电动汽车现状与发展趋势研究-毕业论文

电动汽车现状与发展趋势研究

摘要：本论文文探讨了电动汽车的发展方向以及电动汽车发展的重要性，分析了电动汽车发展的机遇揭示了电动汽车发展中存在的问题，并分析了电动汽车发展的背景和前景。

论文首先论述了纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的研究现状,探讨了世界发达国家和地区电动汽车的发展状况，并了解了超级电容器、驱动电机系统和动力电池。借鉴发达国家(地区)发展电动汽车的成熟经验,结合我国现有的政策环境和低碳生活。研究提出适合我国电动汽车发展切实可行的配套政策体系,并提出相关的政策建议。重点介绍了电动汽车在今后人们生活的中广泛应用。

针对电动汽车发展现状，本论文对电动汽车的未来做了积极展望：驱动电机呈多样化发展；新能源汽车的突出地位日渐显现；混合动力汽车最具发展潜力。关键词：电动汽车超级电容驱动电机现状趋势发展

Research on the Present Situations and Development

Trends for Electric Vehicles

Abstract：This article analyzes the importance of electric vehicle. And it puts focus on the opportunities, threats and real problems in the development of the electric vehicle. This article explains the backgrounds of electric vehicle.

This paper analyzes the importance of electric vehicle, gives a brief view for present status of battery electric vehicle, hybrid electric vehicle and fuel cell electric vehicle in the world. And it confers the projects of the electric vehicle industry in the main developed countries. Meanwhile it explains electric automobile purpose driving motor system, the battery and the Super-Capacitor. With existing policy environment in China, this paper refers the mature experience of developing electric vehicles industry in developed countries (regions), proposes a supporting politic system that can be practically fulfilled in Chinese electric vehicles development. It centers on the applications of electric vehicle in Beijing Olympic and the World Exposition in Shanghai.

According to the present situation of electric vehicles, this article put forwards some active prospects, including that the clean power vehicles will be more and more welcomed by the whole world, the purpose driving motor system varieties and the hybrid electric vehicle have the potential to develop.

Key words：Electric Vehicle Super-Capacitor Driving Motor Present Situations Trends develop

引言

汽车在全球保有量的不断增加使人类生活面临能源短缺、全球变暖、空气质量水平下降等诸多挑战，同时也推动汽车自身技术的发展，为此汽车工程师正在不断努力研究降低油耗的方法，寻求各种代用燃料以及开发不用或少用汽油的新型车辆；越来越多的人士已经认识到各种类型电动汽车和燃料电池汽车是实现清洁汽车的解决方案，全世界的汽车业界也正在为此努力并投入了巨大的资金和人力。

电动汽车是集机械、电子、电机、智能控制、化学能源、计算机、新材料等科学领域和工程技术中最新成果于一体，是多种高新技术凝聚的成果。

先进的电动汽车包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车，具有低污染排放、热辐射低、噪声低且环境友好等诸多优点。毫无疑问，电动汽车具有广阔的发展前景。本文将着重研究电动汽车的发展趋势。

第一章绪论

全部或部分由电机驱动、并配置大容量电能储存装置的汽车统称为电动汽车，电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同电动汽车在工作过程中电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，驱动电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。行驶装置将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力，驱动车轮行走。

图1.1 电动汽车的工作原理

1.1电动汽车的分类

电动汽车主要有纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车3种类型。纯电动汽车是完全由二次电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等)提供动力的汽车。混合动力电动汽车是在纯电动汽车开发过程中为有利于市场化而产生的一种新车型。

一般是指采用内燃机和电动机两种动力, 将内燃机与储能器件(如高性能电池或超级电容器)通过先进控制系统相结合, 提供车辆行驶所需要的动力, 混合动力电动汽车并未从根本上摆脱交通运输对石油资源的依赖。因此,混合动力电动汽车是电动汽车发展过程中的一种过渡车型。燃料电池电动汽车是以燃料电池作为动力源的电动汽车。燃料电池是利用氢气和氧气(或空气)在催化剂的作用下直接经电化学反应产生电能的装置, 具有完全无污染(排放物为水)的优点, 但现阶段, 燃料电池的许多关键技术还处于研发试验阶段。3 种类型电动汽车的比较如附表所示。

表1.1 蓄电池电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的特征

电动汽车类型蓄电池电动汽车混合动力电动汽车燃料电池电动汽车驱动方式电机驱动电机驱动、内燃机驱动电机驱动

能量系统蓄电池、超级电容器蓄电池、超级电容器、内燃机

发电单元

燃料电池

能源和基础设施电网充电设施加油站、电网充电设施氢气、甲醇或汽油

主要特点零排放续驶里程短；初

期成本高很低排放续驶里程长依赖原

油结构复杂

超低排放、续驶里程较长、

成本高

主要问题蓄电池和蓄电池管理、

充电设施多能源管理优化控制、蓄电池

评估和管理

燃料电池、燃料处理器燃料

系统

1.2电动汽车的发展背景及必要性

能源的短缺和人们对生活质量的更高要求是电动车发展的主要原因。汽车的能源消费占世界能源总消费的近四分之一。随着世界经济的发展，汽车的保有数量在急剧增加，由此而引起的能源与环境问题就显得更加严重。

因石油危机的影响，发达国家领先进行节能技术的开发，将产业部门的能源消费停留在GNP(能源消费总量)的一半水平。但是，以汽车为主的运输部门因其急速发展，能源的消费比其它部门大，占总能源消费的24%。以传统的石油作为动力能源的汽车因其尾气中的有害物质如CO、HC和NOX等对人类及环境造成的危害，人类必将面临巨大的挑战。经计算从全世界汽车排出的CO2为64亿标准炭吨。在当今世界面临能源与环境的双重危机之前，势必要求汽车工业提高汽车的能源使用效率，减少污染物质的排出量。但是，仅通过改善现有内燃机车的性能来解决这一问题是很困难的。各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向, 发展电动汽车将是解决这两个技术难题的最佳途径。

1.3电动汽车发展简史

其实100多年前汽车诞生时，工程师们考虑过使用电力驱动，不过当时的电能储存技术支持不了让车跑太远，便宜高效的汽油才逐渐成为了公路世界的主流。半个多世纪以后，电力汽车再次来到路上。