我国电动汽车发展状况研究概要

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本科生毕业论文(设计)我国电动汽车发展状况研究

系别:汽车工程学院

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完成日期: 2016年XX月XX日

学士学位论文原创性申明

本人郑重申明:所呈交的论文(设计)是本人在指导老师的指导下独立进行研究,所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文(设计)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

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摘要

随着汽车保有量的不断增加,造成世界能源危机不断加大,截止目前来看,作为人类现代文明标志的汽车还完全依赖于石油,据统计未来四五年之后,仅汽车每年消耗原油高达50亿吨以上,整个交通领域将占原油消费比例高达60%。届时,我国石油进口比重将超过一半。如此巨大的石油需求将严重威胁国家的能源安全。据国际能源机构预测,就目前的石油消耗速率,保守估计。现已探明储量还可维持大约40来年。同时随着汽车迅速增加,相比较能源危机,因汽车排放尾气造成的空气污染给人类带来的威胁更加急迫。在中国这几年,一到冬天。中国中部、东部整个被厚厚的雾霾包裹整整5,6个月。人人不堪其扰,尤其是整个华北平原,京津冀一带,PM2.5检测值连年爆表。空气质量严重污染,给人们的生活,生产带来极大的干扰。本文主要,基于目前严峻的形势,介绍这几年国内外电动汽车的发展现状,发展技术,国内相关产业的发展,国家的有关政策。

关键词: 能源危机,空气污染,电动汽车

Abstract

With the increase in car ownership, resulting in the world market energy crisis continues to increase, up to now, as a symbol of modern civilization, the car is also entirely dependent on oil, according to statistics the next four to five years after the annual consumption of crude oil only cars up to 5 billion tons, the entire transport sector will account for the proportion of crude oil consumption up to 60%. By then, China's oil imports will account for more than half. Such a huge demand for oil will be a serious threat to the country's energy security. According to the International Energy Agency projections, the current oil consumption rate, a conservative estimate. Proven reserves are now available for about 40 years. At the same time with the rapid increase in the car, compared to the energy crisis, due to vehicle exhaust emissions caused by air pollution to human threat more urgent. In China these years, one to winter. China's central and eastern parts of the entire thick haze wrapped a full 5,6 months. Everyone bear its disturbance, especially throughout the North China Plain, Beijing-Tianjin-Hebei area, PM2.5 detection burst year after year. Air quality seriously polluted, to the people's life, the production brings the enormous disturbance. In this paper, based on the current grim situation, to introduce the development of electric vehicles at home and abroad in recent years the status quo, the development of technology, domestic related industries, the relevant national policies.

Key words: Energy crisis, air pollution, electric vehicles

目录

摘要 ............................................................................................... 错误!未定义书签。第1章绪论 ................................................................................. 错误!未定义书签。

1.1 研究背景及研究意义 .................................................... 错误!未定义书签。

1.2 国外发展状况 ................................................................ 错误!未定义书签。第2章电动汽车发展意义 ......................................................... 错误!未定义书签。

2.1 应对能源危机 ................................................................ 错误!未定义书签。

2.2 解决环境危机 ................................................................ 错误!未定义书签。

2.3 产业结构调整 ................................................................ 错误!未定义书签。

2.3.1 经济全球化的要求 ............................................. 错误!未定义书签。

2.3.2 产业结构调整升级 ............................................. 错误!未定义书签。

2.3.3 工业强国的需求 ................................................. 错误!未定义书签。第3章现有国内外电动汽车技术 ............................................. 错误!未定义书签。

3.1 电动汽车发展历程 ........................................................ 错误!未定义书签。

3.2 电动现有发展技术 ........................................................ 错误!未定义书签。

3.2.1 纯电动汽车 ......................................................... 错误!未定义书签。

3.2.2 混合动力汽车 ..................................................... 错误!未定义书签。

3.2.3 燃料电池汽车 ..................................................... 错误!未定义书签。第4章国内发展电动汽车发展前景 ......................................... 错误!未定义书签。

4.1 发展优势 ........................................................................ 错误!未定义书签。

4.2 国外的优势 .................................................................... 错误!未定义书签。第5章我国电动汽车现状分析 ................................................. 错误!未定义书签。

5.1 目前面临的问题 ............................................................ 错误!未定义书签。

5.2 国家的相关推动政策 .................................................... 错误!未定义书签。

5.3中国电动汽车发展的一些思考 ..................................... 错误!未定义书签。第6章总结 ................................................................................. 错误!未定义书签。参考文献 ....................................................................................... 错误!未定义书签。致谢 ............................................................................................... 错误!未定义书签。

第1章绪论

1.1 研究背景及研究意义

面临无法避免的能源危机和日益严重的环境污染,发展新型电动汽车是未来发展的必经之路,是整个汽车产业的未来走向。我国原油消耗总量已仅此于美国。四五年之后,机动车每年可消耗原油达2亿吨以上。维持如此巨大的能源缺口,基于目前国内外能源市场的现状,存在着太多的不稳定性,并且会不可避免的严重阻碍我国经济的持续发展。发展电动汽车是,必经之路,也是当务之急。中国的汽车工业业经过这么多年的发展,通过与国外大型汽车生产厂商合资建厂,进行技术引进。可是,就目前而言,国内的汽车市场还是外国品牌的天下。在传统的内燃机汽车领域,我国与外国的技术差距足足有好几十年。这中间所落下的经验,这短短的十几年也是很难抹平的,中国现在已是全球第一汽车生产大国,也是全球第一汽车销售大国。我们拥有这全球最大的汽车市场,我们确仍然称不上汽车强国。在传统的内燃机汽车领域,中国一直是追赶着。发展新型电动汽车,这是一个新的挑战,也是一个新的开始。我们国家和其他国家大致处于同一水平线上,使我们实现汽车强国梦的最好的机遇,也是我们实现汽车产业弯道超越的最好时机。

1.2 国外发展状况

电动汽车的发展历史比汽油车还要早,1834年就已经出现了最早的电动汽车,此时汽油机车的出现还要往后推60多年。20世纪初在美国市场销售的电动汽车占到百分之四十的比例,随后,后来内燃机汽车的兴起,及石油开采量的迅速增加,汽油提炼技术的改进,人们对驾驶速度,和驾驶距离的要求越来越高。也基于电动汽车电池技术等相关领域存在的瓶颈技术短时间内难以攻克。在此后的时间里,电车慢慢退出了主流汽车市场。在1973年,中东内乱,阿拉伯国家集体施行石油禁用,世界原油价格一路高涨,人们开始重新将目光投向了电动汽车。美国首先提出,研究电动汽车来解决面临的能源危机和空气污染。接下来各大汽车厂商纷纷开始研制新型电动汽车。美国通用,福特、日本本田,丰田。德国大众,以及法国标致集团都已在市场上推出了自己的成熟车型。

与传统汽车来看,电动汽车不消耗石油,不产生废气。能直接解决汽车整体发展战略的瓶颈问题。给蓄电池提供的电能可以来自风能,太阳能,潮汐能等各种清洁能源。可以很好的调整国家能源结构,合理实现产业布局。同时,电机驱

动汽车运行平稳,安静,能改善传统汽车运行中的高噪音。驱动结构简单,易于检测维修。电机驱动的汽车可以结合,制动能量回收系统。进一步提高能源的利用效率。电动汽车,研发成本较高。在目前的制造水平下,其制造成本高于传统汽车。由于电池制造技术的制约,在远距离行驶测试方面表现差强人意。

1.3国内发展状况

中国电动汽车的研究始于70年代,当时只要是国内一些知名高校进行一些相关课题的探索。到了90年代,电动汽车研究以上升到国家战略地位。但截至目前,相关的研究还停留在科研探索阶段,离商业量产还有很长的路要走。

中国现代科技的发展大部分都起始于863计划,电动汽车作为863计划中很重要的科研项目,在此后的十几年里,研究重点放到了蓄电池领域,成功研制的氢-氧燃料电池具有很好的实验效果。

就目前来看各个国家在电动汽车领域的研究主要有三个方向,纯电动汽车BEV、混合动力电动汽车HEV、燃料电池汽车FCV。与传统汽车发展类似,如今在电动汽车汽市场,美国、日本、欧洲仍然占据很大的领先地位。在日本国内,以丰田等车企为代表的混合动力技术遥遥领先于世界各国,其成熟车型以占有很大的市场份额。欧洲市场,纯电动汽车一直收到人们的青睐,以德国大众,法国标致为代表的车企集团所生产的电动汽车,已在欧洲各国政府部门等相关行业服务应用十几年之久。但基于电机驱动电池目前还没有取得突破性进展,欧洲人开始将目光更多投向燃料电池汽车的研制。美国国内将燃料电池的研发放在电动汽车研发的核心地位,基于其先进技术和成熟经验,在燃料电池汽车领域取得了很多突破性进展。

早在863计划中国电动汽车的发展战略中,重点开展燃料电池汽车的研发,其次是研发混合动力汽车,这适应于我国的基本情况和社会环境。这几年中国的电动汽车市场异常火爆,各大科研机构,各大汽车生产企业,纷纷上马立项电动汽车,从投资力度和推广规模来看,中国电动汽车的发展处于世界领先地位。。

第2章电动汽车发展意义

2.1 应对能源危机

在19世纪初期,电动汽车的第一次问世是由于当时的内燃机车刚刚起步,在性能对比中电动汽车占有绝对优势,以后随着传统汽车技术的进一步发展,电动汽车淡出了汽车市场。上个世界后期,能源危机的加重促使人们开始将目光重新瞄准电动汽车。当今世界是一个科技力量决定一切的时代,可将眼光稍微放长远来看,决定一个国家实力,民族命运的是能源。电动汽车的发展,与其说是汽车产业技术革新的产物,更是应对能源危机的迫切需要。国内从1993年开始进口石油,到目前为止每年超过一半的原油缺口依赖进口。目前统计数据显示,汽车原油消耗占比也达到了石油总量的30%,以这两年的汽车保有量增长速率来估计,5年之后,汽车消耗能源比重将超过60%。仅仅汽车一年消耗石油越4.1亿吨。国际原油储量已大致探明,在很难发现超大型油田,可以预见在接下来的时间里,原油供应会越加紧张,油价会居高不下。我国对进口石油以来严重,势必会影响我国整体产业布局,对于我国能源安全始终是很大的隐患。发展电动汽车是我国应对能源危机的必经之路,也是当务之急。

2.2 解决环境危机

自从87年实行改革开放以来,中国各行各业都经过了几十年顺风顺水的发展。人民物质生活水平显著提高,整个国家所取得的成就举世侧目。然而这几年来,以往快速发展所积累的一系列问题开始慢慢显现出来。能源短缺问题是全世界都要面临的未来隐患,环境污染是我国当前就需要解决的棘手问题。汽车造成的主要是空气污染,其燃烧产生,CO化合物、NO化合物、S化物以及颗粒微尘等废气物。二氧化碳是造成全球气候变化的主因,一氧化碳直接危害人类健康。NO 化合物、S化物会形成酸雨,雾霾。中国是最大二氧化碳排放量的发展中国家。每年冬天整个中国大陆上空漂浮的雾霾严重危害着人们的身体健康,干扰到人们正常的工作,生活。严重阻碍了中国整体经济的持续、健康发展。全球气候变暖所造成的一系列,冰川消融、海平面上升、厄尔尼诺现象频频出现。发展电动汽车,实现零排放。中国政府、企业、民众众望所归。

2.3 产业结构的调整

2.3.1 经济全球化的要求

经济全球化从来都是充满机遇和挑战,从社会发展趋势来看,全球化的浪潮会越来越普遍、成熟。这是对世界整个市场进行原料,能源的再分配。产业结构的重新调整布局。中国作为参与者,在过去的十几年中,通过引进国外的资金,技术实现了经济的腾飞。然而现在来看,在经济全球化的角色定位中,中国是世界加工厂。在全球化浪潮中的那些弄潮者主要是大型跨国企业。发达国家将一些制造性企业避开本国国内高额的加工成本转移到发展中国家,以获取额外利润。这样短时间内,可能会促成发展中国家的经济发展,但终归不是长久之计。因此,具备自主创新能力,拥有先进技术是参与经济全球化的必备条件。

2.3.2 产业结构调整升级

中国在当今世界经济体系中的地位,是世界加工厂。中国这些年所取得经济成果更多的是依赖于人口红利,和低廉的投资条件。外国企业纷纷在华开工建厂,利用当地廉价的劳动成本,和原料成本进行产品加工。国内企业大多只是获取少量的加工费用。随着这几年中国薪资水平的不断上扬,中国所具有的人口红利逐渐消失。一些加工制造业,也慢慢向南亚等国家转移。观察当今世界的几个经济强国,及支柱性产业纷纷是IT,金融,信息等领域。从外部,和内部来看中国进行产业结构的优化升级,势在必行。

2.3.3 工业强国的需求

中国是一个工业大国,现如今所有的工业分类在中国都能找到,但中国还不是一个工业强国,作为现代工业文明的产物汽车,是衡量一个国家工业水平的重要指标。现如今顶尖的工业强国,美国,日本,德国。这些国家其汽车工业在全球也是遥遥领先。中国要实现工业强国梦,汽车产业是绕不开的话题。在传统的内燃机车领域,在全球化浪潮的冲击下。本土自主品牌很难获得生产空间,我们在这一领域以丧失了良好的发展环境和机遇。现在的技术与外国的差距还有二三十年。电动汽车作为汽车产业结构优化升级的新方向。我们和外国大致处于相同的出发点,与国外拥有相同的发展环境。有力于自主创新技术的成长。我们应该占据较早的起始位置,实现汽车产业的弯道超车。

第3章现有国内外电动汽车技术

3.1 电动汽车发展历程

电动汽车诞生于1834年,是19到20世纪初一二十年间欧美等国家的主要交通代步工具,随后的几十年燃油机车开始普及,电动汽车推出市场争夺。到了上个世纪70年代,能源危机促使新一轮电动汽车研发热潮,一时间各种新材料,新技术纷纷应用到电动汽车的研制当中。为了共同承担在电动汽车研发过程中的高昂费用,一些大型企业进行联合研发。

在九十年代末期,日本丰田公司推出“PRIUS”混动汽车,随后不久开始在欧洲,北美上市。到目前为止,旗下混合动力电动汽车已远销全球三十多个国家,以近九成的市场占有率成为混合动力汽车车市场无可争议的霸主。

在美国基于日益严苛的排放标准,其政府能源部门与传统汽车生产三巨头,福特、通用、克莱斯勒进行合作。各大汽车厂家投入上亿美元资金,在纯电动汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车各个方面同时进行研究。美国一直是全球电动汽车最活跃的市场,拥有这全世界最大的电动汽车保有量,以特斯拉为首的一众电动汽车研发企业代表着全球电动汽车生产的最高水准。

过去几年,中国电动汽车的研发主要还是停留在实验探索阶段。863计划立项以来,国内顶尖科研机构以及大型国控汽车制造企业,纷纷进行了一些实验车型的试制。在目前的国内电动汽车市场,以生产的电动汽车主要是城市公交车出租车等服务性机构的批量采入。在北京奥运会,上海世博会期间,在场馆运行的电动汽车全部来自国内自主品牌在住研发技术。在小范围的使用运行后显示,其具有优良的效果。

3.2 电动现有发展技术

3.2.1 纯电动汽车

纯电动汽车是汽车电动汽车发展的终极目标,在其传动系统中,利用大功率蓄电池和启动电机完全替代传统汽车的发动机。改变其驱动形式,实现汽车零排放。其蓄电池具有一定的电能储备,在电量较低时由外接电源对其进行充电。结合现有的汽车电控技术,材料,及生产制造工艺。电动汽车启动平稳,运转安静。控制效果更佳灵敏。是未来汽车发展的主流方向。其可以结合制动能量回收技术,是能量利用效率更高。目前特斯拉最新车型采用锂离子电池组,最高速度可达到200km\h,续驶里程500km。下图是纯电动汽车的驱动原理图(图3-1)

图3-1 电动汽车驱动结构图

3.2.2 混合动力汽车

如果说传统汽车产业代表的是过去,纯电动汽车面向的是未来,混合动力汽车就承载着现在。纯电动汽车在未来汽车发展市场就有无可比拟的优势,就目前技术水平来看,缺少相关的充电基础设施,同时电池技术水平没有较大的突破。就现在小批量生产的车型,其生产成本远高于传统汽车,很难打入现有的汽车市场。混合动力汽车,具有传统内燃机和电动机汽车的优点,其驱动机构为内燃机和电动机。在汽车行驶过程中可以自由切换驱动方式,使发动机可以一直维持在其最佳燃油经济性工作转速范围内。节能减排兼顾,在传统汽车的开发成本上没有增加太多,按其能量传递路线可分为并联式和串联式两种。动力耦合也可由齿轮机械式耦合,和皮带耦合。下图为混合电动汽车的驱动结构。

图3-2 并联式混合动力驱动结构

图3-3 串联式混合动力驱动结构

3.2.3 燃料电池汽车

燃料电池汽车的研究是美国研究的重点领域,目前应用较成熟的技术主要是氢氧燃料电池,利用高压钢瓶储存液态氢,在催化剂的作用下与氧气发生氧化还原反应原理产生电流,来驱动车辆。在美国通用公司最新的研究成果表明其氢氧燃料电池能量密度可达20kw/h和。续驶里程有300来公里。氢氧燃料电池其燃烧产物仅仅生成水蒸气,就目前来看,氢气的制取、存储、运输还存在一些问题。因而造成燃料电池的开发成本过高,也很难在市场上大面积推广。下图分别是氢氧燃料电池的工作原理(图3-4)及燃料电池汽车的整车布置(图3-5)。

图3-5 然连电池工作原理

图 3-6 燃料电池汽车的整车结构布置。

第4章国内发展电动汽车发展前景

4.1 发展优势

中国的企业或者说经济发展,政府导向性比外国绝大多数国家都要强,国内汽车大都是国有企业为主,这在国家宏观调控效果比外国任何一个国家都要明显。在如今市场经济体制下,进行产业结构升级,进行新产品给开发。需要非常巨大地人力和财力,很多企业难以有耐心和资金进行。在现有市场还很有诱惑力时很难做出改变。电动汽车的发展,我国早在863计划中已重点立项,国家一直在一些顶尖科研高校,企业投入充足的资金进行相关的研究。目前对于制约电动汽车发展瓶颈的电池领域,我国已处于世界领先地位。依托上海,北京等大型城市的人才资源,整合建立新型电动汽车公司,积极推动电动汽车面向市场。在政府的统一领导下,财政,路政,电力等相关部门积极协调合作。进行电动汽车充电桩等辅助设施假设。社会主义制度所具有的优势,集中精力办大事,很多年前我们可以在一穷二白的情况下举全国之力研制出原子弹、氢弹。将人造飞船,卫星送入外太空。在集中资金,人力资源进行重大技术的攻坚革新方面。我们国家具有任何其他国家所不具备的优势。近年来,国家政府更是将电动汽车的研发放在了突出地位,中国现在也是全球最活跃的电动汽车市场。这有利于调动国内企业个人的生产积极性,对于自主品牌创建,自主技术研发具备了很好的环境。

4.2 国外的优势

中国的电动目前的汽车繁荣局面很大程度是政府在后面推动,这是外国企业所无法比拟的优点。显然,国外的各大汽车制造企业背后也享受这政府政策的照顾,电动汽车的发展也有本国政府的背后推动。但相比较于中国市场,这些公司还是更容易受到市场的影响。市场的竞争机制是优胜劣汰,因此这些公司在进行产品的研发和更新是会更谨慎。中国政府的扶持导致电动汽车市场看起来异常火爆,但真正推出来的成型产品,跟外国相比还是有一定的差距。同时中国的材料精度,强度。加工工艺,跟外国同行相比也存在差距。在相关技术领域,人才储备也落后于外国企业。同时国内的相关企业在国家相关政策的扶持下,只是简单着眼于眼前利润。进行国内同行之前的无休止价格争战,没有转变企业经营发展的传统思想。没有参与经济全球化竞争意识,没意识到掌握自主技术的重要性。没具备企业长久发展的眼光,这对于中国电动汽车的发展所起的推动作用不大。同时,在政府的大力扶持之下,企业所面临的风险减小,企业没有忧患意识,创新动力不足。技术更新发展缓慢。

第5章我国电动汽车现状分析

5.1 目前面临的问题

目前来看,国内的各大汽车厂商都开始了电动汽车研发项目。在市场上也能见到,比亚迪、奇瑞等品牌的纯电动商用车。不过与外国同类产品相比较差别还是很明显的。特斯拉最新款电动汽车已在实际测试中超过了500km的续驶里程,国内最好的数据只达到其五分之一,汽车评价性能中很重要的最高车速,外国可达200km/h,国内150km/h左右。国内动力电池大多才用铅酸蓄电池,国外已经开始推出了铝空气电池、锌空气电池等多种高性能产品。驱动电机的材料,性能、耐用度也远不如国外水平。整车驱动机构布置存在很多问题,在动力的耦合,传递过程中能量效率很低。

国内的各科研机构,各汽车制造企业,在进行相关电动汽车研究过程中,往往各自为政,相互之间技术交流很少。很难做到资料共享,反而会存在不良竞争。这样,可能会浪费掉很多资源。电动汽车的研究需要很多人力,物力协调合作。中国国家政府在电动汽车发展中所出台的政策还有待完善,各个相关部门的职责不清晰。

5.2 国家的相关推动政策

在从国家863计划中将电动汽车立项以来,电动汽车的发展一直处于国家战略发展的重点。国家调动最顶尖的研究机构,借助国内外一流学府的人才优势,在电动汽车领域进行广泛而深刻的研究。在九五计划里,国家又将氢燃料电池研制列为重点计划。稳步构架以院校研究为核心,以市场展销为辅助的电动汽车研发体系。从在动力电池,整车布置,驱动电机等各个领域齐头并进。力争在新一轮汽车产业升级中占得先机,早日实现国家的强国梦。

在国内外的很多同行看来,中国电动汽车市场真正开始活跃始于2014年,习主席在一次讲话中强调,发展电动汽车是我国走向汽车强国的必经之路。国家发改委提出了三横三纵电动汽车发展战略(图5-1)。其中三横分别是,纯电动汽车,混合动力汽车,燃料电池汽车。三纵是于电动汽车发展有关的,电池,电机,整车控制等相关领域的基础材料,设施。中国的这个布局,总体上看,涵盖了电动汽车发展的各个领域。显示了中国走电动汽车工业强国路线的雄心。在市场推销方面,中国政府对汽车生产商,购车车主提供很大的财政补贴,在公共务服务领域,政府职能部门,大量采购电动汽车。在北京奥运会,上海世博会期间积极展示中国电动汽车发展成果。

图5-1 电动汽车发展布局图

5.3中国电动汽车发展的一些思考

经过几十年的发展,中国的经济总量已达到了仅此美国的地位。中国也具有全世界最完备的工业体系,但中国的工业仍然被冠以大而不强的称号。发展电动汽车,不仅是汽车产业的优化升级,更是全中国几十亿人的强国梦。但在梦想的实现中,切不可急功近利。我们应该看到,及时在电动汽车领域我们和外国也有四,五年的差距,中国目前的汽车产业布局,乱,散,差。在人才储备,技术优势,材料加工与外国还有差距。不能被已取得巨大经济总量而麻痹。政府统一调控,推行大量优惠政策,使我们国家的优势,在当今经济全球化的背景下,市场已是经验产品最严酷的标准。各国的优秀产品可以在全球任一市场流通。因此,国家政府的调控,扶持不可太过强烈。中国的电动汽车企业,产品也要经历市场的洗礼。新事物的成长需要呵护,但要想生存必须接受优胜劣汰的自然规律。政府要对国内电动汽车的生产厂商进行整合,留精去糟。集中优势人才,资金重点进行科技攻关。

第6章总结

电动汽车的发展注定是一个漫长而艰巨的任务,但这又是我们下一步必须要走的路,我们于外国的差距依然存在。因此,我们应该调整步伐,放正心态。一步一步的往下走,同时在前进的过程中要睁眼看看身边的同行者。我们错过了第一次工业革命,我们也没赶上第二次信息化产业改革。在这几十年来或者上百年来,我们国家在技术上一直在苦苦追赶。电动汽车的发展是一轮新的机遇,中国应当参与其中。应当在未来的世界市场中占据一席之地。我们现在有这个环境,有这个能力,只要转变好思想。调整好步伐必将会实现中国的工业强国梦。

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致谢

最后,在此我要感谢我的指导老师,从论文的开题报告到论文初稿再到论文的定稿都是在指导老师的正确指导和建议下逐步完成的,所以请允许我对指导老师的悉心指导表示由衷的感谢。另外,还要感谢我实习过程中的师傅和同事,是他们的鼓励和帮助才使我顺利的完成了这次毕业设计。

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2016-XX-XX

新能源汽车技术发展文献综述

【摘要】新能源汽车由于其具有环境友好、可持续发展等特点受到了各国政府及研究者的广泛关注。本文总结了美国、日本等学者都对新能源汽车产业的发展及相应政策做的研究分析,同时总结了我国学者对中国新能源汽车产业发展及问题、相关产业政策和消费者市场等方面的相关文献进行了综述,旨在为进一步的研究有所启示和帮助。 【关键词】新能源汽车文献综述消费者市场 新能源汽车产业的发展对我国汽车产业的升级、减少环境污染和节约能源起到了决定性的作用。近几年,我国政府开始大力支持和推广新能源汽车产业,制定了一系列产业政策、消费政策、税收政策等,引起了学者们的广泛专注,引发了巨大的投资浪潮,极大地促进了新能源汽车产业的发展。目前我国关于新能源汽车方面的研究还相对较少,研究领域也相对有限,本文通过对比总结国内外新能源汽车的相关研究,对我国目前新能源汽车产业及消费者市场等方面问题的研究情况进行综述。 一、国外新能源汽车的相关研究 新能源汽车是低碳的必然选择,也是汽车产业的发展趋势。新能源汽车产业化发展的直接推动力就是国家制定的战略及相关扶持政策。美国、日本等发达国家对新能源汽车的发展高度重视,通过财政支持、税收优惠等手段来支持新能源汽车的开发和发展,并取得了成就。国外在新能源汽车产业的研究通常在政府引领下联合大学、研究机构及企业共同展开,主要关注新能源开发技术、产业化、市场化等相关理论的研究,对于新能源汽车的研究成功也主要集中在美国、日本和欧洲等国的研究。 美国对新能源汽车产业的研究主要集中在产业理论与政策,并主要针对电池汽车和氢能源汽车。John R.Wilson和Griffin Burgh(2003)在氢能源研究报告中分析了氢能源在美国能源独立和安全方面的作用,但是他们指出大规模利用将会面临技术、热动力损失、规模和安全等多方面的问题,同时氢能源配套技术和基础设施的发展严重滞后于氢燃料汽车技术,所以美国想要进一步发展氢能源还需要克服很多技术上和经济上的困难。Amble(2011)较全面地研究了近年来美国新能源汽车的发展趋势及政府为保障新能源汽车发展所形成的政策法律体系。在此基础上,提出在世界范围内发展新能源汽车须建立统一的生产、安全国际标准体系。2013年美国能源部氢燃料电池技术负责人Sunita Satyapal所说,氢燃料电池技术发展仍有诸多挑战,基础设施是关键,但政府目前还不打算拨款修建加氢站。 日本主要致力于混合动力汽车和研发和产业化推广。其中有日本学者Max Ahman(2004)重点研究在新能源汽车的研发与发展中日本政府所产生影响,以及在政府支持计划中技术灵活性的重要性,还介绍了日本政府为促进新能源汽车产业的发展所出台的一些综合政策。Yoichi Kaya(2006)实例验证了氢能及其燃料电池的能源利用率和无污染性,指出氢能源引用推广的关键是提高能源转化技术水平、提高燃料效率和加强相关基础设施建设。HasishiIshitani(2007)在概括了日本新能源已有产业政策深入探讨了未来纯电动和燃料汽车的技术研发格局和发展方向。Masonori Mond(2007)证实了氢能源环保性能的高效性,阐述了日本氢能加气站的建设运营状况,并提出了日本下个阶段大力发展氢能和燃气电池等基础设施的建议。井志忠(2007)对日本新能源产业的发展模式进行研究,总结了日本新能源产业发展的动因、政策扶持体系和官产学一体化的研发与应用格局。 二、中国新能源汽车产业发展及问题相关研究 我国新能源汽车产业始于21世纪初,2001年我国启动了“863”计划后形成了“三纵三横”的开发布局。2010年,我国新能源汽车的发展基本上紧随世界发展潮流,新能源汽车产业被定为七大战略性新兴产业之一。针对于新能源汽车的产业发展,程振彪(2010)认为我国新能源汽车和国际相比有着自己的优势部分,如新能源公交车。杨萍、易克传(2011)指出总体来说我国新能源汽车产业的发展基础较好,市场前景广阔,但也需要在各个方面加以努力促进新能源汽车产业的发展。目前我国的新能源汽车产业发展中整车企业和关键零部件企

电动汽车电池发展现状及前景

电动汽车电池发展现状及前景 摘要:随着世界能源短缺,全球环保意识的增强,电动汽车正在成为世界潮流。电动汽车目前发展最大的制约来源于其能量存储设备——电池。本文介绍了目前电动汽车用电池的特点及发展现状,当前研究开发的电动汽车动力电池主要包括燃料电池、化学蓄电池(铅酸电池、镍金属电池、锂电池等)、超级电容和太阳能电池,并对文中所述的四种电池的发展前景进行了分析总结。 关键词:电动汽车电池;燃料电池;化学蓄电池;超级电容;太阳能电池 0.引言 电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。因为电动汽车与燃油汽车相比的三个主要制约因数:成本高、续驶里程短和充电时间长,都与能量存储技术没有突破性进展直接相关。目前各国都在加紧研究各类先进的能量存储技术,开发各种高比能量、高比功率、长循环使用寿命、价格低廉的动力电池,此外,还要具有良好的工作环境温度、自放电性、使用安全性和无污染等。当前研究开发的电动汽车动力电池主要包括燃料电池、化学蓄电池(先进铅酸电池、镍金属电池、锂电池等)、超级电容和太阳能电池。下面分别将对各类电池的发展现状及前景进行介绍。 1.燃料电池 1.1概述 燃料电池是一种使用燃料进行化学反应产生电能的装置,所用燃料包括纯氢气、甲醇、乙醇、天然气以及现在运用最广泛的汽油。按电解质的种类不同,燃料电池可分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池等。在燃料电池中,磷酸燃料电池、质子交换膜燃料电池可以冷起动和快起动,可以作为移动电源,满足特殊情况的使用要求,更加具有竞争力。最常见是以氢气为燃料的质子交换膜燃料电池,由于燃料价格便宜,无化学危险,对环境无污染,发电后产生纯水和热,这是目前其它所有动力来源无法做到的。它以纯氢为燃料,以空气为氧化剂,不经历热机过程,不受热力循环限制,因此能量的转换效率高,是普通内燃机热效率的2~3倍。 1.2特点 燃料电池以其高效、洁净、兼容可再生能源技术等特点,噪音低、启动迅速、比功率大

我国新能源汽车发展现状及趋势

目前,世界各国都在大力发展新能源汽车,我国更是将其列入到七大战略性新兴产业之中。节能与新能源汽车的发展是我国减少石油消耗和降低二氧化碳排放的重要举措之一,中央和地方各级政府对其发展高度关注,陆续出台了各种扶持培育政策,为新能源汽车的发展营造了良好的政策环境。近年来,我国新能源汽车产业在行业标准、产业联盟、企业布局、技术研发等方面也取得了明显进展,有望肩负起中国汽车工业“弯道超车”的历史重任。针对我国节能与新能源汽车的发展现状与趋势,国研网专访了国务院发展研究中心产业部研究室主任、副研究员王晓明。 一、发展新能源汽车已经成为世界各国的共识 国研网:目前世界各主要国家的新能源汽车发展现状和趋势是怎样的? 王晓明:目前,全球能源和环境系统面临巨大的挑战,汽车作为石油消耗和二氧化碳排放的大户,需要进行革命性的变革。目前全球新能源汽车发展已经形成了共识,从长期来看,包括纯电动、燃料电池技术在内的纯电驱动将是新能源汽车的主要技术方向,在短期内,油电混合、插电式混合动力将是重要的过渡路线。目前来看,全球新能源汽车的发展还面临着一些共同的难题,例如关键技术的突破、汽车工业的转型、基础设施的建设以及消费者的接受度等。 具体到各国,应该说,引领新能源汽车发展的主要还是美国、日本以及欧洲的一些国家,这些国家起步比我国要早很多,它们的发展也各有侧重。 美国长期侧重降低石油依赖、确保新能源安全的战略,将发展新能源汽车作为交通领域实现根本上摆脱石油依赖的重要措施,并以法律法规的形式确定了新能源汽车的战略地位。早在克林顿时期,美国就提出了以提高燃油经济性为目标的计划,混合动力是当时主要的技术解决方案。到了布什时期,变为追求零排放和零石油依赖,技术解决方案主要是氢燃料电池汽车,后来还有一个计划,想用十年的时间实现20%的石油替代和节约,主要措施是生物质燃料。国际金融危机以后,奥巴马政府将大力发展电动汽车作为实施新能源战略的重要内容,提出了总额40亿美元的动力电池以及电动汽车研发和产业化的计划,产品上,选择了以插电式混合动力电动车为重点。

智能电网文献综述

智能电网综述 摘要:智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,并被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。目前,以美国、英国、法国、德国为代表的欧美国家,己经纷纷加入到研究和发展智能电网的行列中来,将智能电网(Smart Grid )作为末来电网发展的远景目标之一,建立一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。具有对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务的智能电网是未来电网的发展方向。本文阐述了智能电网的内涵和特点,分析了国内外智能电网的研究进展和我国发展智能电网的条件,对一些现有的研究行进了分析和讨论。 关键词:智能电网;智能化;信息化;节能减排; 1 智能电网的概念 随着一些国家对电网的环境影响、可靠性和服务质量的关注,电网朝着更经济、稳定、安全和灵活的方向发展,因此提出了“智能电网”的概念。智能电网是以通信网络为基础,通过传感和测量技术、电力电子技术、控制方法以及决策支持系统技术,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和高服务质量的目标,其主要特征包括自愈、引导用户、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、电力市场以及资产的优化高效运行。 目前,全世界智能电网的发展还处在起步阶段,没有一个共同的精确定义。对于智能电网,各个国家的定义有所不同。美国能源部在《Grid 2030》中将智能电网定义为:一个完全自动化的电力传输网络,能够监视和控制每个用户和电网节点,保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。中国物联网校企联盟将智能电网更具体的定义为:智能电网由:智能配电网、智能电能表、智能发电系统、新型储能等系统组成。欧洲技术论坛把智能电网定义为:一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络,以有效提供持续、经济和安全的电力。而国家电网中国电力科学研究院将智能电网定义为:以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础),将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充

世界电动车发展现状

世界电动车发展现状 一、产能分析 电动车是目前世界上唯一能达到零排放的机动车。由于环保的要求,加之新材料和新技术的发展,电动车进入了发展高-潮。电动汽车作为绿色交通工具,将在21世纪给人类社会带来巨大的变化。顺应当前国际科技发展的大趋势,将电动汽车作为中国进入21世纪汽 车工业的切人点,不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展的战略抉择,同时也是实现中国汽车工业可持续发展的重要选择。目前我国电动车研究已取得阶段性成果,完成了概念车车身设计构想书及界面设计,电池方面正在组织开发镍氢电池、锂离子电池、锌空气电池、燃料电池,有望取得突破。电动汽车的标准体系已经编制完成,同时建立了有关电动 汽车的数据库。电动汽车项目的国际合作正在按计划进行。 二、市场需求状况 近年来在全球范围内掀起了一股电动汽车热,世界各汽车工业强国从资金和政策上积极支 持电动汽车的研制工作。国际国内市场需求巨大。就国内而言,未来潜在的市场很诱人。2017年北京奥运会组委会已宣布,将投入20亿元左右确保奥运会期间接送运动员所使用的汽车,奥运场地使用的特种车辆和部分公交车辆采用电动汽车,使北京成为中国使用电动汽车的示范城市。杭州已决定投入一些电动公交车试运行;2017年的上海世博会同样会 有上千辆电动汽车投入运行。 三、主要产品分析 目前电动汽车分为三种:纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。纯电动汽车(ev)正向小型化和专用化方向发展,燃料电池电动汽车(fcev)成为跨国汽车集团联 合攻关相互竞争的焦点。从经济角度看,混合动力电动汽车为当前市场推崇的原因有:(1)在石油资源没有枯竭以前,汽车发展仍将主要以燃油汽车为主,但其总量不会增加,汽车保有量的增加将主要依赖于混合动力电动汽车,混合动力电动汽车是未来10年汽车 的发展的主要方向。据比较乐观的估计,混合动力电动汽车将在2017年实现商品化。(2)混合动力电动汽车可以实现单用发动机难以达到的下一代超低油耗汽车的目标。(3)混合动力燃料电池电动汽车成熟、成为主流方向的技术方案将在未来10年内形成,燃料 电池电动汽车将在2017年实现商品化。 电动汽车的成本构成及影响电动汽车推广因素的分析 电动汽车目前成本仍高居不下,究其原因是:电动汽车目前尚处于研发阶段,样车和试运行阶段,根本无批量可言,这是与流水线生产燃油汽车所不能比拟的。同时目前各式电动 汽车能示范运行的,都是在原燃油汽车的底盘、车厢之基础上改装而成的,即将发动机、 油箱等系统全数拆下,然后装上电动机,电池等相关配套设备就形成电动汽车,而混合动 力是在原然油系统基础上加装一套电池、电气驱动系统,形成了油、电混合驱动系统。那

论述新能源汽车发展现状与趋势

论述新能源汽车发展现状与趋势 2010级交通运输2班 袁格格 纯电动汽车,混合动力汽车,燃料电池汽车均属于新能源汽车。面对能源安全、环境污染和全球气候变暖的急迫形势,节能减排成为了我国汽车产业的首要任务,我国汽车工业发展面临传统汽车技术快速提升和汽车能源动力系统转型的双重挑战,发展节能与新能源汽车已成为我国汽车工业的战略方向。如何有效地选择“过渡”和“转型”协调发展战略,是当前汽车工业面临的重大问题。 一.发展现状: 1.纯电动汽车:基本情况纯电动汽车问世于19世纪90年代,但由于电池性能不能满足需求,一度退出历史舞台。随着高性能锂离子电池和一体化电力驱动系统等技术的发展应用,纯电动汽车再次受到各国政府和企业的重视。纯电动汽车已在续驶里程、动力性、快充等方面取得了可喜的进展,即将进入实用化阶段。 纯电动汽车在美、日、欧等国家和地区得到小规模的商业化推广应用,日前世界上有近4万辆纯电动汽车在运行,主要应用在市政用车、公交车、公务用车和私人用车等预域。 2.混合动力汽车:基本情况自1997年丰田首先在日本推出Prius混合动力汽车以来,各大汽车企业纷纷推出混合动力汽车产品,如本田Insight、通用SaturnVUE、福特Escape等。随着技术的成熟和生产规模的扩大,成本大幅下降。1999~2008年,美国市场共销售19种混合动力乘用车,总销量达132万辆。 日本最早开始混合动力汽车开发,并最先实现了产业化,目前总销量已经达到200万辆以上,并开始赢利。欧洲混合动力汽车技术起步较晚,采取与美国合作方式共享混合动力总成技术,主要应用于采用传统技术油耗较高的车型上。 混合动力商用车也取得了快速发展,已开发了混合动力公交车、市政用车和军车等。尤其是,美国在混合动力公交客车的开发和应用上取得了一定的成果,日前已有多个车型在运行。欧洲客车和卡车生产商已将目光聚焦在混合动力技术上。德国奔驰和曼、瑞典沃尔沃和波兰索拉丽斯等相继开发了混合动力商用车。 3.燃料电池汽车:1基本情况美、日、欧等发达国家都在潜心致力于燃料电池汽车的研究,除国内的燃料电池开发计划外,美国通用与日本丰田、美国国际燃料电池公司与日本东芝、德国奔驰与西门子、法国雷诺与意大利DeNora公司等纷纷组成强大的跨国联盟,优势互补,联合开发并推出了一系列的燃料电池汽车。

智能小车设计文献综述

智能小车设计文献综述 摘要:随着电子工业的发展,智能技术广泛运用于各种领域,智能小车不仅在工业智能化上得到广泛的应用,而且运用于智能家居中的产品也越来越受到人们的青睐。国外智能车辆的研究历史较长。相比于国外,我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚,在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家但是也取得了一系列的成果。随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,智能控制将有广阔的发展空间。本设计的智能小车利用红外对管检测黑线与障碍物,并以单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向,从而实现自动循迹避障的功能。并对智能小车研究现状以及未来的应用与发展前景做一个全方面的介绍。 关键词:智能技术,自动循迹,避障 1前言 随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展,数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。智能小车,也称轮式机器人,是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计,一般主要路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。一般而言,智能车系统要求小车在白色的场地上,通过控制小车的转向角和车速,使小车能自动地沿着一条任意给定的 黑色带状引导线行驶[1]。智能小车运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动 控制,运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制,通过单片机来控制直流电机的工作,从而实现对整个小车系统的运动控制。 2智能小车的发展历史、国内外研究现状 2.1国外研究现状 国外智能车辆的研究历史较长,始于上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段[2][3][4]: 第一阶段,20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronics 公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS(Automated Guided Vehicle System)。该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台,但它却具有了智能车辆最基本得特征即无人驾驶。早期研制AGVS的目的是为了提高仓库运输的自动化水平,应用领域仅局限于仓库内的物品运输。随着计算机的应用和传感

纯电动汽车及动力电池技术发展现状

纯电动汽车及动力电池发展现状调研 一、纯电动汽车发展现状 所谓纯电动汽车,是指完全由可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车(BatteryElectric Vehicle,BEV)与混合动力汽车(HybridElectric Vehicle,HEV)和燃料电池汽车(Fuel CellElectric Vehicle,FEV)是目前主要的新能源汽车类型。 1.1 发展纯电动汽车的必要性 (1)促进节能减排。与传统汽车相比,纯电动汽车具有更高的能源利用效率,同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一,2013年春季北京出现多次大面积雾霾天气,机动车尾气是主要原因之一。在上海,中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有66%、90%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域实现低碳的最佳方案,纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳,即使考虑到中国目前电力生产过程中的二氧化碳排放,纯电动汽车仍然具有13%~68%的减排能力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变,纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。 图1.1传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位:%) (2)降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.2。最新数据显示,截止到2012年底,中国汽车保有量已达2.4亿辆,与此相对应的是2012年中国原油对外依存度达到56.4%,创下历史新高。如果不采取措施,“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下,如何满足未来汽车的能源需求,是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车由于其电力来源多样化,不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋,而且能够与中国大力发展可再生能源

EPS电动助力转向文献综述

电动转向助力的原理、分类及发展综述 摘要:转向系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特 性、稳定性和行驶安全性。在国外,各大汽车公司对汽车电动助力转向系统(Electric power steering-EPS,或称Elec-tric Assisted Steering-EAS)的研究有20多年的历史。为了解决转向系统“轻”与“灵”的矛盾[1],采用现代控制技术和电子技术的电动助力转向系统(EPS)应运而生。随着近年来电子控制技术的成熟和成本的降低,EPS越来越受到人们的重视,并以其具有传统动力转向系统不可比拟的优点,迅速迈向了应用领域,部分取代了传统液压动力转向系统(Hydraulic powersteering,简称HPS)。 关键词:工作原理、分类、发展 1.EPS的工作原理及特点 电动助力转向系统是在传统机械转向系统的基础上发展起来的。它利用电动机产生的动力来帮助驾驶员进行转向操作,系统主要由三大部分构成,信号传感装置(包括扭矩传感器、转角传感器和车速传感器),转向助力机构(电机、离合器、减速传动机构)及电子控制装置[2]。电动机仅在需要助力时工作,驾驶员在操纵转向盘时,扭矩转角传感器根据输入扭矩和转向角的大小产生相应的电压信号,车速传感器检测到车速信号,控制单元根据电压和车速的信号,给出指令控制电动机运转,从而产生所需要的转向助力。其结构示意图如图1所示。 图1 带双小齿轮的电动机机械转向助力器总体视图

1.1EPS的优点 1.1.1节约了能源消耗。没有转向油泵,且电动机只是在需要转向时才接通电源,所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。 1.1.2对环境无污染。该系统应用电力作为能源,消除了由于转向油泵带来的噪声污染。也不存在液压助力转向系统中液压油的泄漏与更换而造成的污染。同时该系统由于没有使用不可回收的聚合物组成的油管、油泵和密封件等配件,从而避免了污染。 1.1.3增强了转向跟随性。在电动助力转向系统中,电动机与助力机构直接相连,可以使其能量直接用于车轮的转向。该系统利用惯性减振器的作用,使车轮的反转和转向前轮摆振大大减小。因此转向系统的抗扰动能力大大增强。 1.1.4改善了回正特性。由于采用了微电子技术,利用软件控制电动机动作,在最大限度内调整设计参数以获得虽佳的回正特性。从最低车速到最高车速,可得到一簇回正特性曲线,通过编程实现电机在不同车速及不同车况下的转矩特性,这些转矩特性使得该系统能显著提高转向能力,提供了与车辆动态性能相匹配的转向回正特性。 1.1.5提高了操纵稳定性。当驾驶员转动转向盘一角度,然后松开时,EPS系统能够自动调整使车轮回正。同时还可利用软件在最大限度内调整设计参数以获得最佳的回正特性。 1.1.6系统结构简单,占用空间小,布置方便。由于该系统具有良好的模块化设计,所以不需要对不同的系统重新进行设计、试验、加工等,不仅节省了费用,也为设计不同的系统提供了极大的灵活性,而且更易于生产线装配。 2.EPS的分类 EPS按照电动机布置位置的不同,可以分为:转向柱助力式(Column-assisttype EPS)、齿轮助力式(Pinion-assisttype EPS)、齿条助力式(Rack—assisttype EPS)、直接助力式(Direct-drivetype EPS)四种[3]。 转向柱助力式电动助力转向器(C-EPS)的助力电机固定在转向柱的一侧,通过减速增扭机构与转向轴相连,直接驱动转向轴助力转向。这种形式的电动助力转向系统结构简单紧凑、易于安装。现在多数EPS就是采用这种形式。此外,C-EPS的助力提供装置可以设计成适用于各种转向柱,如固定式转向柱、斜度可调式转向柱以及其它形式的转向柱。但由于助力电机安装在驾驶舱内,受到空间布置和噪声的影响,电机的体积较小,输出扭矩不大,一般只用在小型及紧凑型车辆上。 齿轮助力式电动助力转向器(P-EPS)的助力电机和减速增扭机构与小齿轮相连,直接驱动齿轮实现助力转向。由于助力电机不是安装在乘客舱内,因此可以使用较大的电机以获得较高的助力扭矩,而不必担心电机转动惯量太大产生的噪声。该类型转向器可用于中型车辆,以提供较大的助力。 齿条助力式电动助力转向器(R-EPS)的助力电机和减速增扭机构则直接驱动齿条提供助力。由于助力电机安装于齿条上的位置比较自由,因此在汽车的底盘布置时非常方便。同时,同C-EPS和P-EPS相比,可以提供更大的助力值,所以一般用于大型车辆上。 直接助力式电动助力转向器(D-EPS)的助力电机和减速增扭机构同转向齿轮形成了一个独立的单元。它与C-EPS比较相似,两者的主要区别是扭矩传感器的安装位置有所不同。通过优化电控单元(ECU)内部的算法,让电机向齿条直接提供转向助力可以获得良好的转向路感。

电动汽车无线充电技术文献综述

电动汽车无线充电技术的现状与展望 王利军(合肥工业大学,合肥230000) 刘小龙(合肥工业大学,合肥230000) 端木沛强(合肥工业大学,合肥230000) 景池(合肥工业大学,合肥230000) 【摘要】介绍了无线充电技术的分类、电动汽车无线充电技术的工作原理以及电动汽车无线充电技术的应用情况,对比分析电动汽车传统能源供给方式及无线充电方式的优缺点。分析电动汽车用无线充电技术的特点,并介绍应用于电动汽车的无线充电技术的研发现状。然后以行驶中的充电技术为重点,对将来电动汽车用无线充电技术的发展进行展望。Abstract:The categories, operating principles and applications of wireless charging technology are introduced in this paper. The advantages and disadvantages are analyzed by comparing traditional energy supply mode and wireless charging mode. The characteristic of wireless charging technology for EV is analyzed. And then the development present of wireless charging technology is introduced. Finally,the future of wireless charging technology for EV is described with focus on charging of a moving vehicle on road. 【关键词】电动汽车无线充电无线电力输送电磁感应 Key words:electric vehicle; wireless charging technology; wireless power transmission; electromagnetic induction; 0 引言 随着社会的进步、科技的发展、环境和能源问题的日益突出,发展和普及电动汽车等新能源汽车的呼声日趋高涨,国内外纯电动汽车( EV) 和插电式混合动力汽车( PHEV) 的量产和销售也已开始。然而当前电动汽车的普及还面临着诸多问题。其中充电技术方面,现在电动汽车的充电方式全部是接触式充电(无论是充电模式还是换电模式) ,非接触式的无线充电技术尚处于起步阶段。然而,从便利性来看,非接触式无线充电技术更适用。由于电动汽车二次电池的能量密度远不及汽油,必须经常进行充电作业,且每次充满电都需要数小时。而利用无线充电技术可以省却繁琐的充电作业,甚至可以在汽车行驶中自动进行充电,实现智能化和人性化,同时解决了接触式充电在安全和维护方面的问题。 1 无线充电技术 无线充电技术引源于无线电力输送技术。无线电力传输也称无线能量传输或无线功率传输,主要通过电磁感应、电磁共振、射频、微波、激光等方式实现非接触式的电力传输。根据在空间实现无线电力传输供电距离的不同,可以把无线电力传输形式分为短程、中程和远程传输三大类。 1.1 短程传输 通过电磁感应电力传输(ICPT)技术来实现,一般适用于小型便携式电子设备供电。ICPT 主要以磁场为媒介,利用变压器耦合,通过初级和次级线圈感应产生电流,电磁场可以穿透一切非金属的物体,电能可以隔着很多非金属材料进行传输,从而将能量从传输端转移到接收端,实现无电气连接的电能传输。电磁感应传输功率大,能达几百千瓦,但电磁感应原理的应用受制于过短的供电端和受电端距离,传输距离上限是10 cm 左右。 1.2 中程传输 通过电磁耦合共振电力传输(ERPT)技术或射频电力传输(RFPT)技术实现,中程传输可为手机、MP3 等仪器提供无线电力传输。ERPT 技术主要是利用接收天线固有频率与发射场电磁频率相一致时引起电磁共振,发生强电磁耦合的工作原理,通过非辐射磁场实现电能的高

国内外电动汽车发展现状

国内外电动汽车发展现状 摘要 本文介绍了美国、欧洲及日本等国家和地区电动汽车产业的发展历程,对比我国电动汽车的市场结构、技术研发、产业政策及示范运营状况,指出我国电动汽车产业发展过程中存在政策统筹、核心技术、基础设施建设和产品认可度等方面的不足;对电动汽车相关技术,如电机驱动技术、能量管理系统、锂离子电池技术等的发展现状与趋势等进行了探讨。 0引言 随着全球金融危机、生态环境恶化与能源、资源枯竭等问题的加剧,大力研究和利用电动汽车相关技术及促进产业发展已成为世界汽车工业竞争的一个新焦点.美国、日本、德国等世界主要汽车制造强国纷纷加入抢占电动汽车技术和市场制高点的行列,我国有关部门及各地政府也积极响应行业趋势,将电动汽车确定为国家7大战略性新兴产业之一,并先后推出了《节能与电动汽车产业发展规划》、《电动汽车“十二五”专项规划》等规划措施,积极引导和鼓励国内电动汽车产业的发展。在各项政策的推动下,国内汽车企业不断增加对电动汽车及相关零部件的研发投入,在突破电池、电机、电控等关键技术、完善基础设施建设、推动电动汽车产业化等方面取得了长足的进步。 1国外电动汽车的现状和发展趋势 1。1全球电动汽车市场现状及趋势 近年来,全球电动汽车市场正以更快的速度成长,电动汽车产销量均有明显提升。2014年全球市场共销售353 522 辆电动汽车,同比增长56。78%;其中,电动乘用车323 864辆,占比91。61% (电动乘用车指“双80"车,即最高时速80km/h 以上,同时一次充电续航里程80 km以上);电动客车及电动专用车29658 辆,占比8. 39%[1]。美国、欧盟、中国、日本仍然在全球电动汽车市场中位居前列。全球各主要国家电动汽车2014年保有量及2020年预计保有量如表1所示[2].美国的通用、福特、特斯拉公司,日本的丰田、日产及本田公司,欧洲的宝马、奔驰、雪铁龙公司等都在电动汽车的研制与开发上呈现出很强的实力。

电动汽车现状和发展前景

电动汽车现状和发展前景 一、电动汽车发展现状 1.国外主要国家电动汽车发展情况世界各国著名的汽车厂商都在加紧研制各类电动汽车,并且取得了一定程度的进展和突破。第一,日本一直以来,出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场考 虑,日本十分重视电动汽车的研制与开发。从目前世界范围内的整个形势来看,日本是电动技术发展速度快的少数几个国家之一,特别是在混合动力汽车的产品发展方面,日本居世界领先地位。目前,世界上能够批量产销混合动力汽车的企业,只有日本的丰田和本田两家汽车公司。1997年12月,丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车PRIUS。、目前推出的产品已经是多次改进后的第二代产品,其生产工艺更为成熟。根据丰田汽车公司的测试,PRIUS轿车在城市工况下比同等排量的花冠轿车节油44.4%;在市郊节油29%,综合节油40.5%。有关统计数据显示,丰田汽车公司已占有全球混合动力汽车市场90%的份额。2004年9月15日,一汽集团与日本丰田汽车公司在北京举行了混合动力汽车合作项目签字仪式,宣布双方在2005年内.共同生产丰田PRIUS混合动力轿车。PRIUS混合动力轿车将在同年进入中国市场。继PRIUS混合动力轿车之后,丰田汽车公司还推出了ESTIMA混合动力汽车和搭载软混合动力系统的CROWN轿车。丰田汽车公司在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界的前列。此外.本田汽车公司开发的Insight混合动力电动汽车也已投放市场供不应求。2002年4月,本田汽车公司在美国市场上投放了Civic混合动力汽车。日产汽车公司近日宣布,将于2006年向美国市场销售Ahima牌混合动力汽车,这是其于2002年与丰田汽车公司签署联合生产混合动力汽车协议的第一个产品。第二,美国。美国的汽车公司在电动汽车产业化方面比来自日本的同行逊色不少,三大汽车公司仅仅小批量生产、销售过纯电动汽车,而混合动力和燃料电池电动汽车目前还未能实现产业化,来自日本的混和动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。美国能源部与三大汽车公司于1993年签订了混合动力电动汽车开发合同,其中通用汽车公司投入1.48亿美元.福特汽车公司投入1.38亿美元,克莱斯勒汽车公司投A.8 480万美元,进行为期5年的研制开发工作,并于1998年北美国际汽车展上展出了样车。在此基础上.现已推出三款混合动力概念车GM Precept、Ford Prodigy、Daimler chryslerDodge ESX3。2004年12月14日.通用汽车公司与戴姆勒一克莱斯勒汽车公司对外宣布.双方将在开发混合动力电动汽车的技术领域携手,共同推进此项技术的发展。 2.我国电动汽车发展情况 与世界其他国家一样.电动汽车研发工作在我国也正在如火如荼的进行着:“十五”期间,国家从维护我国能源安全、改善大气环境、提高汽车工业竞争力、实现我国汽车工业的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、高等院校和科研机构,集中国家、地方、企业、高校、科研院所等方面的力量进行联合攻关:集中国家、地方、企业、高校、科研院所等方面的力量进行联合攻关:为此,2001年10月起,国家共计拨款8.8亿元作为这一重大科技专项的经费。我国电动汽车重大科技专项实施4年来,经过200多家企业、高校和科研院所的2 000多名技术骨干的努力,目前已取得重要进展:燃料电池汽车已经成功开发出性能样车,燃料电池轿车累计运行4 000km,燃料电池客车累计运行8 000km;混合动力客车已在武汉等地公交线路上试验运行超过14万km;纯电动轿车和纯电动客车均通过国家有关认证试验。燃料电池汽车。均采用电一电混合驱动方案,在整车操控性能、行驶性能、安全性能、燃料利用率等方面均已得到较大提高。2004年5月在北京召开的世界氢能大会上,我

电动汽车的研究背景及现状

电动汽车的研究背景及现状 1.研究的背景 汽车的发展引起了地球资源的过大消耗。地球上的能源是有限的,能源紧缺是全人类面临的越来越严重的问题,是一个全球问题,关系到全球的经济与军事安全。我国的能源问题已经成为国民经济发展的战略问题,从国家安全角度出发,石油资源已经和国家安全、经济发展紧密的联系起来,能源的稳定供应是一个国家所关注的重点,也是我国能源安全战略的核心内容。如果继续按照传统的能源动力系统发展下去,将难以持续我国这个泱泱汽车大国的兴起。 汽车在给人们带来便利的同时也污染了环境。汽车尾气的排放引起了城市的温室效应,同时也引起了臭氧层的破坏,形成酸雨等大气环境问题,进而对动植物也产生了很大的危害。面对汽车造成的空气污染,人们可以直接闻到汽车尾气排放的带有刺鼻臭味的燃烧不完全的雾化混合气。随着生活水平的提高,人类对生存环境的要求越来越高,降低汽车的尾气排放的呼声也与日俱增。 面对资源紧缺与环境保护问题,发展电动汽车成为汽车工业发展的主流趋势。 1.1电动汽车的定义和分类 电动汽车是指用车载电源为动力,电动机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的汽车。电动汽车应具有汽车的性能和属性,但动力线路与原内燃机动力线路不同,又具有电力车辆的基本特征。电动汽车通常被分为蓄电池电动车(Battery Electric Vehicle,BEV)、混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)和燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)三大类。 1.2电动汽车的早期发展 尽管电动汽车技术目前看来还处于新兴发展时期,但它的产生却早于燃油车,并已经历了多个兴衰周期。以下是主要的时期: 1834年 Thomas Davenport 电动三轮车不可充电的干电池驱动 1881年法国古斯塔夫?特鲁夫电动三轮汽车以铅酸电池为动力 1882年英国人阿顿与培里三轮电动汽车以铅酸电池为动力 1890年美国电动汽车以蓄电池为动力 直到20世纪60年代后,由于能源、环境问题使人们对电动汽车又开始重新重视,世界各国政府与汽车制造商对电动汽车的研究开发均有不同程度的投入。但主要还是在近来十几年中,电动汽车的研究开发进入了高峰期,并在各项技术发展商开始取得了一定的成果和进步。 2.电动汽车在各国的发展现状 近几十年来,世界各国著名的汽车制造商都在加紧研制各类电动汽车,并取得了一定程度的进展和突破。 2.1日本 日本一直以来出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场的考虑,十分重视电动汽车的研制和开发。以下是日本研制电动汽车的进程: 1976年日本成立电动汽车协会 20世纪80年代本田公司开始研究开发电动汽车 1996年本田推出“PLUS”纯电动汽车 1997年本田的“PLUS”被推向了美国 1997年12月丰田公司推出第一款批量生产的混合动力轿车普锐斯

电动汽车概论..

第一章概述 第一节发展电动汽车的意义P1 一、汽车的发展及在社会中的地位P1 1.汽车的发展状况P1 (1)人力车和畜力车(2)蒸汽机车(3)电动汽车 2.汽车在社会中的地位P2 (1)汽车优化了交通结构(2)汽车生产促进了社会经济的发展(3)汽车工业的发展带动了相关产业的发展(4)汽车产业推动了科学技术的发展(5)汽车提高了人类的生活质量 二、汽车对环境及石油资源的影响P4 1.汽车对环境的影响P4 (1)汽车废气排放造成污染(2)汽车噪声污染 2.汽车加剧了石油资源的短缺P5 3.汽车带来了道路交通事故P5 三、电动汽车的优势P6 1.电动汽车可以较好地解决汽车对城市环境污染的问题P6 2.电动汽车可以解决汽车队石油资源的依赖P6 3.电动汽车可以节约大量能源P6 第二节电动汽车的发展概况P6 一、电动汽车的发展历史P6 1.第一次发展机遇P7 2.第二次发展机遇P7 3.第三次发展机遇P7 二、电动汽车的发展现状P8 1.国内外电动汽车的研发计划P8 2.国内外电动汽车技术状况与应用现状P11 三、电动汽车发展展望P14 1.电动汽车的前景P14 2.电动汽车的发展方向P14 3.电动汽车需要解决的关键技术P15 (1)车载电源:蓄电池、燃料电池(2)电动机及控制器(3)电动汽车的能量管理系统 第二章电动汽车用动力电池 第一节电动汽车用蓄电池概述P17 一、蓄电池的发展概况与存在的不足P17 1.蓄电池的发展概况P17 2.蓄电池存在的不足P17 (1)能量密度低(2)充电时间长(3)价格高且使用寿命短(4)汽车附件的使用受到限制 二、蓄电池的分类P18 1.按蓄电池电解质分类P18 (1)酸性电池(2)碱性电池(3)中性电池(4)有机电解液电池 2.按蓄电池所用正、负极材料不同分类P18 (1)锌系电池(2)镍系电池(3)铅系电池(4)锂系电池(5)金属空气电池 三、蓄电池的性能参数与常用术语P19 1.蓄电池的性能参数P19 (1)电压:开路电压、放电电压、充电电压 (2)内阻 (3)容量:理论容量、实际容量、i小时放电率容量、额定容量 (4)能量:标称能量、实际能量、比能量、能量密度 (5)功率:比功率、功率密度 (6)寿命

混合动力汽车技术综述论文

安徽科技学院 学院:数理与信息工程学院专业:电气工程及其自动化姓名:章奥 学号:1609110238

混合动力汽车技术综述 摘要:为了满足人类的可持续发展的需要,许多国家都开始了新一代汽车的研制。节能、环保、新能源等字眼已经越来越紧密的和汽车联系在一起了,为了解决环境污染和石油资源危机的问题,研制更节能、更环保、使用替代能源的新一代交通工具,成为当今各国汽车工业界的当务之急。 关键字:混合动力,汽车,新技术

一、背景 汽车作为商品在世界各处都有广泛的市场,又因其生产批量大而给企业带来丰厚的利润。汽车品种的多样性可满足各种生产、生活活动的需要,而且有良好的社会效益。汽车工业的发展,带动了许多相关的企业、事业,包括钢铁、石油、橡胶、塑料、机床、道路、汽车销售、售后服务、运输、交通管理、金融业、教育、科研等的发展。汽车也好似衡量人们生活水平的重要标准之一,购买汽车以及因此而形成的日常消费能促进货币回笼。近百年来,汽车工业之所以常胜不衰,主要得益与市场和科学技术的不断进步,使汽车能逐渐完善并满足使用者的需求。现在不仅在生产活动中,在日常生活中人们也离不开汽车。对于经济发达国家,选择汽车工业作为国民经济的支柱产业是完全正确的。然而,汽车推动工业发展以及给人们生活带来便利的同时,也带来了“能源消耗,环境污染”两大问题。目前,世界上46%以上的石油被汽车所消耗,已探明的石油资源只够人们充分使用到2040~2050年,而且城市污染50%以上也来源于汽车。 当前普遍使用的燃油发动机汽车存在着多种问题,统计表明在占80%以上的道路条件下,一辆普通轿车仅利用了其动力潜能的40%,在市区还会跌至25%,更为严重的是污染环境。纯电动汽车或零排放燃料汽车无疑是我们的最终目标,但目前的电池技术较落后,电动汽车暂时还无法取代燃油发动机汽车。在这种情况下,一种两全其美的方案应运而生,即开发所谓的混合动力装置的汽车。这种汽车就是将内燃机与辅助动力单元组合在一辆汽车上,这种混合动力装置发挥了燃油发动机持续工作时间长、动力性好的特点,又可以发挥电动机无污染、低噪声的优点,二者取长补短,汽车的热效率可以提高10%,废气排放可降低30%。 混合动力汽车针对不同的道路环境实施不同的供能方案,能大大降低排放污染程度。目前最有实用性价值并已有商业化运转的模式,只有混合动力汽车。汽车行业专家们一致认为,混合动力车将是世界汽车行业今后较长时间内主要发展方向。因此,越是在交通日益拥挤的大城市使用混合动力汽车,就越能够显示出它的节能、环保、适应能力广的优越性。 二、混合动力汽车概述 1881年就出现了电动汽车,它比内燃机汽车还早一些。但内燃机汽车后来居上,在性能、机动性、车辆的重量等指标远远地超过了电动汽车。电动汽车在20世纪20年代达到了鼎盛时期后就一蹶不振,成为“电瓶车”式的辅助车辆。 在20世纪初蒸汽汽车、电动汽车、和内燃机汽车基本是三足鼎立,在汽车保有量中,蒸汽汽车占40%,电动汽车38%,而内燃机汽车仅占22%,美国是最早使用电动汽车作为运输车辆的国家之一,1915年美国电动汽车的产量曾经达到过年产5000辆的最高峰。有很多电动汽车一直到第二次世界大战期间仍在使用。但到20世纪60年代电动汽车的保有量仅占汽车总量的2%。随着现代水利发电、核能发电、风力发电和太阳能的利用,为人们提供了巨大的能源。因此,各国和各大汽车公司都重视了电动汽车的研究、开发和试制,从20世纪70年代起,新一代电动汽车脱颖而出,出现了各种各样高性能的电动汽车。 混合动力表示有多种动力参与汽车驱动,一般指燃油发动机和电机这两种动

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