电动汽车结构与原理第1章__电动汽车绪论

电动汽车结构与原理主讲：刘奕贯南京交通职业技术学院第1章绪论•1.1电动汽车的发展背景•1.2电动汽车的发展历史•1.3电动汽车的发展现状•1.4电动汽车的发展前景1.1电动汽车的发展背景1.1.1能源危机目前世界能源1.石油：使用率高，如在航空、铁路、汽运、冶金、国防、化工等方面。按目前石油消耗水平，全球石油储备据预测可以维持60-100年。2.天然气：可以直接作为发动机的原料。3.煤炭：需先转化为电能，从而加以利用或再转化。为什么要发展电动汽车？图1-1国际原油价格（美元/桶）1.1.2环境问题1.雾霾天气：PM2.5，主要源自汽车尾气。2.温室效应：CO2气体。3.尾气排放：全球大气污染的42%源于交通车辆的污染。欧IV→欧V→欧VI，国III→国IV→国V（2013年1月1日起生产）汽车尾气：CO、HC、NOx、Pb、PM及硫化物图1-2世界主要国家CO2排放比例图1-3各国汽车减排目标1.1.3电动汽车的优势1.电动汽车与能源（1）能量利用率比传统燃油汽车高；（2）核能、煤炭、水力、太阳能、风能、地热→电能；（3）比燃油汽车节能70%左右，能源费用可节省50%左右。（4）夜间充电，合理使用“谷电”，解决峰谷不平衡。电动汽车：至少以一种动力源为车载电源，全部或部分由电机驱动，符合道路交通安全法规的汽车。2.电动汽车与环境（1）PM2.5和CO2排放比燃油汽车少；（2）噪声和散热量比燃油汽车小。•1873年，英国人罗伯特、戴维森（RobertDavidsson）制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。1.2电动汽车的发展历史•19世纪末期到1920年是电动汽车发展的一个高峰。•随着美国德州石油的开发和内燃机技术提高，电动汽车在1920年之后渐渐地失去了优势。•1990以后，石油资源的日益减少、大气环境的污染严重，人们开始重新关注电动车。•21世纪初，在中国、日本、美国及欧洲，电动汽车进入了第三轮更大规模的研发探索阶段。重点是延长续驶里程、缩短充电时间，解决充电基础设施问题。1.3电动汽车的发展现状1.国外电动汽车的发展概况表1-1国外电动汽车发展情况表公司车型投放时间现运行情况丰田公司混合动力轿车Prius1997年批量投放2000.7出口北美2000.9出口欧洲二十多个国家至目前其全球销量达到了50万辆2012年该公司要将其所有的车型全部装上混合动力发动机继Prius混合动力轿车之后，丰田还推出了Estima（大霸王）混合动力汽车和搭载软混合动力系统的Crown（皇冠）轿车，其在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面走在了世界前列。本田公司混合动力电动汽车Insight混合动力汽车Civiv2002年混合动力汽车Altima2006年向美国市场销售2010年日本国内普及５万辆2.国内电动汽车发展情况图1-4我国对电动汽车发展的政策的支持产业规划研发政策标准规范示范运营规划《汽车工业产业政策》《汽车产业发展政策》《汽车产业调整和振兴规划》国家重大科技产业工程电动汽车项目863计划电动汽车重大专项863计划节能与新能源汽车重大专项《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》节能与新能源汽车示范与推广项目节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法对13城公共领域HEV/HV/FC车型补贴政府推动图1-5武汉示范运营的混合动力客车（单车运营里程近13万公里）电动汽车的分类（1）纯电动汽车（2）混合动力电动汽车（3）燃料电池电动汽车1.3.2纯电动汽车发展现状电力驱动控制系统的组成与工作原理如下图所示：按工作原理可划分为车载电源模块、电力驱动模块和辅助模块三大部分。蓄电池的类型1、铅酸蓄电池：使用最广泛，最成熟，成本售价最低廉的蓄电池。缺点是必能量低，自放电率高，循环次数少。2、镍氢电池：可快速充电，比能量、比功率较高，已经商品化，无污染。缺点是自放电高、成本较高、高温起动。3、镍锌电池：高比能量、高比功率和大电流放电。4、锂蓄电池：体积小、质量比能量和质量比功率高、电压高、无污染等优点，缺点是不能快速充电，可靠性、安全性差，成本高，技术不成熟。5、飞轮电池：90年代才提出的新概念电池，它突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。众所周知，当飞轮以一定角速度旋转时，它就具有一定的动能。飞轮电池正是以其动能转换成电能的。高技术型的飞轮用于储存电能，就很像标准电池。2012年11月5日，中国首款量产纯电动汽车上汽荣威E50于上海世博会议中心横空出世，这款基于全新平台自主开发的纯电动汽车实现了国内纯电动汽车产业化的一次重大突破。2019/8/14这款纯电动轻型车，4门4座设计，采用锂离子动力电池，永磁同步直流电机，百公里耗电10度。电池可以2000次的满充满放，使用寿命为5年，一次充电续驶里程160Km，最高时速130Km/h，最大功率50kW。在快速充电情况下，15分钟即可充满电池容量的80%。2008年北京车展，2009年上海车展长城自主电动小型车欧拉力帆320首款纯电动车EV亮相上海海马并联纯电动轿车Mpe吉利EK-2丰田FT-EV海马Me于2009年上海车展正式推出。酷似奔驰Smart,又与比亚迪F0有几分相像。采用两门设计，电力驱动由大功率、高能量的锰酸锂电池组提供电能。电能费用只有同级别汽油机汽车燃油费用的1/5，使用方便快捷、一次电池充电时间4-5小时；目前一次充电续航能力在120公里以上，时速超过80公里。纯电动微型轿车比亚迪E6纯电动车四驱轿车，外观融合了SUV和MPV的特点。尺寸为4554*1822*1630mm，轴距达到2830mm。内部设五座。E6的动力电池和启动电池均采用比亚迪自主研发生产的ET-POWER铁电池，可使用220V民用电源慢充，快充为3C充电，15分钟左右可充满电池80%。续驶里程超过300公里，2010年在世界上续驶里程最长。百公里加速时间在10秒以内，最高车速可达160km/h以上，而百公里能耗为18度电以内，只相当于燃油车1/3至1/4的消费价格。1.3.3混合动力电动汽车1、串联式混合动力电动汽车（SHEV）的主要特征是车辆的驱动力只来源于电动机。串联式驱动系统示意图2、并联式混合动力电动汽车（PHEV）的主要特征是车辆的驱动力可由电动机及发电机同时或单独供给。并联式驱动系统示意图3、混联式混合动力电动汽车的主要特征是同时具有串联式和并联式两种驱动方式，与串联相比，主要增加了机械动力传递线路；与并联相比，增加了电力驱动传输线路。混联式驱动系统示意图2010年北京车展上长安在微型客车上还将首次推出混合动力车-长安微面S460。具备比传统微车节油15%的最优油耗性。此外长安还将带来志翔和悦翔的混合动力车型。长安表示将在2012年前全部装备混合动力技术，实现微车低碳化。和悦，采用双动力系统，将控制发电机和电动机两种混合力量相结合的先进技术，降低了油耗及排放，极大地提高了动力和操纵性，既可充电又可加油，实现了真正意义上的双动力混合系统。在动力上以电为主，以油为辅，当动力电池电量低于某一定值后，内燃机起动发电机发电，与同类型燃油车相比可降低燃油消耗30%。当内燃机工作时可驱动发电机发电，从而满足整车高速行驶时的电量平衡。在动力方面，和悦混合动力车最高车速能达到每小时120公里，最大爬坡度大于30度，如果纯电力行驶，可驶里程超过50公里。大众新途锐混合动力版使用了一台245kw的3.3升V6发动机，配合一台可以产生34kw的电动马达，总共产生280kw的功率和580N.m的扭矩，百公里加速时间6.5秒，百公里油耗为6.8升。而大众宣称其可以在纯电力驱动模式下，帮助车子加速到48km/h。奔驰S400hybrid搭载一款275马力的3.5升V6汽油发动机与一款20马力的电动机，这是一款“轻型”混合动力车的车型。该车能够获得19mpg（英里每加仑）市区/24mpg高速路的EPA燃油经济性。而S级车型阵容中的另一款车型S550的燃油经济性为14mpg市区/21mpg高速路的燃油经济性。装备7G-Tronic7速自动变速箱，2010款奔驰S400混合动力车还能够在7.2秒的时间内完成0-62英里/小时的提速过程。最高时速被电子限定在156英里/小时。采用串联式插入混合动力技术的帝豪EC7采用并联式插入混合动力技术的帝豪EC81.3.5燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车（FCEV）是以燃料电池系统作为动力源或主动力源的车辆。三菱燃料电池车“MITSUBISHIFCV”日产奇骏燃料电池车30千瓦质子交换膜燃料电池电动汽车（湖北）欧宝“氢动三号”（Hydrogen3）燃料电池车1.4发展前景1.4.1国内1.4.2国外