电动汽车技术发展研究大学毕业论文

电动汽车技术发展研究大学毕业论文内容摘要：

l2 48／ l2 48／ l2 94／ （ 30） ／8 只数 24 24 26 10 总电压 V 288 288 312 288 充电 电压／电流 V／ A 单相 200／ 30 单相 200／ 30 单相 200 200／ 40 充电时间 h 8 8 5 目前世界上大多数大汽车公司，都充分利用内燃机汽车的先进技术和电动机的无污染特性，将它们共同组成混合动力电动低污染 ”的车辆，作为内燃机汽车向电动汽车发展的过渡产品。 HEV 近年来的发展速度明显高于 Ev。 从技术的角度来看 HEV能够快速发展的原因主要有： （ 1） 不必添置投 资巨大的地面充电设施，不必大规模改造现有工装设备，可满足日益严格的环保法规要求。 （ 2） HEV独有的技术创新是其快速发展的关键。 HEV除了采用传统的内燃机汽车的新技术之外，如采用高效发动机、流线车身设计降低风阻，采用轻质车身材料、低滚动阻力轮胎等，还采用了如下两项独特技术： 0） HEV通过部件工况的改善和效率的提高来实现整个系统性能的优化，它是基于系统结构概念上的创新，所以 HEV被认为是体现系统最优化思想的杰作； ② HEV 通过再生制动 （ 在车辆减速或制动时，黑龙江大学剑桥学院毕业论文 6 将其中一部分动能转化为其他形式能量的过程 ） ，减少能量损失。 再生制动给作为储能动力源的蓄电池补充的能量，能使电动汽车一次充电后行驶里程增加 10％～ 25％。 例如 ： 丰田的 Prius可以回收大约 30％的能量，否则这部分能量将会因摩擦制动而以热的形式散失掉。 （ 3） HEV的成本略高于内燃机汽车，但大大低于纯电动汽车。 HEV仍处于小批量阶段，一旦形成经济规模，仍有降低成本的空间。 如果加上政策支持和在使用过程中的省油，必定会被消费者所接受。 正是 由于 HEV有以上许多优点，以日本、美国为 首的汽车发达国家正在争相开发 HEV，并努力使其市场化。 [5]目前，丰田公司生产的 Prius混合 动力电动汽车在全世界的销量已经超过 5万辆，截至 2020年 3月底，丰田 HEV 全球销量突破 10 万辆，占全世界 HEV 的 90％。 该公司生产的 Insight 混合动力电动汽车在全世界的总销量已经超过 5000 辆，被认为是当今技术水平最高的HEV 之一。 美国的通用汽车公司也在 1998 年底特律北美国际汽车展上推出了 EV1型混合动力电动汽车。 FCEV是依靠燃料电池作为能源动力的电动车辆。 燃料电池作为一种将化学能转换成电能的发电装置，它不经历热机过程，不受热力循环限制，具有能量转换高 （ 化学能转换效率理论上 可达 80％，实际已达 50％以上，是普通内燃机效率的 2～ 3倍 ） 、污染小、噪声低、运动部件少等优点，它通过外部提供活性物质来发电，不存在容量限制和自放电问题，是一种较为理想的电动汽车动力源。 与内燃机汽车相比，氢燃料电池电动汽车有害气体的排放量减少了 99％， CO，的生成量减少 75％，电池能量转换效率约为内燃机效率的 2． 5 倍。 因此，世界各大汽车公司都在不遗余力地开发燃料电池电动汽车，燃料电池汽车已成为他们的竞争焦点。 2020 年 5 月，美国戴姆勒一克莱斯勒公司的甲醇改质型燃料电池汽车 “NECAR5”首次成功横穿北美大陆 ，行驶距离为 5250km，最高速度 145km／ h；另外，美国联邦快递公司从 2020年 6月开始在东京都市区投入使用，这些都说明洁净燃料电池汽车的开发将为解决世界能源危机和环保问题提供有效的途径，是未来电动汽车的发展趋势之一。 各国开发燃料电池汽车的情况如表 22所示 [6]。 黑龙江大学剑桥学院毕业论文 7 表 22 世界各大汽车公司开发燃料电池汽车的情况 制造商 汽车型号 年份 燃料储存方式 燃料供给方式 其他混合动力 戴勒姆一克莱斯勒 Necar 1994 压缩氢气 直接 Necar2 l996 压缩氢气 直接 Necar3 1997 甲醇 重整 Necar4 1999 液态氢 直接 蓄电池 概念车 1999 汽油 重整 福特 P2020 1999 压缩氢气 直接 THINKFC5 2020 甲醇 重整 雷诺 Laguna／ Estate 1997 液态氢 直接 蓄电池 大众 概念车 1997 甲醇 重整 蓄电池 通用 概念车 1999 汽油 蓄电池 日产 概念车 1999 甲醇 马自达 Demio 1997 金属氢化物 重整 蓄电池 丰田 RAV4 1996 金属氢化物 蓄电池 RAV4 1997 甲醇 重整 本田 FCX—Vl 2020 金属氢化物 FCX—V2 2020 甲醇 黑龙江大学剑桥学院毕业论文 8 第 3章 车用电池发展现况 现代电动汽车的瓶颈仍然是车用电池技术，电池的能量、成本、质量以及电池的充电设备构建等都制约着电动汽车的发展。 因此，各国除了在电动汽车的驱动、传动机构上大量投入外，在车用电池的研究投入上也集中了大量的人力、物力，尽管如此，目前车用电池仍然不能满足时代发展的需要。 目前已在电动汽车上使用的电池主要是蓄电池、燃料电池和太阳能电池。 蓄电池的种类较多 ，有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、钠硫电池、锌空电池、铝空电池、锂离子电池等等。 主要车用电池参数如表33所示 [7]。 表 33 主要车用电池参数 电池类型 比能量 此功率 能量密度 功率密度 循环寿命 （ Wh／ kg （ W／ kg （ Wh／ L） （ W／ L） （ 次 ） 铅酸 （ VRLA） 35 130 90 500 400～ 600 镍镉 （ NiCd） 55 170 94 278 5OO 以上 镍氢 （ Ni—MH） 80 225 143 470 10OO 以上 锌空 Zn／ Air 230 105 钠硫 （ Na／ S） 100 150 77 129 350 锂聚合物 （ LiPO） 155 315 184 321 锂离子 （ Li—ion） 100 300 215 778 1200 超级电容器（ U1tra—capactor） 5 1000 飞轮电池 （ Flywhee1 14 800 25 年 燃料电池 （ Fuelcel1） 500 60 （ 1） 铅酸蓄电池已有 100 多年的历史，被广泛用作内燃机汽车的起动动力源。 它可靠性好，原材料易得，价格便宜，比功率也基本上能满足电动 汽车的动力性要求。 目前约有 80％～ 90％的采用率。 但它的比能量低，所占的质量和体积太大，无法存车辆上大量使用。 黑龙江大学剑桥学院毕业论文 9 （ 2） 镍镉电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池，其比能量可达 55Wh／ kg，比功率超过 170W／ kg，可快速充电，循环寿命较长，是铅酸蓄电池的 2倍多，但价格是铅酸蓄电池的 4～ 5 倍。 由于在能量和使用寿命方面的优势，其长期的实际使用成本并不高，但是存在使用中镉污染的问题。 （ 3） 镍氢电池的特性和镍镉电池相似，但镍氢电池不含镉、铜，不存在重金属污染问题，被称为绿色能源，目前在世界范围内正被广泛生产和使用。 镍氢电池比能量 80W／ kg，比功率 160～ 230Wh／ kg，可快速充电，循环寿命 1000 次以上。 其显著特点除了重量轻、比能量高、使用寿命长外还具有放电电压平稳、输出功率高，可以深充放电，无记忆效应等特点。 （ 4） 钠硫电池也是一种可充电的高温电池 （ 350~C 左右 ） ，因其比能量高、可高功率输出、负载特性好等突出优点，已被 USABC（ 先进电池联合体 ） 列为中期发展的电动汽车蓄电池。 钠硫电池主要存在高温腐蚀严重、电池寿命较短、性能稳定性及使用安全性不太理想等问题。 （ 5） 锌空电池的主要原料是锌粉，加上液体氢氧化钾，在 与空气接触过程中产生化学反应而产生电能。 它能在不同温度下工作，生产成本低廉，基本同于现在普遍使用的铅酸电池，但容量却是铅酸电池的 5倍。 但目前尚存在寿命短、比功率小，不能输出大电流及难以充电等缺点。 （ 6） 锂电池有锂离子电池和聚合物锂电池等，其具有比能量大、电压高、使用寿命长和无记忆效应等特点，锂电池的能量密。