电动汽车
- 电动汽车(Electric Vehicle) 是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。一般采用高效率充电电池,或燃料电池为动力源。电动汽车无需再用内燃机,因此,电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机,蓄电池相当于原来的油箱,由于电能是二次能源,可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。
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1 历史沿革
2 结构
3 优点
4 主要特点
5 电池要求
6 困难
7 参考资料
电动汽车-历史沿革 电动汽车早在19世纪后半叶的1873年,英国人罗伯特·戴维森(Robert Davidsson)制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。这比德国人戴姆勒(Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车早了10年以上。
戴维森发明的电动汽车是一辆载货车,长4800mm,宽1800mm,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。其后,从1880年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电子表池发展到二次电池,这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。在19世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车需求量有了很大提高。在19世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。1890年法国和英伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时的车用内燃机技术还相当落后,行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便。
在欧美,电动汽车最盛期是在19世纪末。1899年法国人考门·吉纳驾驶一辆44kW双电动机为动力的后轮驱动电动汽车,创造了时速106km的记录。
1900年美国制造的汽车中,电动汽车为15755辆,蒸汽机汽车1684辆,而汽油机汽车只有936辆。进入20世纪以后,由于内燃机技术的不断进步,1908年美国福特汽车公司T型车问世,以流水线生产方式大规模批量制造汽车使汽油机汽车开始普及,致使在市场竞争中蒸汽机汽车与电动汽车由于存在着技术及经济性能上的不足,使前者被无情的岁月淘汰,后者则呈萎缩状态。
电动汽车-结构 电动汽车由底盘、车身、蓄电池组、电动机、控制器和辅助设施蓄电池六部分组成。由于电动机具有良好的牵引特性,因此蓄电池汽车的传动系统不需要离合器和变速器。车速控制由控制器通过调速系统改变电动机的转速即可实现。
电动汽车-优点 它本身不排放污染大气的有害气体,即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其它污染物也显著减少,由于电厂大多建于远离人口密集的城市,对人类伤害较少,而且电厂是固定不动的,集中的排放,清除各种有害排放物较容易,也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得,如煤、核能、水力等,解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电,使发电设备日夜都能充分利用,大大提高其经济效益。有些研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高,因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量,正是这些优点,使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个"热点"。
电动汽车-主要特点 澳大利亚的微型三轮电动汽车汽车上传统的产品多被替代了。如方向柱、变速器、传动轴没有了,用以替代的是一种线传动机构,(by the wire),并且目前还在一些内燃机汽车上也应用上。
实现了高度模块化的系统集成,有的电动汽车,只有车身和底盘两大系统模块。在底盘上集成了电能源和各种控制系统装置,可以随意的连接各种式样的车身模块,而多样化的车身,很方便的扣在底盘上,有人称是一种卡扣式底盘。
在动力源上,应用燃料电池、混合动力电源或纯电池驱动电源,以及为混合动力汽车上设计改进的内燃机,先进的电扣等等,而这些产品却是在持续地改进和创新中。
电动汽车上的网络化水平也在迅速提高,一种称为动能“外化”现象不断增强,就是说电动汽车上一些重要功能,可以通过IT通讯技术求实现。
对相应的传统汽车上留下的技术难点,如车辆滚动阻力,重量轻化,低风阻系数等,实现高度化。
造型上追求时尚和个性化,由于用电驱动,克服了传统机械作用上许多布置的难点,车辆更易于随意性的设计。
有的商品化电动汽车,价格已相当接近于传统汽车的水平。如丰田公司新出产的Prius T-Spirit混合动力轿车,在英国售价为19995英磅,相当于30万人民币,而在日本售价仅215万日元,相当于18430美元。
还有一些高科技产品,在电动汽车上应用和研制,已取得很好的进展。
如为了更好实现线传动,就要求数据网络传输系统要很大提高,对数据传输,数据交换的即时化,可靠性,大容量成为实现更高水平线传动的支撑技术。
目前,正采用一种TTAC时间控制的总线结构,其核心是一种时间控制的传输技术协议,它传输数据的宽带度可达25Mb/s,这比目前,国际车辆上采用光进的CAN(数据网络总线)还高出25倍。这样,可以保证做到实时的数据传输,而每一条数据信息能交替无误的发送出去,发送节点误差做到极小,总线监控器独立行使自己职责。
电动汽车-电池要求 比亚迪(BYD)为加速纯电动汽车F3e1. 比能量
比能量是保证EV能够达到基本合理的行驶里程的重要性能,2h放电率时电池的比能量至少不低于44Wh/kg。
2. 充电时间
电池对充电技术没有特殊要求,能够实现感应充电。电池的正常充电时间应小于6h,电池能够适应快速充电的要求,电池快速充电达到额定容量50%时的时间为20min左右。
3. 连续放电率和自放电率
电池能够适应快速放电的要求,连续1h放电率可以达到额定容量的70%左右。自放电率要低,电池能够长期存放。
4. 运行环境
电池能够在常温条件下正常稳定地工作,不受环境温度的影响,不需要特殊的加热、保温热管理系统,能够适应EV和HEV行驶时振动的要求。
5. 安全可靠性
电池应干燥、洁净,电解质不会渗漏腐蚀接线柱、外壳。应不会引起自燃或燃烧,在发生碰撞等事故时,不会对乘员造成伤害。废电池能够回收处理和再生处理,电池中有害重金属能够集中回收处理。电池组可以采用机械装置进行整体快速更换,线路连接方便。
6. 寿命和维护
电池的循环寿命不低于1000次,在使用寿命限定期间内,不需要进行维护和修理。
电动汽车-困难 纯电动汽车主要由蓄电池、电动/ 发电机 蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵,至于使用成本,有些试用结果比汽车贵,有些结果仅为汽车的1/3,这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。
电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄电池经过10多年的筛选,现在普遍看好的氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍,其它性能也都优于铅酸电池。但目前价格为铅酸电池的4-5倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍,锂聚合物电池为4倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是很有希望的电池。中国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电动汽车其他有关的技术,近年都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。中国大城市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,中国已有10个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。中国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车,但石油资源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如中国人均汽车持有量达到现在全球水平---每1000人有110辆汽车,中国汽车持有量将成10倍地增加,石油进口就成为大问题。因此在中国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略考虑。
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