电动汽车技术ppt课件

1、电动汽车技术清华汽车工程开发研讨院汽车平安与节能国家重点实验室清华大学汽车工程系宋 健.电动汽车技术概述开展电动汽车的意义纯电动汽车技术混合动力电动汽车技术燃料电池电动汽车技术结论.电动汽车技术概述电动汽车的定义电动汽车的开展史电动汽车的种类： 纯电动汽车； 混合动力电动汽车； 燃料电池电动汽车；其他电动汽车 .概 述电动汽车的定义 “电动汽车普通的了解为：从车载电源上获得电力，以电机驱动，满足道路平安法规对汽车的各项要求，并获准在正规道路上行驶的车辆。 电动汽车普通由以下根本构件组成： 车载电源 驱动电机与控制器 汽车底盘和车身.概 述电动汽车的开展史1873年，英国人Robert Davi

2、dson 采用铁锌电池一次电池将马车改呵斥了第一辆三轮电动车。所以电动车较汽车(1886年)早了13年。1881年，法国人Gustav Trouve 第一次采用铅酸电池二次电池呵斥了电动汽车。1882年法国人制造了可乘50人的电动汽车。1886年伦敦出现了电动公共汽车。.概 述电动汽车的开展史1889年，法国人制造的电动汽车时速达106公里，创当时汽车时速的世界纪录。1900年，美国汽车产量4195辆。其中电动汽车1575辆，蒸汽汽车1684辆，燃油汽车936辆。电动汽车较燃油汽车比例还大。1920年，美国的公路上已根本见不到电动汽车了。.概 述电动汽车的种类纯电动汽车：英文称号为Pure E

3、lectric Vehicle，简称：PEV，是指以单一车载蓄电池为能源的电动汽车。混合动力电动汽车：英文称号为Hybrid Electric Vehicle，简称：HEV，是指以两种或两种以上动力源为能源的电动汽车，即除了蓄电池以外，还带有熄灭某种燃料的原动机或动力发电机组，如：内燃机、燃汽轮机或燃料电池等。.概 述电动汽车的种类燃料电池电动汽车：英文称号为Fuel Cell Electric Vehicle，简称：FCEV，是指以燃料电池为动力发电机的混合动力电动汽车。其他电动汽车：最近几年出现的电动汽车，如：Plug-in混合动力电动汽车和低速小型电动汽车等.电动汽车技术开展电动汽车的意

4、义减少汽车对环境的污染提高能源利用效率使汽车的能源构造多样化.开展电动汽车的意义减少汽车对环境的污染汽车对环境的污染：美国：大气污染物的42%来自汽车的排放，其中CO 66%、HC 31%、NOX 43%、微粒 17%、SO2 3%、CO2 20%、Pb37%。每年因大气污染呵斥损失2290亿美圆。.开展电动汽车的意义减少汽车对环境的污染我国：大中城市的大气污染物的70%来自汽车的排放 全球污染最严重的20个城市中有10个在我国 2001年，大气污染呵斥的损失约600亿美圆，占国民消费总值的5%； 2005年，大气污染呵斥的损失约5000亿人民币，占国民消费总值的3% 。.开展电动汽车的意义减

5、少汽车对环境的污染电动汽车减少的污染：纯电动汽车：行驶中根本无污染混合动力电动汽车：可减少污染80%。燃料电池电动汽车：行驶中根本无污染.开展电动汽车的意义提高能源利用效率纯电动汽车：以石油为例，以原油为起点，根据日天性源研讨所的研讨结论： 传统的燃油汽车汽油经过石油精练、运输、加油和内燃机转化后传到汽车车轮的有效能量占原油能量的12%；柴油15% 纯电动汽车经过原油粗炼、发电厂发电、电力保送、电池充电、经电机将动力传至车轮的有效能源利用率为14%。 电动车的能源利用率较燃油(汽油)汽车高2个百分点。混合动力电动汽车：混合动力电动汽车普通比传统的燃油汽油汽车节油40%-50%。假设按40%计算

6、，有效能源利用率为20%，较传统燃油汽车高8个百分点。.开展电动汽车的意义提高能源利用效率燃料电池电动汽车：燃料电池将氢气和氧气转化为电力的效率最高为60%。假设采用重整气体如：甲烷、甲醇乙醇等，以重整气体为起点，经运输、燃料电池发电、DC-DC转换、燃料电池发动机的耗费、电动机将动力传至车轮的有效能源利用率为20%。留意，这里未思索重整气体制备过程的能量损失。假设将这部分能量损失思索在内，燃料电池的有效能源利用率为15%左右。综上所述：混合动力电动汽车的有效能源利用率最高。.开展电动汽车的意义使汽车的能源构造多样化 开展电动汽车的主要意义之一(我以为最重要的要素)是为理处理能源的平安问题，处

7、理对石油能源的依赖程度，使耗能大户-汽车的能源构造多样化。例如：电能可来自水能、核能、煤、风能、太阳能等。.电动汽车技术纯电动汽车技术 国外纯电动汽车的运用：法国、美国、日 本、德国等 我国纯电动汽车的开展 纯电动汽车产业化的困难.纯电动汽车技术国外纯电动汽车的运用 法国：全球最积极研制、推行纯电动汽车的国家之一。电力的75%来自核能，15%来自水电；石油根本依赖进口，油价是美国的4倍；国家对购买电动汽车给予补贴。 .纯电动汽车技术国外纯电动汽车的运用美国：1973年将开发研制电动汽车列入国家研讨方案；1991年美国三大汽车通用、福特、克莱斯勒公司与政府协作结合攻关研制电动汽车的关键部件-电池

8、，至今镍氢电池性能已根本达标，但价钱仍较贵，已投入小批量商业化消费。其他电池锂离子和锂聚合物等虽获得很大进展，但尚缺乏商业化消费的根底。 1998年2%和2001年5%电动汽车化的规定已放弃，2003年8%电动汽车的比例未能实现。目前根本放弃了纯电动汽车的产业开发方案，改做PLUG-IN混合动力电动汽车。 对电动汽车的购买者给予10%的补贴，2000年美国加州销售3750台电动汽车。.纯电动汽车技术国外纯电动汽车的运用 日本：石油根本依赖进口，油价很贵；1971年将电动汽车列入政府研讨方案，1976年在通产省下设立电动车辆协会；1991年东京电力公司采用镍镉电池研制出时速达176公里，续驶里程

9、548公里40Km/h等速的电动汽车。1996年丰田、本田汽车公司研制的电动汽车进入小批量消费，销售到美国加州。 德国：1992年在吕根岛Rugen对64辆电动车进展了4年的运用实验；1995年电动车保有量为4400台，是当时世界上电动汽车保有量最多的国家。 .纯电动汽车技术我国纯电动汽车的开展90年代初，我国将电动汽车的研讨开发初次列入国家“八五科技攻关方案，国家计委、科委、经贸委、国防科工委都对电动汽车研讨给予支持。在电动汽车及其电池、电机与控制器、充电系统、电子监控系统等方面获得了阶段性成果。“九五期间，国家科委将电动汽车列入国家艰苦科技产业工程工程，包括：电动概念车的开发；电动改装车的

10、研制；电动汽车运转示范区的建立；电池、电机、充电技术等关键技术的研讨和有关电动汽车的政策、法规、规范的制定等。.纯电动汽车技术我国纯电动汽车的开展1999年4月，李岚清副总理强调汽车产业要实现跨越式开展，要开展电动汽车。1999年10月，吴邦国副总理强调：为处理环境污染和能源问题，中国政府将大力支持电动汽车的研讨开发和消费。.纯电动汽车技术我国纯电动汽车的开展2001年10月我国将电动汽车工程列入国家“十五863艰苦专项方案。投入8亿元人民币，对纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车的关键技术进展了研讨，获得了某些关键技术的突破。.纯电动汽车技术我国纯电动汽车的开展2006年10月我国

11、再一次将电动汽车工程列入国家“十一五863艰苦专项方案。投入11亿元人民币，重点对混合动力电动汽车的产业化技术和燃料电池电动汽车技术进展研讨，力求对关键技术的突破。2021年6月国家“十一五863方案将plug-in混合动力电动汽车和混合动力系统的关键部件动力耦合安装列入开展方案，进一步推进电动汽车技术的深化开展。.纯电动汽车技术纯电动汽车产业化的困难电池性能差 ：电池比能量低、寿命短、充电速度慢和价钱贵是纯电动汽车不能推行运用的主要缘由，此外电池还存在平安性问题。动力性能差、运输效率低 ：由于电池存电量小，普通电机功率也小，导致纯电动汽车最高车速、加速才干、爬坡才干均较燃油汽车差，续驶里程短

12、，运输效率也低。.纯电动汽车技术纯电动汽车产业化的困难本钱高、价钱贵：普通纯电动汽车的制造本钱是同级别燃油车的2-3倍主要是电池贵；运用本钱综合了电池的运用本钱后，在目前的油价下较燃油汽车贵。根底设备缺乏：社会上缺乏电动汽车充电站和电动汽车的维修、培训人员等。 全世界纯电动汽车保有量只需15000台左右不包括小型低速电动车。 磷酸铁锂电池或许是突破口？ 物理电池 小型低速电动汽车具有运用前景.电动汽车技术混合动力电动汽车技术混合动力电动汽车简介混合动力电动汽车的技术特点四种混合动力系统混合动力电动汽车的开展前景.混合动力电动汽车技术混合动力电动汽车简介混合动力电动汽车是在纯电动汽车遇到宏大技术

13、妨碍时的产物。混合动力电动汽车源自于美国总统克林顿亲身倡导和支持的“新一代汽车协作同伴方案(Partnership for a New Generation of Vehicles，简称PNGV)，开场于1993年9月，参与该工程的有8个美国联邦政府机构，众多的国家实验室、大学研讨机构、通用、福特、克莱斯勤三大汽车公司，上千个汽车零部件供应商等企业部门。该方案的目的是到2004 年研制并投产一种性能与如今传统的发动机排量在2.83.0 L左右的中级轿车一样，而排放的程度到达超低排放程度，燃料耗费量到达百公里3 L(即1 加仑汽油行驶80mile)。而能到达此目的的独一选择就是混合动力电动汽车。

14、 .混合动力电动汽车技术混合动力电动汽车的技术特点 混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle，简称HEV)是将电动单元与附加动力单元(Auxiliary Power Unit，简称APU)合用到一辆车上。这个附加动力单元可以是一个熄灭(或耗费)某种燃料的发动机或动力发电机组。燃料可以是汽油、柴油等汽车的传统燃料，也可以是甲醇、乙醇、液化石油气、天然气、氢气等代用燃料。发动机可以是内燃机、燃气轮机、斯特林发动机等热机，也可以是燃料电池。 .混合动力电动汽车技术混合动力电动汽车的技术特点 与传统的燃油汽车和电动汽车相比具有的特点：电池容量减小纯电动汽车的10-20%左右，降

15、低了电动汽车的自重和本钱。附加动力单元(APU)的选用，使混合动力电动汽车的续驶里程与动力性能可以到达燃油汽车的程度。.混合动力电动汽车技术混合动力电动汽车的技术特点 与传统的燃油汽车和电动汽车相比具有的特点：、附加动力单元主要任务在最正确工况点附近，比传统内燃机汽车需在低速、高速、怠速和高负荷变工况运转时的废气排放相比，可到达超低排放程度，普通，较传统内燃机汽车降低排放80%左右。同时，由于附加动力单元主要任务在最正确工况点附近，降低了油耗30%汽油机左右。公用发动机节能可达40%。.混合动力电动汽车技术混合动力电动汽车的技术特点 与传统的燃油汽车和电动汽车相比具有的特点：制动能量回收系统进

16、一步节省了能源，根据工况不同，可降低油耗10%-20%；并提高制动系统的可靠性和延伸制动器的运用寿命。由于电池处于浅冲浅放形状，提高了电池运用寿命，降低了运用本钱。6. 大大添加了技术难度，主要是电动机、发电机、附加动力单元、动力耦合安装、电池与管理系统和制动能量回收的协调控制难度。.混合动力电动汽车技术四种混合动力系统串联式：该系统由发动机、发电机、电池组、能量管理系统(Energy Management System简称EMS)、驱动电机及其控制器、汽车传动系等部分组成。 发动机与发电机组成附加动力单元(APU)。发动机控制在最正确工况区(油耗和排放最低)相对稳定运转，带动发电机所发出的电

17、能可直接供电动机驱动汽车。 当汽车在起步、加速、爬坡或高速行驶等高负荷运转时，电池组可以提供额外的电能。当汽车中低速运转时，发电机发出的动力除了驱动汽车外，多余的电能向电池组充电。 .混合动力电动汽车技术四种混合动力系统串联式： 串联式的特点是：动力系统需求三套发动机、发电机、电动机，动力系统效率低，本钱较高，节油率低；但控制难度较低，排放性能好。.混合动力电动汽车技术四种混合动力系统并联式：该系统由发动机、电池组、能量管理系统、发电/电动机及其控制器、汽车传动系等部分组成。 该系统的发动机与电动机以机械能迭加的方式驱动汽车。发动机与电动机既可以独立地驱动汽车，在需求大功率时也可以共同提供动力

18、。 汽车低负荷运转时，由电机单独驱动汽车； 汽车中等负荷运转时，由发动机驱动汽车，发动机控制在最正确工况区附近稳定运转，富有的动力经过电机发电形状给电池充电；.混合动力电动汽车技术四种混合动力系统并联式： 当汽车高负荷运转时，发动机与电动机同时驱动汽车； 汽车滑行或制动时，经过制动能量回收系统的控制，由电机向电池组充电 。 并联式的特点是：动力系统效率高，本钱较低，油耗较低；但控制难度较大，排放性能较串联式稍差。.混合动力电动汽车技术四种混合动力系统混联式：该系统将串联络统与并联络统利用一种由行星齿轮系统组成的动力分配安装，经过能量管理系统结合到一同，以便根据行驶工况及对能量的需求，灵敏采取不

19、同的驱动方式。从而到达最高的效率、最低的燃油耗费和废气排放。 混联式的特点是：结合了串联式和并联式的优点，动力系统效率高，油耗低，排放好，本钱介于串联和并联之间；控制难度最大。.混合动力电动汽车技术四种混合动力系统、plug-in混合动力汽车：该系统是纯电动汽车与混合动力电动汽车的交融。正常行驶时以纯电动为主，为了减少电池的运用量从而减轻分量，降低本钱、提高续驶里程、提高汽车的动力性和经济性，交融了混合动力汽车的优点，从而到达最高的效率、最低的本钱和废气排放。 plug-in混合动力汽车特点是：结合了纯电动汽车和混合动力电动汽车的优点，动力系统效率高，油耗低，排放好，本钱较纯电动汽车有了大幅度

20、的降低。.混合动力电动汽车技术混合动力电动汽车的开展前景 鉴于混合动力电动汽车具有节能和环保的优点，技术上不存在抑制不了的困难，本钱并联式较传统的燃油汽车添加的不多约20%-40%，有能够经过节约燃料费收回，在目前情况下是最有开展前景的电动汽车。其中，并联式混合动力电动汽车前景最为光明。 plug-in电动汽车在特定条件下及在油价与电价不平衡时有较大优势。 假设EVT技术开展成熟，串联与混联技术也较有出路.电动汽车技术燃料电池电动汽车技术燃料电池的任务原理燃料电池的种类燃料电池电动汽车制约燃料电池电动汽车运用的要素.燃料电池电动汽车技术燃料电池的任务原理.燃料电池电动汽车技术燃料电池的种类五种燃料电池电解质任务温度(oC)优点