现代电动汽车发展及技术资料

现代电动汽车的发展与技术【概要】纯电动汽车是用完全可充电的电池提供动力源的汽车。 有着134年的悠久历史，但限于一定范围内的应用，市场很小。 电动汽车技术的核心主要是蓄电池技术、电力驱动及其控制系统、电动汽车成车技术、能源管理计算技术等。 现代电动汽车的发展速度越来越快，通过比较电动汽车主要技术国家的发展，了解发展情况和关键技术。【关键词】发展现状电动汽车电动汽车核心技术齿轮比Abstract: Electric vehicles， itis提供者byrechargeablebatterypowersourcecar.althoughithasbeen 134 yearsofhistory但是， 市场为small.thecoretechnologyofelectricvehiclesbatterytechnology electric驱动器和控制系统，电子技术， energymanagementtechnology.theincricalinsinglyardpacesofdevelecomplementofmodernelectricvehicles bycomportionofthemajorcountrieskey words :开发状态； 电子化学品； 电子高级技术公司； 驱动器速率1背景和发展1.1背景环境在全球能源和环境问题严峻的环境下，汽车工业面临着巨大挑战，节能减排技术变革迫在眉睫。 目前，节能和新能源汽车已成为国家科技发展的战略重点，其中电动汽车作为主要技术方案之一备受关注。现在，电动汽车多为纯电动汽车，是以单一蓄电池为储藏动力源的汽车。 利用蓄电池作为储藏动力源，通过蓄电池向马达供电，驱动马达，用马达驱动车轮行驶，满足道路交通、安全法规各项要求的车辆。 由于对环境的影响小于传统汽车，因此其发展前景广受好评，但目前的技术还不成熟。 从外形上看，电动汽车和日常看到的汽车没什么区别。 区别主要在于动力源及其驱动系统。 也就是说，纯电动汽车的马达相当于传统汽车的马达，电池相当于传统油箱。1.2国内外现状与前景着名战略咨询机构贝恩公司发布的调查报告显示，未来几年，全球电动汽车将达到150万辆，其中中国以20万辆的份额占据世界最大潜在市场。 该报告大致分为购买电动汽车的消费者，乐于接受新技术的“高端消费者”，环保的“绿色先驱”，预算有限的“价格敏感者”和尽量避免风险的“旁观者”。 掌握“电动汽车”市场的人掌握了未来世界经济引擎的意义。据报道，中日韩三国为未来的经济支柱电动汽车产业暗中着力。 其中，日本占据了电池和核心控制系统的优势，拥有最大汽车市场的中国占据了市场优势，韩国的优势在于核心部件电池。 据专家介绍，以占有技术优势的日本为魏国，以占有市场优势的中国为吴国比较，韩国当然和西蜀相比，从整体上看，韩国的电动汽车产业在三足鼎立中有所减弱。1.2.1技术强国日本最近，日本经济产业省发表了“新一代汽车战略”。 日本政府将电动汽车和混合动力汽车等定义为“新一代汽车”，将此战略纳入日本国家的新经济发展计划。 日本政府为汽车行业设定的总体战略目标是“把日本发展成下一代汽车的研究开发中心”。2009年底，三菱汽车开始生产世界首款量产高速电动汽车“i-MiEV”。 这辆车一次充电可以行驶130公里，最高时速为130公里。 最近，美、日、欧上市的日产叶子一次充电最高可以跑到200公里，时速145公里。 这把电动汽车提高到和汽油车相同的水平。 日产扩大了电动汽车的普及率，计划到2015年每年生产25万台。 丰田、本田也将于明年下半年进入电动汽车市场。 他们在使用混合动力技术的插电式电动汽车领域是领先的企业。1.2.2市场大国中国毫无疑问，中国最大的武器是广阔的市场。 美国市场调查企业JD Power认为，10年后中国市场将消化全球电能的10%左右的产量。 中国本土企业比亚迪(BYD )领先中国电动汽车市场。 比亚迪进军美国的主力品牌是新能源汽车。吉利汽车收购沃尔沃后，对于有望实现的电动汽车市场，现在正在与富士康合作寻求新能源和汽车电子的合作。在中国，发达国家的汽车企业竞争也很激烈。 GM将把Chevrolet Vol投入市场，预计明年上半年在中国上海生产。 日产也在讨论在中国建设电动汽车生产设施的方案。 中国政府这样与国际企业合作，导入先进的技术，预计一口气赶上韩国和日本。 据说中国的比亚迪等已经在电池等一部分领域拥有和韩国不同的技术能力，或者超过了韩国。“十二五”期间纯电动驱动车的销售量达到了同类车总销售量的1%左右的目标。 按照计划，电气化程度高的“纯电驱动”电动汽车是我国新能源汽车技术的发展方向和重点。 截止到2015年，在整车、关键部件、公共平台等29个技术创新方向上实现关键技术突破，全面掌握核心技术，申请电动汽车核心技术专利3000多项，在30多个城市进行规模化模式推广，在5个以上城市试验性应用新型商业化模式， 为实现电动汽车规模产业化，特别是纯电动汽车销售量达到同类汽车总销售量1%左右的重要门槛提供了技术支持。 中汽协数据显示，2015年中国轿车年销量约为1200万辆，纯电动汽车销量占1%，为12万辆。1.2.3困境中的韩国尤金证券分析师朴尚源说：“日本的电动汽车技术设定为100，电池以外的韩国技术在80以下。 韩国的优势是电池技术和销路。 电池是占电动车价格30%以上的核心部件。LG化学不仅与现代汽车，还与CT美国通用、福特、Eaton和欧洲雷诺、沃尔沃和中国长安汽车签订了长期服务合同。 该公司预计仅靠汽车充电电池，明年就可以实现3千亿韩元的销售额，2015年可以实现3兆韩元的销售额。三星SDI和德国博世的合资公司SB limotive的战略集中在宝马、奔驰、大众等欧洲企业上市，超过了LG化学。 SK能源在获得现代起亚的电动汽车合同后，也将目光投向了海外企业。 另一方面，韩国的弱点是政府没能解决电动汽车补助金的问题。 只是，从明年开始公共机构在购买电动汽车时，会得到同等汽油车价格差的50%的补助，最高补助金额为2万韩元。 因此，完成电动汽车开发的雷诺三星推迟了生产。 雷诺三星相关人士表示：“推广电动汽车需要补助金。 没有补助金，批量生产电动汽车的价格每台超过4万韩元，没有竞争力。1.3电动汽车市场明日之战电动汽车整体开发的蛋糕，不仅仅是上述三国。 美国、欧洲等古老的“帝国主义”国家和“印度”“巴西”等新兴经济体也以更加积极的姿态参加竞争。 的确，日本是其中的领导者，他依靠老汽车技术强国的地位，依靠政府、企业的重视，在未来的竞争中占有主导优势。2电动汽车的特点和优点2.1无污染，噪音小电动汽车在没有内燃机的汽车工作中产生的废气不会造成废气污染，对环境保护和空气净化非常有益，几乎是“零污染”。 众所周知，内燃机汽车尾气中的CO、HC及NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨雾及光化学烟雾。 电动汽车没有内燃机产生的噪音，电动机的噪音也比内燃机小。 噪音对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也有危害。2.2结构简单，易于维护电动汽车比内燃机汽车结构简单，运行、传动部件少，维护工作量少。 采用交流感应电动机时，电动机不需要维护，更重要的是电动汽车容易操纵。2.3能量转换效率高根据电动汽车的研究，其能源效率超过了汽油发动机车。 尤其是在城市运行，汽车停止，行驶速度不高，更适合电动汽车。 电动汽车即使停止也不消耗电力，所以在制动过程中电动机会自动变成发电机，能够实现制动减速时的能量再利用。 有研究表明，同样的原油经过精炼后被送到发电站发电，充电到电池中，用电池驱动汽车。 其能源利用效率高于精炼成汽油，用汽油发动机驱动汽车，有利于节约能源和减少二氧化碳排放量。2.4抑制电网峰谷差夜间可以利用电网廉价的“谷电”充电，起到抑制电网峰谷差的作用。电动汽车的应用可以有效地减少对石油资源的依赖，有限的石油可以用于更重要的方面。 充入电池的电力可以从煤、天然气、水力、原子能、太阳能、风力、潮汐等能源中转换出来。 此外，如果在夜间给电池充电，就可以避免电力峰值，平衡电网负荷，降低费用。3纯电动汽车核心技术发展电动汽车要解决四个方面的关键技术：电池技术、电机驱动及其控制技术、电动汽车成车技术和能源管理技术。 3.1电池技术电池是电动汽车的动力源，也是制约电动汽车发展的重要因素。 电动汽车用电池的主要性能指标是比能(e )、能量密度(Ed )、比功率(p )、循环寿命(l )、成本(c )等。 为了使电动汽车能够与燃料汽车竞争，开发出比能源更高、比电力更大、寿命更长的高效电池是很重要的。 电池性能确定了纯电动汽车的最大行程、充电时间。 电池成本占总成本的相当大的比重，制造电池的碳排放量也占使用周期总碳排放量的相当大部分(43% )。 电池是纯电动汽车发展的最重要的技术要点。迄今为止，电动汽车用电池经过三代发展，取得了突破性的进展。 第一代铅电池，目前主要为阀控铅电池(VRLA )，能源高、价格低、放电倍率高，目前唯一能大批量生产的电动车用电池。 第2代为碱性电池，有镍镉(NJ-Cd )、镍氢(Ni-MH )、钠硫(Na/S )、锂离子(Li-ion )和锌空气(Zn/Air )等多种电池，其比能和比功率高于铅电池，因此电动汽车的动力性能和行驶距离大幅度提高第三代是以燃料电池为主的电池。 燃料电池将燃料的化学能直接转化为电能，能量转化效率高，能量和功率高，能够控制反应过程，能量转化过程能够连续进行，因此是理想的汽车用电池，但目前还处于研发阶段，一些关键技术尚待突破动力电池技术是电动汽车的核心技术之一，动力电池性能的好坏与电动汽车的发展前景有关。 回顾电动汽车百年历史，电动汽车在汽车发展历史中前两次机遇尚未发展，总结起来有以下几个原因：1、持续行驶距离：多辆铅蓄电池电动车一次只能行驶100km，锂离子蓄电池电动车接近200km，不适于长距离行驶，传统汽油车辆的最大行驶距离超过400km。2、充电时间：电动汽车的慢充电时间长达6小时，即使采用从“快速充电”到动力电池80%容量的方式，也需要0.5小时，大幅度降低了汽车的实用性能，但汽油车辆的一次供油时间只是几分钟。3、电池成本：电池价格高，当前锂离子电池价格约为5元/瓦时，按计算，电动汽车1台，电池成本约为10万元，且电池循环寿命为1500次左右，充电一次行驶150km，据中介统计，北京每台汽车年行驶47000公里电池寿命计算为不足5年，如果不合适的寿命下降，汽车10年就会报废，需要中途更换电池。4、比容量或比能量：目前广泛使用的锂离子电池比容量为100Ah/g，这只是计算单电池的重量，加上单电池外壳、电极、电池壳、导线、电池管理系统等，根据实际经验，实际比容量只有20Ah/kg左右。 一台单电池额定容量为60Ah，总电压为380V的电动汽车，动力电池重量为300kg左右，给整车带来的额外负担严重，而且占有相当大的车辆空间，整车配置困难。3.2电力驱动及其控制技术电动机和驱动系统是电动汽车的关键部件，为了使电动汽车具有良好的使用性能，驱动电机具有调速范围广、转速高、起动转矩大、体积小、质量小、效率高、动态制动强、能量再生等特性。 目前，电动汽车用马达有直流马达(DCM )、感应马达(IM )、永磁无刷马达(PMBLM )和开关磁阻马达(SRM ) 4种。近年来，由感应电动机驱动的电动汽车几乎都采用矢量控制和直接转矩控制。 直接转矩控制手段直接，结构简单，控制性能优良，动态响应快，非常适合电动汽车的控制。 在美国和欧洲开发的电动汽车中使用了很多这种电动机。 永磁无刷电动机分为方波驱动的无刷直流电动机系统(BLDCM )和正弦波驱动的无刷直流电动机系统(PMSM )，具有较高的功率密度，其控制方式与感应电动机几乎相同，因此广泛应用于电动汽车。 PMSM系列电机具有高能量密度和效率，体积小，惯性低，响应快，非常适应电动汽车驱动系统，具有良好的应用前景。 目前，日本开发的电动汽车主要采用该电动机。开关磁阻电机(SRM )简单可靠，具有宽转速和转矩范围内高效运行，控制灵活，可进行四象限运行，响应速度快，成本低等优点。 在实际应用中，SRM存在扭矩波动大、噪声大、需要