開(kāi)題報(bào)告電動(dòng)汽車(chē)電力電池的特性分析報(bào)告

1、開(kāi)題報(bào)告電動(dòng)汽車(chē)電力a電池的特性方杭擁告文稿歸稿存檔編號(hào)：KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-電動(dòng)汽精甜耙編資料電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的特性分析1、課題來(lái)源目前全球的汽車(chē)仍廣泛采用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，以石油為能源，消耗了大量的 石油資源，排出大量廢氣，嚴(yán)重污染環(huán)境。而電動(dòng)汽車(chē)則是以電力這種可再生 資源為能源，并且沒(méi)有廢氣的排放。本課題針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)我 國(guó)電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展要求，對(duì)電動(dòng)車(chē)燃料電池的待性進(jìn)行深入的分析和研究。2、研究目的和意義汽車(chē)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo) 志。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家在世界經(jīng)濟(jì)中的地位與其在世界汽車(chē)

2、工業(yè)中的排名順序是基 本吻合的。迄今為止，還沒(méi)有任何一種商品能夠取代汽車(chē)在全球出口貿(mào)易中第 一大商品的地位。汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展給人們帶來(lái)了許多就業(yè)機(jī)會(huì)，帶來(lái)了財(cái)富； 汽車(chē)縮短了人們之間的距離，帶來(lái)了舒適與繁榮。然而，汽車(chē)給人類(lèi)帶來(lái)巨大 貢獻(xiàn)的同時(shí)，每天都在大量的消耗地球上有限的石油資源，排出大量的有害氣 體，嚴(yán)重地污染了人類(lèi)賴以生存的自然環(huán)境，給人類(lèi)生存造成了嚴(yán)重的危害， 這與人類(lèi)追求美好生活的愿望背道而馳。由于汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè) 的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展。為了發(fā)展面向21世紀(jì)的汽車(chē)工業(yè)，盡可能多 地占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)，世界各國(guó)政府和各大汽車(chē)公司投入大量的人力、物力和財(cái)力 竟相研制開(kāi)發(fā)和推廣

3、應(yīng)用節(jié)能、環(huán)保型汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)作為一種節(jié)能、無(wú)污染 的理想“零排放”汽車(chē)，理所當(dāng)然地受到了廣泛的關(guān)注與重視，并在今后汽車(chē) 工業(yè)的發(fā)展中占有越來(lái)越重要的地位。3、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)3. 1電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)3. 1.1純蓄電池驅(qū)動(dòng)的超微型汽車(chē)這種汽車(chē)降低了汽車(chē)的動(dòng)力性和續(xù)駛里程的要求，充電過(guò)程比較簡(jiǎn)單，車(chē) 速不高，較適合于市內(nèi)或社區(qū)小范圍內(nèi)使用。由于多數(shù)采用了線氫電池，線鎘 電池，鋰離子電池等高性能電池，車(chē)輛性能較有保證，己進(jìn)人小批量試生嚴(yán)階 段。比如，口本的Hypermedia釆用了高性能鋰離子電池，最高時(shí)速為90km, 一次充電可行駛115km.是一款適合未來(lái)城市道路行駛的家庭轎車(chē)。3

4、.1.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)呈多樣性發(fā)展美國(guó)傾向于采用交流感應(yīng)電機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，質(zhì)量較 小，但控制器技術(shù)較復(fù)雜；日本多采用永磁無(wú)刷直流電機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是效率高，起 動(dòng)扭矩較大，質(zhì)量較小，但成本較高，且有高溫退磁，抗振性較差等不足;徳 國(guó)，英國(guó)等大力開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠成本較低。缺點(diǎn) 是質(zhì)量較大，易于產(chǎn)生噪聲。目前我國(guó)也研制成了稀土永磁無(wú)刷直流電機(jī)和開(kāi) 關(guān)磁阻電機(jī)，電動(dòng)機(jī)的使用尚無(wú)定論，有待今后在使用中考驗(yàn)。3.1. 3混合動(dòng)力汽車(chē)由于受到蓄電池性能的嚴(yán)重制約，使純蓄電池型電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程舉 步維艱，于是混合動(dòng)力汽車(chē)成了內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)之間的過(guò)渡產(chǎn)品，既充 分發(fā)揮了現(xiàn)有內(nèi)

5、燃機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，又盡可能發(fā)揮電機(jī)驅(qū)動(dòng)無(wú)污染的優(yōu)勢(shì)?；旌蟿?dòng) 力汽車(chē)將現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)與一定的儲(chǔ)能元器件通過(guò)先進(jìn)控制系統(tǒng)相結(jié)合，可以大幅 度降低油耗，減少污染物排放，同時(shí)技術(shù)成熟，價(jià)格便宜。3.1. 4燃料電池汽車(chē)成為競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)燃料電池汽車(chē)在成本和整體性能上，特別是行程和補(bǔ)充燃料時(shí)間上明顯優(yōu) 于其他電池的電動(dòng)汽車(chē)，并且燃料電池所用的燃料（甲醇，汽油，柴油，天然 氣等）來(lái)源廣泛，又可再生，并可實(shí)現(xiàn)無(wú)污染，零排放等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，所以燃料 電池轎車(chē)已成為世界各大汽車(chē)公司21世紀(jì)初激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。日本東洋經(jīng) 濟(jì)報(bào)道：“技術(shù)革命將徹底改變21世紀(jì)汽車(chē)業(yè)的面貌，這一改變就是在近兒 年出現(xiàn)的燃料電池車(chē)”。盡管傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽

6、車(chē)仍在當(dāng)今世界占據(jù)主導(dǎo)地位，但發(fā)展清潔無(wú)污染的 電動(dòng)汽車(chē)已是大勢(shì)所趨，也是世界各國(guó)的必然選擇。目前，在電動(dòng)汽車(chē)的商業(yè) 化運(yùn)作上，無(wú)論從產(chǎn)品技術(shù)還是從市場(chǎng)開(kāi)發(fā)方面。都還面臨許多亟待解決的問(wèn) 題，這就需要政府的大力支持。比如，加快制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)對(duì)節(jié)能， 環(huán)保汽車(chē)的稅費(fèi) 減免和補(bǔ)貼措施，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上提供便利條件。3. 2國(guó)內(nèi)外燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的研究進(jìn)展3. 2.1國(guó)際燃料電池電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池汽車(chē)具有高效和零污染（或低污染）排放的特點(diǎn)，同時(shí)續(xù)駛里程完全 可以和內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相媲美，具有結(jié)束內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)百年統(tǒng)治地位的潛力。但各國(guó) 政府在對(duì)研發(fā)燃料電池技術(shù)上也存在分歧，在支持力度上也各不相同

7、。日本經(jīng) 濟(jì)產(chǎn)業(yè)省前兒年就對(duì)燃料電池汽車(chē)開(kāi)發(fā)與推廣制定了時(shí)間表，其戰(zhàn)略目標(biāo)是： 2010年，口本使用的燃料電池汽年達(dá)到5萬(wàn)輛；2020年達(dá)到500萬(wàn)輛；到2030 年，要全面普及燃料電池汽車(chē)。近期，日本又計(jì)劃在5年內(nèi)斥資2090億日元開(kāi) 發(fā)以天然氣為原料的液體合成燃料技術(shù)、車(chē)用電池，以及氫燃料電池科技。在 美國(guó)，燃料電池電動(dòng)車(chē)曾被美國(guó)前總統(tǒng)布什作為“氫經(jīng)濟(jì)”論的“法寶”大肆 宣傳，但在歐洲，歐盟2008年夏天斥資10億歐元用于燃料電池和氫能源的研究 和發(fā)展。歐盟此舉旨在把燃料電池和氫能源技術(shù)發(fā)展成為能源領(lǐng)域的一項(xiàng)戰(zhàn)略 高新技術(shù)，使歐盟在燃料電池和氫能源技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位，歐盟將力 爭(zhēng)在2

8、020年前建立一個(gè)燃料電池和氫能源的龐大市場(chǎng)。3. 2. 2國(guó)內(nèi)燃料電池及其在交通領(lǐng)域的進(jìn)展我國(guó)的燃料電池研究始于1958年，經(jīng)過(guò)40余年的積累與發(fā)展，已初步形 成了一支學(xué)科專(zhuān)業(yè)較為齊全的研究與開(kāi)發(fā)隊(duì)伍。尤其在質(zhì)子交換膜燃料電池方 面，總體水平與先進(jìn)國(guó)家的差距正在縮小。在質(zhì)子交換膜燃料電池本體技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，1998年北京理工大學(xué)及清 華大學(xué)開(kāi)發(fā)了燃料電池微型電動(dòng)車(chē);2000年底上海神力科技有限公司開(kāi)發(fā)了“氫動(dòng)力一號(hào)”游覽車(chē)，并亮相于2000年上海工博會(huì);2001年1月中國(guó)科學(xué)院 大連化學(xué)物理研究所與東風(fēng)汽車(chē)公司研制了 30kw燃料電池中巴車(chē)，2002年又 與清華大學(xué)合作研制成功我國(guó)第一臺(tái)燃

9、料電池城市大巴;2002年北京綠能公司 也組裝了自己研制的燃料電池車(chē)。2003年8月，同濟(jì)大學(xué)與上海汽車(chē)集團(tuán)聯(lián)合 推出了我國(guó)首輛燃料電池混合動(dòng)力轎車(chē)“超越一號(hào)”，標(biāo)志著我國(guó)燃料電池電 動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的里程碑，縮短了我國(guó)與世界先進(jìn)水平的差距。同時(shí)，我國(guó)在儲(chǔ)氫技術(shù)和車(chē)載制氫技術(shù)上有了一定的發(fā)展。2002年1月， 中國(guó)科學(xué)院宣布啟動(dòng)知識(shí)創(chuàng)新工程重大項(xiàng)目“大功率質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng) 機(jī)及氫源技術(shù)”，這項(xiàng)重大項(xiàng)目的啟動(dòng)將促進(jìn)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)及氫源技術(shù)的 發(fā)展。我國(guó)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)是，20062010年期間，通過(guò)示范運(yùn)行，找 出薄弱環(huán)節(jié)，攻克技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的小批量試制；201020

10、20年，爭(zhēng)取燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的批量生產(chǎn)；20202030年，我國(guó)電動(dòng)汽車(chē) 整體技術(shù)水平要基本與國(guó)際電動(dòng)汽車(chē)水平相當(dāng)，并且實(shí)現(xiàn)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的 大批量生產(chǎn)。3. 3國(guó)內(nèi)外燃料電池氫源選擇的研究3. 3.1國(guó)內(nèi)燃料電池氫源選擇的研究以氫能為基礎(chǔ)的燃料電池電動(dòng)汽車(chē)是21世紀(jì)理想的交通工具，從國(guó)家能 源安全和環(huán)境保護(hù)的戰(zhàn)略角度考慮，它的出現(xiàn)為我國(guó)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和發(fā)展交通 技術(shù)提供了一個(gè)極好的機(jī)遇。然而發(fā)展燃料電池電動(dòng)汽車(chē)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，它不僅是汽車(chē)技術(shù)的 一場(chǎng)深刻革命，同時(shí)又涉及到規(guī)劃和建設(shè)龐大的制氫、儲(chǔ)氫及加注站等基礎(chǔ)設(shè) 施。因此合理協(xié)調(diào)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)與氫源基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展關(guān)系具有十分重要 的

11、戰(zhàn)略意義。我國(guó)要想迅速趕超國(guó)際燃料電池電動(dòng)汽車(chē)先進(jìn)水平，必須找到適 合本國(guó)國(guó)情的最佳切入點(diǎn)，通過(guò)政策指引少走彎路。3. 3. 2國(guó)外燃料電池氫源選擇的研究近年來(lái)，國(guó)外很多研究從“井口到車(chē)輪”的全生命周期角度評(píng)估了燃料電 池電動(dòng)汽車(chē)氫源的選擇方案。總的說(shuō)來(lái)，大部分研究都將純氫、甲醇和汽油作 為三種最主要的選擇來(lái)進(jìn)行研究。但由于評(píng)估中存在很多不確定因素，如研究 對(duì)象、時(shí)間范疇以及國(guó)別差異等，他們得到的結(jié)論也不盡相同。Princeton大學(xué)的能源與環(huán)境研究中心對(duì)燃料電池燃料氫源的一系列相關(guān) 問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)研究。從燃料電池電動(dòng)汽車(chē)本身的設(shè)計(jì)要求及相對(duì)應(yīng)的燃料供 給基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)兩方面，對(duì)比了不同氫源的能

12、效和經(jīng)濟(jì)性，并在此基礎(chǔ)上提出 了發(fā)展燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的近期和遠(yuǎn)期的燃料策略。對(duì)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)重整 器的發(fā)展、發(fā)展氫輸配系統(tǒng)的可行性、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性、小型 天然氣制氫的可行性以及各種可再生資源制氫等角度都進(jìn)行了評(píng)估和分析，較 為全面地研究了氫源的選擇方案。通用公司更是對(duì)氫源的燃料選擇進(jìn)行了全生命周期的研究:共對(duì)75種燃料 路徑及15種動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行了研究，被認(rèn)為是進(jìn)行燃料評(píng)估的一個(gè)典范，而 Methanex Methanol Institute等機(jī)構(gòu)則對(duì)甲醇應(yīng)用于燃料電池電動(dòng)汽車(chē)更有 信心。通過(guò)對(duì)國(guó)外研究分析總結(jié)知道各種燃料選擇的優(yōu)缺點(diǎn)?？梢?jiàn)，三種燃料選 擇各有利弊，要作出合理選擇就要考慮本國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，從國(guó)情出發(fā)，選擇適 合的氫源方案。4、本課題的主要研究?jī)?nèi)容和擬采取的技術(shù)路線4. 1主要研究?jī)?nèi)容1）電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展概況；2）電動(dòng)汽車(chē)工作原理；3）燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)分析；4）動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)、工作原理及特性分析；5）燃料電池的結(jié)構(gòu)、工作原理及特性分析；6）結(jié)論。4. 2技術(shù)路線跟據(jù)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展概況，研究電動(dòng)汽車(chē)的工作原理，并分析燃料電池發(fā) 動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，再進(jìn)一步的深入的研究動(dòng)力蓄電池和燃料電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。5、研究基礎(chǔ)具備的條件計(jì)算機(jī)一臺(tái)，WORD