电动汽车培训讲义

电动汽车发展历史 为什么要发展电动汽车国外电动汽车发展情况国内电动汽车发展情况示范运营情况 为什么要发展电动汽车 化石能源资源有限 根据预测 未来石油可用年限仅40年 天然气67年 煤炭190年 而且化石能源会排放大量空气污染物与温室气体 成为环境污染与温室效应元凶 核能则使用环境限制苛刻 必须提升能源使用效率并开发新能源 促进能源永续利用 大气污染 被称为社会一大公害 越是交通发达的国家 由汽车尾气排放的污染物越严重 根据检测分析 汽车尾气排放量已占大气污染源的85 治理大气污染 减少汽车尾气排放是重中之重 由于以上原因 电动汽车就应运而生 电动汽车发展历史 一百多年来 电动汽车在汽车发展史中经历了三次重大机遇 第一次发生在一百余年前 由于当时电池和电机的发展较内燃机成熟 而且石油的运用还没有普及 使电动汽车在早期的汽车领域中占有举足轻重的位置 但由于石油的大量开采和内燃机的种种优越性 直到上世纪70年代石油危机的爆发 又给了电动汽车第二次机遇 又一次被人瞩目 第三次机遇开始于若干年前 世界上除了已存在的能源问题之外 环境保护问题也逐渐成为了各个方面所关心重大课题 电动汽车发展历史 国外电动汽车的发展概况从20世纪70年代起 世界发达国家均投入巨资进行电动汽车商业化开发和应用 到20世纪90年代 欧美发达国家纷纷制定了汽车尾气排放标准并严格执行 国外电动汽车发展情况 美国纽约运营的混合动力城市客车 英国伦敦运营的混合动力城市客车 斯图加特燃料电池汽车 戴克燃料电池运行突破200万公里 国内电动汽车发展情况 我国电动汽车发展概况我国电动汽车的研发与国外基本处于同一起跑线上 技术水平与产业化差距相差较小 十五 期间 国家从维护能源安全 改善大气环境 提高汽车工业竞争力 实现跨越式发展的战略高度考虑 设立 电动汽车重大科技专项 通过组织企业 高等院校和科研院所等方面的力量进行联合攻关 从 年起 国家在电动车领域的投资达到 亿元人民币 计划中涉及这一领域的投资达到 亿元人民币 国家对电动汽车政策支持 我国 十五 国家高新技术研究发展计划 863计划 将电动汽车以重大专项列入 国家发展改革委员会2004年6月1日出台了 汽车产业发展政策 重点发展混合动力汽车技术和轿车柴油发动机技术 节能中长期专项规划 国家发展改革委员会2004年11月25日 中指出 实施清洁汽车行动计划 发展混合动力汽车 在城市公交客车 出租车等推广燃气汽车 建设部2004年3月6日颁布 关于优先发展城市公共交通的意见 提出 争取用5年左右的时间基本确立公共交通在城市交通中的主体地位 国内电动汽车发展情况 东风电动车辆股份有限公司 武汉示范运营的混合动力客车 单车运营里程近13万公里 已实现批量生产能力 武汉示范运行的混合动力轿车 东风电动EQ6110HEV混合动力公交车简介 EQ6110HEV混合动力城市公交大客车以成熟的11米的低地板客车为基础车 最高车速达到72km h 已实现批量生产能力该车具有以下特点 采用康明斯公司最新研制成功的ISBe150四缸共轨电喷柴油机 该发动机采用了国际上最先进的发动机技术 共轨电喷技术 排放达到欧州3号标准要求 采用开关磁阻电机 满足了混合动力城市客车电机低速大扭矩补充动力的要求 设计电机减速器 保证电动机与发动机之间的耦合 选用更大容量的变速箱 保证整车的可靠性 采用Ni MH电池 满足混合动力城市客车电池高功率输入 输出的要求 创新型并联机电耦合方案 为了减少电动专用件带来成本大幅增加 不设纯电动工作模式 但是由于采用了高度洁净的CUMMINS欧III柴油机 这样在保证排放性能提高的情况下 仍然有较高的经济性和动力性 国内电动汽车发展情况 中通客车公司混合动力客车 聊城运营的电动汽车 国内电动汽车发展情况 上海沪翔电动车辆制造有限公司 上海运营的混合动力客车 国内电动汽车发展情况 北京科凌电动车辆股份有限公司 北京示范运营纯电动客车拥有 复合励磁加增磁电动车直流电机及控制器 电动车锂动力电池均衡充电器 电动车用变频空调装置 等一批电动车关键技术专利成果 15辆采用铅酸电池的11米电动汽车 5辆采用锂离子电池的12米低地板电动汽车 国内电动汽车发展情况 株洲时代集团公司 株洲示范运营的纯电动公交客车单车运行里程超过3万公里 国内电动汽车发展情况 天津清源电动车辆有限公司 天津示范运营的纯电动中巴车 独立开发研制的具有自主知识产权的新型环保车型 幸福使者 电动汽车 达到了美国相关的汽车技术标准 成功打入国际市场 目前已出口美国100余辆 国内电动汽车发展情况 山东黑豹集团有限公司 威海示范运营的电动出租车 威海示范运营的纯电动客车 国内电动汽车发展情况 万向电动汽车有限公司 杭州运营的纯电动轿车和纯电动大巴按照 电池 电机 电控 电动汽车 的发展战略 在大功率 高能量聚合物锂离子动力电池 一体化电机及其驱动控制系统 整车电子控制系统 汽车工程集成技术以及试验试制平台等方面取得了显著的成果 国内电动汽车发展情况 深圳五洲龙燃料电池客车 该车目前已出口菲律宾 近期还将向澳门出口第三批型号为FDG6920BG的环保巴士客车 数量为42辆 国内电动汽车发展情况 上汽股份研发的氢动三号 代表国内氢燃料电池汽车领先水平 金龙海格氢燃料电池汽车 我国电动汽车取得的成果 整车方面 燃料电池汽车研发取得重要进展 进入国际先进行列 混合动力汽车已实现载客运行 具备小批量生产能力 纯电动汽车开始批量生产 进入道路运营并开始出口零部件方面 车用燃料电池发动机取得重大突破 进入世界前列 大功率车用动力蓄电池性能显著提高 形成产业基础 驱动电机技术性能先进 与整车集成化程度逐步加强 车辆电控技术异军突起 电动化汽车底盘发展迅速 带动了传统汽车的技术进步 开展示范运营城市 各地电动汽车示范运营成果一览 天津 清源电动车公司幸福使者电动轿车出口美国出口100余辆 杭州 截至06年2月 5辆纯电动旅游公交车 6辆纯电动轿车 在环西湖旅游线路上进行示范运营 累计行驶超过15万公里 汕头 1998年5月 丰田汽车提供了5部纯电动汽车进行运行试验 4年多运行超过70万公里 株洲 自04年10月到05年12月 3辆纯电动和1辆混合动力公交车累计运行16 13万公里 载客31 89万人次 出勤率达88 14 武汉 03年11月至07年5月 20台混合动力客车累计运营超过140万公里 运送乘客超过300万人次 北京 清能一号车代表中国燃料电池城市大巴的最高水平 电动汽车运行示范项目完成15辆车规模的密云区域运行试验和20辆车规模的公交专线运行试验 总运行里程超过30万公里 电动汽车特点及分类 电动汽车的特点 无污染 噪声低 能源效率高 多样化 结构简单 使用维修方便 动力电源使用成本高 续驶里程短 混合动力电动汽车 电动汽车分类 纯电动汽车 燃料电池电动汽车 串联式混合动力电动汽车 并联式混合动力电动汽车 混联式混合动力电动汽车 铅酸电池型 镍镉电池型 镍氢电池型 锂离子电池型 维护型 现小巴车辆使用 免维护型 碱性燃料电池 AFC 质子交换膜燃料电 PEMFC 磷酸燃料电池 PAFC 熔融碳酸燃料电池 MCFC 固志氧燃料电池 SOFC 电动汽车分类 电动汽车基本概念 混合动力电动汽车是指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车 可消耗的燃料 可再充电能 能量储存装置 纯电动汽车是由电动机驱动的汽车 电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量存储装置 燃料电池汽车是以燃料电池作为动力源的汽车 混合动力汽车工作原理 混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统 驱动系统 辅助动力系统和电池组等部分构成 混合动力系统的三种形式 1 串联式混合动力系统发动机驱动发电机 电动机使用发电机发出的电能来驱动车轮 因为功率是以串联的方式流向驱动车轮的 所以称作串联式混合动力系统 比如 发动机的功率和电动机的功率是串联而成的 串联式混合动力系统可以使用小功率输出的发动机 并且使其在相对稳定的高效率工作区间内工作 从而产生和提供电能给电动机 给电池充电 它有两台电机 发电机 与电动机有相同的结构 和电动机各一台 这一系统正被用于考斯特混合动力车上 发动机 高压电池 多能源控制器 电动机 驱动轮 发电机 变速齿轮 2 并联式混合动力系统在并联式混合动力系统中 发动机和电动机都用于驱动车轮 车辆根据当时工况来选择这两种功率输出 因为功率是并联输送到车轮的 所以称作并联式混合动力系统 在这种系统中 电池充电是通过转换电动机为发电机来实现的 利用电池的电能来驱动车轮 虽然它结构简单 但是由于并联式混合动力系统中只有一台电机 所以电机不能同时驱动车轮和给电池充电 发动机 变速箱 变速齿轮 驱动轮 高压电池 多能源控制器 电动机 3 混联式混合动力系统混联式混合动力系统结合了串联式混合动力系统和并联式混合动力系统 这是为了最大化的利用这两种系统的优势 它有两个电机 根据驾驶工况 可以选择电动机单独驱动或者电动机和发动机联合驱动 以便达到最高效率水平 而且 当需要的时候 系统在驱动车轮的同时还可以通过发电机发电 Prius和Estima混合动力车都是采用这种系统 驱动轮 高压电池 多能源控制器 电动机 变速齿轮 发动机 耦合器 发电机 纯电动汽车 工作原理 利用蓄电池作为储能动力源 通过电池向电机提供电能 驱动电动机运转 从而推动汽车前进 目前应用的基本上是铅酸电池 纯电动小巴基本构造 A 传动部分B 车架C 车桥D 悬架E 转向系统F 制动系统 模块化前围玻璃框顶棚材质 玻璃钢 CURTIS1209系列控制器工作额定电压48 72伏 电流限幅175A 国产电池 保定金风帆3D 180 镇江通达3D 210 3D 220 3D 190 淄博3D 190镇江金快乐3D 210 3D 220等品牌 串励式直流电机 3KW4KW和5KW系列 它励式直流电机电机5KW 东风电动纯电动小巴简介 该系列车的车身采用玻璃钢车身 该车身外型外观灵巧大方 动感十足底盘零部件采用成熟的汽车零部件 性能可靠 维修方便 配件供应充足 电气主要部件如加速踏板 调速器 斩波器 电池均采用进口件 采用无级变速系统 该系列车目前有EQ8041 EQ8061 EQ8041 JC EQ8041 CT EQ8061 CT EQ8061 JC车型 海贝 东风电动纯电动小巴简介 该系列车车身造型美观 流畅 简洁 紧凑 采用电压 电流 电量表 随时检测车辆运行状况与电池的状态 该系列车分段式模块化车身结构 最大程度的减少因意外造成的车身结构损坏的维修费用 该车配置 东昌铜川车桥 4KW串励电机 科蒂斯控制器 48V电池 朝阳系列车是大型小区及区域交通运营车辆首选 该系列有EQ8081EQ8111 CT EQ8111 EQ8141车型 朝阳 东风电动纯电动小巴简介 阳光 系列车采用机械变速系统 变速箱与电机通过法兰盘连接 电机输出扭矩通过一根传动轴与后桥连接驱动 变速箱采用成熟的4 1微车变速箱 该车配置 东昌铜川车桥 5KW它励电机 科蒂斯控制器 48伏双组电池 阳光 系列的车动力强劲 爬坡能力强 阳光系列车是风景区运营车辆首选 EQ8111 PK3 EQ8141 PK3车型 阳光 燃料电池电动汽车 基本构造 燃料电池发出的电 经逆变器 控制器等装置 给电动机供电 再经传动系统 驱动桥等带动车轮转动 就可使车辆在路上行驶 燃料电池燃料电池从外部上看有正负极 内部有电解质等 但它不是一个能储存电能的 蓄电池 而是一个化学 发电厂 它将化学能直接转化为电能汽车用FC研究最多 最成功的是质子交换膜燃料电池 PEMFC 工作原理 将氢气送到燃料电池的阳极板 负极 经过催化剂 铂 的作用 氢原子中的一个电子被分离出来 失去电子的氢离子 质子 穿过质子交换膜 到达燃料电池阴极板 正极 而电子是不能通过质子交换膜的 这个电子 只能经外部电路 到达燃料电池阴极板 从而在外电路中产生电流 电子到达阴极板后 与氧原子和氢离子重新结合为水 由于供应给阴极板的氧 可以从空气中获得 因此只要不断地给阳极板供应氢 给阴极板供应空气 并及时把水 蒸气 带走 就可以不断地提供电能 燃料电池工作原理示意图 各种电汽车的特点 电动汽车与内燃机汽车比较 电动汽车发展现状 从理论上分析 电动汽车的使用成本应大大低于燃油汽车 理由是 能源消耗费用低维修费用低但是 目前没有发挥这个优势 相反运行费用也偏高 其原因为 维修