我國電動汽車發(fā)展?fàn)顩r及前景

1、我國電動汽車發(fā)展?fàn)顩r及前景我國電動汽車發(fā)展?fàn)顩r及前景摘 要：汽車在推動當(dāng)今社會經(jīng)濟的發(fā)展中起著越來越重要的作用，然而如今全球石油能源的短缺，環(huán)境污染危害的加劇，節(jié)能和減排勢必將成為未來汽車發(fā)展的主攻方向，而發(fā)展電動汽車將是解決這二個技術(shù)難點的最佳途徑。本文主要分析了電動汽車幾大特點，同時結(jié)合我國電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀，具體分析了三大類電動汽車的特點，并提出在政府的扶持下，我國的電動汽車將有快速發(fā)展的前景。關(guān)鍵詞：電動汽車 環(huán)境污染 發(fā)展現(xiàn)狀11目 錄第一章電動汽車發(fā)展?fàn)顩r11.1電動汽車的發(fā)展背景11.2電動汽車的特點11.3國內(nèi)電動汽車發(fā)展?fàn)顩r2第二章電動汽車分類及其特點52.1 純電動汽車52

2、.2 混合動力電動車52.3 燃料電池汽車62.4 三種電動汽車的比較6第三章電動汽車發(fā)展前景83.1 純電動汽車的發(fā)展前景83.2 混合動力汽車的發(fā)展前景83.3 燃料電池汽車發(fā)展前景9小結(jié)10參考文獻11第一章 電動汽車發(fā)展?fàn)顩r1.1 電動汽車的發(fā)展背景能源的短缺和人們對生活質(zhì)量的更高要求是電動車發(fā)展的主要原因。汽車的能源消費占世界能源總消費的近四分之一。隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，汽車的保有數(shù)量在急劇增加，由此而引起的能源與環(huán)境問題就顯得更加嚴(yán)重。因石油危機的影響，發(fā)達國家領(lǐng)先進行節(jié)能技術(shù)的開發(fā)，將產(chǎn)業(yè)部門的能源消費停留在GNP(能源消費總量)的一半水平。但是，以汽車為主的運輸部門因其急速發(fā)展，

3、能源的消費比其它部門大，占總能源消費的24%。以傳統(tǒng)的石油作為動力能源的汽車因其尾氣中的有害物質(zhì)如CO和NO等對人類及環(huán)境造成的危害，人類必將面臨巨大的挑戰(zhàn)。經(jīng)計算從全世界汽車排出的CO2為64億標(biāo)準(zhǔn)炭噸。在當(dāng)今世界面臨能源與環(huán)境的雙重危機之前，勢必要求汽車工業(yè)提高汽車的能源使用效率，減少污染物質(zhì)的排出量1 王立穎電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展前景，汽車工業(yè)研究2009第8期；1。但是，僅通過改善現(xiàn)有內(nèi)燃機車的性能來解決這一問題是很困難的。開發(fā)電動汽車(Electric Vehicle)，以下簡稱（EV)是解決這一問題的有效途徑之一。1.2 電動汽車的特點1、污染低。電動汽車由電力驅(qū)動，在行駛中不排

4、放有害氣體，即使電動汽車所消耗的電力由使用石油燃料的火力發(fā)電廠提供，但火力發(fā)電廠的大氣污染物的排放量，也不到同類型汽油車的10%。2、可使用多種能源。由于電動汽車使用二次電力能源，其不受石油資源的限制，可利用天然氣、水力、太陽能等，從而可節(jié)省日益枯竭的石油資源。3、效率高。 電動汽車沒有怠速損失，在制動時能回收能量，80%以上的電池能量可由電動機轉(zhuǎn)為汽車的動力，即使考慮原油的發(fā)電效率、配送電效率、充放電效率等，其最終效率也比內(nèi)燃機高。4、噪聲低。發(fā)動機性能是影響汽車的噪聲、振動大小的重要因素，傳統(tǒng)汽車和電動汽車相比，由動力部分引起的噪聲和振動，特別是在加速時，電動機的噪聲和振動要比發(fā)動機低得多

5、。5、更有利于智能化。由于電動汽車已達到電氣化，所以電動汽車系統(tǒng)中更利于采用先進的電子信息技術(shù)，提高汽車智能化程度。電動汽車的電動機控制系統(tǒng)，可與各個電子控制系統(tǒng)包括無級變速、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、制動能量回收系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、自動空調(diào)系統(tǒng)等相協(xié)調(diào)，在電動汽車上實現(xiàn)計算機智能控制。6、結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便。電動汽車較內(nèi)燃機汽車結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)、傳動部件少，維修保養(yǎng)工作量小，當(dāng)采用交流感應(yīng)電動機時，電機無需保養(yǎng)維護，更重要的是電動汽車易操縱。7、能源效率高，多樣化。電動汽車的研究表明，其能源效率已超過汽油機汽車，特別是在城市運行，汽車走走停停，行駛速度不高，電動汽車更加適宜。電動汽車停止時

6、不消耗電量，在制動過程中，電動機可自動轉(zhuǎn)化為發(fā)電機，實現(xiàn)制動減速時能量的再利用。另一方面，電動汽車的應(yīng)用可有效地減少對石油資源的依賴，可將有限的石油用于更重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽能、風(fēng)力、潮汐等能源轉(zhuǎn)化。除此之外，如果夜間向蓄電池充電，還可以避開用電高峰，有利于電網(wǎng)均衡負荷，減少費用。1.3 國內(nèi)電動汽車發(fā)展?fàn)顩r我國的電動汽車技術(shù)從20世紀(jì)70年代起步，90年代進入發(fā)展期。在各大汽車制造公司的聯(lián)合推動下，經(jīng)過“八五”、“九五”、“十五”三個五年計劃取得了一系列科研成果，得到了飛速的發(fā)展。特別是“863”計劃啟動和 2008 年奧運會開出的20億元電動汽

7、車訂單，規(guī)定奧運會電動車只能在國內(nèi)生產(chǎn)制造，導(dǎo)致我國電動汽車研發(fā)熱潮再度升溫。 “十五”期間，國家設(shè)立了電動汽車重大科技專項，選擇新一代電動汽車技術(shù)為主攻方向，組織企業(yè)、高等院校和科研機構(gòu)，以官、產(chǎn)、學(xué)、研四位一體的方式聯(lián)合攻關(guān)，專項于2001年9月正式啟動，國家撥了 8.8 億元專項經(jīng)費。專項確定了“三縱三橫”的研發(fā)布局，以燃料電池汽車、混合動力電動汽車、純電動汽車三種車型為“三縱”，多能源動力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)、動力蓄電池及其管理系統(tǒng)三種共性技術(shù)為“三橫”。同時，根據(jù)汽車研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化規(guī)律，整車研發(fā)以整車牽頭，關(guān)鍵零部件緊密配合；政策、法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)同步研究，基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)調(diào)發(fā)展

8、。經(jīng)過 6 年努力，我國電動汽車整車水平已經(jīng)進入國際先進行列：燃料電池汽車研發(fā)取得重要進展；混合動力汽車實現(xiàn)載客運行，具備小批量生產(chǎn)能力；純電動汽車開始批量生產(chǎn)，進入道路運營并開始出口。同時，車用燃料電池發(fā)動機取得重大突破，進入世界前列；大功率車用動力蓄電池性能顯著提高，形成產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；驅(qū)動電機技術(shù)性能先進，與整車集成化程度逐步加強；車輛電控技術(shù)異軍突起，電動化汽車底盤發(fā)展迅速，帶動了傳統(tǒng)汽車的技術(shù)進步。目前在純電動汽車的電池和電機研制方面，我國與世界先進水平差距縮小，有些甚至處于領(lǐng)先地位。如深圳雷天綠色電動源(深圳)有限公司開發(fā)的鋰離子電池續(xù)駛能力達到300公里，最高時速可達120公里，單臺車

9、電池成本4萬元左右；上海靜申電動汽車研制有限公司開發(fā)的鋰離子電池續(xù)駛能力達到500多公里,最高時速也達120公里。深圳中星汽車制造公司研制的超級納米碳纖素電池容量是一般鉛酸電池的 11 倍，能量功率之比可達每千克一千瓦時，充電僅需 10 分鐘就可以完成，壽命可達 10年以上，價格為鋰電池的一半，體積為鋰電池的1/3。電機優(yōu)勢明顯, 在電機和驅(qū)動系統(tǒng)研究上也取得了新的進展。我國政府重點鼓勵稀土永磁電機的開發(fā)，因為我國在上述基礎(chǔ)材料領(lǐng)域具有資源優(yōu)勢，可以降低將來產(chǎn)業(yè)化時車輛的造價。在經(jīng)濟性方面已經(jīng)達到商業(yè)化運作要求。 2007年4月18日，國家電網(wǎng)公司與上海瑞華集團在京聯(lián)合舉辦了環(huán)保型混合電能超級

10、電容電動汽車技術(shù)發(fā)布會。 環(huán)保型混合電能超級電容電動汽車是上海瑞華集團研制的一種電池、電容混合的純電動汽車。該電動汽車采用的是超級電容和鋰離子電池相混合的技術(shù)。超級電容具有充電快、無記憶充放電、充放電循環(huán)次數(shù)高、無二次污染等優(yōu)異特性，但有放電快的缺點；鋰離子電池具有儲電量大、儲存時間長的優(yōu)點，但充電時間比較長。環(huán)保型混合電能超級電容電動汽車正是取了二者之長。 國電投入實際運行的電池電容混合型電動汽車，到2010年每年可減少成品油消耗約75245噸，減少二氧化碳排放約15.7萬噸，減少一氧化碳排放約2104噸，減少炭氫化合物排放約252噸。 電動汽車一次充電時間小于 3 小時，最大行駛距離100

11、至300公里，最高時速80至100公里，每公里耗電小于1.16千瓦時。目前該技術(shù)已在國電公司內(nèi)部電力工程車和電力營銷車上率先推廣，并正逐步向公交、環(huán)衛(wèi)等領(lǐng)域推進2 徐哲我國電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及對策，天津汽車2006第2期；2。第二章 電動汽車分類及其特點電動汽車誕生于1873年，比內(nèi)燃機汽車還早13年。是指全部或部分由電機驅(qū)動的汽車。但是受電池和驅(qū)動控制系統(tǒng)的局限，其發(fā)展遠遠落后于內(nèi)燃機汽車。上個世紀(jì)70年代，石油危機使主要工業(yè)國家認識到發(fā)展電動汽車的重要性，以美、日為代表的國家開始了電動汽車的開發(fā)熱潮，并在許多關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)研究上取得成果。電動汽車也由原來單一的全由電池供電的純電動汽車BEV

12、（Battery Electric Vehicle）發(fā)展成為現(xiàn)在的三大類： 純電動汽車（PEV）、混合動力汽車（HEV）、燃料電池電動汽車（FCEV）3 張榮貴我國電動汽車發(fā)展前景，機電技術(shù)2008第4期；3。但是近幾年在傳統(tǒng)混合動力汽車的基礎(chǔ)上，又派生出一種外接充電式（Plug-In）混合動力汽車，簡稱（PHEV）。2.1 純電動汽車純電動汽車是由蓄電池供電，電動機驅(qū)動汽車前進。純電動汽車行駛時的零排放，受到了高度重視，被認為是本世紀(jì)城市交通工具的首選。十九世紀(jì)以來，世界各地就一直運行著各式各樣的純電動汽車，英國保有的純電動汽車目前居世界首位。現(xiàn)在，純電動汽車技術(shù)基本成熟，但是由于動力蓄電池

13、的比能量、比功率較小，帶來了車輛自重大、充一次電續(xù)駛里程短的致命缺憾，而且蓄電池的使用壽命和價格還沒有取得突破，因此，純電動汽車的推廣應(yīng)用受到了一定的限制。2.2 混合動力電動車混合動力電動車通常是指既有內(nèi)燃機又有電動機驅(qū)動的車輛。按內(nèi)燃機與電動機的連接方法又可以分為并聯(lián)式和串聯(lián)式。近年來推出的混聯(lián)式，引起了各大汽車公司的關(guān)注。它將現(xiàn)有內(nèi)燃機、電動機與一定容量的儲能器件通過先進的控制系統(tǒng)相結(jié)合，電動機可補充提供車輛起步、加速時所需轉(zhuǎn)矩，又可以通過發(fā)電機吸收內(nèi)燃機功率不能完全被利用時，多余的部分功率和車輛制動的能量返回儲能器件存儲。這樣可以大幅度降低油耗，減少污染物排放。 豐田汽車公司推出了世界

14、上第一款批量生產(chǎn)的混合動力轎車PRIUS，現(xiàn)在已經(jīng)在全世界20多個國家上市銷售。目前推出的產(chǎn)品已是經(jīng)多次改進后的第二代產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝更為成熟。數(shù)據(jù)顯示，豐田汽車公司已占有全球混合動力汽車市場90%的份額，其全球混合動力車的總銷量已突破70萬輛。到2010年，豐田公司混合動力車型全球銷量計劃達到每年100萬輛的目標(biāo)。2.3 燃料電池汽車燃料電池汽車是將燃料電池中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，效率達到60%-80%，是普通內(nèi)燃機熱效率的數(shù)倍，基于氫源的燃料電池技術(shù)的發(fā)展，使電動汽車脫離了傳統(tǒng)的以電方式補充能量的方式，而采用加入“燃料”的方式補充能源，使電動汽車使用范圍不受充電設(shè)施的限制。國外企業(yè)對革命性

15、的清潔型汽車寄予厚望，紛紛開始開發(fā)燃料電池汽車的關(guān)鍵技術(shù)。各大汽車公司大都推出了品種繁多的各式各樣的車。由于燃料電池不能提供車輛起步、加速所需的瞬時大功率，且無法吸收車輛制動的能量，因此需要與其它蓄能元件一起組成燃料電動汽車的動力源。2.4 三種電動汽車的比較純電動汽車，能量來源為蓄電池，驅(qū)動系統(tǒng)為電機，特點是完全零排放，不依賴石油，在國際能源供求矛盾不斷加劇之際，更具現(xiàn)實意義。但目前主要問題是蓄電池的比能和價格，因而其發(fā)展關(guān)鍵是低價高效蓄電池技術(shù)。 混合動力電動汽車，能量來源為蓄電池及發(fā)動機，驅(qū)動系統(tǒng)為電機及發(fā)動機，特點是行駛里程長，可以不用單獨的充電設(shè)備，行駛過程中仍有廢氣排放，但很低。在

16、城里用電機驅(qū)動，在城外用內(nèi)燃機驅(qū)動，以減少城市污染。依賴石油，且成本高。混合動力轎車 PRIUS 的發(fā)展很大程度得益于政府的扶持。 燃料電池電動汽車，能量來源為燃料電池，驅(qū)動系統(tǒng)為電機，特點是行駛里程長，能量效率高，不依賴石油，無廢氣排放或超低排放，但技術(shù)上還未取得突破，且成本高，目前僅燃料電池的價格就要25000美元。 長遠看來，純電動汽車和燃料電池汽車是最具有希望的產(chǎn)品，但由于技術(shù)和成本的原因，以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的影響，這兩種產(chǎn)品目前的推廣運用均不如混合動力汽車?；旌蟿恿ζ嚱橛趥鹘y(tǒng)汽車和未來零排放汽車之間，是一種承前啟后、在經(jīng)濟和技術(shù)方面都趨于成熟的產(chǎn)品。在未來汽車尚有困難突破瓶頸的時候，

17、混合動力汽車證明了其存在的現(xiàn)實價值。第三章 電動汽車發(fā)展前景盡管目前電動汽車在開發(fā)和推廣應(yīng)用中還遇到不少的具體技術(shù)問題和管理問題但是近年來所取得的研究成果為電動汽車展現(xiàn)了美好的發(fā)展前景4 林燕我國電動汽車發(fā)展形勢展望，電子與封裝2011第1期；4。3.1 純電動汽車的發(fā)展前景盡管由于電池技術(shù)的影響，美國等修改了過去大力發(fā)展純電動汽車的樂觀的宏大計劃，但中國的情況與美國相比卻有較大差別，第一，能源與環(huán)境的壓力遠大于美國；第二，中國的汽車主要集中在少數(shù)幾個特大型中心城市，這些城市的大氣污染的壓力非常嚴(yán)重；第三，中國城市的規(guī)劃布局、交通狀況、人們的居住習(xí)慣、生活和出行方式與美國有本質(zhì)差別，這些差別決

18、定了中國對電動汽車的要求和電動汽車的使用條件和環(huán)境，具有自己的特殊性。因此，上述情況必將為電動汽車開辟較為廣闊的應(yīng)用前景。此外，純電動汽車的瓶頸在于動力電池這項關(guān)鍵技術(shù)，如果解決了電池問題，純電動汽車的優(yōu)勢是其他任何動力的車輛所無法比擬的。到目前為止，沒有一個人敢斷言在電池領(lǐng)域就不會出現(xiàn)像愛因斯坦那樣的科學(xué)天才，在此之前，誰又能夠想象小小的原子核內(nèi)竟儲存了無窮的能量。也是出于上述考慮，863戰(zhàn)略規(guī)劃專家把純電動汽車列為商業(yè)化運行項目，對純電動汽車的美好遠景充滿信心。3.2 混合動力汽車的發(fā)展前景由于豐田公司和本田公司的業(yè)績，人們對混合動力汽車的產(chǎn)業(yè)化毫不懷疑，混合動力汽車無疑將會在我國汽車總產(chǎn)

19、量中占據(jù)非常重要的地位。但混合動力汽車的性能依賴于優(yōu)化的控制策略，目標(biāo)是如何盡可能地發(fā)揮利用內(nèi)燃機的高效率。因此，它很可能受到高效低排放柴油機技術(shù)發(fā)展，尤其是目前正在悄然興起的發(fā)動機可變行程技術(shù)和自動停缸技術(shù)的挑戰(zhàn)。換句話說，混合動力汽車的發(fā)展前途，還離不開內(nèi)燃機的技術(shù)進步。借鑒國外發(fā)展電動汽車的經(jīng)驗和我國電動汽車開發(fā)現(xiàn)狀，我國應(yīng)選擇混合動力電動汽車作為現(xiàn)階段最佳技術(shù)突破口，盡快取得產(chǎn)業(yè)化，再進一步推動電動汽車在各個方面的創(chuàng)新和發(fā)展5 王曉、顧平平日見商機的電動汽車市場，汽車工業(yè)研究2004第11期；5。3.3 燃料電池汽車發(fā)展前景由于燃料電池汽車可采用能源的多樣化，包括天然氣、液化石油氣、甲醇燃料、乙醇燃料、氫燃料、太陽能等，所以燃料電池