电动汽车构造与原理课件

电动汽车ElectricVehicle主要内容1、发展电动汽车缘由2、电动汽车研发现状3、结构及工作原理4、电动汽车关键技术5、燃料电池电动汽车自汽车发明以来，汽车的动力主要依赖于石油，由此燃烧产生的废气对大气的污染日益严重，越来越严格的汽车废气排放控制法规正在颁布和实施。在能源方面，世界石油储量占能源总储量的13％，据世界能源理事会预测，按目前的石油开采速度，世界石油的开采只能支撑30多年。显然，汽车制造业必须由利用危害生态环境的单一能源向开发使用多种能源、加强环境保护方面转变。1.发展电动汽车缘由2000年世界人口大约60亿，但2050年人口将增加到100亿，从而汽车数量将从7亿增加到25亿。如果车辆都使用内燃机，石油哪里来？排气污染如何处理？迫使人们去寻找可持续发展的交通工具。面对节能与环保的双重压力，近几年，国内外各国主要将研究方向锁定在替代燃料汽车（醇类、天然气、氢气等）和电动汽车两个主要方向。1.发展电动汽车缘由1.发展电动汽车缘由我国已成为世界第二石油进口大国。2005年，中国日消费原油约673万桶,其中40%是2700多万辆民用汽车消耗的。按照现在汽车年耗汽油的平均增长速度，中国汽车到2030年耗油将达2.63亿吨，进口比例将达84%，远远高于30%的安全警戒线。截止到2007年6月底，北京市机动车保有量达273万辆，居国内之首，年均增长率为15%左右，预计07年年底将突破300万辆。汽车在给人们的日常出行带来极大方便的同时，也引起了环境污染、噪声污染和石油紧张等问题。电动汽车优点环境方面：零排放电动汽车可以实现城市交通的零排放，我们即使考虑到为电动汽车提供电力的电站所排放出来的废气，使用电动汽车仍然可以大大的减少全球空气污染。能源方面：能源多样性电动汽车可以保证全球的能源安全，并且可以使用多种可再生能源。像热能、核能、水能、潮汐能、风能、地热能、太阳能、化学能、生物能等。控制方面：易于控制电动汽车比传统的燃料汽车更易实现精确的控制，智能交通系统则有可能率先通过电动车来实现，从而提高道路利用率和交通安全性。AdvantagesofelectricvehiclesElectricmotorsaremechanicallyverysimple,andreleasealmostnoairpollutantsattheplacewheretheyareoperated.Electricmotorsoftenachieve90%energyconversionefficiencyoverthefullrangeofspeedsandpoweroutputandcanbepreciselycontrolled.Theycanalsobecombinedwithregenerativebrakingsystemsthathavetheabilitytoconvertmovementenergybackintostoredelectricity.Thiscanbeusedtoreducethewearonbrakesystems(andconsequentbrakepaddust)andreducethetotalenergyrequirementofatrip,especiallyeffectiveforstart-and-stopcityuse.AdvantagesofelectricvehiclesTheycanbefinelycontrolledandprovidehightorquefromrest,unlikeinternalcombustionengines,anddonotneedmultiplegearstomatchpowercurves.Thisremovestheneedforgearboxesandtorqueconverters.Anotheradvantageisthatelectricvehiclestypicallyhavelessvibrationandnoisepollutionthanavehiclepoweredbyaninternalcombustionengine,whetheritisatrestorinmotion.Electricityisaformofenergythatremainswithinthecontinentwhereitwasproducedandcanbemulti-sourced.Asaresultitgivesthegreatestdegreeofenergyresilience.TheGMVoltwillcostlessthanpurchasingacupofyourfavoritecoffeetorecharge.TheVoltshouldcostlessthan2centspermiletodriveonelectricity,comparedwith12centsamileongasolineatapriceof$3.60agallon.Thiswouldbetheequillanttopaying70centsagallonofgas.DisadvantagesofelectricvehiclesLimitedrangeduetothelowenergydensityofbatteries,comparedtothefuelofinternalcombustionenginedvehicles.Longrechargetimescomparedtotherefuelingtimerequiredbyinternalcombustionenginedvehicles.MostelectricitygenerationintheUnitedStates,isfromfossilsources,accordingtotheUSDOE.TheUSnationalgridisunderinvestedandishavingtroublemeetingcurrentlevelsofdemandaccordingtotheUSDOE.DisadvantagesofelectricvehiclesOverallaverageefficiencyfromUSpowerplants(33%efficient)topointofuse(transmissionloss9.5%),(USDOEfigures)is29.87%.Accepting90%efficiencyfortheelectricvehiclegivesusafigureofonly26.88%overallefficiency.Thatislowerthaninternalcombustionenginedvehicles(Petrol/Gasoline30%efficient,Dieselengines45%efficient-Volvofigures).Dieselenginescanalsoeasilyrunonrenewablefuels,biodiesel,vegetableoilfuel(preferablyfromwastesources),withnolossofefficiency.Usinggridelectricityentirelynegatestheefficiencyadvantagesofelectricvehicles.Thiscomparisonisn'tentirelyfair,though,sinceitcomparestank-to-flywheelefficiencyofgasolineanddieselpoweredenginestothewell-to-wheelefficiencyofelectricmotors.Italsofailstorecognizethatthepracticalefficiencyoftheinternalcombustionengineissignificantlylowerinactualuse,becauseoftransmissionandidlinglosses.Toachieveasoundconclusion,onewouldalsohavetotakeintoaccounttherefininganddeliverylossesofgasolineanddiesel,andtheenergyefficiencyofbiofuelproduction.(Outputfuelenergydividedbythesumoftheinvestedenergyandenergyinthebiomass).Theequivalentforfossilelectricityproductionwouldalsoneedtobeconsidered(miningandtransportationofcoaltothepowerstationforexample,ortheCo2producedbuildingrenewableelectricitygeneration).优缺点优点：不烧油、零污染、电动机驱动噪声小、易于控制，稳态性能良好，可实现再生制动，无复杂的传动系统和机械式逆转装置。缺点：由于蓄电池的比功率和比能量较低，充电时间长，所以动力性、机动性差和续驶里程短；另外，蓄电池的体积重量大，整车重量大。电动汽车分类BatteryElectricVehicle，BEV蓄电池电动汽车ElectricVehicle，FCEV燃料电池电动汽车HybridElectricVehicle，HEV混合动力电动汽车电动汽车（ElectricVehicle，EV）是一种电力驱动的道路交通工具，最大区别在于能源和驱动系统（电动机）不同。包括蓄电池电动汽车（BatteryElectricVehicle，BEV）、混合动力电动汽车（HybridElectricVehicle，HEV）和燃料电池电动汽车（FuelCellElectricVehicle，FCEV）纯电动汽车（PureElectricVehicle,PEV；Full-ElectricVehicle,FEV）以电动机代替燃油的内燃机，电力驱动的优点是不使用燃料、零排放且噪声低；同时因使用单一的电能源，电控系统相比混合电动车大为简化，既降低了成本，又可补偿电池的部分价格。电动汽车的技术特征类型蓄电池电动汽车混合动力电动汽车燃料电池电动汽车驱动方式电动机驱动内燃机驱动电动机驱动电动机驱动能量系统蓄电池超级电容器蓄电池超级电容器内燃机发电单元燃料电池能源和基础设施电网充电设备加油站电网充电设备氢气甲醇或汽油乙醇主要特点零排放ZEV不依赖原油初期成本高已经销售很低排放行驶里程长依赖原油结构复杂已有销售零排放或超低排放能源效率高不依赖原油行驶里程长成本高研发中主要问题蓄电池和管理系统高的驱动性能充电设施多能源管理与优化控制依赖行驶周期蓄电池评估与管理燃料电池燃料处理器燃料系统电动汽车的发展历史实际上，电动汽车早在内燃机汽车诞生的50年前就出现了！1834年ThomasDavenport制造了第一台电动三轮车，它由不可充电的干电池驱动.电动汽车的初期发展（1834－1930）1881年法国工程师GustaveTrouve装配以铅酸蓄电池为动力的三轮车，这是世界上第一辆可充电的电动汽车；1886年，FrankSprague设计生产了有轨电车。从此，电动汽车流行起来并且在车辆运输中发挥了重要作用。1885年世界上第一台汽油机汽车由德国人Benz研制成功。在当时的美国，年销售4200辆汽车中38％是电动汽车，22％是内燃机汽车，40％是蒸汽机汽车。其中，电动汽车是金融巨头和财富的象征，当时一辆电动汽车的价格相当于今天的一台RollsRoyce。在19世纪末期，许多美国、英国和法国公司都开始生产电动汽车：