電動汽車簡要概述

1、電動汽車簡要概述1.1 電動汽車的研究意義2010 年全球汽車保有量已接近 10 億輛，而到 2015 年這 一數字還將增加 20%，將超過 12 億輛。隨著具有高效節(jié)能、 低排放或零排放優(yōu)勢的電動汽車重新獲得了生機，電動汽車 受到世界各國的廣泛重視。2006 年，中國取代日本成為僅次于美國的世界第二大新 車消費市場。 2009 年全年我國累計生產汽車 1379.10 萬輛， 同比增長 48.3%；銷售汽車 1364.48 萬輛，同比增長 46.2% ， 成了名副其實的全球汽車產銷第一大國。中國消費者對汽車 有著巨大需求，在未來相當長一段時間里，中國汽車市場將 繼續(xù)保持世界上最快速發(fā)展的態(tài)勢。

2、但是地球上能源是有限的，尤其石油資源是不可再生 的，因此石油成為全球性戰(zhàn)略物資。能源緊缺是全人類面臨 的日益嚴重而緊迫的問題，是一個全球性戰(zhàn)略問題，關系到 全球經濟安全和軍事安全。曾有一些專家曾經估計，全球能 源礦產資源僅夠支撐不到 100 年；而我國的石油只能支持國 內消耗 30 年，煤炭最多能支撐 100 年。從我國油耗總量來 看，繼美國之后，取代日本成為全球第二大石油消費國，原油消費年均增長率為 6%以上實現(xiàn)我國交通能源動力系統(tǒng)轉型已是大勢所趨，新能源 汽車擁有廣闊的市場前景。如果中國采用一系列先進技術， 包括電動汽車、壓縮天然氣汽車和以天然氣為燃料的內燃機 技術，到 2030 年，中國

3、汽車的二氧化碳排放總量有可能降 低 45 。如果電動汽車在 2030 年占中國全部乘用車的 30 ， 屆時中國將節(jié)省其石油總需求量的 10。如果到 2030 年電 動汽車能實現(xiàn) 30的市場占有率， 市場規(guī)模將達到 1.5 萬億 元以上。 2009 年的哥本哈根氣候峰會，中國政府做出承諾： 2020年單位GDP碳排放比2005年減少40%至 45%勺目標即將 付諸實施，并將之寫入國民經濟發(fā)展規(guī)劃中。這更需要我國 政府加大對于電動汽車勺投入，提高電動汽車在中國勺市場 占有率。1.2 國內外研究現(xiàn)狀盡管傳統(tǒng)勺內燃機汽車仍在當今世界占據主導地位，但 發(fā)展清潔無污染勺電動汽車已是大勢所趨，也是世界各國勺

4、 必然選擇。當前全球主要汽車生產國及企業(yè)都在加大電動車 輛勺研制與開發(fā)力度，燃料電動汽車已成為世界各大汽車公 司 21 世紀初激烈競爭勺焦點，動力技術革命將徹底改變 2l 世紀汽車業(yè)的面貌，這一改變就是在近幾年出現(xiàn)的燃料電動 汽車。美國的通用福特公司日本的豐田、日產及本田公司， 歐洲的奔馳、雪鐵龍公司都在電動汽車的研制與開發(fā)上顯示 了很強的實力。眼下，電動汽車正迅速從研制試驗階段走向 商品生產及應用階段，但純電動汽車由于受到電池續(xù)航能 力、充電時間的困擾，目前還沒有一款非常完善的產品推向 市場。2009年6月4日，世界首款電動車，三菱 MiEV （見圖 1-1 ）正式進入量產階段。2010年，

5、盛大的北京車展上，各 大汽車生產商競相推出新能源汽車，其中既有國外的奔馳推 出的smart，也有國產汽車的驕傲，奔騰B50。而各大廠商對于電動汽車的重視，表明了電動汽車在新能源方向上的巨 大潛力了美好前景。圖1-1我國“八五”以來電動汽車被正式列入國家攻關項目， 對電動汽車的投入顯 著增加。我國的汽車企業(yè)和高校、科研院所等 200 多家單位 投入了大量的人力、財力和物力研發(fā)電動汽車，并取得了一 系列科研成果?！熬盼濉逼陂g，列入國家重大科技產業(yè)工程 項目，開發(fā)電動汽車項目也列入了國家“十五”與“十一 五”期間，電動汽車被列入“ 863”計劃 12 個重大專項之一 , 全國汽車標準化技術委員會于

6、1998 年新組建了電動汽車車 輛標準化分技術委員會?？萍疾坑钟?2001 年啟動了電動汽 車重大科技專項，使我國電動汽車技術水平和產業(yè)化程度與 國外處在同一起跑線上。經過近十年的發(fā)展，我國電動汽車 的研發(fā)取得明顯進展。到 2009 年，我國已形成約 1800 項專 利，并開發(fā)出了多款電動汽車樣車。目前，共有 48 個型號 的各類電動汽車獲得機動車新產品公告，其中，比亞迪、奇 瑞、長安等企業(yè)的插電式和油電混合動力汽車已具備上市銷 售的條件。電動汽車在我國正在進入快速發(fā)展新階段。但是，這并不代表中國的電動汽車發(fā)展處于世界領先地 位。除去電池，電動汽車與傳統(tǒng)汽車基本一致，而中國在傳 統(tǒng)汽車上與世界

7、先進水平的差距，使得電動汽車的發(fā)展受到 了一定的限制。在清楚地認識到差距的同時，我們應盡量發(fā)揮自己的優(yōu)勢，學習各國先進經驗，力求在電動汽車上有所 突破。1.3 面臨的問題由于各國政府對于電動汽車的重視，進而投入的巨大人 力物力，電動汽車有了相當大的發(fā)展，不斷新推出的電動汽 車（比如三菱MiEV,奇瑞S18等）充分體現(xiàn)了這個領域工程 師所做出的巨大努力和取得的驕人成績。電動汽車的動力源 電池更是不斷的出現(xiàn)新的品種,其能源密度和使用壽命 等不斷的增強,為電動汽車的批量生產提供了更多的可能。 但是,相對于傳統(tǒng)的汽車,電動汽車依然面臨著許許多多的 問題。其中主要有以下幾個問題：1 續(xù)駛里程有限 目前市

8、場上使用的電動汽車一次充電后的續(xù)駛里程一般為100300 km，并且這個數字通常還需要保持適當的行 駛速度及具有良好的電池調節(jié)系統(tǒng)才能得到保證,而絕大多 數電動汽車在一般行駛環(huán)境下的續(xù)駛里程只有50100 km比起傳統(tǒng)燃油汽車而言電動汽車的較短續(xù)駛里程成為其致 命的弱點。2蓄電池使用壽命太短普通蓄電池充放電次數僅為 300 400 次,即使性能良好的蓄電池充放電次數也不過700900次，按每年充放電200 次計算，一個蓄電池的壽命最多為 4 年，與燃油汽車的 壽命相比太短。另外，不同類型的電池在性能方面都有各自 的優(yōu)勢和不足，例如，鉛酸電池成本低，原材料豐富且易于 回收，但續(xù)駛里程短、加速動力

9、差且壽命短。鎳鎘電池加速 動力足、壽命較長。但其成本高、可回收性差。鈉硫電池的 比能量較高，能夠提供較長的續(xù)駛里程。但它要求的工作環(huán) 境較苛刻。且其沽性物質具有強腐化性并易爆炸。就整體來 看。成熟電池的壽命都相對較短。3蓄電池尺寸和質量的制約 現(xiàn)有電動汽車所使用的電池都不能在儲存足夠能量的 前提下保持合理的尺寸和質量。如果電動汽車自身裝備質量 大。就會影響加速性能和最大車速的提高。例如，現(xiàn)有電動 汽車電池的外體積一般要達到 550 L 。當把這么大體積的電 池用于家庭轎車上時，就必然要擠占轎車的行李廂空間。 4電動汽車價格昂貴主要是電池技術復雜，成本太高，另外也由于采用一系 列新材料、新技術，

10、致使電動汽車的造價居高不下。電動汽 車蓄電池的價格約為100美元/ kW?h,甚至有的高達350美 元/ kW?h,成本太高，用戶難以承受。5間接污染嚴重 電動汽車本身雖無排放污染，但其間接污染也是不容忽 視的。如鉛酸電池中的鉛，從開采、冶煉到生產的排污，都 會對環(huán)境造成污染。再如所用電能，相當大一部分來自火力 發(fā)電，煤炭燃料也會造成大氣污染。隨著電池性能的進一步提高，上述問題對電動汽車發(fā)展 的制約程度在不斷的降低。在可以預見的未來，電動汽車將 必然成為汽車的重要發(fā)展方向，為人類的能源與環(huán)境做出重 要貢獻。圖 1-2 為雪佛蘭 Volt 混合動力車車載電池采用的 鋰離子充電電池。圖1-21.4與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別電動汽車與傳統(tǒng)內燃機汽車相比，行駛時車輪與地面之 間的相互接觸與相互作用的力學過程無本質區(qū)別，而且這兩 種汽車的轉向裝置、懸架裝置及制動系統(tǒng)也基本相同。它們