电动汽车技术现状及发展

电动车技术电动汽车技术现状及发展教学提纲电动汽车的发展历程回顾电动汽车发展的技术背景电动汽车的概念和类别电动汽车的技术现状电动汽车的发展趋势及特点1834年，ThomasDavenport制造了一辆电动三轮车；1873年，RobertDavidson制造了一辆用干电池驱动的电动汽车；1881年在法国巴黎出现了世界上第一辆以可充电电池为动力的电动汽车(古斯塔夫.特鲁夫)；1886年，FrankSprague设计生产了有轨电车。电动汽车并不是一个新车型铅酸蓄电池20V(1.5kWh)；0.5马力直流电机；电机的一端是12个齿的小齿轮，与一个240个齿的大轮啮合，电机的旋转速度通过串联的蓄电池数来决定，并由操作人员通过电压转换技术控制。左轮圈摩擦垫块用于刹车，右边手柄操纵方向；左灯照亮电压表，右灯照亮安培表，灯光由两节动力蓄电池供电。车速9miles/h(14.48km/h)阿顿和培里的电动三轮车(1882年)电动汽车并不是一个新车型在19世纪末，20世纪初的美国，每年销售的4200辆汽车中有38%是电动汽车，22%是燃油汽车，40%是蒸汽机汽车。在当时，电动汽车是金融巨头的代步工具及财富的象征，到1912年，美国有34000辆电动汽车注册。19世纪末，美国、英国、法国公司开始量产电动汽车，如最早由Morris和Salom拥有的电动客车和货车公司。法国生产电池BGS公司电动汽车在1900年之前保持着电动汽车续驶里程最长290km的记录。第一辆时速超过100km的汽车为电动汽车在1899年5月创造,为一辆子弹头式的电动赛车，达110km/h。电动汽车并不是一个新车型电动汽车并不是一个新车型21世纪的汽车“电动汽车－21世纪重要的交通工具”；各种各样的节能与新能源汽车出现在现代汽车展览会上，并成为各种概念车的主题，国际车展上，几乎每个整车厂商都有自己的电动汽车推出。1997年，日本丰田成功推出THS混合动力系统和Prius混合动力汽车并成功实现商业化推广，目前市场占有量已达500余万辆；2002年9月26日，通用“AUTO-nomy”概念车在巴黎车展上成功亮相，采用了Hy-Wire技术，“通用公司展示的革命性设计，很可能就是未来将要使用的汽车”.电动汽车并不是一个新车型燃料电池做动力源；“四轮滑板”底盘设计；车身＋底盘独立设计；飞机线控技术的普遍采用。电动汽车并不是一个新车型三类底盘（标准底盘+四轮驱动底盘+运动车底盘）=如今13种底盘。车身和底盘之间没有任何机械杆件和液压管路连接，容易实现DIY设计。新能源+混合动力+线控技术+电传动电动汽车并不是一个新车型电动汽车并不是一个新车型教学提纲电动汽车的发展历程回顾电动汽车发展的技术背景电动汽车的概念和类别电动汽车的技术现状电动汽车的发展趋势及特点电动汽车发展的技术背景-能源问题石化能源面临短缺问题当今世界经济的发展离不开石油1999年工业化国家每天进口石油达6000～7000万桶，预计2020年将达1.2亿桶/天，美国、西欧、日本对海外石油的依赖度分别为51%、60%、99%.2015年前后，世界石油产量在达到年产45亿吨的高峰后将出现递减，沙特将是世界石油市场稳定供应的关键国家。中国成为“全球石油需求增长的主要动力”。中国石油年产量基本维持在1.5亿吨左右，中国2003年原油进口总量为9100万吨，2004年增长为1.2亿吨，2011年上半年中国石油消费量1.98亿吨，石油进口1.07亿吨。中国对石油进口的依赖，“不仅是个经济问题，也是个政治问题”。2007年中国原油消费总量约为3.46亿吨，2007年同比增长7.3％，其中国内生产原油18665.7万吨，同比增长1.6％，净进口原油15928万吨，同比增长14.7％，达历史高位，原油对外依存度达到46.05％，近60%的石油消费在交通领域。2011年上半年统计数据54.04%，据预测2020年中国对进口石油的依赖度将达60%，2030年达到65%。电动汽车发展的技术背景-能源问题42.9%47.0%50.5%51.3%53.0%53.8%56.5%57.8%30%40%50%60%20052006200720082009201020112012原油依存度450507.1570.871985018261865192705001000150020002002年2004年2005年2006年2007年2010年2011年2012年汽车年产量：万辆城市环境污染和生存环境恶化美国：城市大气污染量的63%来自燃油汽车的废气排放，80%的城市噪声污染源来自城市交通。燃油汽车废气排放物严重危及人体健康二氧化碳；温室气体；一氧化碳：降低血液携带氧气的能力，呼吸系统疾病；氮氧化物：肺功能衰竭、伤风、感冒；酸雨碳氢化合物、碳微粒、RSP：癌变，PM2.5光化学烟雾：头痛电动汽车发展的技术背景-环境问题异常气候和自然灾害的频发：酸雨、厄尔尼诺、海啸等。温室气体排放对环境的改变不容忽视联合国估计：2020年全球平均温度增幅将达1.3~2.5oC，到2070年全球平均温度增幅将达2.4~5.1oC。日本IPCC：到21世纪末地球表面平均气温将再上升2oC海平面将再上升大约50cm。电动汽车发展的技术背景-环境问题我国大城市60%的CO、50%的NOx、30%的CH污染均来源于机动车的尾气排放。城市中80%的噪音污染由交通车辆造成，我国有56个城市的交通噪音平均达到74dB，远远超过国家规定的标准。机动车尾气排放集聚引起的“热岛效应”已导致城市温度平均升高2~4℃。同时，我国未来经济发展还面临控制CO2排放量的巨大压力(国际承诺)。电动汽车发展的技术背景-环境问题电动汽车发展的技术背景-环境问题解决城市机动车排放污染和改善空气质量刻不容缓2007年8月，北京奥运测试赛期间采取了机动车单双号限行措施，4天时间，空气污染物降低了两成。2008年奥运会期间采取单双号限行措施，17天中空气质量天天达标，并有10天达到一级水平，限行2个月期间，空气污染物降低45%。电动汽车发展的技术背景-节能减排大中城市电网负荷平衡和储能技术有待突破(节能减排)北京市电网峰谷负荷差已超过40%(上海更是达到60%);抽水蓄能电站效率约70%；采用电动车辆夜间充电蓄能避免了电能的二次回收消耗。抽水蓄能电站电动客车蓄能美国等发达国家已把发展电动汽车与蓄电池储能纳入电网发展规划面临日趋严格的能耗法规的约束1997年12月联合国气候大会在日本京都通过了《联合国气候变化框架公约》，第一阶段为2008～2012年对主要工业发达国家的排放削减量比例，第二阶段为2012年后，对发展中国家的排放削减量比例，中国为签约的发展中国家。1L汽油=2.254kg二氧化碳电动汽车发展的技术背景-可持续发展到2015年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至6.9升/百公里，节能型乘用车燃料消耗量降至5.9升/百公里以下。到2020年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至5.0升/百公里，节能型乘用车燃料消耗量降至4.5升/百公里以下；商用车新车燃料消耗量接近国际先进水平。面临日趋严格的排放法规的约束电动汽车发展的技术背景-可持续发展1999年底国I,2002年国II,2005年国III，2008年3月国四北京市在2013年2月1日起实施京V排放标准电动汽车发展的技术背景-可持续发展节能减排燃料电池电动汽车纯电动汽车代用燃料低排放新型发动机节能与新能源汽车混合动力电动汽车传统动力系统技术升级受限于传统动力系统技术升级空间小、难度大，发展和应用节能与新能源汽车已成为全球共识。节油对发动机和自动变速箱技术依赖较大面向未来应用的新技术产品不能彻底解决能源与环境问题，清洁燃料是暂时性选择技术成熟，里程受动力电池技术瓶颈制约纯电动、插电式、增程式电动汽车等纯电驱动汽车成为重点电动汽车发展的技术背景-动力升级技术路线2012年6月28日，国务院发布“节能与新能源汽车产业发展规划(2012―2020年)”，明确了“以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化，推广普及非插电式混合动力汽车、节能内燃机汽车，提升我国汽车产业整体技术水平”的技术路线。产业化取得重大进展。到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。加强新能源汽车关键核心技术研究。到2015年，动力电池模块比能量达到150瓦时/公斤以上，成本降至2元/瓦时以下，循环使用寿命稳定达到2000次或10年以上；电驱动系统功率密度达到2.5千瓦/公斤以上，成本降至200元/千瓦以下。电动汽车发展的技术背景-国家战略国务院2013年9月12日发布《大气污染防治行动计划》，根据科学论证及评估，大气污染防治行动计划共需投入17500亿元，目标是：经过五年努力，全国空气质量总体改善，重污染天气较大幅度减少；京津冀、长三角、珠三角等区域空气质量明显好转。力争再用五年或更长时间，逐步消除重污染天气，全国空气质量明显改善。大力推广新能源汽车。公交、环卫等行业和政府机关要率先使用新能源汽车，采取直接上牌、财政补贴等措施鼓励个人购买。北京、上海、广州等城市每年新增或更新的公交车中新能源和清洁燃料车的比例达到60%以上。北京市2013-2017年清洁空气行动计划：“继续抓好公交、环卫等行业和政府机关的新能源汽车示范应用工作，2017年底，全市新能源和清洁能源汽车应用规模力争达到20万辆,其中新能源汽车达到17万辆”电动汽车发展的技术背景-国家战略节能与新能源汽车入列中国制造2025重点领域明确了“继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展，掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术，提升动力电池、驱动电机、高效内燃机、先进变速器、轻量化材料、智能控制等核心技术的工程化和产业化能力，形成从关键零部件到整车的完成工业体系和创新体系，推动自主品牌节能与新能源汽车与国际先进水平接轨。”提出纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、节能汽车、智能互联汽车是国内未来重点发展的方向。电动汽车发展的技术背景-国家战略教学提纲电动汽车的发展历程回顾电动汽车发展的技术背景电动汽车的概念和类别电动汽车的技术现状电动汽车的发展趋势及特点电动汽车的概念电动汽车是指汽车行驶的动力全部或部分来自电机驱动系统的汽车，它主要以动力蓄电池组为车载能量源，是涉及到机械、电子、电力、微机控制等多学科的高科技技术产品。按照汽车行驶动力来源的不同，一般将电动汽车划分为纯电动汽车(PureElectricVehicle:PEV)、混合动力电动汽车(HybridElectricVehicle:HEV)、插电式混合动力电动汽车(Plug-inHybridElectricVehicle:PHEV)和燃料电池电动汽车(FuelCellElectricVehicle:FCEV)等四种基本类型。纯电动汽车，是指行驶动力全部来自于电动机的汽车，电动机的驱动电能来源于车载可充电的动力蓄电池组或其他电能储存装置纯电动汽车举例01：KAZ纯电动汽车动力性能续驶里程300km(100km/h等速)最高车速311.67km/h加速性能15.3sec.(0-400m)电机驱动系统驱动类型8×8轮毂电机驱动电机类型永磁同步电机最大转矩100Nmx8(0-5500rpm)最大功率55kw(73PS)x8最高转速12000rpm动力蓄电池类型锂离子单体电池88Ah,3.75V总容量55kWh/315V重量600kg纯电动汽车“线控、轮毂电机”等新概念的引入使得其动力传动形式多样纯电动汽车举例01：KAZ纯电动汽车滑板式的底盘设计使整车具有了良好的内部空间和驾驶视野纯电动汽车举例02：米其林的电动轮技术电动轮主动轮常规的轮胎混合动力电动汽车混合动力电动汽车是指能够至少从下述两类车载储存的能量