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1、河南机电高等专科学校毕业设计说明书（论文）试论我国电动汽车应用现状及发展趋势 系 部：汽车工程系 专 业：汽车制造与装配技术 班 级：汽制091 学生姓名：岳世栋 学 号 ：091601119 指导老师：张松青2010年5月10日摘 要：环境污染和世界能源危机的问题日益严重，再加上全球金融危机的冲击，使得汽车工业面临着严峻的挑战。伴随着发达国家政府发展新能源汽车的计划，我国政府公布了发展新能源汽车的计划，将其作为七大新兴战略产业之一予以重视，其中电动汽车任道重远。本文简略概述了电动汽车的历史，定义，分类，优缺点以及充电站的发展，对我国当前的电动汽车发展状况进行分析，并预测了电动汽车发展前景，同
2、时也指出了电动汽车发展中亟待解决的问题并提出了一些相关建议和策略。关键词：电动汽车；零排放；高效能；发展趋势电动汽车目 录第一章 电动汽车概述11.1 电动汽车的定义和分类11.2 电动汽车的历史51.3 电动汽车的优势6第二章 国内电动汽车的现状92.1 我国为何高度重视电动汽车92.2 国内电动汽车发展现状10第三章 国内电动汽车的发展趋势143.1 国内电动汽车发展困境亟待突破153.2 国内电动汽车发展中需注意的问题183.3 加快我国电动汽车发展的措施建议183.4 发展中国电动汽车的策略思路19第四章 总结20结束语21谢 辞21参考文献21第一章 电动汽车概述1.1 电动汽车的定
3、义和分类1.1.1 电动汽车的定义电动汽车是指全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车。驱动电动汽车的电力常见的有各种蓄电池，燃料电池、太阳能电池等。最常见的分类方法是把电动汽车分为蓄电池电动汽车、燃料电池汽车和混合动力电动汽车三类。其中，蓄电池电动汽车亦称二次电池电动车、纯电动汽车等，混合动力电动汽车亦称复合动力电动汽车。应该引起注意的是混合动力电动汽车的定义，国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会建议把混合动力电动汽车定义为“有两种或两种以上的储存器、能源或转换器作驱动能源，其中至少有一种能提供电能的车辆称为混合动力电动汽车”。根据这个定义，内燃机和蓄电池、蓄电池和燃料电池、蓄电池和
4、超级容量电容器、蓄电池和飞轮储能器、燃料电池和超级容量电容器、燃料电池和飞轮储能器等组成的混合动力汽车都属于混合动力电动汽车。由于单纯的燃料电池动力汽车有很多不足，如无法回收制动能量等，所以目前开发的燃料电池汽车几乎都带有蓄电池或超级容量电容器的辅助能源装置。严格来说，常见的燃料电池大多属于混合动力电动汽车。为了突出电动汽车的主要特点，实际上把这类混合动力电动汽车也常叫做燃料电池车，而把有内燃机和电动机两种动力驱动组成的混合动力电动汽车简称为混合动力汽车。电动汽车还常以使用的电池名称命名，如氢燃料电池汽车、蓄电池汽车、太阳能电动汽车、铅蓄电池汽车和镍氢蓄电池汽车等。1.1.2 电动汽车的分类电
5、动汽车主要分为纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三大类别。 纯电动汽车（ Electric VehicleEV ） (如图1-1)电动汽车的研究是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车开始的。纯电动车由二次电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力，具有无污染、零排放等优点。但是，由于动力电池的性能低、价格贵、寿命短，使得当前研制的电动汽车一次充电行驶里程短，尚不能满足人们对其机动性的要求，成为纯电动汽车的致命弱点。加上充电设施投资大、建设周期长等原因，纯电动汽车的发展没有达到预期的目的。现在业内人士已逐步达成共识，认为纯电动汽车目前还无法大规模替代燃油汽车，开始逐步放弃纯电
6、动轿车、商用车的产业化，代之以小规模，微型化和一些特定领域内使用的纯电动车辆的开发与应用。如高尔夫球车、游览车、工厂运输车等场地的特殊交通用车或运输工具，残疾人用电动车，小区域范围内行驶的一两人、十人左右的社区电动车等。 图1-1混合动力电动汽车（ Hybrid Electric VehicleHEV ）与纯电动汽车比较，混合动力电动汽车具有以下优点：（1）整车重量小（由于电池的容量减小）。（2）汽车的续驶里程和动力性可达到内燃机的水平。（3）保证驾车和乘坐的舒适性（空调、暖风、动力转向的使用） 与内燃机汽车比较，混合动力电动汽车具有以下优点：（1）可使原动机在最佳的工况区域稳定运行，从而降低
7、排污和油耗。（2）在人口密集的商业区、居民区等地可用纯电动方式驱动车辆，实现“零排放”。（3）通过电动机回收汽车减速和制动时的能量，进一步降低汽车的能量消耗和排放污染混合动力电动汽车是整个电动汽车的重要过渡型产品，分为串联式、 并联式、混联式，从能量守恒的角度，分为能量平衡型和能量消耗型。一、串联式混合动力汽车 Series Hybrid Electric Vehicle (SHEV) (如图1-2)SHEV是由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成，采用“串联”的方式组成SHEV的驱动系统。实际上SHEV的发动机发电机组只能看作一种电能供应系统，发动机并不直接参与SHEV的驱动。SHEV
8、驱动系统的结构比较简单，控制系统也比较简单，因为只有唯一的电动机驱动模式，其特点是动力特性更加趋近于EV。SHEV必须装置在一个大功率的发动机发电机组，再用驱动电动机来驱动车辆。在热能电能机械能之间的转换过程中，总效率低于内燃机汽车。三大动力总成的体积、质量较大，一般适合大型客车采用。图1-2二、并联式混合动力电动汽车 Parallel Hybrid Electric Vehicle (PHEV) （如图1-3）PHEV是由发动机、电动/发电机或驱动电动机两大动力总成组成，发动机、电动/发电机或驱动电动机采用“并联”的方式组成PHEV的驱动系统。虽然PHEV有不同的结构模型，但都是以发动机为主
9、要驱动模式。发动机控制在低油耗、高效率和低污染的转速范围内稳定地运转。发动机直接带动PHEV的驱动系统驱动PHEV行驶，采用传动效率高的机械传动系统，没有SHEV在热能电能机械能的转换过程中的能量损耗。PHEV的发动机和驱动电动机两大动力总成都是驱动动力装置，在PHEV上可以实现发动机驱动模式、驱动电动机驱动模式和发动机驱动电动机混合驱动模式等三种驱动模式。发动机和发电机各自的功率，可以是PHEV的最大驱动功率的0.51倍，两大动力总成的功率可以叠加，因此可以采用较小功率的发动机和驱动电动机，应用在中小型PHEV上。由于是以发动机驱动模式为主要驱动模式，其特点是动力特性更加趋近于内燃机汽车。图
10、1-3三、混联式（串、并联式）混合动力电动汽车 Series-Parallel Hybrid Electric Vehicle (SPHEV) （如图1-4）混联式混合动力电动汽车（SPHEV）是综合SHEV和PHEV结构特点组成的，由发动机、电动/发电机和驱动电动机三大动力总成组成。SP HEV兼有SHEV和PHEV的优点，可以组合成更多种形式的混合驱动的驱动模式，发动机、电动/发电机和驱动电动机的功率可以是SPHEV总功率的1/31倍，车辆的整备质量可以降低，而且性能更加完善，经济性更好，在动力性能方面接近和达到内燃机汽车的水平，有害气体的排放更少，达到“超低污染”的标准要求。由于混合动力
11、汽车可以较好地利用现有的传统汽车产业基础，近年来产品开发也已经相对成熟，批量投入生产和市场的条件逐渐完善，是近期内较为现实的产业化产品。图1-4燃料电池电动汽车（ Fuel Cell VehicleFCV ） （如图1-5）燃料电池电动汽车以氢气作为动力源，通过燃料电池机组或燃料电池发动机这一能量转换装置，把氢气和氧气以电化方式由化学能量转化为电能从而驱动车辆。由于这种电动汽车唯一产生的是水，很多专家认为氢能源汽车必然成为未来汽车工业的最终发展方向和世界汽车工业争夺的热点。图1-51.2 电动汽车的历史1885年，世界上第一辆汽车由德国人本茨研制成功，并于1886年1月26日获得专利，后人为了
12、纪念本茨对汽车发展所做的贡献，将1886年1月26日定为世界上第一辆汽车诞生日。电动汽车的历史同样可以追溯到19世纪，并且早于内燃机汽车的发明时间，最早开发电动车辆的人为法国人和英国人。1881年法国工程师古斯塔夫-特鲁夫发明的第一辆电动汽车铅酸蓄电池动力三轮车，并于1881年11月间在巴黎举办的国际电器展览会上展出，遗憾的是这辆电动汽车的照片没有留下来。现在留有照片的最早的电动汽车是英国人阿顿和培里于1882年发明的三轮电动车。应该说明的是，若把一次电动汽车作为电动汽车的诞生日的话，则第一辆电动汽车的诞生时间是1873年，由英国人罗伯特-戴维森发明。戴维森制作的世界上最初可供实用的电动汽车是
13、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。电动汽车在欧洲发明之后，很快传到了美国，并在美国得到了快速发展。1890年美国第一辆蓄电池汽车在美国衣阿华州诞生，时速达到23km/h。在此之后的十多年里，电动汽车在美国飞速发展，到1912年保有量已达到33384辆。到1900年为止，美国的电动汽车相对来说比内燃机车还要多占一些优势。其原因是在美国辽阔的乡村，当时坚硬道路稀少，而城市内大多都是坚硬的道路，市区面积狭小，因此，续驶里程为30英里，并不被认为是一个严重的缺陷。英法两国的情况就大不一样了，由于欧洲历史悠久，文化古老，在主要城市之间当时已有公路相连
14、无论什么天气，车辆都能行驶。因此，在英国和法国，汽油动力就成为主要对象。连接主要城市的公路系统推动了旅游业的发展，而旅游业则要求车辆具有相当长的续驶里程。尤其是法国，当时汽车工业比较成熟，在1905年之前，机动车辆出口量居世界首位。但在1905年之后，由于美国各家汽车公司零件的交换性提高，而且产品价格低廉，所以在此后的几十年里，美国一直是汽车出口量最大的国家。到20世纪初，美国以蓄电池为动力的电动汽车占汽车保有量的38%,其比例仅次于占汽车保有量40%的蒸汽机汽车。到了1915年，美国电动汽车的年产量达5000辆。后来由于起动机的发明促进了汽油机汽车的发展和美国州际公路发展，使电动汽车不能适应
15、长距离行驶的缺点更为突出，因而电动汽车开始走向衰落，在1935年到1960年的25年里，电动汽车几乎处于停产状态，并逐步退出使用。20世纪60年代，随着汽车保有量的增加，汽车的排气污染使美国等发达国家相继出现光化学烟雾等空气污染事故，使人们的健康与生命安全受到了严重威胁。因而，首先在受到汽车污染威胁的汽车工业发达国家又重新开始电动汽车的开发。如日本在1976年就成立了电动汽车协会，并开展了电动汽车的研究与开发工作。但是，由于电动汽车技术一直没有重大突破，到20世纪80年代电动汽车的研究、开发和应用仍然处于停滞不前的状态。1990年9月美国加州政府通过的法规规定了“零排放车辆”的销售比例。随后其他各州仿效立法，这些措施推动了美国及世界范围内电动汽车的迅速发展。1991年美国三大汽车公司签订协议，合作研究电动汽车用先进电池，成立美国先进电池联合体，同样7月美国先进电池联合体，10月布什总统批准了2.26亿美元拨款
