开题报告电动汽车电力电池的特性分析报告

1、电动汽车动力电池的特性分析1、课题来源目前全球的汽车仍广泛采用内燃机作为动力源，以石油为能源，消耗了大量的石油资 源，排出大量废气，严重污染环境。而电动汽车则是以电力这种可再生资源为能源， 并且没有废气的排放。本课题针对电动汽车的发展状况，根据我国电动车市场的发展 要求，对电动车燃料电池的特性进行深入的分析和研究。2、研究目的和意义汽车工业是国民经济的支柱产业，是衡量一个国家工业化水平的重要标志。经济 发达国家在世界经济中的地位与其在世界汽车工业中的排名顺序是基本吻合的。迄今 为止，还没有任何一种商品能够取代汽车在全球出口贸易中第一大商品的地位。汽车 工业的发展给人们带来了许多就业机会，带来了

2、财富；汽车缩短了人们之间的距离， 带来了舒适与繁荣。然而，汽车给人类带来巨大贡献的同时，每天都在大量的消耗地 球上有限的石油资源，排出大量的有害气体，严重地污染了人类赖以生存的自然环境， 给人类生存造成了严重的危害，这与人类追求美好生活的愿望背道而驰。由于汽车工 业的发展将带动相关产业的技术创新和产业本身的发展。为了发展面向21世纪的汽车工业，尽可能多地占领国际市场，世界各国政府和各大汽车公司投入大量的人力、物 力和财力竟相研制开发和推广应用节能、环保型汽车。电动汽车作为一种节能、无污 染的理想“零排放”汽车，理所当然地受到了广泛的关注与重视，并在今后汽车工业 的发展中占有越来越重要的地位。3

3、、国内外研究现状和发展趋势3.1电动汽车的发展趋势3.1.1纯蓄电池驱动的超微型汽车这种汽车降低了汽车的动力性和续驶里程的要求，充电过程比较简单，车速不高,较适合于市内或社区小范围内使用。由于多数采用了镍氢电池，镍镉电池，锂离子电 池等高性能电池，车辆性能较有保证，已进人小批量试生严阶段。比如，日本的Hypermedia采用了高性能锂离子电池，最高时速为 90km, 一次充电可行驶115km.是 一款适合未来城市道路行驶的家庭轿车。3.1.2驱动电机呈多样性发展美国倾向于采用交流感应电机，其主要优点是结构简单，可靠，质量较小，但控 制器技术较复杂；日本多采用永磁无刷直流电机，优点是效率高，起动

4、扭矩较大，质量 较小，但成本较高，且有高温退磁，抗振性较差等不足 ；德国，英国等大力开发开关磁 阻电机，优点是结构简单，可靠.成本较低。缺点是质量较大，易于产生噪声。目前我 国也研制成了稀土永磁无刷直流电机和开关磁阻电机，电动机的使用尚无定论，有待 今后在使用中考验。3.1.3混合动力汽车由于受到蓄电池性能的严重制约，使纯蓄电池型电动汽车的产业化进程举步维艰， 于是混合动力汽车成了内燃机汽车和电动汽车之间的过渡产品，既充分发挥了现有内 燃机技术优势，又尽可能发挥电机驱动无污染的优势。混合动力汽车将现有内燃机与 一定的储能元器件通过先进控制系统相结合，可以大幅度降低油耗，减少污染物排放，同时技术

5、成熟，价格便宜。3.1.4燃料电池汽车成为竞争的焦点燃料电池汽车在成本和整体性能上，特别是行程和补充燃料时间上明显优于其他 电池的电动汽车，并且燃料电池所用的燃料（甲醇，汽油，柴油，天然气等）来源广泛, 又可再生，并可实现无污染，零排放等环保标准，所以燃料电池轿车已成为世界各大 汽车公司21世纪初激烈竞争的焦点。日本东洋经济报道：“技术革命将彻底改变 21世纪汽车业的面貌，这一改变就是在近几年出现的燃料电池车”。尽管传统的内燃机汽车仍在当今世界占据主导地位，但发展清洁无污染的电动汽 车已是大势所趋，也是世界各国的必然选择。目前，在电动汽车的商业化运作上，无 论从产品技术还是从市场开发方面。都还

6、面临许多亟待解决的问题，这就需要政府的 大力支持。比如，加快制定相关技术标准，出台对节能，环保汽车的税费 减免和补贴措施，在基础设施建设上提供便利条件。3.2国内外燃料电池电动汽车的研究进展3.2.1国际燃料电池电动汽车发展现状燃料电池汽车具有高效和零污染（或低污染）排放的特点，同时续驶里程完全可以和 内燃机汽车相媲美，具有结束内燃机汽车百年统治地位的潜力。但各国政府在对研发燃料电池技术上也存在分歧，在支持力度上也各不相同。日本经济产业省前几年就对 燃料电池汽车开发与推广制定了时间表，其战略目标是：2010年，日本使用的燃料电池汽车达到5万辆；2020年达到500万辆；到2030年，要全面普及

7、燃料电池汽车。近期， 日本又计划在5年内斥资2090亿日元开发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池，以及氢燃料电池科技。在美国，燃料电池电动车曾被美国前总统布什作为“氢经 济”论的“法宝”大肆宣传，但在欧洲，欧盟 2008年夏天斥资10亿欧元用于燃料电池 和氢能源的研究和发展。欧盟此举旨在把燃料电池和氢能源技术发展成为能源领域的 一项战略高新技术，使欧盟在燃料电池和氢能源技术方面处于世界领先地位，欧盟将 力争在2020年前建立一个燃料电池和氢能源的庞大市场。3.2.2国内燃料电池及其在交通领域的进展我国的燃料电池研究始于1958年，经过40余年的积累与发展，已初步形成了一 支学科专业较为

8、齐全的研究与开发队伍。尤其在质子交换膜燃料电池方面，总体水平 与先进国家的差距正在缩小。在质子交换膜燃料电池本体技术发展的基础上，1998年北京理工大学及清华大学 开发了燃料电池微型电动车；2000年底上海神力科技有限公司开发了“氢动力一号” 游览车，并亮相于2000年上海工博会;2001年1月中国科学院大连化学物理研究所与 东风汽车公司研制了 30kw燃料电池中巴车，2002年又与清华大学合作研制成功我国 第一台燃料电池城市大巴；2002年北京绿能公司也组装了自己研制的燃料电池车。2003 年8月，同济大学与上海汽车集团联合推出了我国首辆燃料电池混合动力轿车“超越 一号”，标志着我国燃料电池

9、电动汽车发展的里程碑，缩短了我国与世界先进水平的差距。同时，我国在储氢技术和车载制氢技术上有了一定的发展。2002年1月，中国科学院宣布启动知识创新工程重大项目“大功率质子交换膜燃料电池发动机及氢源技 术”，这项重大项目的启动将促进燃料电池电动汽车及氢源技术的发展。我国燃料电池电动汽车产业化目标是，20062010年期间，通过示范运行，找出薄弱 环节，攻克技术难关，实现燃料电池电动汽车的小批量试制；20102020年，争取燃料电池电动汽车的批量生产；20202030年，我国电动汽车整体技术水平要基本与国 际电动汽车水平相当，并且实现燃料电池电动汽车的大批量生产。3.3国内外燃料电池氢源选择的研

10、究3.3.1国内燃料电池氢源选择的研究以氢能为基础的燃料电池电动汽车是 21世纪理想的交通工具，从国家能源安全 和环境保护的战略角度考虑，它的出现为我国调整能源结构和发展交通技术提供了一 个极好的机遇。然而发展燃料电池电动汽车是一个庞大的系统工程，它不仅是汽车技术的一场深 刻革命，同时又涉及到规划和建设庞大的制氢、储氢及加注站等基础设施。因此合理 协调燃料电池电动汽车与氢源基础设施的发展关系具有十分重要的战略意义。我国要 想迅速赶超国际燃料电池电动汽车先进水平，必须找到适合本国国情的最佳切入点， 通过政策指引少走弯路。3.3.2国外燃料电池氢源选择的研究近年来，国外很多研究从“井口到车轮”的全

11、生命周期角度评估了燃料电池电动 汽车氢源的选择方案。总的说来，大部分研究都将纯氢、甲醇和汽油作为三种最主要 的选择来进行研究。但由于评估中存在很多不确定因素，如研究对象、时间范畴以及 国别差异等，他们得到的结论也不尽相同。Prin ceto n大学的能源与环境研究中心对燃料电池燃料氢源的一系列相关问题进 行了系统研究。从燃料电池电动汽车本身的设计要求及相对应的燃料供给基础设施建 设两方面，对比了不同氢源的能效和经济性，并在此基础上提出了发展燃料电池电动 汽车的近期和远期的燃料策略。对燃料电池电动汽车重整器的发展、发展氢输配系统 的可行性、燃料电池电动汽车的燃料经济性、小型天然气制氢的可行性以及

12、各种可再 生资源制氢等角度都进行了评估和分析，较为全面地研究了氢源的选择方案。通用公司更是对氢源的燃料选择进行了全生命周期的研究：共对75种燃料路径及15种动力系统进行了研究，被认为是进行燃料评估的一个典范，而Metha nex、Metha noil nstitute等机构则对甲醇应用于燃料电池电动汽车更有信心。通过对国外研究分析总结知道各种燃料选择的优缺点。可见，三种燃料选择各有 利弊，要作出合理选择就要考虑本国的能源结构，从国情出发，选择适合的氢源方案。4、本课题的主要研究内容和拟采取的技术路线4.1主要研究内容1）电动汽车发展概况；2）电动汽车工作原理；3）燃料电池发动机系统分析；4）动力蓄电池的结构、工作原理及特性分析；5 ）燃料电池的结构、工作原理及特性分析；6）结论。4.2技术路线跟据电动汽车的发展概况，研究电动汽车的工作原理，并分析燃料电池发动机系 统，再进一步的深入的研究动力蓄电池和燃料电池的结构和工作原理。5、研究基础具备的条件计算机一台，WOR文档办公软