電動汽車技術

1、武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計（ 論 文）說明書論文題目 電動汽車技術 目 錄摘 要iabstractii第一章 緒論11. 1本課題的研究意義：11.2 本課題的基本內(nèi)容簡介1第二章 電動車論32.1電動車輪的發(fā)展32.2電動車輪類型4第三章 電動汽車技術的發(fā)展及趨勢73.1電動汽車技術發(fā)展的背景73.2純電動車與混合動力電動車73.3研發(fā)及市場情況93.4混合力電動車與燃料電池電動車11總 結16致 謝17參考文獻18武漢工程大學郵電與信息工程學院 畢業(yè)設計（論文）摘 要 我國在研發(fā)電動汽車方面，投入了大量人力、物力和財力，并取得一系列科研成果。但迄今為止，這些研究成果真正轉為產(chǎn)業(yè)

2、化的項目并不多。隨著全球能源危機不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染，全球氣溫上升的危害加劇。各國政府及汽車生產(chǎn)企業(yè)普遍認識到節(jié)能和減排是未來汽車技術發(fā)展的主攻方向，發(fā)展電動汽車將是解決這兩個技術難點的最佳途徑。隨著全球能源危機的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，為了解決這些不斷出現(xiàn)問題,發(fā)展電動汽車將是最佳的途徑。關鍵詞：電動汽車 ； 發(fā)展趨勢 abstractin the development of electric vehicles, china has invested a lot of manpower, material and financi

3、al resources, and made a series of scientific research. so far, these findings really into the project of industrialization. with the deepening global energy crisis, oil resources are depleting and air pollution, the hazards of global warming intensify. general awareness of governments and car manuf

4、acturers to energy conservation and emission reduction is the main direction of future automotive technology development, development of electric vehicles will solve these two the best way to technical difficulties.with the deepening of the global energy crisis, oil resources are depleting and air p

5、ollution, the dangers of global warming intensifies, in order to solve these emerging problems, the development of electric vehicles is the best way.- 19 -第一章 緒論1. 1本課題的研究意義：我國在研發(fā)電動汽車方面，投入了大量人力、物力和財力，并取得一系列科研成果。但迄今為止，這些研究成果真正轉為產(chǎn)業(yè)化的項目并不多。隨著全球能源危機不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染，全球氣溫上升的危害加劇。各國政府及汽車生產(chǎn)企業(yè)普遍認識到節(jié)能和減排是

6、未來汽車技術發(fā)展的主攻方向，發(fā)展電動汽車將是解決這兩個技術難點的最佳途徑。隨著全球能源危機的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，為了解決這些不斷出現(xiàn)問題,發(fā)展電動汽車將是最佳的途徑。純電動汽車以電動機代替燃油機，噪音低、無污染，電動機、油料及傳動系統(tǒng)少占的空間和重量可用以補償電池的需求；燃料電池汽車具有傳統(tǒng)內(nèi)燃機車所不具備的高效節(jié)能環(huán)保特性，所以有廣闊的發(fā)展前景；混合動力汽車的起動控制參數(shù)的優(yōu)化匹配，降低了起動污染物的排放，提高了燃油的經(jīng)濟性。這些好的優(yōu)點確定了電動汽車在未來發(fā)展中的重要位置。 1.2 本課題的基本內(nèi)容簡介：上世紀70年代，全球三次石油危機爆發(fā)后，

7、各跨國汽車公司開始研發(fā)各種類型的電動汽車。論文從技術和經(jīng)濟兩個角度出發(fā)，對純電動汽車、混合動力車、燃料電池汽車以及動力電池、電機等關鍵技術，進行研究和論述，展望電動汽車的未來發(fā)展前景。在目前國內(nèi)l價格的基礎上，可粗略計算出各種提供電能技術的價格比。即電網(wǎng)供電柴油機供電鉛酸電池供電鎳氫電池供電鋰離子電池供電燃料電池供電=16619.220.480。這從一個側面反映了各種供電方式距離電動汽車市場的遠近。當然，隨著石油價格的上升、電池技術的進步，這些比例關系將發(fā)生很大的變化；由于鉛酸電池的供電成本大體和柴油機供電相等，因此它仍然是低端電動車市場的主要動力電池。磷酸鋰離子電池技術進步較快，它最有可能成

8、為鉛酸電池的競爭對手，率先成為高端電動車市場的主要動力電池；由于混合動力汽車僅需裝用純電動汽車1/10的動力電池容量，整車有較為接近市場的性/價比，因此它仍將是近期實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要電動汽車種類?？紤]到我國國情，目前仍應大力推廣使用混合動力大客車，進一步降低制造成本，減少油耗和排放；在鋰離子電池性/價比進一步提升后，外接充電式混合動力汽車有望成為理想的上班族乘用車，它可大幅度減少油耗和降低排放，但是由于較高的價格，它可能首先在發(fā)達國家得到推廣應用；燃料電池雖然是理想的清潔能源，但是目前它的性/價比太低，要達到可以進入市場的性/價比，可說是任重而道遠，必須從基礎材料和基本理論上有重大突破，才可能進

9、入汽車市場；電動輪已成為國外電力驅(qū)動技術的重要發(fā)展趨勢，并已在軍用越野車上得到實際應用，證實它在技術/經(jīng)濟上的重要優(yōu)勢，我國雖也有不少單位研發(fā)，但始終未進入“863”計劃，技術進步緩慢，因此有必要奮起直追，盡快掌握這一先進的電驅(qū)動技術。第二章 電動車論2.1電動車輪的發(fā)展1.背景隨著汽車保有量的不斷增加和能源的日益緊缺，人們對環(huán)境保護的意識逐步增強，汽車在帶給人類方便、快捷、舒適的現(xiàn)代生活的同時，也引起了日益嚴重的環(huán)境污染和不斷發(fā)動機在現(xiàn)代汽車動力系統(tǒng)中的統(tǒng)治地位也逐漸被動搖。目前，電動車作為唯一能達到零排放的機動車越來越受到人們的歡迎，電動車輪技術作為電動車的一個重要的發(fā)展方向，以其獨特的技

10、術優(yōu)勢越來越受到汽車開發(fā)商的關注。電動車輪作為獨立的驅(qū)動部件，集電動機傳動機構、制動器等于輪轂，是一種獨特的驅(qū)動單元。使用電動車輪技術的電動車普遍具有控制靈活、結構緊湊、綠色環(huán)保、傳動效率高等優(yōu)點。2.電動車輪驅(qū)動技術的發(fā)展最早的電動車輪結構產(chǎn)生在20世紀50年代初，是由美國人羅伯特發(fā)明的，其結構如圖1所示，該輪轂裝置中融合了電動機、減速機構、制動器。電動機的輸出力矩傳遞到減速機構的輸入軸，經(jīng)減速后，增大的力矩傳遞給輪輞，最后驅(qū)動車輪旋轉，這種結構最早應用在大型礦用自卸車上，是美國通用電氣公司于1968年推出的。到20世紀70年代，我國也開始研制大型礦用電動車輪自卸車，自1977年湖南湘潭電機

11、廠研制成功第一臺電動車輪自卸車樣車以后，又先后生產(chǎn)了一系列電動車輪自卸車，目前我國的電動車輪自卸車性能日臻完善，某些型號也達到了國際領先水平。20世紀90年代初期，清華大學輕型電動車科研組首先將電動車輪的思想勇勇于電動自行車的研制，并研制出半軸式鳥籠結構的電動輪轂，因此成為世界上最早將電動車輪傳動結構應用于電動自行車的單位。這種電動輪轂采用了告訴有刷電機、減速齒輪和離合器。半軸式鳥籠結構，就是將中心軸，即自行車輪軸的中段膨脹成一個“鳥籠”，軸也就分為左、右兩段，即左、右半軸式結構，鳥籠中放置盤式電機。這種“鳥籠式”的特點是把電機很好地保護了起來，除工作力矩外，沒有任何外力會作用到電機上，其結構

12、見圖2。整個輪轂的內(nèi)部結構非常精巧、緊湊，總重35kg，體積為190mm110mm。電動車輪電動汽車被認為具有集中電機驅(qū)動電動車喝傳統(tǒng)電動車無法比擬的優(yōu)點，是未來燃料電池汽車高端車輛的理想選擇，世界上多家汽車公司和研究機構都在進行電動車輪電動車的研究。自1991年日本人在美國申請專利以后，日本在電動汽車的電動車輪研究方面一直處于領先地位。2.2電動車輪類型根據(jù)電動車輪的驅(qū)動類型，可以將電動車輪分為減速驅(qū)動型和直接驅(qū)動型。減速驅(qū)動型電動車輪多采用內(nèi)轉子高速電動機，這種電機一般轉速高、轉矩小，為了滿足車輪的實際轉速要求，通常需匹配一個相應的減速機構。減速機構一般安裝在電動機與車輪之間，起到減速和增

13、矩的作用，以保證電動車在低速時能獲得足夠大的轉矩。減速驅(qū)動型電動車輪具有比功率較高、質(zhì)量輕、效率高、噪聲小、成本低等優(yōu)點，但因為電動機轉速較高，必須用減速機構降低轉速以獲得較大的轉矩，因此作為非簧載質(zhì)量的整個電動輪的質(zhì)量依然比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車重。減速機構多為行星齒輪減速裝置，其結構緊湊、減速比較大，也有采用外嚙合圓柱齒輪減速裝置的，但軸向尺寸過大，徑向質(zhì)量分布不均。為了減少電動車輪的非簧載質(zhì)量，出現(xiàn)了直接驅(qū)動型電動車輪，這種電動車輪去掉了減速驅(qū)動型電動車輪中的減速機構，大大減少了非簧載質(zhì)量，也簡化了整個電動車輪的結構。這種電動車輪多采用外轉子電動機，直接將外轉子安裝在車輪的輪輞上驅(qū)動車輪轉動。

14、然而電動車在起步時一般需要較大的轉矩，也就是說安裝在直接驅(qū)動型電動輪中的電動機，必須具有較好的轉矩特性，能在低速時提供大轉矩。另外，還必須具有很寬的轉矩和轉速調(diào)節(jié)范圍。直接驅(qū)動型電動車輪中采用的外轉子電動機結構簡單，軸向尺寸小，能夠在很寬的速度范圍內(nèi)控制轉矩，且響應速度快，又因為沒有減速機構，所以效率較高。如果要獲得較大的轉矩，必須增大電動機的體積和質(zhì)量，但成本較高，在加速時效率卻很低，且噪聲很大。電動車輪驅(qū)動的優(yōu)勢電動車采用電動驅(qū)動技術后能量源與驅(qū)動電機之間的功率傳遞采用軟電纜，擺脫了傳統(tǒng)機械傳動的設計約束，給整車帶來了很多優(yōu)點：（1）采用電動車輪技術，在同樣功率需求的情況下，可以將單個電動

15、機功率分配給多個電動機。相應地，對電氣和機械傳動零部件的要求都可以降低，便于設計與生產(chǎn)。在大型礦用載重汽車上，機械傳動很難傳遞的大轉矩，就是利用電動車輪結構實現(xiàn)傳遞的。（2）取消了離合器、變速器、傳動軸、差速器等部件，使傳動系統(tǒng)得到簡化，有利于汽車實現(xiàn)輕量化目標；由于減少了精密機械部件的加工費用，使整車生產(chǎn)成本也有望降低；由電動機直接驅(qū)動車輪甚至兩者集成為一體，便于實現(xiàn)機電一體化。（3）由于去掉了機械傳動部分，相對于保留機械傳動系的電動車，其傳動效率得到提高。（4）提高汽車的通過性能。這主要來自于兩方面，一方面，簡化的傳動系統(tǒng)可以提高車輛的離地間隙，另一方面，使用全輪驅(qū)動和驅(qū)動輪單獨控制的措施

16、，可以最大限度地利用地面的附著能力。（5）電動車輪與動力源之間采用軟電纜鏈接，且占用空間少，因此使整車布置設計非常靈活，對于電動客車來說，便于實現(xiàn)低地板化行李箱及乘客位置設計更靈活，并且也有更多的空間來布置電池。整車質(zhì)量分布設計自由度大，可以更合理地分配軸向載荷。電動車輪的關鍵技術電動車輪由于自身的結構特點，使得這一技術在電動汽車上有廣泛的應用前景，但是，目前電動車輪的關鍵技術還沒有完全突破，主要有以下四個方面的關鍵技術：（1）研制調(diào)速范圍寬，轉矩變化范圍大，結構緊湊的電動機。（2）解救電動機的冷卻、密封和抗振動技術。（3）開發(fā)效率高、結構緊湊和重量輕的減速裝置。（4）可靠性高、性能好的電子差

17、速器。2.3電動車輪的發(fā)展趨勢 電動車輪在汽車上推廣主要受兩個方面因素制約，一方面要解決電動車輪的關鍵技術；另一方面是在關鍵技術解決之后，電動車輪的成本應大幅度下降，用戶能接受因使用電動車輪后而增加的成本。 轎車采用電動車輪技術還有許多問題需要解決，不會很快推廣使用。轎車的舒適性要求高，行駛速度高，電動車輪引起的非簧載質(zhì)量增加會引起平順性下降，需要進一步解決；轎車的速度變化范圍寬，采用固定速比的減速裝置，對電動車輪的轉矩性要求高，技術上還存在一定困難；轎車的車輪直徑較小，電動車輪的不止有一定困難，電動車輪的密封、冷卻和抗振性還有許多問題需要解決。 大客車采用電動車輪技術日益增多。大客車的車輪旋

18、轉速度較低。采用固定速比的減速裝置后，電動車輪的性能可以滿足車輛行駛性能的要求；大客車特別是低地板大客車采用電動車輪結構后，可以容易實現(xiàn)原來中央驅(qū)動結構由主減速器和論辯減速兩級減速才能完成的功能，既簡化傳動系統(tǒng)，又有利于解決電動車輪引起的非簧載質(zhì)量對平順性的影響；電動車輪引起的成本增加在大客車的成本中所占比重不大，能夠為用戶所接受。 電動車輪技術作為一項新技術，具有結構緊湊、可以改善車輛驅(qū)動性能和行駛性能，有利于整車布置等特短，無論是在電動自行車之類的輕型車輛，還是電動汽車或是重型礦用車上，都有著廣闊的應用前景。雖然電動車輪技術中有些關鍵問題還沒有得到完全解決，但采用電動車輪技術哦的電動車與傳

19、統(tǒng)車相比，確實存在著許多不可比擬的優(yōu)勢，所以，以電動車輪技術為特征的電動車是未來電動車的發(fā)展方向。第三章 電動汽車技術的發(fā)展及趨勢 3.1電動汽車技術發(fā)展的背景 上世紀70年代全球三次石油危機爆發(fā)后，各跨國汽車公司先后開始研發(fā)各種類型的電動汽車。我國經(jīng)過“八五”、“九五”、“十五”三個五年計劃，在研發(fā)電動汽車的專項上投入了大量的人力、物力和財力，并取得了一系列科研成果，但是,迄今為止，這些科研成果真正能轉化為產(chǎn)品，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的項目并不多。國外大汽車公司投入遠比我國更多的資金和人力，已投入批量生產(chǎn)的電動汽車產(chǎn)品也寥寥無幾。隨著全球能源危機的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫

20、上升的危害加劇，各國政府及汽車企業(yè)普遍認識到節(jié)能和減排是未來汽車技術發(fā)展的主攻方向，發(fā)展電動汽車將是解決這二個技術難點的最佳途徑。 現(xiàn)代電動汽車一般可分為三類：純電動汽車（pev）、混合動力汽車（hev）、燃料電池電動汽車（fcev）。但是近幾年在傳統(tǒng)混合動力汽車的基礎上，又派生出一種外接充電式（plug-in）混合動力汽車，簡稱phev。本文將電動汽車技術研發(fā)的若干問題和趨勢，作簡要的介紹和評述。3.2純電動車與混合動力電動車 1. 純電動汽車（pev） 純電動汽車是指完全由動力蓄電池提供電力驅(qū)動的電動汽車，雖然它已有134年的悠久歷史，但一直僅限于某些特定范圍內(nèi)應用，市場較小。主要原因是由

21、于各種類別的蓄電池，普遍存在價格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時間長等嚴重缺點。目前采用的鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池，它們已達到的實際性能指標和市場平均價格，如表1所示。根據(jù)實際裝車時的循環(huán)壽命和市場價格，可估算出電動汽車從各種動力電池上每取出1kwh電能所必須付出的費用。計算時，假設電池最高可充電荷電狀態(tài)（soc）為0.9，放電soc為0.2，即實際可用的電池容量僅占總容量的70%;由電網(wǎng)供電價為0.5元/kwh，電池的平均充放電效率為0.75。 。 從表1的粗略計算中可知，雖然從電網(wǎng)取電僅需0.5元/kwh，但充入電池，再從電池取出，鉛酸電池每提供1kwh電能，價格為3.05元左右

22、，其中2.38元為電池折舊費，0.67元為電網(wǎng)供電費，而從鎳氫電池中每提供1kwh電能，費用為9.6元，鋰離子電池為10.2元，即后二種先進電池供電成本是鉛酸電池的三倍多 目前國內(nèi)市場上用柴油機發(fā)電，價格大致為3元/kwh，若用汽油機發(fā)電，供電價格估計為4元/kwh，即從鉛酸電機提供電能的價格大致和柴油機發(fā)電價格相等，僅僅從取得能量的成本來考慮，采用鉛酸電池比汽油機驅(qū)動有一定價格優(yōu)勢，但是由于它太過笨重，充電時間又長，因此只被廣泛用于車速小于50km/h的各種場地車、高爾夫球車、垃圾車、叉車以及電動自行車上。實踐證實鉛酸電池在這一低端產(chǎn)品市場上有較強的競爭力和實用性。 鎳氫電池的主要優(yōu)點是相對

23、壽命較長，但是由于鎳金屬占其成本的60，導致鎳氫電池價格居高不下。鋰離子電池技術發(fā)展很快，近10年來，其比能量由100wh/kg增加到180wh/kg，比功率可達2000w/kg，循環(huán)壽命達1000次以上，工作溫度范圍達-4055。美國usabc在2002年制定的鋰離子電池技術發(fā)展目標如表2所示。 近年由于磷酸鐵鋰離子電池的研發(fā)有重大突破，又大大提高了電池的安全性。目前已有許多發(fā)達國家將鋰離子電池作為電動汽車用動力電池的主攻方向。我國擁有鋰資源優(yōu)勢，鋰電池產(chǎn)量到2004年已占全球市場的37.1，預計到2015年以后，鋰離子電池的性/價比有望達到可以和鉛酸電池競爭的水平，而成為未來電動汽車的主要

24、動力電池。 示出了國內(nèi)外各種純電動車輛數(shù)量/性能和價格/性能曲線，以電動自行車為代表的低性能車輛，由于其成本低廉，僅我國在2006年已達到年產(chǎn)2000萬輛，美國通用汽車公司生產(chǎn)的沖擊1號電動跑車，雖然已達到了很高的動力性，但是由于售價高昂，僅生產(chǎn)了區(qū)區(qū)50輛，由于沒有市場而不得不停產(chǎn)。性能較低的場地車，在我國年產(chǎn)達70008000輛左右；天津清源電動車公司生產(chǎn)的微型電動車，最高車速僅50km/h，年產(chǎn)也可以達千輛以上，這可能是目前市場所能接受的純電動車輛性能的上限。上述所有電動車輛均采用鉛酸電池為動力。隨著高性能鋰離子電池的性/價比不斷提升，未來510年內(nèi)，市場上可能會出現(xiàn)最高車速100km/

25、h，續(xù)駛里程250km的高性能純電動汽車。 2.混合動力電動汽車（hev） 由于完全由動力蓄電池驅(qū)動的純電動汽車，其性能/價格比長期以來都遠遠低于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車，難于與傳統(tǒng)汽車相競爭，上個世紀90年代以來各大汽車公司都著手開發(fā)混合動力汽車。日本豐田公司在1997年率先向市場推出“先驅(qū)者”（prius）混合動力汽車，并在日本、美國和歐洲各國市場上均獲得較大成功，累計產(chǎn)銷量已超過60萬輛。隨后日本本田、美國福特、通用和歐洲一些大公司，也紛紛向市場推出各種類型的混合動力汽車。 3. 研制全混合電動汽車的必要性 混合動力電動汽車是指具備兩個以上動力源、而其中有一個可以釋放電能的汽車?；旌蟿恿ζ嚢椿?/p>

26、合方式不同，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種；按混合度（電機功率與內(nèi)燃機功率之比）的不同，又可分為微混合、輕度混合和全混合三種。其中外掛式皮帶驅(qū)動起動/發(fā)電（bsg）式是微混合動力汽車的典型結構，其電機功率一般僅23kw，依賴發(fā)動機的停車斷油功能，可節(jié)燃油57;在發(fā)動機曲軸后端加裝一個電動/發(fā)電型盤式電機（isg）是輕度混合動力汽車的典型結構；具有純電力驅(qū)動功能的可作為全混合或混聯(lián)式混合動力汽車的典型。豐田公司的prius轎車即屬于這類全混合汽車。目前我國若干汽車企業(yè)研制的混合動力汽車，大多采用isg輕度混合或bsg微混合方案，主要是考慮這二種方案的技術難度較小，生產(chǎn)成本也較低。但是根據(jù)研究表

27、明，混合動力汽車的節(jié)油率幾乎與汽車功率的混合度和汽車的生產(chǎn)成正比上升。因此，從長遠來看，研制全混合電動汽車是一種必然趨勢。3.3研發(fā)及市場情況1.下面分別介紹混合動力乘用車和混合動力公交車的研發(fā)及市場情況。 以節(jié)油率最佳的豐田prius汽車為例，在我國實測它與豐田花冠油耗在不同工況下的對比數(shù)據(jù)如表3所示。各種工況下的平均節(jié)油率為39.6，平均百公里可節(jié)油3.07l。以97號汽油價格為5元/l計算，每百公里可節(jié)省油費15.35元，行駛20萬km也僅省油費3.07萬元，顯然還不足以抵消購置混合動力汽車所增加的費用。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2006年一汽豐田普銳斯（prius）銷量僅為2152輛，占

28、全國乘用車總銷量的0.04?？紤]到我國用戶對汽車售價的敏感性，這一銷售業(yè)績并不令人驚奇，可以認為在近期，如果沒有政府的大力支持，混合動力乘用車在我國不會有很大的市場。2. 城市公交車的使用特點 在我國，城市公交車與私人乘用車的情況有很大的不同，具體歸納為以下三點: （1）據(jù)統(tǒng)計我國城鎮(zhèn)居民日常出門有70是首選乘坐公交車，我國大部分城市政府都奉行公交車優(yōu)先的交通政策，我國公交車的年產(chǎn)量和保有量都居世界第一； （2）我國城市公交車大多由市政府補助公交企業(yè)采購，公交車是否符合節(jié)油減排要求，將是政府需要考慮的一個重要采購原則； （3）從技術角度來分析，在城市工況下，公交車頻繁起步、加速、制動和停車，要

29、額外消耗許多燃油。表4列出了在國外四種典型城市工況下，汽車制動消耗能量（油耗）所占比例，其算數(shù)平均值達47.1。即有近一半的燃油是被汽車頻繁制動所消耗的，這就為混合動力公交車的節(jié)油減排留下了相當大的空間。 正是考慮到以上幾個特點，我國至少有78家汽車企業(yè)將研發(fā)、生產(chǎn)混合動力公交車作為研發(fā)工作的重點。經(jīng)過近幾年的開發(fā)，雖然已取得了一系列重大成果，但公交車的節(jié)油率并未達到預計的要求，一輛總重15.5t，長11m的混合動力公交車，實際油耗大多為3335l，平均34l/100km，若傳統(tǒng)11m公交車的平均油耗為40l/100km，則節(jié)油率僅15。3.節(jié)油率難以進一步提高的原因 分析節(jié)油率難以進一步提高

30、的原因主要有二個： （1）汽車的制動過程十分短暫，一半不超過10s，在短短的幾秒內(nèi)，電機要求發(fā)出很大的電流，才能有效回收制動能量，但是電池的充電倍率只有放電倍率的一半，因此電池不能接受大電流充電。理論上汽車有5060的制動能量可回收，實際回收的制動能量200大巴)售價約80100元/kg。按1kg氫可發(fā)10kwh電能計算，僅燃料費即約為10元/kwh，按燃料電池發(fā)動機工作壽命1000小時計算，折舊費為30元/kwh。所以總的動力成本達40元/kwh。與表1對照可知，至少在目前，由燃料電池發(fā)動機提供1kwh電能的成本遠高于各種動力電池，這從一個側面反映了作為汽車動力源，燃料電池汽車還有相當?shù)木嚯x

31、。5.目前燃料電池電動汽車的研究課題 盡管存在如此多的問題，但是燃料電池仍然是人類迄今為止，發(fā)明的最清潔、安靜又可無限再生的能源，值得我們?yōu)閷崿F(xiàn)燃料電池電動汽車的產(chǎn)業(yè)化，付出更大的努力。 為此建議從以下幾個方面進行工作: （1）以更為創(chuàng)新的思維，對燃料電池的基本理論和基礎材料進行深入研究，例如努力探尋非鉑金屬催化劑;努力研制抗電腐蝕金屬雙極板和耐高溫(110)高機械強度質(zhì)子交換膜等; （2）努力實現(xiàn)如炭紙、增壓空氣泵等關鍵零部件的國產(chǎn)化，以降低整機成本; （3）進一步提高整機的優(yōu)化集成技術，著力提高整機的耐候性（高、低氣溫變化）、抗大氣污染能力和耐電負荷急劇變化能力等。6.電機及電動車輪電動汽

32、車驅(qū)動電機是所有電動汽車必不可少的關鍵部件。目前使用較多的有直流有刷、永磁無刷、交流感應和開關磁阻等四種電機。美國和德國開發(fā)的電動汽車大多采用交流感應電機，主要優(yōu)點是價格較低、效率高、重量輕，但啟動轉矩小。日本研制的電動汽車幾乎全部使用永磁無刷電機，其主要優(yōu)點是效率可以比交流感應電機高6個百分點，但價格較貴，永磁材料一般僅耐熱120以下。開關磁阻電機結構較新，優(yōu)點是結構簡單、可靠、成本較低、起動性能好，沒有大的沖擊電流，它兼有交流感應電機變頻調(diào)速和直流電機調(diào)速的優(yōu)點，缺點是噪聲較大，但仍有一定改進余地。表6列出四類電機比較。 四種電機各有優(yōu)缺點，但是對于電動汽車而言，由于電能是由各類電池提供，

33、價格昂貴而彌足珍貴，所以使用相對效率最高的永磁無刷電機是較為合理的，它已被廣泛用于功率小于100kw的現(xiàn)代電動汽車上。此外，在國外已有越來越多的電動汽車采用性能先進的電動輪（又稱輪轂電機），它用電機（多為永磁無刷式）直接驅(qū)動車輪，因此無傳統(tǒng)汽車的變速箱、傳動軸、驅(qū)動橋等復雜的機械傳動部件，汽車結構大大簡化。但是它要求電機在低轉速下有很大的扭矩，特別是對于軍用越野車，要求電機基點轉速最高轉速=110（見圖5）。近幾年，美、英、法、德等國紛紛將電動輪技術應用于軍用越野車和輕型坦克上，并取得了重大成果。例如美海軍陸戰(zhàn)隊在“悍馬”基礎上研制出串聯(lián)式“影子”新型混合動力越野車，采用了電動輪技術，其結構及

34、主要技術參數(shù)如表7所示。與傳統(tǒng)“悍馬”車對比試驗，在同樣偵察試驗條件下，“悍馬”耗油472kg，而“影子”僅耗油200kg；同一越野路段，“悍馬”耗時32分鐘跑完，而“影子”僅耗時13分50秒，此外它還具有在純電動模式下，汽車靜音、無“熱痕跡”等優(yōu)點。如此優(yōu)異的性能，據(jù)聞美軍已決定停產(chǎn)傳統(tǒng)“悍馬”車，全部改產(chǎn)新型混合動力電動輪驅(qū)動的“影子”型軍車。這一重要發(fā)展趨勢，應引起高度關注。雖也有不少單位研發(fā)，但始終未進入“863”計劃，技術進步緩慢，因此有必要奮起直追，盡快 綜上所述，可以從技術/經(jīng)濟分析出發(fā)，對電動汽車技術的現(xiàn)狀和未來作如下結論： （1）在目前國內(nèi)市場價格的基礎上，可粗略計算出各種提

35、供電能技術的價格比。即電網(wǎng)供電柴油機供電鉛酸電池供電鎳氫電池供電鋰離子電池供電燃料電池供電=16619.220.480。這從一個側面反映了各種供電方式距離電動汽車市場的遠近。當然，隨著石油價格的上升、電池技術的進步，這些比例關系將發(fā)生很大的變化； （2）由于鉛酸電池的供電成本大體和柴油機供電相等，因此它仍然是低端電動車市場的主要動力電池。磷酸鋰離子電池技術進步較快，它最有可能成為鉛酸電池的競爭對手，率先成為高端電動車市場的主要動力電池； （3）由于混合動力汽車僅需裝用純電動汽車1/10的動力電池容量，整車有較為接近市場的性/價比，因此它仍將是近期實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要電動汽車種類?？紤]到我國國情，目前仍應大力推廣使用混合動力大客車，進一步降低制造成本，減少油耗和排放； （4）在鋰離子電池性/價比進一步提升后，外接充電式混合動力汽車（phev）有望成為理想的上班族乘用車，它可大幅度減少油耗和降低排放，但是由于較高的價格，它可能首先在發(fā)達國家得到推廣應用；（5）燃料電池雖然是理想的清潔能源，但是目前它的性/價比太低，要達到可以進入市場的性/價比，可說是任重而道遠，必須從基礎材料和基本理論上有重大突破，才可能進入汽車市場；（6）電動輪已成為國外電力驅(qū)動技術的重要發(fā)展趨勢，并已在軍用越野車上得到實際應用，證實它在技術/經(jīng)濟上的重要優(yōu)勢，我國掌握這一先