电动车技术_中国电动车技术

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第一章绪论

1.1关于电动汽车的简述与发展

上世纪30年代——电动汽车的崛起时。电动汽车的历史比普通汽车的历史还要长，因此它更为古老。1842年美国人托马斯-达文波特和苏格兰人罗伯特-戴维森合作开始了电动车的研制，由于科技条件限制他们采用了不可充电电池。1902年，安东尼电气公司、贝克集团、底特律电气控股、爱迪生电气公司、Studebaker研究所等国外知名公司、科研单位相继推出自家的电动汽车，当时电动车的销量大大超过普通汽车。电动汽车在19世纪20年代获得巨大成功，它的销售量在当时达到了巅峰。

1920年到1990年，由于内燃机技术和能源开采技术的提高，汽柴油机渐渐应用广泛。电动汽车的发展受阻，很快又失去了前进的势头。在技术上存在很多难题，相反内燃机汽车在技术上、销量上、运行模式上逐渐成熟。从20世纪20年代开始，电动汽车逐渐被内燃机汽车超越、替代。

20世纪90年代至今——电动汽车的复苏。20世纪70年代和80年代的能源危机令电动汽车再次得到业界的青睐。在1990年7月的洛杉矶车展，通用汽车首席执行官Roger Smith发布了Impact纯电动概念车，并宣布通用汽车电动车将实现量产，并上市销售。

进入21世纪之后，面对全球范围日益严峻的能源形势和环保压力，电动汽车（EV，Electric Vehicle）作为新能源汽车的主体，面临着新的机遇和挑战[4]。

中国的第一辆电动汽车1966年在上海诞生，1977年在上海试制出SHD170、SHD610型号的电动汽车，但是我国当时的蓄电池技术很落后，未能量产，90年以后我国开始重视电动汽车，以清华、同济为首的高校都在积极研发电动汽车，另外我国的各大企业，像比亚迪、比德文、吉利等都在与国外汽车公司合作，发展电动汽车，突破技术难题。

1.1.1电动汽车的分类和特征

电动汽车的种类：纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)。

纯电动汽车（BEV）：由电动机驱动的汽车。电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量储存装置。大部分车辆直接采用电机驱动，有一部分车辆把电动机装在发动机舱内，也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子，其难点在于电力储存技术。本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为

发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。有专家认为，对于电动车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程，与混合动力相比，电动车更需要基础设施的配套，而这不是一家企业能解决的，需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设，才会有大规模推广的机会。优点：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。缺点：目前蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，有些使用价格比汽车贵，有些价格仅为汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。

混合动力汽车指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：—可消耗的燃料；可再充电能量储存装置。根据动力系统结构形式可分为三类：串联式混合动力汽车SHEV）：车辆的驱动力只来源于电动机的混合动力（电动)汽车。结构特点是发动机带动发电机发电，电能通过电机控制器输送给电动机，由电动机驱动汽车行驶。另外，动力电池也可以单独向电动机提供电能驱动汽车行驶。联式混合动力汽车（PHEV）：车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给的混合动力(电动)汽车。结构特点是并联式驱动系统可以单独使用发动机或电动机作为动力源，也可以同时使用电动机和发动机作为动力源驱动汽车行驶。混联式混合动力汽车（CHEV）：同时具有串联式、并联式驱动方式的混合动力（电动)汽车。结构特点是可以在串联混合模式下工作，也可以在并联混合模式下工作，同时兼顾了串联式和并联式的特点。（注：随着混合动力电动汽车技术的发展，其类型不局限于以上几种，还可按照其它型式划分。）目前那些通常采用传统燃料的，同时配以电动机发动机来改善低速动力输出和燃油消耗。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。优点：

1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。

2、因为有了

电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。

3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。

4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。

6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。缺点：长距离高速行驶基本不能省油。燃料电池汽车:以燃料电池作为动力电源的汽车。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2至3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。近几年来，燃料电池技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂，如戴姆勒－克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司已经宣布，计划在2004年以前将燃料电池汽车投向市场。目前，燃料电池轿车的样车正在进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战，如燃料电池组的一体化，提高商业化电动汽车料处理器和辅助汽车制造厂在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力，并已取得了显著的进步。和传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：

1、零排放或近似零排放。

2、减少了机油泄露带来的水污染。

3、降低了温室气体的排放。

4、提高了燃油经济性。

5、提高了发动机燃烧效率。

6、运行平稳、无噪声。