新能源汽车的发展

新能源汽车构造项目一新能源汽车认知项目二纯电动汽车项目三混合动力汽车项目三其他新能源汽车课程介绍任务一新能源汽车发展史项目一新能源汽车认知一.新能源汽车发展史任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史电动汽车诞生于1834年，比内燃机汽车早了半个多世纪。内燃机汽车后来者居上，伴随了百年人类自由移动的圆梦过程，改变了人们的生活方式，成为了现在主要的陆上交通工具。第一辆电动车是由安德森在1832到1839年之间发明的。这辆电动车所用的蓄电池比较简单，是不可再充的。随后，斯特町应用法拉第电磁感应原理组装了一台电动三轮车，电磁感应原理在这辆电动车上的应用开启了新技术在电动车的应用之门。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史19世纪初叶，在法拉第制出电动机模型后不久，美国的一位机械工人达文波特（1802-1851）在1836年用电动机带动木工旋床，1840年又带动报纸印刷机。1842年达文波特和戴维森一起制造出第一辆有真正实用价值的电动车，他们首次使用了不可充电电池。1847年，法莫制造了第一辆以蓄电池为动力的、可携带两人的无导轨电动车。他把电动机装在一个轮车上，由48节格鲁夫电池供电。这是美国第一辆为世人所知的电动车。1861年，巴奇诺帝设计了带槽的环形电枢，他发明的环形直流电动机大大增加了输出转矩。在此基础上，格拉姆又发明了环形无槽闭合电枢，它是现代直流电动机的基本结构形式。这一时期是直流电动机的技术发展初级阶段，即从模型到样机的逐步定型阶段。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史早在19世纪后半叶的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。这比德国人戴姆勒（GottliebDaimler）和本茨（KarlBenz）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，写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史电机制造技术的发展和电能应用范围的扩大以及生产对电需要的迅速增长，都大大促进了发电厂和发电站的建设。这些电厂、电站最初都是从直流发电开始的。1875年法国巴黎火车站建立了世界最早的一座火力发电厂。1879年，世界上第一座商业发电厂在美国旧金山落成。但是，分散的用电单位要想使用电厂集中生产的电力，还必须解决远距离输送问题。1881年，特鲁夫电动三轮车的动力装置由一台电动机和六节铅酸蓄电池组成，加上乘员后的总重量达160公斤，时速仅12公里。这辆电动车在巴黎举行的国际电器展览会上展出时，引起了不小的轰动。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史1882年，阿顿和培理也制成了一辆由铅酸电池供电、直流电机驱动的电动三轮车，车上还配备了照明灯。这辆电动车的总重量为168公斤，时速提高到14.5公里。特鲁夫、阿顿和培里这三位电动车的先驱，在燃油汽车尚未问世，马、骡驴、牛作为动力源的时代，开创了私人电动车的先河，对电动车在世界各国的发展起着极其重要的推动作用。1882年，德普勒提出了远距离送电的方法，可以将57公里外的水电厂电力输送到慕尼黑，这是世界上最早、最简单的远程供电系统。在此基础上，人们把输电线联接成网络形成最初的电网，电力成为一种优良而价廉的能源。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史1887年，英国人伏克尔也制作了一辆电动三轮轻便车。尽管这辆车与阿顿和培里的三轮车比起来功率不大，但它使用了平衡轴，可以更加灵活地进行速度转换。之后，伏尔克还对该车做了相应修改，献给土耳其国王。改装后的整车重量为499公斤，时速提高到16公里。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史1888年，华德电气公司制造了一辆时速可达11公里的电动公共汽车，用于伦敦的公共交通。与马车相比，电动公共汽车不会造成路面的损坏和街道的污染，受到伦敦市民的欢迎。这辆电动车采用蜗轮机构转向和脚踩制动，驾驶员站立在电动车的前部操纵车辆。之后，华德电气公司被新成立的伦敦电动公共汽车公司以25万英镑收购。此后，电动轿车、电动出租车陆续在英国出现。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史1899年，德国人波尔舍发明了一台轮毂电动机，以替代当时在汽车上普遍使用的链条传动。随后开发了Lohner-Porsche电动车，该车采用铅酸蓄电池作为动力源，由前轮内的轮毂电动机直接驱动，这也是第一部以保时捷命名的汽车。在1900年的巴黎世博会上，该车以Toujours-Contente之名登场亮相，轰动一时。随后，波尔舍在Lohner-Porsche的后轮上也装载两个轮毂电动机，由此诞生了世界上第一辆四轮驱动的电动车。但这辆车所采用的蓄电池体积和重量都很大，而且最高时速只有60公里。为了解决这些问题，波尔舍1902年在这辆电动车上又加装了一台内燃机来发电驱动轮毂电机，这也是世界上第一台混合动力汽车。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史亚洲汽车制造强国日本也是最早开始发展电动车的国家之一。日本国土面积狭小，石油资源尤其匮乏，几乎完全依赖进口，因此受世界原油市场的影响很大。另外，日本人口密度很大，城市污染比较严重。因此，日本政府特别重视电动车的研究和开发。1965年电动车被正式列入国家项目。两年之后，日本成立了日本电动车协会，旨在进一步促进电动车产业的发展。1971年，日本通产省制定了《电动车的开发计划》，对电动车的发展有了一个明确的规划，其中对购买电动车的用户还制定了优惠补贴措施。日本电动车的发展，与政府早期的扶持密不可分。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史1973年，美国Vanguard-Sebring公司在华盛顿的电动车展上首次展出CitiCar。CitiCar的构造十分精简，它只有两个座位，没有变速箱，依靠选择驱动电压的大小来控制车速，最高时速可达64公里。整个车身由ABS塑料构成，避免了钢铁材质可能引起的锈蚀。整车重量为612公斤，其中作为动力电源的蓄电池重达227公斤。此车搭载36伏直流电机，最大续驶里程达80英里，可用110伏标准电压进行充电，单次充电时间6小时。行驶时不需换挡，倒车按一下开关即可。制造商声称CitiCar几乎不需要维护与保养，因为作为电动车，CitiCar不需要排气系统和冷却系统，唯一要做的只是每三年更换蓄电池。相比于普通汽车，CitiCar的售价稍高，大约在4500美元左右。但由于无须支付高昂的燃油费用，它的使用成本相对低廉，通常在完全充电后，30-40美分的花费就足够人们开上一天。由于实现了一定的量产，因此，相比于原来的电动车，CitiCar已经便宜了很多。CitiCar也正是凭借大众能够接受的价格，打开了电动车的市场。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史1990年，加里福尼亚州议会通过一项《ZEV法案》，要求在1998年的汽车总销售量中，必须有2%的零排放污染汽车。到2000年，零排放污染汽车应占汽车总销售量的3%。2001年达5%；而2003年增至10%。随后，美国东部的10个州也仿效加州的做法，出台了相应的零排放法案。1990年，通用公司在洛杉矶车展上推出了Impact电动车。这辆车仅重998公斤，采用三相交流感应电动机，最高时速达176公里，以88公里的时速可以行驶200公里。Impact的亮相在某种程度上促进了《ZEV法案》的孕育和诞生。当时因为价格劣势，这辆电动车还不具备与汽油车一决雌雄的实力。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史随后，通用汽车公司牢牢抓住《ZEV法案》这个大好契机，以Impact的核心技术和设计为原型开发出EV1型纯电动轿车。1996年在洛杉矶、圣地亚哥等地展销，被视为现代电动车开山之作。1999年，通用公司又用镍氢电池代替EV1的铅酸电池，并可以回收制动能量，达到当时电动车技术的顶峰。但是，这辆车充电数小时竟还跑不到100英里，成本高和续驶里程短使这艘电动车的旗舰最终难逃厄运，被全部回收用作废品处理。即使如此，EV1因其时尚外观和前卫技术堪称电动车永恒的经典。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史1991年，日本东京电力公司和研究开发公司联合研制出“IZA”豪华型电动车。它以288伏镍镉电池为动力电源，采用永磁同步电动机，并设有制动能量回收装置。尽管该车最高时速只有176公里，但以40公里的时速行驶，续驶里程可高达544公里，创下了当时电动车的世界之最。IZA凭借其表现不凡的续驶里程，完全可以与当时通用的Impact电动车一争高下。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史燃料电池车的第一次研发高峰出现在90年代初。1991年，美国研制出世界上最早的燃料电池概念车LaserCellTM，它采用储氢合金氢瓶，燃料电池功率为12.5千瓦，续驶里程达到303公里。LaserCellTM的出现提点了各大汽车厂商，“条条大路通罗马”。燃料电池车在续驶里程上以绝对优势压倒了纯电动车，吸引了很多富有探索精神的汽车企业率先涉足燃料电池车这一崭新领域。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史1993年，美国克林顿政府制订了PNGV计划，将目光聚集到蓄电池驱动的纯电动车上。这项计划的最终目的是研发出一系列新型电动车并实现量产。PNGV计划中的主要成员福特、通用和戴姆勒-克莱斯勒都推出了以柴油机为基本动力源的混合动力电动车，戴姆勒-克莱斯勒的道奇ESX3还使用了大功率锂电池作为辅助动力，通用的Precept因为采用了制动能量回收技术而更加节能，这些概念车型在降低油耗和排放方面都有十分出色的表现。尽管过高的成本未能使这些概念车实现商业化，但这个计划在全美国掀起了一波汽车新技术研发的浪潮。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史在燃料电池技术市场逐步成熟的发展道路上，戴克公司一直走在世界燃料电池发展道路的前列，已经开发了无数的概念车型用于探索燃料电池技术在车辆上的应用。1994年4月13日，戴克推出首辆燃料电池车NEWCAR1（NewElectricCar），来验证这种新的驱动原理的可行性。最初的燃料电池发动机重达0.8吨，装置在其奔驰货车上，几乎占用了车辆的全部空间，只有驾驶员和副驾驶位置可以有足够的空间。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史大众汽车生产的著名的电动车当属以高尔夫第一代至第三代为原型车打造的GolfCity-Stromer车型。首批电动车生产于1981年，是与北威州电力集团合作设计。1995年，德国大众以GolfⅡ为原型批量推出GolfCity-Stromer，第二代CityStromer车型配备了功率15千瓦（20马力）的电动机，车重1.7吨，可在13秒内从静止加速到100公里/小时。第三代CityStromer车型所装备的电动机的连续功率提高到了17.5千瓦（24马力），最大功率达到了22千瓦（30马力）。铅胶蓄电池分别安装于发动机舱和行李箱，蓄电量为11.4千瓦时，支持70公里的最大行驶里程。第三代GolfCityStromer的最高时速达到了100公里/小时，并带有制动能量回收功能。该车型在萨克森州莫塞尔的工厂生产了约100辆，售价为49500马克起，主要的目标客户为能源供应企业。任务一新能源汽车发展史一.新能源汽车发展史1997年，丰田试制的20辆RAV4电动旅行车顺利完成了两年48万公里的试验，率先在实施零排放法规的加州、纽约和马塞诸萨州出售。RAV4采用镍氢蓄电池和永磁同步电动机，时速可达125公里，一次充电可以行驶215公里。这款威猛气派而且动力十足的电动车沿用了原车型的零部件，并在电子单元和控制技术上有所改进，大幅度降低了成本。RAV4的年平均销量达到300辆，只用于租赁。但在2003年以后，丰田出人意料地结束了RAV4的生命。面对租赁RAV4的高涨需求和公众不满