里程到达129km。到1930年代，电动汽车几乎消失了。这是怎么造成的呢？Edison@ElectricCarIN1913Electriccarandantiquecarondisplayat_1912速度最快的电动赛车JamaisContente（永不满足）于1899年5月创下了110km/h的记录，由比利时人CamillJenatzy驾驶。陈清泉院士认为，“一个人的伙伴同时也是他的敌人”是描述电动汽车发展最为合适的句子。因为电动机是促进电动汽车发展的关键部件，同时由于电动机的迅速发展，推动燃油汽车快速发展。1911年Kettering发明汽车起动机（电动机），使得燃油汽车比价格昂贵的电动汽车更有吸引力。福特推出的T型车使其从1906年的850美元降低到1925年260美元（福特公司员工两个月工资就能买一台），使用成本很低，续驶里程为电动汽车的2－3倍，宣告了电动汽车的迅速消失。Large-scaleelectrictransportMetrosTramselectriclocomotivesTrolleybusesSedenEVBusSmallscaleelectricvehicles电动汽车经历的三次重大机遇第一次发生在一百余年前。当时电池和电机的发展较内燃机成熟，且石油的运用还没有普及，使电动汽车在早期的汽车领域中占有举足轻重地位。第二次机遇上世纪70年代石油危机的爆发，给世界各国巨大冲击，人们开始考虑替代石油的其他能源，包括风能、太阳能、电能等可再生能源。第三次机遇开始于环境保护日益成为人们所关注的重大课题，开发生产零污染交通工具成为各国所追求的目标，使电动汽车成为当代汽车发展的主流。2、国内外电动汽车技术现状与存在问题国外现状日本转向锂电池HEV和EV通用看好氢燃料汽车FCV国内现状通用的EV-1、S-1、Impact，福特的ETX-1、ETX-2、Rcostar、Ranger，丰田的RAV4、雪铁龙的AX106、SAXO等EV，采用了镍氢电池、锂离子电池等高能电池，快速充电时间减少到15～20min，续驶里程增加到300～400km，但其动力性和机动性仍然不如内燃机轿车。目前，EV应用较多的是电动大客车、小型电动游览车和生活用电动汽车。国外现状EV国外现状FCEV1989年美国能源研究小组ERC和克莱斯勒分别研制了磷酸盐燃料电池－蓄电池的混合电力FCEbus；PEMFC具有能量转换效率高、能耗低、比功率大、工作温度低、启动快、寿命长、体积小，设计制造容易等优点。Ballad的质子交换膜燃料电池PEMFC研究处于世界前列。研究了105kW的PEMFC和采用PEMFC的205kW燃料电池大客车。美国新一代汽车协会PNGV（partnershipforanewgenerationofvehicle）开展对PEMFC的全方位研究，采用氢气、甲醇、乙醇、碳氢化合物和汽油等多种燃料进行试验研究。美国杜邦公司开发的全氟质子交换膜在PEMFC得到广泛应用。国外现状FCEV通用从1994年开始开发了液态和压缩氢的氢动一号、氢动三号FCEV。戴－克公司开发了Necar－1～Newcar－5电动轿车和Nebus－1～Nebus－4电动大客车，采用甲醇和汽油重整制氢气、压缩氢等试验。日本丰田1996～1997开发了金属氢化物储氢和甲醇重整制氢，研发了RAV4型和FCHV型FCEV。本田公司2000年研发了FCX-V系列FCEV。在21世纪里，通用的AutonomySkateboard、Hu－wire采用滑板式整体平台率先采用X-by-wire控制技术，可以装配不同车身，摆脱了用传统底盘改装FCEV的约束。丰田研发的Fine－S、Fine－N，本田的KIWAMI、IMASD等都是FCEV技术不断创新。EVProductionManufacturerModelRange(miles)#onroadChryslerEPICMinivan9797ToyotaRAV4142486NissanAltraWagon12037HondaEV+4Seater125330FordRangerTruck94308GMEV1SportCar152500GMS-10Truck9976Source:CARB2000PreliminaryReportCityElectricVehicles(CEV)FordThinkCityNissanHyper-miniSpeed60mphRangeabout50milesNeighborhoodEVs(NEV)Speed25mphRangeabout25miles国外部分电动汽车技术数据国内现状自2001年起，国家就启动了863计划电动汽车重大专项，涉及的电动汽车包括纯电动汽车、混合动力和燃料电池等3种电动汽车。其中以燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车为“三纵”，多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”，建立起“三纵三横”的开发布局。三纵三横布局及其组织管理模式总成测试基地课题驱动评估系统课题电池评估系统课题ISA/ISG内燃机及其控制系统混合动力整车项目多能源动力总成控制系统电机驱动系统电池及电池管理系统通讯协议课题控制专题电池专题电机驱动专题DC/DC变换器燃料电池整车项目燃料电池发动机多能源动力总成控制系统电机驱动系统电池及电池管理系统Specialprogram:ElectricVehicle电动汽车重大专项纯电动整车项目多能源动力总成控制系统电机驱动系统电池及电池管理系统总成测试基地课题驱动评估系统课题电池评估系统课题ISA/ISG内燃机及其控制系统混合动力整车项目多能源动力总成控制系统电机驱动系统电池及电池管理系统通讯协议课题控制专题电池专题电机驱动专题DC/DC变换器燃料电池整车项目燃料电池发动机多能源动力总成控制系统电机驱动系统电池及电池管理系统纯电动整车项目多能源动力总成控制系统电机驱动系统电池及