純電動汽車四大部件及充電器之簡介

1、純電動汽車四大部件及充電器之簡介純電動汽車，相對燃油汽車而言，主要差別（異）在于四大部件，驅(qū)動電機，調(diào)速控制器、動力電池、車載充電器。相對于加油站而言，它由公用超快充電站。純電動汽車之品質(zhì)差異取決于這四大部件，其價值高低也取決于這四大部件的品質(zhì)。純電動汽車的用途也在四大部件的選用配置直接相關。純電動汽車時速快慢，和啟動速度取決于驅(qū)動電機的功率和性能，其續(xù)行里程之長短取決于車載動力電池容量之大小，車載動力電池之重量取決于選用何種動力電池如鉛酸、鋅碳、 鋰電池等，它們體積，比重、比功率、比能量、循環(huán)壽命都各異。這取決于制造商對整車檔次的定位和用途以及市場界定、市場細分。純電動汽車的驅(qū)動電機目前有直

2、流有刷、無刷、有永磁、電磁之分，再有交流步進電機等，它們的選用也與整車配置、用途、 檔次有關。另外驅(qū)動電機之調(diào)速控制也分有級調(diào)速和無級調(diào)速， 有采用電子調(diào)速控制器和不用調(diào)速控制器之分。電動機有輪轂電機、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機、有單電機驅(qū)動、多電機驅(qū)動和組合電機驅(qū)動等。電機及調(diào)速控制器的選用和配制對整車檔次和價位也有影響。公用超快充電站是純電動汽車商業(yè)化的基礎設施，將它做完善到位了才能使前者暢行無憂，反之則是它的短腿，受其制約和影響，歐洲、美國電動汽之商業(yè)實踐充分說明了這點。我們對此認識到了，但行動不力。另外，充電機與車載電池之電纜連接器問題必須規(guī)范，形成電池品種、電壓分檔、快慢（功率大?。┲T要素的一致，否

3、則純電動汽車及公用超快充電站無法有效無法對接，這個產(chǎn)業(yè)目前白紙一張，待我們?nèi)ラ_拓，但必須規(guī)劃、設計成型后實施，以免徒勞，以免勞命傷財。純電動汽車之四大部件及公用充電站之大型充電機，專用電纜、線纜連接器乃至計費、收費系統(tǒng)， 這是汽車行業(yè)新的零部件，沒它們將是無米之炊，沒做到位、不完善則是短腿受其制約。同時與此相關的零部件制造商應以此形成產(chǎn)業(yè)鏈，共圖發(fā)展。國家發(fā)政委“新能源汽車公告管理辦法和實施細則”已于 2007 年 11 月 1 日施行。 “城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村農(nóng)用 （專用） 電動汽車通用技術條件”也在醞釀過程中， 純電動汽車商業(yè)化在農(nóng)村已經(jīng)初現(xiàn)雛形，我們不該視而不見。將來符合國際和符合市場需求的純電動汽

4、車必定遵守以下幾項：1、電動車輛研發(fā)制造運營必須符合國家各項相關法規(guī)。整車、 零部件性能必須滿足國家技術標準和各項具體要求。2、電動車輛是以電為能源，由電動機驅(qū)動行駛的，不再產(chǎn)生新的污染，不再產(chǎn)生易燃、易爆之隱患。3、電動車輛儲能用的電池必須是無污染、環(huán)保型的。且具有耐久的壽命，具備超快充電（2-3C 以上電流）的功能。車輛根據(jù)用途確定一次充電之續(xù)行里程，以此裝置夠用電量的電池組，充分利用公用充電站超快充電以延長續(xù)行里程。4、電動機組應有高效率的能量轉(zhuǎn)換。剎車、減速之能量的直接利用和回收，力求車輛之綜合能源利用的高效率。5、根據(jù)車輛用途和行駛場合設定最高車速，且不得超過交通法規(guī)的限定值，以合理

5、選擇電動機的功率和配置電池組容量。6、車輛駕駛操作，控制簡單有效、工作可靠，確保行車安全。7、機械、電氣裝置耐用少維修。車輛運營之費用低廉。8、以目標市場需求為依據(jù)，提供實用、合適車型滿足之，力求做到技術、經(jīng)濟、實用、功能諸方面的綜合統(tǒng)一。將來產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化為用戶所歡迎的電動汽車，必定符合以下幾點特征：準確的定位、恰當?shù)挠猛?、宜駛的區(qū)域、最佳的效能。合適的車型、經(jīng)濟的配置?？煽康男阅?、便當?shù)牟倏?。環(huán)保的電池、耐久的壽命、夠用的電量、超快的充電、完善的網(wǎng)絡、到位的服務。低廉的費用、最少的維修。純電動汽車的發(fā)展歷程及地區(qū)簡況純電動汽車以車載電源（充電蓄電池）作為儲能方式、用電動機為動力來驅(qū)動車輪行

6、駛，不僅具有節(jié)能、環(huán)保的特性，還有動能來源廣泛的優(yōu)點，可以利用水力、風力、核能等發(fā)電或利用電力系統(tǒng)低谷期給蓄電池充電，從而提高電網(wǎng)效能。歷史沿革純電動汽車在電動汽車中發(fā)展時間最長。自 19 世紀 90 年代美國人制造出世界上第一輛純電動汽車以來，20 世紀初第一次達到生產(chǎn)高峰，占領了40%的汽車市場。后來由于電子啟動器的發(fā)明以及純電動汽車動力性差的原因，在30 年代中期結(jié)束了早期的純電動汽車生產(chǎn)而進入燃油汽車的黃金時期；1974 年 -1975 年和 1979 年 -1982 年歐美兩次能源危機推動純電動汽車的研制重新進入高峰。這一階段汽車電力電子學尚未建立，既沒有完善的科學理論做指導， 更缺

7、乏高科技含量的汽車電力電子裝置可供采用。特別是，當時僅有鉛酸蓄電池可供使用，而鉛酸蓄電池體積大、質(zhì)量重，能量密度小、功率密度低，充電時間長，每次充足電后續(xù)駛里程較短，再加上電力傳動系統(tǒng)的制造成本過高等因素困擾，1997 年以后絕大多數(shù)公司對純電動汽車的研發(fā)基本處于停滯狀態(tài)。第二代純電動汽車的出現(xiàn)，是以汽車電力電子學的最新發(fā)展為基礎的，其技術亮點包括高能量密度鋰離子蓄電池、鋰離子電容器等的發(fā)明，以及乘用車電動輪技術的開發(fā)和實用化等。雖然， 純電動汽車離真正商業(yè)化還有一定的距離，但與第一代純電動汽車相比，它已經(jīng)在充電時間、續(xù)駛里程、動力性、快速充放電能力等方面取得了可喜的進展。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車及混

8、合動力汽車、氫燃料汽車相比，第二代純電動汽車也顯示出了一定的“比較優(yōu)勢”： 控制精確度高于混合動力車，風阻系數(shù)可降至0.19 ,整車質(zhì)量大大低于燃料電池車，CO2B放量低于同級別汽油車，使用過程的能耗費用低于汽油車。當然還存在技術瓶頸和若干問題。地區(qū)發(fā)展在新能源汽車的發(fā)展戰(zhàn)略中，各個國家、地區(qū)和世界各大汽車公司都依據(jù)自己的評估作了不同的選擇，對純電動汽車的研究采用了不同的策略。從當前整體情況看，重視混合動力汽車和燃料電池汽車技術的國家與企業(yè)較多，選擇重點研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化純電動汽車的較少。1、美國1991 年，美國通用汽車公司、福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司共同協(xié)議，成立了“先進電池聯(lián)合體"

9、; （USABC ,共同研究開發(fā)新一代電動汽車所需要的高能電池，并且與美國能源部簽訂協(xié)議在19911995年間投資2.26億美元來資助電動汽車用高能電池的研究。20世紀90年代中期，美國克林頓政府曾制訂了發(fā)展電動車的“新一代汽車伙伴（PNGV）計劃”，集中研究電池驅(qū)動的純電動汽車。但鑒于當時蓄電池技術還未能獲得關鍵性突破，純電動汽車一次充電后的續(xù)駛里程短，充電時間長，降低電池造價困難，在技術上也難以解決處理廢舊電池二次污染、回收困難的問題，而且電池價格昂貴，商業(yè)化進展緩慢。美國加州經(jīng)過13 年在環(huán)保及環(huán)保車輛的探索實踐，表示不再積極鼓勵發(fā)展純電動汽車，而轉(zhuǎn)向了燃料電池。EV1、Chraysle

10、r EPIC 等相繼停產(chǎn)a,通用曾經(jīng)也宣布不再繼續(xù)加大對純電動汽車研究的投入， 只是對已經(jīng)在路上使用的電動汽車進行維護。不過美國國家實驗室還在繼續(xù)進行純電動汽車先進驅(qū)動系統(tǒng)、先進電池及其管理系統(tǒng)等的深入研究。2002 年，美國能源部批準經(jīng)費l500 萬美元，用于“工業(yè)研究、開發(fā)和演示使用電池的電動汽車”的費用共擔項目，包括使用效率和動力儲存、供電質(zhì)量等。小型、低速、特種用途的純電動汽車不斷發(fā)展。2、歐洲與美國相比，歐洲更崇尚追求完美零污染的純電動汽車。成立于1990年的歐洲“城市電動車”協(xié)會至今在歐共體組織內(nèi)已有 60 座城市參與，幫助各城市進行電動汽車可行性的研究和安裝必要的設備，并指導城市

11、的電動汽車運營。其中最為成功和著名的就是電動標致106車型， 這種以鎳鎘電池為動力的電動汽車已經(jīng)在歐洲各國，尤其是在政府部門當中擁有大量的用戶。 這與法國政府給予純電動汽車高度重視和支持，出臺了許多鼓勵研發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)惠、支持、補貼和扶持政策密切相關。法國政府、法國電力公司、標致- 雪鐵龍汽車公司和雷諾汽車公司簽屬協(xié)議，共同承擔開發(fā)和推廣電動汽車，共同合資組建了電動汽車的電池公司薩夫特 （ SAFT） 公司承擔電動汽車的高能電池的研究和開發(fā)，以及電池的租賃和維修等工作。但它終究還是沒有能成功地解決一次充電后的續(xù)駛里程短的問題，因此也沒有進行更大規(guī)模的擴張，而是更多地轉(zhuǎn)向清潔柴油車的產(chǎn)業(yè)化。

12、目前， 還有一些機構(gòu)繼續(xù)在做純電動汽車的研究開發(fā)，例如體現(xiàn)法國政府意向的法國重要的國營企業(yè)，法國電力公司與達索集團簽約了純電動汽車的合作開發(fā)項目。追隨法國進行理論研究和產(chǎn)品開發(fā)的是比利時，主要集中在高等院校之中，例如布魯塞爾和列日（Liege ）大學。但是比利時沒有自己的汽車工業(yè)，沒有很多的企業(yè)投資，只有有限的政府資助，缺乏實際運用效果。此外還有意大利著重兩輪純電動車的研發(fā)和運營，瑞士則側(cè)重研究超級電容器，尤其是電動城市輕軌方面的研究。3、日本日本從 70 年代開始開發(fā)純電動車，許多汽車企業(yè)都陸續(xù)進行了一些產(chǎn)品發(fā)布與銷售運行，但堅持下來進行研發(fā)和銷售的只有大發(fā)和鈴木兩家。到了90 年代之后，由

13、于環(huán)境等問題，一些大汽車企業(yè)重新開始研發(fā)第二代純電動車，豐田、 本田、 日產(chǎn)等陸續(xù)進行了一些產(chǎn)品發(fā)布與銷售運行。然而由于技術與價格等方面的原因，在新能源汽車研發(fā)戰(zhàn)略中，更多的日本汽車企業(yè)選擇了混合動力汽車作為重點發(fā)展方向，堅持純電動汽車蓄電池技術研發(fā)的重點落在三菱重工、富士重工等動力裝備類企業(yè)。純電動汽車的產(chǎn)品開發(fā)向小型化發(fā)展，單人和2人車型成為主力車型，車輛技術、零部件技術、充電設施技術都已相對成熟。截止到2002年，日本純電動汽車的保有量為2696 臺。目前，日本電動車輛協(xié)會、汽車協(xié)會、汽車電子協(xié)會等部門已經(jīng)初步建立了一些純電動汽車共同利用系統(tǒng)，進行實用化試運行和試運營。4、中國我國純電動

14、汽車的研究開始于20 世紀 60 年代，到了90 年代掀起了一股電動汽車熱，部分高校、 汽車研究所以及生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合開發(fā)充電電池和純電動汽車，并取得了一些成果。2001年，我國確立“十五”國家高新技術研究發(fā)展計劃（ 863 計劃）電動汽車重大專項項目，明確了我國的電動汽車戰(zhàn)略發(fā)展基本原則，即燃料電池汽車發(fā)展居首位、第二為混合動力電動汽車、 純電動汽車兼顧一下，提出“三橫三縱”研發(fā)布局， 并招標確定純電動轎車由上汽奇瑞、天津汽車來牽頭研制。2006 年開始實施的國家中長期科技規(guī)劃對電動汽車研發(fā)戰(zhàn)略也大體相同。按照項目規(guī)定進程，純動力電動汽車功能樣車已經(jīng)實現(xiàn)，純電動轎車和純電動客車在國家質(zhì)檢中心的型

15、式認證試驗中各項指標均滿足有關國家標準和企業(yè)標準的規(guī)定，關鍵零部件高功率鎳氫電池、鋰離子電池性能有了較大提高。因此，雖然在傳統(tǒng)汽車的開發(fā)上，我國與世界先進水平相比有30 年以上的差距，但在純電動汽車技術開發(fā)上的差距并不大，幾乎站在同一起跑線上，而且關鍵零部件技術平臺相同，有專家認為研發(fā)水平最大差距不超過 5 年。甚至在某些領域，如鋅- 空氣電池和鋰電池研究方面，已經(jīng)達到世界領先水平。國內(nèi)電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀交通能源與環(huán)境保護是21 世紀全球面臨的重大挑戰(zhàn)。21 世紀汽車產(chǎn)業(yè)能源動力體系轉(zhuǎn)型勢在必行，電動汽車已成為汽車能源動力轉(zhuǎn)型的必然選擇。我國非常重視電動汽車的發(fā)展， “八五”期間， 電動汽車列入

16、國家科技攻關計劃，重點開展電動汽車關鍵技術的研究； “九五”期間， 正式列入國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程項目， 主要開展電動概念車( 含相關技術) 研究、 電動改裝車開發(fā)、試驗示范區(qū)建設、運行機制和政策法規(guī)及技術標準的研究。通過10 年的研究攻關，在電動汽車技術方面取得了重大突破，并為“十五”期間以及今后電動汽車技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎。 “十五”期間， 國家從維護我國能源安全和改善大氣環(huán)境、提高汽車產(chǎn)業(yè)競爭力、實現(xiàn)中國汽車產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮，于 2001年正式啟動了“十五”國家高新技術研究發(fā)展計劃 (863) 之電動汽車重大專項目。國家“十五”863 電動汽車重大專項中投資數(shù)億元，

17、確立了以燃料電池汽車、 混合動力汽車和純電動汽車為“三縱”， 以多能源動力總成、驅(qū)動電機和動力蓄電池共性關鍵技術為“三橫”的“三縱三橫”研發(fā)布局。 其中燃料電池轎車布局在上海，依托上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司和同濟大學；燃料電池大客車布局在北京，依托清華大學和北京客車廠等；混合動力轎車布局在武漢，主要依托東風電動汽車公司開發(fā)，后奇瑞和長安公司也加入；混合動力大客車布局在武漢和長春，主要由一汽集團和東風電動汽車公司利用各自的底盤技術進行開發(fā)； 純電動汽車布局在北京和天津，客車由北京理工科凌電動車輛有限公司、轎車由天津清源動力有限公司研發(fā)，之后奇瑞汽車公司也加入。電動汽車重大專項實施以來，在純

18、電動、混合動力和燃料電池汽車的整車集成技術、動力系統(tǒng)集成技術以及動力總成關鍵零部件技術方面取得重要技術突破， 同時也在專利戰(zhàn)略和技術標準平臺建設方面為自主知識產(chǎn)權新能源汽車產(chǎn)業(yè)化奠定了良好的基礎。1. 整車開發(fā)進展情況由上汽、 同濟大學等投資組建的上海燃料電池動力系統(tǒng)公司已開發(fā)出第三代“超越”系列燃料電池轎車動力系統(tǒng)平臺和示范樣車， 北京清能華通公司已研發(fā)出燃料電池城市客車，我國燃料電池轎車和客車技術指標接近國際先進水平，運行里程均已超過3萬km；燃料電池汽車正在準備組建商業(yè)化示范運行車隊。一汽、東風、長安、奇瑞等汽車公司競相開發(fā)出混合動力汽車性能樣車，節(jié)油30%以上， 排放減少30%， 轎車

19、和客車最高車速分別超過160km h 和 80km h， 部分車型正在申報國家汽車產(chǎn)品公告；北京科凌公司開發(fā)出4 種型號的純電動客車，動力性、 經(jīng)濟性均達到國際先進水平。天津清源公司開發(fā)出3種純電動轎車車型，并通過了搭載鋰離子動力電池的純電動轎車正面碰撞試驗，2005 年該公司向美國出口純電動轎車112 輛。第一， 電動汽車。北京理工大學、北京理工科凌電動車輛有限公司等完成以尼奧普蘭公交大客車為基本車型的純電動豪華旅游客車樣車2 臺， 經(jīng)過了國家質(zhì)檢中心型式認證試驗和5000km可靠性試驗；完成了科技奧運計劃規(guī)定的15輛純電動準低地板公交車的生產(chǎn)任務，組建了示范車隊。完成以北京公交公司的公交車

20、為基礎車型的純電動超低地板公交車BK6120-EV和純電動準低地板公交HFFGK6110-E客車樣車試制。小批量研發(fā)生產(chǎn)的4種車型近40輛公交車已投入北京市公交電動汽車示范車隊的示范運行。天津清源動力公司開發(fā)了5 輛 XL2000純電動轎車，在交通部通州汽車試驗場按照電動汽車定型試驗規(guī)程進行了有關標準檢驗。 該公司繼出口美國6 輛電動汽車試銷后，又與美國公司簽訂了100多輛電動汽車的出口訂單。由奇瑞汽車公司承擔的純電動轎車在整車集成技術、高壓電安全管理與控制系統(tǒng)方面具有一定特色。建立北京、天津、 威海和武漢4 個電動汽車示范區(qū)，將有20 輛電動客車在北京示范運行。第二，混合動力汽車。一汽、東風

21、、長安、奇瑞等汽車集團都已經(jīng)開發(fā)出混合動力汽車樣車，并在動力控制和機電耦合機構(gòu)等方面實現(xiàn)了一定的技術創(chuàng)新。武漢EQ7200混合動力轎車選擇擁有完全知識產(chǎn)權的風神藍鳥轎車作為基礎車型，第二輪樣車排放指標滿足歐田標準，燃油經(jīng)濟性比基礎車型低 20%所開發(fā) 樣車已經(jīng)完成3萬km行駛試驗，計劃于2006年上半年開始產(chǎn)業(yè)化。2003年以 來， 東風電動車輛股份有限公司研制的6 輛混合動力客車在湖北省武漢市進行示范運行，截至到2005年年底，6臺樣車累計安全行駛45.3萬km載客85.9萬人次。 2005 年 12 月 3 日，東風汽車公司在武漢市舉行東風混合動力電動公交車新品發(fā)布會、599路電動公交專線

22、開通暨東風混合動力轎車示范運營投放儀式。首批下線的15 臺東風混合動力電動公交車向用戶交付，標志著東風汽車公司第一個在國內(nèi)實現(xiàn)混合動力電動汽車商業(yè)化銷售。東風混合動力城市公交車（EQ6110HEV附東風電動車輛股份有限公司自主研發(fā)，擁有完全自主知識產(chǎn)權。其整車水平國內(nèi)領先，與國際先進技術相當，某些關鍵技術處于國際領先水平。長安公司成功開發(fā)了基于同軸ISG輕度混合方案的性能樣車，并在國內(nèi)率先開展混合動力專用發(fā)動機開發(fā)。第三， 燃料電池汽車。上海燃料電池動力系統(tǒng)有限公司已經(jīng)成功開發(fā)“超越一號”、“超越二號”和“超越三號”3代燃料電池動力系統(tǒng)平臺和試驗樣車?！俺蕉枴睒榆噮⒓恿说诹鶎檬澜缧履茉雌?/p>

23、挑戰(zhàn)賽必比登挑戰(zhàn)賽， 在考核節(jié)能環(huán)保性、行駛安全性和運行穩(wěn)定性的7 項單項性能測試以及拉力賽中，獲得障礙物繞行、燃料效率、車外噪聲、污染物排放和溫室氣體排放5項A級成績和 5 項單項技術獎的優(yōu)秀成績。從實測性能指標看，總體與通用、奧迪以及戴姆勒 - 克萊斯勒公司的參賽車輛性能相當，部分指標優(yōu)于其他車輛。這充分說明，我國的燃料電池轎車動力系統(tǒng)平臺在基本性能方面已經(jīng)與國外車輛處于同等的技術水平?！俺饺枴弊罡哕囁?122km/h,爬坡度大于20% 0100km力口速 時間19.5s , 1015循環(huán)工況續(xù)駛里程230km清華大學與北京客車廠等聯(lián)合開發(fā) 的燃料電池城市客車第一輪功能樣車瞬時最高車速達63.5km h， 平均最高車速62.9km h， 累計運行超過2000km。 目前已完成2 代 3種型號的樣車考核、研制、設計，樣車運行考核總里程達 8000km以上，性能指標滿足城市客車要求。聯(lián)合 國開發(fā)計劃署一全球環(huán)境設施基金會 （UNDP-GEF）口中國科技部啟動“中國燃料 電池公交大客車商業(yè)化示范運行”項目也正在順利