开题报告电动汽车电力电池的特性分析报告

1、开题报告电动汽车电力a电池的特性方杭擁告文稿归稿存档编号：KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-电动汽精甜耙编资料电动汽车动力电池的特性分析1、课题来源目前全球的汽车仍广泛采用内燃机作为动力源，以石油为能源，消耗了大量的 石油资源，排出大量废气，严重污染环境。而电动汽车则是以电力这种可再生 资源为能源，并且没有废气的排放。本课题针对电动汽车的发展状况，根据我 国电动车市场的发展要求，对电动车燃料电池的待性进行深入的分析和研究。2、研究目的和意义汽车工业是国民经济的支柱产业，是衡量一个国家工业化水平的重要标 志。经济发达国家在世界经济中的地位与其在世界汽车

2、工业中的排名顺序是基 本吻合的。迄今为止，还没有任何一种商品能够取代汽车在全球出口贸易中第 一大商品的地位。汽车工业的发展给人们带来了许多就业机会，带来了财富； 汽车缩短了人们之间的距离，带来了舒适与繁荣。然而，汽车给人类带来巨大 贡献的同时，每天都在大量的消耗地球上有限的石油资源，排出大量的有害气 体，严重地污染了人类赖以生存的自然环境，给人类生存造成了严重的危害， 这与人类追求美好生活的愿望背道而驰。由于汽车工业的发展将带动相关产业 的技术创新和产业本身的发展。为了发展面向21世纪的汽车工业，尽可能多 地占领国际市场，世界各国政府和各大汽车公司投入大量的人力、物力和财力 竟相研制开发和推广

3、应用节能、环保型汽车。电动汽车作为一种节能、无污染 的理想“零排放”汽车，理所当然地受到了广泛的关注与重视，并在今后汽车 工业的发展中占有越来越重要的地位。3、国内外研究现状和发展趋势3. 1电动汽车的发展趋势3. 1.1纯蓄电池驱动的超微型汽车这种汽车降低了汽车的动力性和续驶里程的要求，充电过程比较简单，车 速不高，较适合于市内或社区小范围内使用。由于多数采用了線氢电池，線镉 电池，锂离子电池等高性能电池，车辆性能较有保证，己进人小批量试生严阶 段。比如，口本的Hypermedia釆用了高性能锂离子电池，最高时速为90km, 一次充电可行驶115km.是一款适合未来城市道路行驶的家庭轿车。3

4、.1.2驱动电机呈多样性发展美国倾向于采用交流感应电机，其主要优点是结构简单，可靠，质量较 小，但控制器技术较复杂；日本多采用永磁无刷直流电机，优点是效率高，起 动扭矩较大，质量较小，但成本较高，且有高温退磁，抗振性较差等不足;徳 国，英国等大力开发开关磁阻电机，优点是结构简单，可靠成本较低。缺点 是质量较大，易于产生噪声。目前我国也研制成了稀土永磁无刷直流电机和开 关磁阻电机，电动机的使用尚无定论，有待今后在使用中考验。3.1. 3混合动力汽车由于受到蓄电池性能的严重制约，使纯蓄电池型电动汽车的产业化进程举 步维艰，于是混合动力汽车成了内燃机汽车和电动汽车之间的过渡产品，既充 分发挥了现有内

5、燃机技术优势，又尽可能发挥电机驱动无污染的优势。混合动 力汽车将现有内燃机与一定的储能元器件通过先进控制系统相结合，可以大幅 度降低油耗，减少污染物排放，同时技术成熟，价格便宜。3.1. 4燃料电池汽车成为竞争的焦点燃料电池汽车在成本和整体性能上，特别是行程和补充燃料时间上明显优 于其他电池的电动汽车，并且燃料电池所用的燃料（甲醇，汽油，柴油，天然 气等）来源广泛，又可再生，并可实现无污染，零排放等环保标准，所以燃料 电池轿车已成为世界各大汽车公司21世纪初激烈竞争的焦点。日本东洋经 济报道：“技术革命将彻底改变21世纪汽车业的面貌，这一改变就是在近儿 年出现的燃料电池车”。尽管传统的内燃机汽

6、车仍在当今世界占据主导地位，但发展清洁无污染的 电动汽车已是大势所趋，也是世界各国的必然选择。目前，在电动汽车的商业 化运作上，无论从产品技术还是从市场开发方面。都还面临许多亟待解决的问 题，这就需要政府的大力支持。比如，加快制定相关技术标准，出台对节能， 环保汽车的税费 减免和补贴措施，在基础设施建设上提供便利条件。3. 2国内外燃料电池电动汽车的研究进展3. 2.1国际燃料电池电动汽车发展现状燃料电池汽车具有高效和零污染（或低污染）排放的特点，同时续驶里程完全 可以和内燃机汽车相媲美，具有结束内燃机汽车百年统治地位的潜力。但各国 政府在对研发燃料电池技术上也存在分歧，在支持力度上也各不相同

7、。日本经 济产业省前儿年就对燃料电池汽车开发与推广制定了时间表，其战略目标是： 2010年，口本使用的燃料电池汽年达到5万辆；2020年达到500万辆；到2030 年，要全面普及燃料电池汽车。近期，日本又计划在5年内斥资2090亿日元开 发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池，以及氢燃料电池科技。在 美国，燃料电池电动车曾被美国前总统布什作为“氢经济”论的“法宝”大肆 宣传，但在欧洲，欧盟2008年夏天斥资10亿欧元用于燃料电池和氢能源的研究 和发展。欧盟此举旨在把燃料电池和氢能源技术发展成为能源领域的一项战略 高新技术，使欧盟在燃料电池和氢能源技术方面处于世界领先地位，欧盟将力 争在2

8、020年前建立一个燃料电池和氢能源的庞大市场。3. 2. 2国内燃料电池及其在交通领域的进展我国的燃料电池研究始于1958年，经过40余年的积累与发展，已初步形 成了一支学科专业较为齐全的研究与开发队伍。尤其在质子交换膜燃料电池方 面，总体水平与先进国家的差距正在缩小。在质子交换膜燃料电池本体技术发展的基础上，1998年北京理工大学及清 华大学开发了燃料电池微型电动车;2000年底上海神力科技有限公司开发了“氢动力一号”游览车，并亮相于2000年上海工博会;2001年1月中国科学院 大连化学物理研究所与东风汽车公司研制了 30kw燃料电池中巴车，2002年又 与清华大学合作研制成功我国第一台燃

9、料电池城市大巴;2002年北京绿能公司 也组装了自己研制的燃料电池车。2003年8月，同济大学与上海汽车集团联合 推出了我国首辆燃料电池混合动力轿车“超越一号”，标志着我国燃料电池电 动汽车发展的里程碑，缩短了我国与世界先进水平的差距。同时，我国在储氢技术和车载制氢技术上有了一定的发展。2002年1月， 中国科学院宣布启动知识创新工程重大项目“大功率质子交换膜燃料电池发动 机及氢源技术”，这项重大项目的启动将促进燃料电池电动汽车及氢源技术的 发展。我国燃料电池电动汽车产业化目标是，20062010年期间，通过示范运行，找 出薄弱环节，攻克技术难关，实现燃料电池电动汽车的小批量试制；201020

10、20年，争取燃料电池电动汽车的批量生产；20202030年，我国电动汽车 整体技术水平要基本与国际电动汽车水平相当，并且实现燃料电池电动汽车的 大批量生产。3. 3国内外燃料电池氢源选择的研究3. 3.1国内燃料电池氢源选择的研究以氢能为基础的燃料电池电动汽车是21世纪理想的交通工具，从国家能 源安全和环境保护的战略角度考虑，它的出现为我国调整能源结构和发展交通 技术提供了一个极好的机遇。然而发展燃料电池电动汽车是一个庞大的系统工程，它不仅是汽车技术的 一场深刻革命，同时又涉及到规划和建设庞大的制氢、储氢及加注站等基础设 施。因此合理协调燃料电池电动汽车与氢源基础设施的发展关系具有十分重要 的

11、战略意义。我国要想迅速赶超国际燃料电池电动汽车先进水平，必须找到适 合本国国情的最佳切入点，通过政策指引少走弯路。3. 3. 2国外燃料电池氢源选择的研究近年来，国外很多研究从“井口到车轮”的全生命周期角度评估了燃料电 池电动汽车氢源的选择方案。总的说来，大部分研究都将纯氢、甲醇和汽油作 为三种最主要的选择来进行研究。但由于评估中存在很多不确定因素，如研究 对象、时间范畴以及国别差异等，他们得到的结论也不尽相同。Princeton大学的能源与环境研究中心对燃料电池燃料氢源的一系列相关 问题进行了系统研究。从燃料电池电动汽车本身的设计要求及相对应的燃料供 给基础设施建设两方面，对比了不同氢源的能

12、效和经济性，并在此基础上提出 了发展燃料电池电动汽车的近期和远期的燃料策略。对燃料电池电动汽车重整 器的发展、发展氢输配系统的可行性、燃料电池电动汽车的燃料经济性、小型 天然气制氢的可行性以及各种可再生资源制氢等角度都进行了评估和分析，较 为全面地研究了氢源的选择方案。通用公司更是对氢源的燃料选择进行了全生命周期的研究:共对75种燃料 路径及15种动力系统进行了研究，被认为是进行燃料评估的一个典范，而 Methanex Methanol Institute等机构则对甲醇应用于燃料电池电动汽车更有 信心。通过对国外研究分析总结知道各种燃料选择的优缺点。可见，三种燃料选 择各有利弊，要作出合理选择就要考虑本国的能源结构，从国情出发，选择适 合的氢源方案。4、本课题的主要研究内容和拟采取的技术路线4. 1主要研究内容1）电动汽车发展概况；2）电动汽车工作原理；3）燃料电池发动机系统分析；4）动力蓄电池的结构、工作原理及特性分析；5）燃料电池的结构、工作原理及特性分析；6）结论。4. 2技术路线跟据电动汽车的发展概况，研究电动汽车的工作原理，并分析燃料电池发 动机系统，再进一步的深入的研究动力蓄电池和燃料电池的结构和工作原理。5、研究基础具备的条件计算机一台，WORD