電動汽車現狀與發展趨勢研究-資料下載頁

　　

【正文】 括轎車及客車),永磁同步電機主要應用在混合動力汽車(包括轎車及客車)中,開關磁阻電機目前主要應用在客車中。特別是,由于具有高效、高功率密度的特點,目前在混合動力轎車中采用的基本都是永磁同步電動機。日本豐田公司的PRIUS采用的永磁同步電動機功率已達到了50kw,新配置的SUV車型所用電機功率甚至達到了123kw。與普通工業用驅動電機系統及通用變頻器不同，電動汽車用驅動電機系統的特點是高性能、高功率密度、高可靠性，低成本、低污染和良好的環境適應性。 工業用與汽車用驅動電機系統的主要差別 項目工業用系統汽車用系統封裝尺寸空間并不受限制，可用標準封裝配套的各種應用布置空間有限，必須根據具體產品進行特殊的針對性設計工作環境環境溫度適中環境溫度變化大可靠性要求較高以保證生產效率很高以保證乘車者安全冷卻方式通常為風冷（體積大）通常為水冷（體積?。┛刂菩阅芏酁樽冾l調速控制需精確的力矩控制，動態性能較好功率密度較低(0、2KW/kg)較高（1～2 KW/kg)性價比一般較高（1）全運行范圍內的轉矩、轉速控制精度,效率最優化。（2）系統可靠性及耐久性尚未得到充分驗證,和汽車行業的嚴格要求還有一定差距。（3）動力總成裝置的集成度不高,機電一體化不夠。（4）關鍵材料（如高性能硅鋼片，絕緣材料）和關鍵元器件（如IGBT模塊，CPU芯片）仍依靠進口，限制了選擇余地和成本降低；（5）尚未形成完整的、滿足汽車工業標準的供應商體系。雖然具備了小批量供貨的能力,但產品尚未通過TS16949質量體系標準認證。動力總成控制系統包括動力總成控制單元、發動機電控單元、電機控制器、 AMT控制器及動力電池管理系統。其中動力總成控制單元用以確定發動機與電動機輸出功率的比例,以滿足汽車的動力性能、經濟性、排放性等性能指標,保證換檔操作過程的平順性。對純電動汽車而言，電機驅動和制動能量回收的最大功率都受到電池放電∕充電能力的制約。對于有點混合動力汽車和燃料混合動力汽車而言，由于具有兩個或兩個以上的動力源，增加了系統設計和控制的靈活性，使得汽車可以在多種模式下以適應不同行駛工況的需求，獲得比傳統汽車更好的燃料經濟性，降低有害物排放。為實現這一目標就必須選擇合適的動力總成控制系統。多能源動力總成控制單元的研究成為近年來電動汽車技術發展和產業進程中的重要研究開發方向。在這方面國外已開發出了不少成熟的動力總成控制器。我國尚處于起步階段。而動力系統結構、控制策略和控制邏輯的研究將成為動力總成控制單元的重點。 第五章 電動汽車發展趨勢及前景展望在當前全球汽車工業面臨金融危機和能源環境問題的巨大挑戰的情況下，發展電動汽車，實現汽車能源動力系統的電氣化，推動傳統汽車產業的戰略轉型，在國際上已經形成了廣泛共識。根據各大汽車公司發布的產品上市計劃，預計2012年前后將迎來國際電動汽車產業化發展的一次高潮。電動汽車一旦取得市場突破，必將對國際汽車產業格局產生巨大而深遠的影響。世界各國順應國際汽車工業發展潮流，把握交通能源動力系統轉型的戰略機遇，堅持自主創新，動員各方面的力量，加快推動電動汽車產業發展，以對搶占未來汽車產業競爭制高點。這一切積極的產業政策就必將促進電動汽車的發展。通過對世界上主要國家電動汽車的發展情況研究發現，目前的發展電動汽車過程中主要面臨以下問題：（1）續駛里程有限目前市場上使用的電動汽車一次充電后的續駛里程一般為100～300 km，并且這個數字通常還需要保持適當的行駛速度及具有良好的電池調節系統才能得到保證，而絕大多數電動汽車在一般行駛環境下的續駛里程只有50～100 km。比起傳統燃油汽車而言電動汽車的較短續駛里程成為其致命的弱點.（2）蓄電池使用壽命太短普通蓄電池充放電次數僅為300～400次，即使性能良好的蓄電池充放電次數也不過700～900次，按每年充放電200次計算，一個蓄電池的壽命最多為4年，與燃油汽車的壽命相比太短。另外，不同類型的電池在性能方面都有各自的優勢和不足，例如，鉛酸電池成本低，原材料豐富且易于回收，但續駛里程短、加速動力差且壽命短。鎳鎘電池加速動力足、壽命較長．但其成本高、可回收性差。鈉硫電池的比能量較高，能夠提供較長的續駛里程。但它要求的工作環境較苛刻．且其沽性物質具有強腐化性并易爆炸。就整體來看．成熟電池的壽命較短。 （3）蓄電池尺寸和質量的制約現有電動汽車所使用的電池都不能在儲存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和質量。如果電動汽車自身裝備質量大．就會影響加速性能和最大車速的提高。例如，現有電動汽車電池的外體積一般要達到550 L．當把這么大體積的電池用于家庭轎車上時，就必然要擠占轎車的行李廂空間.（4）電動汽車價格昂貴主要是電池技術復雜，成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新技術，致使電動汽車的造價居高不下。電動汽車蓄電池的價格約為100美元／KWH，甚至有的高達350美元／KWH，成本太高，用戶難以承受（5）間接污染嚴重電動汽車本身雖無排放污染，但其間接污染也是不容忽視的。如鉛酸電池中的鉛，從開采、冶煉到生產的排污，都會對環境造成污染。再如所用電能，相當大一部分來自火力發電，煤炭燃料也會造成大氣污染。 展望未來未來的電動汽車發展主要有以下幾個趨勢：（1）純蓄電池驅動的超微型汽車這種汽車降低了汽車的動力性和續駛里程的要求，充電過程比較簡單，車速不高．較適合于市內或社區小范圍內使用。由于多數采用了鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等高性能電池，車輛性能較有保證，已進人小批量試生嚴階段。比如，日本的Hyper mini采用了高性能鋰離子電池，最高時速為90km，一次充電可行駛115 km．是一款適合未來城市道路行駛的家庭轎車。（2）驅動電機呈多樣性發展美國傾向于采用交流感應電機，其主要優點是結構簡單、可靠，質量較小，但控制器技術較復雜；日本多采用永磁無刷直流電機．優點是效率高．起動扭矩較大，質量較小，但成本較高，且有高溫退磁、抗振性較差等不足；德國、英國等大力開發開關磁阻電機，優點是結構簡單、可靠．成本較低．缺點是質量較大，易于產生噪聲。目前我國也研制成了稀土永磁無刷直流電機和開關磁阻電機?電動機的使用尚無定論，有待今后在使用中考驗。（3）混合動力汽車由于受到蓄電池性能的嚴重制約．使純蓄電池型電動汽車的產業化進程舉步維艱，混合動力汽車成了內燃機汽車和電動汽車之間的過渡產品，既充分發揮了現有內燃機技術優勢，又盡可能發揮電機驅動無污染的優勢?；旌蟿恿ζ噷F有內燃機與一定的儲能元器件通過先進控制系統相結合，可以大幅度降低油耗，減少污染物排放，同時技術成熟、價格便宜。（4）燃料電池汽車成為競爭的焦點燃料電池汽車在成本和整體性能上，特別是行程和補充燃料時間上明顯優于其他電池的電動汽車，開且燃科電池所用的燃科(甲醇、汽油、柴油、天然氣等)來源廣泛，又可再生，并可實現無污染、零排放等環保標準。所以燃料電池轎車已成為世界各大汽車公司21世紀初激烈競爭的焦點。日本《東洋經濟》報道.“當代技術革命將徹底改變2l世紀汽車業的面貌，這一改變就是在近幾年出現的燃料電池車”。 結 論如今全球汽車制造業正處于十字路口：世界經濟發展緩慢，對于昂貴和無保障的化石燃料依舊過度依賴，人們越來越關注全球變暖問題。盡管傳統的內燃機汽車仍在當今世界占據主導地位，但發展清潔無污染的電動汽車已是大勢所趨，也是世界各國的必然選擇。通過本論文的研究發現，世界主要發達國家（地區）諸如美國、日本、歐盟等在電動汽車發展上勢頭強勁，我國也采取了一系列措施促進電動汽車產業化發展并初見成效。電動汽車技術方面，超級電容的獨特優勢日益凸現目前、驅動電機技術日益成熟。但在電動汽車的商業化運作上，無論從產品技術還是從市場開發方面。都還面臨許多亟待解決的問題，這就需要政府的大力支持。比如，加快制定相關技術標準，出臺對節能、 環保汽車的稅費減免和補貼措施，在基礎設施建設上提供便利條件等，必將解決電動汽車發展過程中所面臨的種種問題。人類歷史必將迎來汽車制造業的第三次革命。 致 謝感謝教研室的全體老師，他們嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。而亢老師作為我畢業論文（設計）的指導老師，對論文質量的嚴格要求，和不厭其煩的指導修改，給我留下了深刻地印象。從論文創作的選題、結構、內容、甚至是編排格式上都悉心指導，提出了寶貴意見，讓我在專業論文創作上又進了一步?！安环e跬步無以至千里”，這次畢業論文能夠最終順利完成，歸功于各位老師四年間的認真負責，使我能夠很好的掌握專業知識，并在畢業論文中得以體現。也正是你們長期不懈的支持和幫助才使得我的畢業論文最終順利完成。最后，我向安陽工學院機械工程系的全體老師們再次表示衷心感謝：謝謝你們四年的辛勤栽培！同時，本篇畢業論文的寫作也得到班級同學的熱情幫助。感謝在整個畢業設計期間和我密切合作的同學，和曾經在各個方面給予過我幫助的伙伴們，在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學表示感謝！參考文獻【1】韋克菲爾德 (Wakefield,.) .電動汽車發展史[M] .北京；～72【2】[M].北京；～40 【3】(日)電氣學會//[J] .北京； 【4】丁成斌,[M] .甘肅；【5】彭軍，[J] .成都；【6】貢俊，[C] .北京；【7】[M] .北京；～125【8】[M] .北京；【9】陳清泉，[M] .北京；～245【10】林程，[M] .北京；～115【11】Electric Vehicle Technology, Unnewehr[J],.Washington D .C。 Nasar, .,John Wiley，1982【12】[OL]；【13】[OL]：33 / 3