第一篇:电动汽车汽车动力匹配方案设计
电动汽车汽车动力匹配方案设计
众所周知,当今社会已经成为了“轮子上的社会”,人类越来越依赖于各种各样的交通工具。其中,汽车无疑是应用最广泛,人类依赖程度最高的交通方式。据估计,到2010年底,世界将10亿辆据有关媒体报道,中国的机动车保有量在2007年就已经突破1.5亿辆,而在2009年,我们国家更成为世界第一大汽车市场,产销量分别为1379.1万辆和1364.5万辆。面对如此巨大的汽车保有量,我们不得不面临随之而来的资源和环境压力。众所周知,汽车普遍依赖石油资源,而石油资源是不可再生的,一旦石油资源枯竭,世界的车轮将停转。不仅如此,汽车尾气和汽车噪声带来的巨大污染也越来越受到人们的重视。在一些大城市,交通高峰时期的城市环境已经令人无法忍受。据报道,墨西哥城由于三面环山且位于海平面以上740英尺(合2220米),这所城市的煤烟和来自城区400万辆汽车的尾气全部被高空的云彩捕获,导致每年300 天出现过高的臭氧含量水平。不仅如此,由于资源和环境压力所产生的燃料价格的上涨也是关乎我们生活的重要方面。从1998年到2008年,我国的汽油价格经历了40次调整,价格也从2.32元/升上涨到了6.20元/升,上涨幅度达到了267%。面对如此严峻的形势,我们不得不寻找一个可以解决的方案。毫无疑问,寻找一种可再生的并且清洁的能源是我们解决这一矛盾的切实方法。就目前的情况来说,新能源汽车的研究主要集中在混合动力汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(而相对于其他新能源汽车,只有纯电动汽车能够做到
零污染、零排放,低噪声,无疑是最为理想的新能源汽车。
1电动汽车的结构和特点
电动汽车一般由车身、底盘、动力系统等组成。其车身和底盘与传统汽车结构相类似,或者甚至是有所简化。故电动汽车的车身和底盘不是本文讨论的重点。而电动汽车的动力系统和传统汽车有着根本的不同。传统汽车由内燃机提供动力,动力从内燃机输出后,送达飞轮和离合器,再进一步传递到传动系,直至驱动车辆前进。而内燃机消耗化石燃料,燃料储存在油箱之中。但是电动汽车使用电动机提供力,动力输出到传动系后,其过程和传统车辆相一致,甚至还因为电动汽车的相关特性而有所简化。电动机的能量来自于动力电池。由此可见,电动汽车的构造相对来说比较简单。电动汽车中的关键技术便是对控制流程中的各个节点和整个系统进行精确有效的控制,目前这一方面,也是电动汽车科研力量的研究重心。
2车载电源
在目前的电动汽车上,车载动力源一般都是各式各样的蓄电池,利用周期性的充电来补充电能。动力电池组是电动汽车的关键装备,它储存的电能、质量和体积对电动汽车的性能起到决定性的影响。目前,电动汽车用电池已经经过了三代的发展。第一代电动汽车用电池都是铅酸电池,由于铅酸电池的比能量和比功率不能满足电动汽车动力性能的要求,所以就进一步发展了阀控铅酸电池、铅布电池等,使得铅酸电池的比能量有所提高,仍能够满足作为电动汽车的电源使用要求。
第二代的高能电池有镍镉电池、镍氢电池、钠硫电池、锂离子电池等。第二代动力电池的比功率和比能量都要比铅酸电池高出很多,大大提高了电动汽车的动力
性和续驶里程。
但是第二代动力电池现在依然是电能化学能电能的化学反应过程中储存和供给电能,有一些特殊使用条件和一定的局限性,其中有些高能电池还需要复杂的电池管理系统和温度控制系统,各种电池对充电技术还有不同的要求。而且第二代电池在使用一定的次数后会出现老化甚至报废的情况,几乎或者完全丧失充放电能力,并且会造成污染。这无疑又增加了电动汽车的使用成本。第三代电池是以燃料电池为主的电池,燃料电池直接将燃料的化学能转化成电能,能量转变的效率高,比能量和比功率高。并且燃料电池能量转化过程可以连续进行,反应过程能够有效地控制,是比较理想的燃料电池电动汽车用电池。但是燃料电池的燃料往往有毒有害而且价格昂贵,需要对车辆进行额外的设计,增加了设计和制造成本。
除此以外,飞轮储能器、超级电容也是常见的电动汽车车载动力源。飞轮储能器是电能机械能电能转换装置,可以瞬间输出很高的功率。而超级电容具备了电能电位能电能转换的能力,而且其充放电时间比起传统电池来说有很大的提高。以上种种装置都有自己的优缺点,但是综合现有技术条件以及相关技术的成本,现代电动汽车普遍使用先进的高能电池作为其动力源。本文讨论的对象也是使用高能锂电池作为动力源的电动汽车。
3目前电动汽车常见的传动系方案 有两种——差速半轴方案(单电机)和电动轮方案(多电机)。差速半轴方案类似于传动动力汽车的传动系布置方法,即动力通过减速增扭后,经由差速器传递到左右半轴上。而电动轮方案则是充分发挥了电动机,这种新型的汽车动力源的特性,利用轮毂电机,使用单电机驱动单独车轮,由车载计算机和电动机控制模块控制协调不同电机不同车轮间的工作运行情况。
差速半轴方案的特点是技术成熟简单,易于实施。而电动轮方案则非常新颖,可以给电动汽车的动力性带来革命性的变化。而且电动轮方案由于使用了多电机驱动的模式,在这个方案中应用的电机的性能要求显然要小于差速半轴方案,便于电机的设计和生产。
但是电动轮方案的缺点也很明显,就是控制复杂。由于电动轮方案必然会用到电子差速等复杂技术,在这些技术的研发上,目前的技术水平很难达到能够使这些技术得到大规模低成本的应用。综合市场和技术因素,我们选择差速半轴方案作为某型电动汽车的传动系布置方案。
4驱动电动机和驱动系统
驱动电机是电动汽车的动力装置,这是电动汽车和传统汽车最根本的区别。现代电动汽车一般使用的是交流电机、永磁电动机或者是开关磁阻电机。由于电动汽车制动时使用再生制动,一般可以回收10%~15%的能量,电动汽车节能和延长续驶里程的重要措施之一。再生制动显然不可能在内燃机汽车上实现。在电动汽车的制动系统中,还保留着常规制动系统和ABS,以保证车辆在紧急制动时有可靠的制动性能。电动汽车的驱动系统由驱动电机和驱动系统共同组成,随着电动汽车结构形式的不同,采用了不同的驱动系统。电动汽车的驱动系统有电动轮方案(轮边驱动系统)和差速半轴方案(集中驱动系统)两种方案。
5车身及底盘
电动汽车已经具有各种车型,包括电动轿车、电动客车(微型、小型、中型和大型)、电动货车(微型、小型、中型和大型)及其他改装的电动车辆。为适应城市、家庭、学校和服务行业的需要,电动汽车的车身造型,特别是微型电动轿车,已经有了多种多样、丰富多彩的造型。电动汽车的车身造型特别重视流线型,使得电动汽车的造型更加具有特色,更加的丰富多彩。也使得电动汽车的车身的空气阻力系数大大的降低了。电动汽车大多采用复合材料来制造车身结构和车身内饰,有的豪华气派,有的简单实用,并且更加轻盈且美观。
由于动力电池组的质量大和动力电池组的占据的空间也很大,为减轻电动汽车的整车质量和体积,采用轻质材料、碳纤维增强树脂和复合材料等制造车身和底盘部分的总成,并且采用三维挤压成型工艺,制造出结构复杂、质量小、强度大和装卸动力电池组方便的车价,补偿因的装备动力电池组而增加的负载。在底盘的布置上还要有足够的空间存放动力电池组,并且要求线路连接方便,充电方便,检查方便和装卸方便。能够实现动力电池组的整体机械化装卸。这就要求在电动汽车的底盘的布置上,打破传统的内燃机汽车底盘布置模式,加大承载空间的跨度和承载结构件的刚度,并且充分考虑防止动力电池组渗出的酸或碱液对底盘结构件的腐蚀侵害。在电动汽车上采用滚动阻力小的子午线轮胎,这种子午线轮胎的滚动阻力系数仅为0.005,使得电动汽车的滚动阻力大大地降低。
6电动汽车未来发展的展望
根据我国电动车产业的发展现状来分析,随着电动车核心技术的突破,我国逐步发展由电动车代替燃油车,现已开发出了不同的电动小轿车、电动公交车、电动面包车、电动货车等,并已逐步投入市场。电动车产业的发展,终将会为人类居住净化环境做出贡献。同时,电动车产业将是一个真正的朝阳产业,具有广阔的市场潜力和发展空间。
随着关键技术方面的突破和电动自行车的性能不断提升,让电动自行车成为了摩托车和自行车的替代产品,而它的快捷、环保、方便和廉价,也让更多的消费者认同,同时也激发了市场对于电动自行车的诉求。在日益增长的市场需求中,先前研发生产的企业迅速崛起,一些新的企业也开始进入,他们对电动自行车的投入也不断加大,使得产能迅速扩展。
根据前瞻产业研究院《2014-2018年中国电动车行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》分析:随着电动汽车保有量的不断增加,我们坚信电动汽车行业必定迎来市场的爆发。
班级交通1101
学号20111118
姓名陈明治
指导老师 董晓兰
日期2014.5.22
第二篇:HEV 混合动力电动汽车介绍
HEV(Hybrid-ElectricVehicel)—混合动力装置。混合动力就是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式,优点在于车辆启动停止时,只靠发电机带动,不达到一定速度,发动机就不工作,因此,便能使发动机一直保持在最佳工况状态,动力性好,排放量很低,而且
电能的来源都是发动机,只需加油即可。
混合动力汽车的关键是混合动力系统,它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展,混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展,即集成化混合动力总成系统。混合动力总成以动力传输路线分类,可分
为串联式、并联式和混联式等三种。
串联式动力:串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成,它们之间用串联方式组成SHEV动力单元系统,发动机驱动发电机发电,电能通过控制器输送到电池或电动机,由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮,大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。当车辆处于启动、加速、爬坡工况况时,发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能;当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时,则由电池组驱动电动机,当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况,可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转,通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况,从而提高了发动机的效率,减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换,机械效率较低。
并联式动力:并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车,发动机与电动机分属两套系统,可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩,在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力,一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用,又称为电动-发电机组。由于没有单独的发电机,发动机可以直接通过传动机构驱动车轮,这种装置更接近传统的汽车驱动系统,机械效率损耗与普通汽车差不多,得到比较广泛的应
用。
混联式动力:混联式装置包含了串联式和并联式的特点。动力系统包括发动机、发电机和电动机,根据助力装置不同,它又分为发动机为主和电机为主两种。以发动机为主的形式中,发动机作为主动力源,电机为辅助动力源;以电机为主的形式中,发动机作为辅助动力源,电机为主动力源。该结构的优点是控制方便,缺点是结构比较复杂。丰田的Prius属于
以电机为主的形式。
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当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病,统计表明在占80%以上的道路条件下,一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%,在市区还会跌至25%,更为严重的是排放废气污染环境。20世纪90年代以来,世界各国对改善环保的呼声日益高涨,各种各样的电动汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下,但是目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍,远未达到人们所要求的数值,专家估计在10年以内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车(除非燃料电池技术有重大突破)。
现实迫使工程师们想出了一个两全其美的办法,开发了一种混合动力装置
(Hybrid-ElectricVehicel,缩写HEV)的汽车。所谓混合动力装置就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力,辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。形象一点说,就是将传统发动机尽量做小,让一部分动力由电池-电动机系统承担。这种混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长,动力性好的优点,又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处,二者“并肩战斗”,取长补短,汽车的热效率可提高10%以上,废
气排放可改善30%以上。
混合动力源电动车按照能量合成的的形式主要分为串联式(SHEV)和并联式(PHEV)两
种。
串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成,它们之间用串联的方式组成SHEV的动力单元系统。负荷小时由电池驱动电动机带动车轮转动,负荷大时则由发动机带动发电机发电驱动电动机。当电动车处如启动、加速、爬坡的工况时,发动机-电动机组和电池组共同向电动机提供电能;当电动车处低速、滑行、怠速的工况时,则由电池组驱动电动机,由发动机-发电机组向电池组充电。这种串联式电动车不管在什么工况下,最终都要由电动机来驱动车轮。例如福特“新能级-2010”SHEV,其电池采用燃料电池,在城市市区行驶时全部由燃料电池驱动电动机,电动机通过减速器(变速器)和驱动桥驱动车轮,达到了“零排放”要求。当高速及爬坡时,则由发动机-电动机组和燃料电池组共同向电动机
供电,驱动车轮。
并联式装置的发动机和电动机以机械能叠加的方式驱动汽车,发动机与电动机分属两套系统,可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩,在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用,又称为电动-发电机组。由于没有单独的发电机,发动机可以直接通过传动机构驱动车轮,因此该装置更接近传统的汽车驱动系统,得到比较广泛的应用。例如大众汽车公司的高尔夫PHEV,发动机通过离合器1带动电动-发电机,输出扭力再通过另一边离合器2驱动车辆行驶。静止启动时,电池向电动-发电机供电,此时电动-发电机就是发动机的起动机。发动机启动后,发动机一方面作为车辆单独的动力源驱动车轮,另一方面又带动电动-发电机发电向电池充电,此时与传统汽车一样。
在市区行驶时,发动机关闭,离合器1脱开,离合器2接合,电池做为唯一能源向电动机供电,由电动机取代发动机驱动车轮。当电动车需要高速或高负荷时,发动机启动离合器1闭
合,发动机与电动-发电机系统组成复合驱动形式,以最大功率驱动车辆。
混合动力汽车在发达国家已经日益成熟,有些已经进入实用阶段。由于构造复杂,成本
较高,在电动汽车时代到来之前,混合动力型汽车只是一种过渡产品。
混合动力车标准出台在望
标准背后的博弈刚刚开始
目前,《混合动力电动汽车标准》的研究与制定,已经由中国汽车技术研究中心协助整理完毕,并通过了科技部的验收,上报主要负责国家度量衡体系的全国标准管理委员会等待
批准,即将择日出台。
“混合动力车标准即将出台,这意味着混合动力车很快就能上市销售了。”中国汽车技术研究中心汽车技术情报研究所总工程师、汽车产业政策研究室主任黄永和日前告诉记者。
混合动力电动车标准即将出台,企业界的混合动力车的量产研究,也正在如火如荼地进
行。
据来自科技部的消息,近期,国家将有一笔专项的拨款发放给长安,主要用于自主品牌的混合动力车的研究。江陵将成为长安的混合动力车研究基地。
“我们的混合动力车研究是国家863计划的一部分,拨款是肯定的。”长安集团宣传部部长刘跃肯定了拨款的说法。但对具体拨款数额和混合动力车生产基地的问题,刘表示不知
详情。
政策胎动,闻风而动者不仅仅只有长安一家。
一汽集团宣传部副部长沃仲声告诉记者,“我们和丰田关于混合动力车项目的合作正在顺利进行。按照原计划,今年Prius即将投产。”今年4月份上海国际车展上,一汽红旗已
经提前推出了完全自主研发的混合动力车。
引用:
据了解,从制定标准的成员上来看,参与制定标准的主要包括中国汽车技术研究中心、天津清源电动车辆公司、东风电动车辆公司、一汽集团技术中心、清华大学和奇瑞汽车公司等。新标准共六章
黄永和透露,混合动力车整车方面标准分为六个部分,包括混合动力车定型试验规程、混合动力车动力性能试验方法、混合动力车安全要求、轻型混合动力车污染物、轻型混合动力车能量消耗和混合重型混合动力车。
其中前三项是轻型车和重型车共用标准:即“安全要求”、“动力性能试验方法”和“定型试验规程”。此外,涉及混合动力车其他方面的标准还有七项。
更重要的是,所有标准只是推荐性标准,而且不涉及专利技术,除了电池、电机等特定部件和电气系统的专项技术要求外,其余的条款都是有关试验方法标准的。
有专家表示,这是因为混合动力车的发展在国内甚至国际上都是初级发展阶段,远没有成熟,制定一个标准着实费力。
事实也是如此。以世界公认最成熟的混合动力车丰田Prius为例,虽然它在美国上市后非常抢手,但是上周三,据CNN报道,美国政府宣布,由于发生了一连串的针对发动机的用户投诉事件,Prius因此将面临调查。
美国国家高速公路安全管理委员会已经收到了33个投诉,涉及04款和05款Prius。委员会称将评估用户所投诉的问题,约75000辆Prius有可能受到影响。
CNN援引美国国家高速公路安全管理委员会的报告说,在全部投诉中,85%的车主报告Prius在时速35到65英里时会发生发动机突然停转的现象,且事先没有任何警告。出现这样的问题,丰田面临召回 Prius的可能性。不久前,丰田曾宣称,将准备把用于Prius的发动机用于佳美和花冠。
丰田中国事务所公关部杨红坚女士告诉记者,丰田正全面协助美国道路交通安全局的调查。
Prius尚且如此,中国起步更晚的混合动力车研究就更难制定强硬性标准。所以,对该标准的制定过程中也非常慎重。科技部从“八五”就开始组织混合动力汽车的研究工作,在“十五”期间则将混合动力汽车列为863重大专项。
有关标准的研究一直是其中的重点内容之一。全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会也在两年中分三次对标准进行了审查。
标准公平之虑
丰田在混和动力车研究方面居于世界绝对领先地位。2004年,丰田Prius在钓鱼台国宾馆高调登场。当时丰田宣布,一汽丰田将成为这款据称是代表最先进混合动力技术的小车唯一的一家海外生产厂家。
丰田选择在中国生产Prius,业界普遍猜测认为,已经占尽先机的丰田,力图通过标准的推行,在中国独霸混合动力轿车的天下,是提前在中国控制标准话语权的举动。
3月9日,长安集团总裁尹家绪告诉记者:“丰田极力推动自己的混合动力车标准,是想用他的标准代表中国的标准,但如果按照丰田的标准就要走丰田的路线。”
对于业界的顾虑,黄永和告诉记者,“该标准保证了公允,不会偏袒哪个企业。并不存在此前业内担心的所谓中国标准就是丰田标准的问题。”
对于没有参加混合动力标准研究的国内主要企业,汽车技术研究中心都向他们发送了有关的会议通知和资料。
而在此之前,标准草案还参考了国际标准(1SO)、联合国欧洲经济委员会法规(ECE)、欧洲标准(正N)、美国汽车工程师学会(5AE)、日本电动车协会(1EVS)等国际性、地区性和各国行业性组织的标准或规范。
“虽然这些标准本身也不完善,有些也只是草案,但事实上,对中国标准的制定起到了很大的启发。”一位知情人士透露,在国际合作与技术交流方面,涉及日、美、欧多家企业和机构,而不仅仅是一两家公司。
但是,这样的安排并不能让所有人感到平衡。“可以肯定的是,并不是所有企业都积极参与了此事。”该知情人士告诉记者。所以,对哪家有利,哪家吃亏都是不可知的。
该人士分析,由于不涉及专利,该标准保持中立并不难。而正因为不涉及专利,该标准也就不痛不痒,缺乏实际上的标准应该具备的强制性。“标准显得太中庸了,尽量做到谁都不得罪。因此此后的修订和修改是可以预见的。”
事实上,通用已承认自己的混合动力车大部分专利技术都买自丰田。因此发展混合动力技术,由于丰田目前是全球领先,必然具有更多的话语权。
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第三篇:无动力小车方案设计
常熟理工学院
“无动力小车”活动策划书
一、活动主题:
创新放飞梦想,实践铸就未来
二、活动名称:
常熟理工学院校园科技技能大赛之无动力小车比赛
三、活动目的:
本活动的目的是丰富大学生课余活动,锻炼动手能力,培养团队精神,活跃校园气氛,开拓学生思路,发掘科技人才。无动力小车比赛主要是为大学生搭建一个展示的舞台,让他们有机会参加到科技交流活动来,让他们在和平友好的氛围下展示他们的设计和在科技方面的才华和能力。
四、组织机构
主办单位:常熟理工学院电工电子协会
五、活动时间:
2012年11月中旬
六、参赛对象
常熟理工学院全体学生
七、活动流程
(一)报名阶段:
参赛形式:可以以个人名义和团队参加,团队人数限制在2~4人
之间,全校各学院及社团可以组建自己的小组创造作品进行比赛。报名时间:2012年11月初
报名方式:以填写报名表的形式进行。报名表上注明姓名、院系、班级及联系方式。
(二)赛前说明阶段(到时以短信形式通知参赛选手)具体时间、地点:
a.参赛时所要到的地点(待定)和具体时间(待定)在完成报名工作后,我们会做分组工作。具体分组情况看实际情况。(短信通知)b.比赛评分规则:
I、比赛时会让参赛者于比赛大厅准备比赛,此时才算相应时间和成绩。
II、每队有最多2次机会。
III、比赛评分以
一、作品外观分(分为3分较差、5分普通、8分较好、10分很好)
二、车行驶过程以及时间(30%)
三、是否撞破气球(60%)。c.参赛要求:
I、参赛组准时到场,迟到者作弃权处理
II、参赛组必须严格服从工作人员领导及裁判指挥
III、对成绩有异议者,可以通过有效手段上诉,严禁故意向主办方挑衅,阻碍比赛进行,一有出现取消该团队比赛资格
IV、按要求制作模型(可上网查有关资料),有违背作品要求的团队取消比赛资格。
V、严禁出现徇私舞弊行为,一经发现取消比赛资格
(三)设计要求
a.不得有任何动力装置
b.长 高:25×30CM或30×25CM以内,高 重 车轮数量及形式不限c.比赛的过程中小车的尺寸不得发生任何变化d.释放时车轮必须是静止的e斜面长1米(第一次高:25cm,第二次:20cm)f.跑道为平面、长5米(不含斜面)
g.小车的功效:从加速轨道上抛下并扎破平跑到末端的气球注:气球的直径不小于10cm
(四)比赛流程及规则
a.各团队有最多9天的时间设计作品,比赛前一天于团队代表会议上抽签决定比赛顺序。
b.小车运动过程中滑出轨道则宣告失败c.比赛开始后,选手不能触碰小车d.比赛场所为室内环境
e.考虑到小车的折损,比赛如出现两组或两组以上小车都扎破气球,则加速轨道起点高度由25cm将至20cm再次实验,若依旧存在两组或两组以上小车扎破气球,则结果根据小车重量来判定(轻者得分高)。
八、奖项设置
本次竞赛将设一等奖三队、二等奖六队、三等奖十队、优秀奖若干(具体按参赛团队个数而定)
常熟理工学院电工电子协会
2012年11月
附件:
常熟理工学院
“无动力小车”报名表
备注:请各参赛人员填全院系和班级名称,以便工作人员统计,谢谢!
第四篇:纯电动汽车新能源汽车论文
新能源汽车之纯电动汽车
学院:机电工程学院 专业年级: 姓名: 学号:
[摘要]:随着我国汽车保有量的持续增长,汽车排放污染跟能源问题将会越来越严峻。现在我们国家提倡低碳生活和可持续发展,为了响应国家的政策。我们必须寻找一种对环境零污染或低污染的汽车,而目前公认最为理想可行的就是纯电动汽车了。而作为内燃机跟纯电动汽车的过渡产物就是混合动力汽车,混合动力汽车已经不是什么新鲜的产物了,目前已经有很多车企生产了。在近两年,我国的车企对纯电动汽车的热情很高,可惜都只是雷声大雨点小。大都只是处于概念车的阶段。发动纯电动汽车还有一段很曲折艰辛的路要走。
[关键词]:内燃机:混合动力:电动汽车:汽车:技术
1、汽车的现状
像我们这代人,对于汽车并不会感到很陌生.特别是近几年中国车市出现井喷的现象,据保守的估计,中国现在的机动车保有量已经超过两亿.而且还保持上升的趋势,去年的产销量达1360万辆,首次超过美国而位居世界第一.今年1到9月份的产销已经达到去年全年的水平了,保守估计今年的产销量将达1700万辆.而且在接下来的几年会稳居榜首,产销量持续增长.在这数据中,又有多少是属于电动汽车的呢?统计数据显示是非常非常的少,几乎可以被忽视.汽车的产销量不断的增长,这也将引起一系列的问题.内燃机技术发展到今天已经可说是炉火纯青的地步了,想到再进一步改善是非常的困难了.我们都是知道无论是汽油机还是柴油机,都会排放一些对大气有害的气体,如:CO HC Nox等.虽然说排放标准不断的在提高,但是污染还是存在的.这将跟我们提倡的低碳生活有点格格不入,因此我们就必须找出其它代替品.就目前而言,就有新燃料发动机,如:醇燃料 氢燃料 石油气燃料 天然气燃料
太阳能燃料 混合动力汽车 电动车等等.在这些新能源汽车中,纯电动汽车将是我们发展的趋势.因为其它的,不是技术太难攻关,就是使用经济性和燃料来源困难等等.电动汽车的优点是零排放 零污染 燃料来源方便 动力性良好等.但就目前的现状而言,电动汽车的缺点也是显而易见的, 目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,尤其是动力电源(电池)的寿命短,使用成本高。电池的储能量小,一次充电后行驶里程不理想,电动车的价格较贵。但从发展的角度看,随着科技的进步,投入相应的人力物力,电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短,电动汽车会逐渐普及,其价格和使用成本必然会降低。现在处于内燃机跟纯电动汽车的过渡产物是HEV混合动力汽车, 混合动力汽车的种类目前主要有3种。一种是以发动机为主动力,电动马达作为辅
串联混合动力电动汽车原理。另外一种是,在低速时只靠电动马达驱动行驶,速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式”。还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”,发动机只作为动力源,汽车只靠电动马达驱动行驶,驱动系统只是电动马达,但因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力汽车的一种。
现在车市的混合动力车主要有,PRIUS 思域 凯美瑞 凯越 LS600H S400 SMART F3DM等等.由于我们国家提倡低碳生活,国家的政策便大力的支持发展纯电动汽车.目前几乎所有的车企都积极的响应国家的号召,如:比亚迪的E6 奇瑞S18 众泰2008EV 长安奔奔MINI 日产的LEAF 通用的VOLT等等.虽然推出的车型很多,但也只是雷声大雨点小.技术都不啥的,而且销量也是少之又少.电动汽车并不是现代才有的产物, 早在19世纪后半叶的1873年,英国人罗伯特·戴维森(Robert Davidsson)制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。这比德国人戴姆勒(Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车早了10年以上。戴维森发明的电动汽车是一辆载货车,长4800mm,宽1800mm,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。其后,从1880年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电子表池发展到二次电池,这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。在19世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车需求量有了很大提高。在19世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。1890年法国和英伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时电动汽车生产的车用内燃机技术还相当落后,行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便.电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄电池经过10多年的筛选,现在普遍看好的氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍,其它性能也都优于铅酸电池。但目前价格为铅酸电池的4-5倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍,锂聚合物电池为4倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是很有希望的电池。我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电动汽车其他有关的技术,近年都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有16个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。我国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车,但石油资源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如中国人均汽车持有量达到现在全球水平---每1000人有110辆汽车,我国汽车持有量将成10倍地增加,石油进口就成为大问题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略考虑。
2、人们对纯电动车的认识及技术瓶颈 锂电池大规模用于电动车还需一定时间 河南环宇集团锂电池产业技术副总工程师邓伦浩
目前国内锂电池的研究工作和国外相比,差距主要体现在电池的控制系统和电源管理系统上。邓伦浩对记者说,现在国内对锂电池的研究处于各自开发的状态。目前,有的公司已经能够为电动汽车提供相应的锂电池配套产品,配套的锂电池一般能跑200~500公里左右。
邓伦浩告诉记者,现在国内锂电池的价格太高,电源管理系统的问题还没得到很好地解决。电动汽车还面临充电的问题。目前,家里的一般线路不能为电动汽车锂电池充电,必须配一个小型的专用充电器,而且充电的时间很长,很麻烦。在国外,为了解决这一问题,一般都把充电站和加油站放在一起。现在国内的充电站还没有大规模地建立起来。
国内锂电池研究存在三大问题
中国汽车工程学会电动汽车分会主任陈全世
陈全世告诉记者,目前国内锂电池研究存在三大问题。首先是制造的一致性问题。由于在锂电池的制造工艺和设备上存在差距,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐,制造标准还达不到一致性。电动汽车所用的锂电池都是串联或并联在一起,如果一致性问题解决不好,那么所生产的锂电池也就无法大规模应用于电动汽车。
其次是知识产权问题。目前国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由于美国在这方面有专利,所以虽然我们在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权问题上,还不知如何应对。
第三是原材料的筛选问题。现在用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要还是取自国内,但是国内的原材料要通过国际认证,生产出的锂电池才能被国际认可,所以在原材料认证环节上目前还存在一些问题。大力发展电动汽车将增加能源供需紧张形势 中国国际经济合作学会经济合作部副主任杨金贵
目前中国80%的二氧化碳排放来自燃煤,超过50%的煤炭消费用于火力发电,而同时,火力发电量占到总发电量的70%以上。加之目前我国煤炭发电平均效率只有35%,在这样的情况下,发展电动汽车,无异于增加电力消耗,同时也就意味着增加碳排放量。随着我国城镇化、工业化步伐的加快,电力资源将更为紧张。而在风能、核能发电尚在发展阶段的我国而言,大力发展电动汽车,势必将增加能源供需紧张形势,相反不利于低碳产业的发展布局。对于政府来说,在不遗余力地支持电动汽车发展、支持相关企业开发新产品的同时,更需要解决源头问题。以电动汽车为例,用煤炭替换石油的作为并不可取,电动汽车成为低碳经济时代先锋的前提是解决电力资源问题,否则,前景并不乐观。
从以上各个专家的看法,可以看出我国要发展电动汽车是非常艰辛的和曲折的。但这并不代表不可能,只是时间问题,只要我们攻关了那些技术难题,电动汽车将会造福我们国民,甚至全人类。因此,发展纯电动汽车势不可挡。
3、纯电动汽车的前景分析
国内外汽车制造企业普遍认为:纯电动新型能源汽车是目前最具有开发和推广前景的交通工具之一,因为我们正面临人口数量增多、石油资源紧缺、生态环境污染严重,选择汽车的环保性、节能性将成为国家与百姓更加关注的指标,汽车商家也会把节能和环保优势作为销售时的主打宣传,纯电动汽车采用良好的动力匹配和优化控制,可充分发挥纯电动汽车的优点,避免自身的不足,开展纯电动汽车的研究具有非常重要的现实意义,汽车行业正在进行一场能源的革命,新能源汽车的时代已经到来,所以纯电动汽车发展前景非常光明。
参考文献:
[1]董敬 庄志 常思勤。汽车拖拉机发动机。机械工业出版社。2009 [2]凌永成 现代汽车与汽车文化。清华大学出版社。2005 [3]邵毅明 汽车新能源与节能技术。人民交通出版社。2008 [4]百度百科 [5]中国期刊网
第五篇:国内外电动汽车发展史电动汽车从动力技术上来讲主要包括混合动力汽车
电动汽车及电池储能报告
微电子与固体电子学院
集成电路设计与集成系统二班
高昆
201003202001
1国内外电动汽车发展史电动汽车从动力技术上来讲主要包括混合动力汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车。近年来,随着环境污染和能源危机的加剧, 世界各国电动汽车的研发方兴未艾。在电动汽车研发布局中,出现了纯电动车和燃料电池车、混合动力车“三驾马车”并行齐驱的局面, 电动汽车正在朝产业化方向一步步迈进。
国外电动汽车发展现状
美国政府至今已出资数百亿美元支持汽车厂商和相关厂商进行电动汽车技术的开发研究。美国三大汽车公司1991年联合成立了美国先进电池联合体, 投入了415亿美元, 其中政府拨款2125亿美元, 共同开发镍镉、镍氢、锌空气电池、燃科电池等各种高性能蓄电池。日、法、德等国各大公司也投入巨资研究开发高性能电池。
国内电动汽车发展现状
我国电动汽车的研发与国外在技术水平与产业化方面差距较小。“十五”期间, 在国家863计划电动汽车重大专项连续两期的滚动支持下,我国在纯电动汽车的核心部件研发、总成集成以及整车系统设计上实现了技术创新和跨越。自主研发的55辆纯电动铿电池汽车、25辆混合动力客车、75辆混合动力轿车、20辆燃料电池轿车,以及41辆纯电动场地车等各种新能源汽车。中国汽车产业调整和振兴规划正式发布, 规划中称, 将实施新能源汽车战略。规划中称, 推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化。掌握新能源汽车的专用发动机和动力模块(电机、电池及管理系统等)的优化设计技术、规模生产工艺和成本控制技术。建立动力模块生产体系, 形成10亿安时(Ah)车用高性能单体动力电池生产能力。发展普通型混合动力汽车和新燃料汽车专用部件。另外, 启动国家节能和新能源汽车示范工程, 由中央财政安排资金给予补贴, 支持大中城市示范推广混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等节能和新能源汽车。
我国电动汽车发展所存在问题
制约电动汽车发展的技术瓶颈尚待突破;
电动汽车的价格过高阻碍了电动汽车的普及和产业化;
我国发展电动汽车的配套设施不够完善。
电动汽车发展趋势
与其它两种新能源车相比, 纯电动车无论是在技术还是企业参与度上都更有优势, 其零排放、零污染的环保优势和相对其他新能源车而言的价格优势也更容易被公众认可。这主要是因为, 我国在电动汽车关键技术的电池、电机发展基础好,在纯电动汽车方面的研发实力亦不亚于日韩, 我国的小功率锂离子电池早已经产业化, 形成了上下游结合的完整产业链, 电池产品超过世界市场的三分之一, 锂离子动力电池技术已经达到国际先进水平, 产业化条件也基本成熟, 我国的高功率型动力蓄电池发展也很迅速, 与国外相比有很大价格优势。
此外, 我国是永磁同步电机中永磁材料—稀土资源的大国, 稀土储量世界第一将有利于未来降低电动汽车的制造成本。混合动力电动车是我国目前可以小批量生产、替代燃油汽车、减少废气排放的较现实的电动车。
混合动力电动车的发展也依赖于动力电池的发展, 在未来10年, 混合式电动车在其特定市场范围内的商业化生产将持续增长, 增长速度取决于价格因素。
总之, 从长远发展趋势来看, 我国混合动力电动车将有长远的市场前景, 不过, 纯电动汽车和燃料电池汽车在产业化上的优势可能会更大。
混合动力汽车在目前的高油价时期虽然具有更好的燃油经济性, 并且能满足高排放标准的要求,但是由于其只是对现有汽车技术的相对改进, 所以只能作为一种过渡路线。
而纯电动汽车和氢燃料电池汽车在使用过程中能够实现零排放, 并完全摆脱了对石油资源的依赖, 将成为我国电动汽车发展的最终目标。
充电系统技术研究现状
电动汽车的发展包括电动汽车以及能源供给系统的研究和开发, 其中能源供给系统是指充电基础设施, 供电、充电和电池系统及能源供给模式。电动汽车充电技术作为一个新的科技领域,世界各国都置身于充电技术的研究, 并拟制作充电技术标准, 为未来企业发展占据先机。
因为目前电动汽车充电站建设的规模小、数量少, 所以电动汽车充电站相关技术大部分还处在实际应用的初级阶段。
国际上电动汽车充电系统的标准主要是IEC发布的IEC61851: 2001, 该标准包括三个部分, 分别为: 一般要求(partl)、电动车辆与交流/直流电源的连接要求(part2-1)、电动车辆与交流/直流充电站(part28小时,甚至长达10至20多个小时。
优缺点: 因为所用功率和电流的额定值并不关键, 因此充电器和安装成本比较低;可充分利用电力低谷时段进行充电, 降低充电成本;可提高充电效率和延长电池的使用寿命。常规充电模式的主要缺点为充电时间过长, 有紧急运行需求时难以满足。
快速充电
概念: 常规蓄电池的充电方法一般时间较长, 给实际使用带来许多不便。快速充电电池的出现, 为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。
优缺点: 充电时间短;充电电池寿命长(可充电2000 次以上);没有记忆性, 可以大容量充电及放电, 在几分钟内就可充70% ~80%的电;由于充电在短时间内(约为1090% , 与加油时间相仿, 因此, 建设相应充电站时可不配备大积停车场。但是, 相对常规充电模式, 快速充电也存在一定的缺点: 充电器充电效率较低, 且工作和安装成本较高;由于采用快速充电,充电电流大, 这就对充电技术方法以及充电的安全性提出了更高的要求, 同时计量收费设计也需特别考虑。
快速充电又称应急充电, 是以较大电流短时因为目前电动汽车充电站建设的规模小、数量少, 所以电动汽车充电站相关技术大部分还处在实际应用的初级阶段。
国际上电动汽车充电系统的标准主要是IEC发布的IEC61851: 2001, 该标准包括三个部分, 分别为: 一般要求(partl)、电动车辆与交流/直流电源的连接要求(part2-1)、电动车辆与交流/直流充电站(part2-2)。
我国根据国内电动汽车的发展状况, 于2001年制定了3 个标准, 这3 个国家标准分别
等同(或等效)采用了IEC61851 的3 个部分。
近年来, 电动汽车以及电力技术的快速发展, 这些标准己不能完全满足当前的发展需求, 而且这些标准中缺乏通信协议、监控系统等方面的内容。目前国家电网公司为了规范内部电动汽车的应用,已经颁布了6项与电动汽车充电站相关的企业标准。目前供电、充电和电池系统应用集成技术和相关标准及规范研究的缺乏, 仍然是电动汽车推广应用的主要薄弱环节, 给电动汽车下一步的发展和充电设施的统一规划带来了很大的困难。能够保证大规模充电站正常运营的充电站监控系统尚无成熟产品, 充电站监控系统和充电机间的通信协议和通信接口尚无统一的标准可以遵循, 各充电站之间也无信息联系。
机械充电
概念: 即电池组快速更换系统。通过直接更换电动汽车的电池组来达到为其充电的目的。由于电池组重量较大, 更换电池的专业化要求较强, 需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。
优缺点: 电动汽车用户可租用充满电的蓄电池, 更换已经耗尽的蓄电池, 有利于提高车辆使用效率, 也提高了用户使用的方便性和快捷性;对更换下来的蓄电池可以利用低谷时段进行充电,降低了充电成本, 提高了车辆运行经济性;解决了充电时间乃至蓄存电荷量、电池质量、续驶里程长及价格等难题;可以及时发现电池组中单电池的问题, 进行维修工作, 对于电池的维护工作将具有积极意义, 电池组放电深度的降低也将有利于提高电池的寿命。电动车电池概况及发展前景1
国内电动车电池发展简况及市场前景铅酸蓄电池铅酸蓄电池
已有100多年历史的老产品,比能量较低,因此很多人认为铅酸蓄电池在电动车上应用的前途不大,进一步开发的必要性不大。
笔者认为这种观点不一定正确。实际上,铅酸蓄电池在100多年的历史中一直不断地在改进提高,有的是革命性的飞跃式提高,如从开口式流动电解液的铅酸蓄电池发展到密封式无流动电解液的阀控铅酸蓄电池:比能量从不到10Wh/kg提高到50—60Wh/kg。
我国北京世纪千网公司已收购了Electrosource公司,专业生产铅布和铅布水平电池。另外,中船总公司712所、武汉银泰、湖南丰日、广东佳力等公司正在研制开发比能量高的铅布水平电池;已开发出可象汽车加油一样在几分钟内对铅酸蓄电池实现充电的快速充电技术。我国在“八·五”期间就安排了电动车铅酸蓄电池的研制工作,最后分别由山东淄博481厂研制出管式、轻工业化学电源研究所研制出椭圆管式、河北保定482厂研制出板式12 V150 Ah的电动车用开口富液式铅酸蓄电池,它们的5 h率比能量达到38~41Wh/kg和80一82wh/L,循环寿命按牵引蓄电池标准GB7403.1-87可达到750次以上(管式)和400次以上(板式),并在我国研制的几辆概念车上试用。在试用中反映出来的问题是:电池间的均匀一致性不够好和补加水维护麻烦等问题。
因此,笔者认为:①铅酸蓄电池因其价格便宜、材料来源丰富、技术和制造工艺较成熟等综合因素将是商业化电动车主要采用的电池,事实上目前实际使用和己商业化的各种电动车,90%以上都采用铅酸蓄电池;②随着电池性能不断地改进提高,在现阶段,铅酸蓄电池很难被完全取代,要重视对它的研究和改进提高。.⑨在实际使用中,应根据使用对象、维护条件和专业化程度,选择使用寿命长、成本低的品种,不必盲目追求最新的品种和单项性能指标。金属氢化物一镍蓄电池(MH-Ni)MH
.Ni蓄电池的比能量高(60—70 Wh/kg),有较高的比功率(150—250 W/kg),寿命长(500-1000次循环),材料来源丰富(特别是我国有丰富的稀土资源),无污染等优点,被认为是应提倡的电动车用蓄电池。
我国投入巨资研究开发电动车用MH.Ni蓄电池。有色金属研究院己研制出150Ah的电动车用MH.Ni蓄电池,并装车进行了试验,此车成功地跑完了北京到天津的往返路程:春兰集团投入巨资研制电动车用MH.Ni蓄电池,研制的20 Ah蓄电池已通过国家经贸委组织的鉴定。沈阳三普、上海友申、天津和平海湾、广东南海新力、深圳格瑞普、深圳德力普等公司(厂家)都有5-25Ah的电动助力车用的MH.Ni蓄电池产品。湖南神舟科技公司着力开发混合电动车用MH.Ni蓄电池。湖南长沙力远公司是世界上连续化带状泡沫镍的最大生产基地,最近,在此基础上成立湖南科力远公司,计划建成l x 108VAh MH.Ni蓄电池生产能力的基地。并要生产装MH—Ni蓄电池的电动助力车。
虽然,MH.Ni蓄电池有许多优点,并有很多单位在研制开发,但在商业化的电动车上使用还只占很小的比例。这主要是由于MH.Ni蓄电池的价格贵(每VAh 4元人民币,为铅酸蓄电池的6倍);电池的均匀一致性较差,限制了蓄电池组实际使用寿命。还有,锂离子电池的迅速发展对MH—Ni蓄电池在电动车上应用的地位造成强大的威胁。
因此,笔者认为:MH.Ni蓄电池价格比铅酸蓄电池贵,而且将逐渐贵于锂离子电池,而性能不如后者,在电动车上应用的地位是过渡性的,将来的市场份额是有限的。
3Zn—Ni蓄电池
Zn—Ni蓄电池的比能量高(55~65 Wh/kg),有较高的比功率(150~250 W/kg),寿命较长(400.600次循环),材料来源丰富,无污染等优点,被认为是应提倡的电动车用蓄电池。
我国厦门三圈益尔希公司用美国ERC公司技术,开发电动车用Zn—Ni蓄电池。虽然,Zn—Ni蓄电池有许多优点,但在商业化的电动车上使用还很少。这主要是由于Zn—Ni蓄电池的价格贵(每伏安时2.5—4元,为铅酸蓄电池的4~6倍);循环过程中,初期容量衰减率大,限制了蓄电池组实际使用寿命:综合性能不如MH.Ni蓄电池。同样还有锂离子电池的迅速发展对Zn—Ni蓄电池在电动车上应用的地位造成强大的威胁。
因此,笔者认为:Zn—Ni蓄电池在电动车上应用的地位是暂短的,市场份额小于MH—Ni蓄电池。锂离子电池
锂离子电池的比能量更高(120—150 Wh/kg),有较高的比功率(250.350 W/kg),寿命长(500.1000次循环),无污染等优点,被认为是有希望的电动车用电池。
我国有不少单位对电动车用锂离子电池进行研究开发。天津电源研究所在“九·五”期间接受国家科技部的研制电动车用锂离子电池的任务,最近与天津力神公司合作研制出95Ah圆柱形电动车用锂离子电池及6个单体的单元电池组,即将装车试验。深圳雷天公司开发了10 Ah、50 Ah、100 Ah的电动车用锂离子电池,并在电动自行车、电动摩托车、电动轿车、电动中巴车上进行了试验,电动轿车的1次充电行驶里程达300—400 km,其价格只有2—2.5元厂vAh。另外,北京太极、中信国安的盟固利、北京星恒、深圳比亚迪、深圳华粤宝、深圳桑群、遵义梅岭、武汉力兴、浙江万向集团的埃泰克、浙江无限公司等单位也积极参与电动车用锂离子电池的开发,有10—150 Ah产品。
笔者认为:锂离子电池比能量高:摇椅机理使其应该会有较长的寿命;这些是它的突出优点。目前影响锂离子电池在电动车上商业化使用的关键是安全性和价格。如果能做到电池本身绝对安全可靠,外部有可靠的保护电路及电池组管理系统,即使性能衰退和损坏也不会伤害人身和产生灾害性危害:采用价廉正极材料等措施降低价格,使性能价格比上可与铅酸蓄电池媲美:那么锂离子电池在电动车上将受到欢迎,可进入商业化使用。锂聚合物蓄电池
锂聚合物蓄电池有更高的比能量(120—150Wh/kg),有较高的比功率(250—350 W/kg),寿命长(500~1000次循环),安全性好、无污染等优点,也被认为是有希望的电动车用电池。
我国研制电动车用锂聚合物蓄电池的单位较少。厦门宝龙公司已有手机用的商业化产品;最近苏州吴江全友能源科技公司已研制出25 All的锂聚合物蓄电池;上海的南都瑞宝已有15 Ah的锂聚合物蓄电池。影响锂聚合物蓄电池在电动车上商业化使用的关键仍然是安全性和价格及成熟程度。随着锂聚合物蓄电池技术的进步和成熟,锂聚合物蓄电池发挥其安全性好的优点,克服锂离子电池安全性上的缺点,再加上采用廉价正极材料等措施降低价格,锂聚合物蓄电池就会在电动车上成为受欢迎的电池,进入商业化使用。燃料电池燃料
电池是一种电化学发电器,它相当于1个内燃机一发动机组的功能,它利用空气中的氧为氧化剂,用氢(或碳氢化合物转换来的氢)为燃料,将化学能直接转换成电能供给电动机来驱动车辆。
它的主要优点是:效率高,可节省燃料;零排放或少排放;噪音小等,特别适合于做车辆动力源。因此,人们认为燃料电池车将最终取代以石油产品为燃料的汽车。
我国的燃料电池研制工作在上世纪末停顿了约20年,因此落后于一些先进的国家。从九·五开始,国家对燃料电池研制工作做了重点安排,使我国的燃料电池研究水平逐渐跟上国际的步伐。大连化学物理研究所是我国从事燃料电池研究较早的单位之一,研制了航天和潜艇用碱性燃料电池。1995年开始研究质子交换膜燃料电池(PEIdFC),现在已研制出5 kW、15 kW和30 kw的燃料电池,并与二汽合作将30 kw燃料电池装在中巴车上试验运行。北京富原新技术开发总公司出资引进加拿大新能源公司的技术,现在已有50W、100W、750W、1500W和5 kw的成套燃料电池可以出售。1999年底,他们与清华大学研制成我国第一辆装有5 kW氢/氧燃料电池系统的游览车。后来又为小羚羊电动车公司开发了电动自行车用燃料电池。上海神力科技公司是从事燃料电池开发研究的公司。现研制出5kW氢/氧燃料电池装置,在2000年上海国际工业博览会上展出了装有5kW氢一空气燃料电池系统的游览车。完成了“九五”重大科技攻关项目“30kW质子交换膜燃料电池动力系统”的研制,并通过了中国科学院组织的专家验收。
燃料电池虽然有许多优点,被认为是未来汽车的理想动力源。但受价格、铂资源、氢源、服务配套系统因素制约,燃料电池车的推广应用和商业化不是近期能实现的,还要有相当一段时间。