1-电动汽车的发展史与现状201007解析

1、电动汽车机械工程学院杨竞20061 电动汽车的发展史与现状及关键技术 1 ) 电动汽车的发展概况2) 电动汽车的现状与发展前景3) 电动汽车的关键技术1.1 电动汽车的发展概况 电动车辆实际上比内燃机车辆出现的要早。电动车辆实际上比内燃机车辆出现的要早。18591859年，法国人旨兰特年，法国人旨兰特(Plante(Plante) )发明了蓄电池。发明了蓄电池。 1873年英国人年英国人Robert Davidson首次在马车的首次在马车的基础上制造出一辆电动三轮车，它由铁锌电池基础上制造出一辆电动三轮车，它由铁锌电池（一次电池）提供电力，由电机驱动。它比内燃（一次电池）提供电力，由电机驱动。

2、它比内燃机为动力的汽车发明早机为动力的汽车发明早13年。年。 18811881午，法国工程师午，法国工程师GustaveTmuveGustaveTmuve制造丁第制造丁第一辆电动三轮车。一辆电动三轮车。 18821882年，英格兰的年，英格兰的W WE EAgctonAgcton和和Jhonon PerryPerry组装了第二辆电动三轮车。组装了第二辆电动三轮车。18901890年，美国依阿华州诞生了第一辆电动汽车。年，美国依阿华州诞生了第一辆电动汽车。18991899年，法国制造出第一辆电动汽车。年，法国制造出第一辆电动汽车。 19001900年，德国出现了第一辆电动汽车。年，德国出现了第一

3、辆电动汽车。19121912年，美国已大量生产电动汽车。年，美国已大量生产电动汽车。 2020世纪世纪2020年代初，在美国汽车保有量中，电年代初，在美国汽车保有量中，电动汽车占动汽车占3838，而内燃机作动力的车辆仪占，而内燃机作动力的车辆仪占22%22%，19151915年，美国电动汽车的保有量达年，美国电动汽车的保有量达5 5万辆。万辆。 1912 1912年，美国工程师年，美国工程师Charles KetteringCharles Kettering发明发明了启动机，这促进了内燃机汽车的发展。而电动了启动机，这促进了内燃机汽车的发展。而电动汽车由于不适应长距离行驶，发展几乎停滞。汽车由

4、于不适应长距离行驶，发展几乎停滞。燃烧汽油的内燃机汽车发展得很快。 电动汽车经历了漫长的发展岁月电动汽车经历了漫长的发展岁月 电动汽车是以电为动力的汽车，电的来源可有多种方法。 由于当时的技术水平和社会环境所限，电动汽车没有发展起来。电动车辆的复苏和发展 20世纪50年代到60年代中期，电动汽车开始得到复苏。 一是环境污染。 二是石油资源。 因而人们再次将目光投向电动汽车。 在严格控制排放和节省能源的今天，依靠发展了的电力电子控制技术和计算机技术，加上对蓄电池的不断改进和开发新动力电源，电动车辆终将战胜内燃机车辆，成为21世纪广泛采用的交通工具。汽车尾气的排放对人类健康和人们生活构成了严重威胁

5、，再综合能源问题的考虑，于是，具有零排放污染的电动汽车重新被重视起来，各国都制定了相关的鼓励政策。 电动汽车经历了关键性技术的突破，样机、样车的研制，区域性试用以及小批量实际应用等探索阶段，现在已接近商业化生产。 目前，世界各国(地区)竞相研究，并且相继研制出多种电动车辆，有很多已商品化。其行驶里程、行驶车速已达到人们可以接受的程度。 在我国也曾多次兴起研究电动汽车的热潮，目前更是方兴未艾。 20世纪40年代及50年代末展开的电动汽车的研究与试验由于受技术条件的限制，未取得很大的进展。 1962年，上海公用事业研究所针对国内石油奇缺问题，以解决能源为目的，研制出电动汽车，取得不小的进展。该车的

6、行驶速度达到284kmh续驶里程达882km。 20世纪70年代初， 一些地方将目标瞄向电动车技术的薄弱环节蓄电池上，但因投入的人力物力不足，研究未取得突破性进展。 20世纪80年代起，电动车辆的研究热潮迭起，1982年，我国成立了电动车辆研究会，组织了国内外电动汽车的学术交流，对电动车辆的发展起到了推动作用。 一百多年来，电动汽车在汽车发展史中一百多年来，电动汽车在汽车发展史中经历了三次重大机遇：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。 20世纪70年代石油危机的爆发，给世界

7、各国政界一次不小的打击，开始考虑替代石油的其他能源，包括风能、太阳能、电能等可再生能源。因此从政治经济方面考虑，才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20世纪90年代，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，内燃机汽车的排放污染，给全球的环境以灾难性的影响，因此开发生产零污染交通工具成为各国所追求的目标，电动汽车的无（低）污染优点，使其成为当代汽车发展的主要方向。1.2 电动汽车的现状与发展前景 GM公司公司1996年年12月推向市场的月推向市场的EV1电动汽车，电动汽车，车身结构采用复合材料制成，车身结构采用复合材料制成，32块铅

8、酸电池作为块铅酸电池作为主能源，车体自重主能源，车体自重1000kg,三相感应电机驱动。三相感应电机驱动。EV1的最高时的最高时 速可达到速可达到128km/h，从静止加速到，从静止加速到96km/h的时间小于的时间小于9s，一次充电可以行驶，一次充电可以行驶144km，目前已成为目前已成为90年代电动车的经典之作。年代电动车的经典之作。空气阻力系数空气阻力系数0.19； 85%电池电量行驶里程：电池电量行驶里程：EPA 城市循环：城市循环：112km；高速公路行驶：高速公路行驶：144km； 电池剩余电量为电池剩余电量为15%时充电时间：时充电时间： 220V/6.6kw充电机约需充电机约需

9、3小时；小时；110V/1.2kw车载充电机约需车载充电机约需15小时。小时。 Ford公司于1998年以小型卡车Ranger为样车推出的一款铅酸电池电动汽车，其外形尺寸与汽油发动机Ranger相同。080km加速：12.5秒 最高车速：120km/h 最大续航里程：131km Fiat公司于1994年推出该车的样车。车身采用铝合金结构，重量减少40%。该车的设计从概念到实车上路仅用了24个月。 Fiat的这一款Cinquecento 同时装有常规内燃机和电动机，是世界首创。 Cinquecento Elettra 是一种零排放四座城市型汽车。 国家“八五”攻关项目，经专家评定，这一款四座电动

10、轻型客车性能优良，行驶安全、舒适，实用性强。 国家“八五”攻关项目，十六座轻型电动客车。 日本Takara公司推出单座电动汽车“Qi” 电动车辆除了作为交通运输工具以外，在一些特殊场所，如车站、码头、工厂、仓库等并不要求长途行驶，但要求环境保护严格的应用环境。如电动叉车、牵引车因无污染、噪声低，一直受到青睐，而且发展到了较高的水平。蓄电池叉车、蓄电池牵引车、仓库物资拣选车等在其产量中占据约13。 欧美发达国家的电动车辆(机械)制造公司出产的蓄电池车辆在世界上有很高的知名度。我国也有多家生产厂制造蓄电池机械。 随着世界经济的快速发展，能源与环境已经成为人类发展和生存的重大问题。内燃机汽车使用的燃

11、料均为一次性能源，开发使用后便不可再生。能源消耗的增加，地球的矿物能源已面临枯竭。环境问题也日益突出，在世界各地的大、中城市，大气污染物中约4070来自内燃机汽车的尾气排放。 我国汽车排放造成的大气污染问题也十分严重。世界银行一个专家组的调查报告中指出：中国大城市的污染状况目前是全世界最为严重的，全世界空气污染最严重的20个城市中，有10个在中国。而中国华北、华东的大城市调查中，大气污染的70来自于汽车的尾气排放。 在名胜景区，生活娱乐场所，采用电动车辆。以蓄电池电动机作动力的游览车、高尔夫球场车、残疾人代步车得到越来越广泛的应用。 在矿山机械中，由内燃机带动发电机发电，而后供应电动机驱动车辆

12、行走轮的大型装卸机械，因其良好的操作性也获得了广泛的应用；在一些新型的电动交通工具中，双动力车辆，如以内燃机和蓄电池与电动机分时驱动的内燃电动车辆和以内燃机发电机蓄电池电动机为驱动顺序的内燃电动车辆，也得到了很大的发展和应用。1.3 电动汽车的关键技术1.电动车辆的分类 电动汽车具体可分为三类：即仅以车载蓄电电动汽车具体可分为三类：即仅以车载蓄电池为动力源的纯电动汽车，以多个车载动力源提池为动力源的纯电动汽车，以多个车载动力源提供动力的混合动力电动汽车和以燃料电池为动力供动力的混合动力电动汽车和以燃料电池为动力的燃料电池汽车。的燃料电池汽车。1) 按电源分类 按电动车辆电源的不同可分为蓄电池供

13、电的电动车辆、电网供电的电动车辆和内燃机发电机供电的电动车辆等。通常所说的电动车辆(EV)，主要是指由蓄电池供电的电动车辆。电网供电的电动车辆常见的是电气化列车(火车)和城市用的有轨及无轨电车。内燃机发电机供电的电动车辆又称电传动车辆。2)按用途分类 按电动车辆用途的不同可分为电动汽车(客车，货车)，工业用电动车(电动叉车、电动牵引车)、生活代步车(电动摩托车、三轮车)、娱乐场所用车(娱乐车、高尔夫球场车、游览车)等。3)按驱动控制方式分类 按电动车辆的驱动控制方式的不同可分为直流电动机驱动、晶闸管斩波器控制、交流电动机驱动、变频调速器控制、电动机内燃机混合驱动等。4) 按电动机的布置形式分类

14、 按电动车辆的电动机布置形式的不同分为单电动机中央驱动、双电动机或多电动机电动轮驱动等。2. 电动车辆的特点 电动车辆与内燃机车辆相比，有其自身的许多特点，表12给出了电动车辆与内燃机车辆性能和用途方面的比较。电动车辆的优点：1)无污染，噪声低2)能源效率高，多样化3 ) 结构简单，使用维修方便4 ) 动力电源使用成本高，续驶里程短 电动车辆的价格比内燃机车辆高，决定了电动车辆的初期投入大、费用支出多，但是电动车辆的维修保养的费用低，随着使用年限的延长，其使用费用支出会逐渐降低，甚至会低于内燃机车辆的使用成本。3.电动汽车电池、电机、电控三大关键技术电动汽车依靠电能驱动车辆，而电能在驱动汽车行

15、驶过程中基本不排放有害气体，对环境不会造成污染。 电动汽车的驱动系统主要由电池组、控制系统、电机等组成。关键技术取得突破关键技术取得突破电池、电机、电控系统一直是制约电动汽车大规模进入市场的关键因素。 现在，我国在电动汽车整车设计、驱动系统、电池管理系统，尤其是锂离子电池、燃料电池等高性能动力电池的研制方面取得重大进展。在高性能电池方面，锂离子电池续驶能力达到 300 公里，最高时速可达 120 公里；深圳中星汽车制造公司研制的超级纳米碳纤素电池容量是一般铅酸电池的 11 倍，充电仅需 10 分钟就可以完成，寿命可达 10 年以上，价格为锂电池的一半，体积为锂电池的 1/3，均展示出明显的商业化前景。 在电机与电控系统方面，华中科技大学开发的全数字化开关磁阻电机、中船 712 所开发的永磁无刷电机、中国科学院北京三环通用电气公司开发出电动汽车专用的 7.5 千瓦轮毂电机等，都是我国电动汽车驱动电机技术的重大突破。 我校