电动汽车原理与应用技术 第2版 课件 第0、1章 绪论、电动汽车发展历史和现状

第1章电动汽车发展历史和现状1

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新能源汽车发展现状绪论3电动汽车的发展背景2023年1—8月我国城市空气质量排名数据来源：S全球环境污染污染问题日渐突出化石燃料燃烧会转化为二氧化硫和氮的氧化物石油作为不可再生能源，从长期来看无法持续支撑车用燃料的巨大需求，且存在碳排放等污染问题。燃油车的尾气排放是主要的空气污染源之一，其中包括一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等有害物质。世界上污染最严重的国家和地区（2018-2022年历史数据）能源安全作为国家安全的重要组成部分，关系着经济社会可持续发展。长久以来，中国能源产业都有着“富煤、缺油、少气”的资源禀赋特征。我国作为世界上最大的能源生产国和消费国，受资源储量限制，2021年我国石油和天然气的对外依存度分别为73%和45%，是世界上最大的石油和天然气进口国。4电动汽车的发展背景数据来源：S能源已成为我国可持续发展的重大问题中国加大煤炭开采力度缓解供应紧张石油是我国第二大进口商品占贸易进口总额13%2023年国内的天然气需求有望出现恢复性的增长5电动汽车的发展背景2023年1至8月，新能源汽车产销分别为543.4万辆和537.4万辆，同比增长36.9%和39.2%。新能源汽车是交通领域节能减排有效途径之一；以电动汽车为主的新能源汽车是国家七大战略新兴产业之一，是我国交通领域实现“双碳”目标的引擎，是“中国制造2025”十大重点推动领域之一。习近平总书记强调：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。数据来源：工业和信息化部网站

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新能源汽车发展现状绪论7电动汽车的发展历史第一阶段：19世纪30年代—20世纪30年代1834年，英国的布兰顿演示了托马斯.戴文波特（ThomasDavenport）发明的蓄电池车，它比世界上第一部内燃机汽车早了半个世纪。1881年，法国巴黎街上出现了世界上第一辆以可充电池为动力的电动汽车。第一辆直流电机驱动的电动车用铅酸电池作动力的电动车8电动汽车的发展历史法国的BGS子弹头型的电动赛车19世纪末的电动出租汽车1897年，英国伦敦的电动出租汽车公司生产了15辆电动出租车。1899年，法国人设计制造出了子弹头型电动汽车，其续驶里程约达290km，并创下了98km/h的速度记录。第一阶段：19世纪30年代—20世纪30年代9电动汽车的发展历史到1912年，美国有34000辆注册电动汽车，底特律电气公司（DetroitElectric）生产的电动汽车，最高时速可达40km/h，续驶里程可达129km。1901~1920年，英国伦敦电动汽车公司生产了后轮轮毂电机式、后轮驱动、斜轮转向和充气轮胎的电动汽车。1913年，福特公司开发了T型内燃机汽车，并在汽车发展史上首次实现了标准化大批量生产，其价格从1909年的850美元降到了1925年的260美元。批量化生产的内燃机汽车彻底结束了电动汽车的生命。到20世纪30年代，电动汽车几乎消失了。10电动汽车的发展历史内燃机汽车大批量应用带来了严重的空气污染；内燃机汽车对石油的过分依赖，导致一系列的政治问题和国家安全问题；电动汽车由于其良好的环保性能和能摆脱对石油的依赖，重新得到社会各界的重视。本阶段电动汽车兴起的原因第二阶段：20世纪60年代—20世纪末11电动汽车的发展历史第二阶段：20世纪60年代—20世纪末12电动汽车的发展历史第三阶段：21世纪初—至今21世纪初到2008年全球金融海啸前，纯电动汽车产业化受挫，但在中国、日本、美国以及欧洲，电动汽车的研发并没有就此止步，以纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车为代表的电动汽车全面研发进入第三轮更大规模的研发探索阶段。围绕电动汽车，政府、能源企业、汽车和电池生产商全面参与，以“能源安全”和“环境保护”为主要目的，探索新的节能环保出行方式和新的车型的基础上，开发符合各方面利益的新一代电动汽车。研究的重点地区是中国、日本和欧洲；技术研发的重点是延长续驶里程、缩短充电时间，解决充电基础设施问题。13电动汽车的发展历史第三阶段：21世纪初—至今2008年北京奥运会期间，北京理工大学孙逢春院士带领北京理工大学的科研团队研发的55辆中国自主创新的纯电动大客车行驶上路。这是世界奥运史上首次大规模使用电动汽车，实现了奥运中心区零排放，兑现了北京奥组委“科技奥运、绿色奥运”的承诺。

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新能源汽车发展现状绪论15电动汽车国内外概况美国1993年，克林顿政府发布PNGV计划，联合国内主要的三家汽车制造厂商、大学、实验室等，重点研发电动汽车和插电式混合动力汽车。2001年，小布什政府启动freedomCAR项目，面向所有轿车和轻型卡车，集中研发利用可再生能源制造氢燃料电池的技术。2007年，小布什政府设立ATVMIP项目，以低息贷款的方式，支持美国汽车企业研发生产新一代电动汽车和其他低能耗车辆。2009年，奥巴马政府公布ARRA法案，通过提供联邦补贴或贷款，资助美国汽车企业和科研机构研发下一代电动汽车。2009年，美国能源部联合ECOtality成立EVProject项目，利用政府资金修建充电基础设施，并帮助新能源汽车推广。16电动汽车国内外概况

欧洲欧洲重点关注温室气体减排战略英国和法国最早进行电动汽车研发与应用德国为欧洲电动汽车市场的主力欧盟计划旨在充分调动欧盟各国的科学技术力量，避免各国科研计划重复，有效利用各国的人力和物力资源17电动汽车国内外概况日本日本资源匮乏，石油几乎全部依赖进口。因此，日本政府及日本各大汽车公司对电动汽车的开发十分重视，把发展电动汽车作为“低碳革命”的核心内容日本的丰田、本田两家公司分别实现了电动汽车的产业化，推出的普锐斯和思域两款混合动力汽车得到了日本和北美市场的普遍认可。18电动汽车国内外概况中国我国新能源汽车的发展可以追溯到“十五”期间。此后，国家出台了一系列支持新能源汽车发展的相关政策，形成了比较完整的政策支持体系。19电动汽车国内外概况数据来源：电动汽车全球市场销量分布全球电动汽车销量呈大幅度上升趋势中国电动汽车销量位居世界首位，欧洲（以德国为主）居于次席20电动汽车国内外概况世界各大主要整车企业的新能源汽车发展路线美国：各州发展的电动汽车种类差异较大欧洲：正从纯电动汽车转向混合动力汽车日本：最先发展电动汽车的国家，各种类发展较均衡中国：重点鼓励纯电动汽车和插电式混合动力汽车一起发展

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新能源汽车发展现状绪论纯电动汽车发展现状混合动力电动汽车发展现状插电式混合动力电动汽车发展现状燃料电池电动汽车发展现状电动汽车的发展现状23纯电动汽车发展现状我国纯电动汽车已经形成完整产业链上游：锂电池及电机原材料中游：电机、电控、电池等下游：整车、充电桩和运营24纯电动汽车发展现状高新技术应用于纯电动汽车动力系统集成优化技术不断进展，节能效果不断提高动力电池技术得到飞速发展，高性能的锂离子电池逐步取代传统的铅酸电池、镍氢电池。在比能量、比功率、安全性、可靠性、循环寿命和成本方面取得了很大进步。高效的一体化电力驱动系统取代了传统的电机25纯电动汽车发展现状高新技术应用于纯电动汽车电动辅助系统的广泛应用提高了整车能量利用率和性能网络系统的应用促进了电动汽车的模块化和智能化轻量化技术和电气、结构安全性技术在电动汽车上得到了系统的应用在概念车型上，轮毂电机和线控技术等前沿技术得到了初步的应用26纯电动汽车发展现状充电问题易解决活动范围有限充电场所固定有相应停车点利于产业化生产批量采购数量大利于推广使用营运企业少，补贴措施灵活纯电动公交车成为城市节能减排和平衡电网负荷的有效手段，纯电动公交车的示范推广应用进程加快纯电动公交车相较于普通乘用车，具有以下优势：高新技术应用于纯电动汽车纯电动汽车发展现状混合动力电动汽车发展现状插电式混合动力电动汽车发展现状燃料电池电动汽车发展现状电动汽车的发展现状28混合动力电动汽车发展现状混合动力电动汽车发展现状混合动力电动汽车（HEV）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。国外普遍认为它是投资少、选择余地大、易于满足未来排放标准和节能目标、市场接受度高的主流清洁能源车型。29混合动力电动汽车发展现状混合动力电动汽车发展现状混合动力技术上，由单一发动机驱动向纯电动驱动转移混合度上，逐渐提高混合度以实现传统能源向电气化转化机电耦合方式上，由单电机并联方案向双电机串并联/混联方案发展，实现向纯电动方案过渡动力系统结构方面，向更高的集成度发展，从而实现电动化转型30混合动力电动汽车发展现状混合动力电动汽车发展现状我国基本掌握了混合动力汽车整车开发技术，形成了具有自主知识产权的多种结构形式和多种混合度的技术方案，基本突破了国外专利限制。在动力电池和电机技术性能方面，我国已取得较大进展，部分满足混合动力整车要求。31混合动力电动汽车发展现状混合动力电动汽车发展现状动力分配装置和能量管理系统的研究有待继续。混合动力系统结构复杂，制造成本高，维修比较困难，售价相对较高。纯电动汽车发展现状混合动力电动汽车发展现状插电式混合动力电动汽车发展现状燃料电池电动汽车发展现状电动汽车的发展现状33插电式混合动力电动汽车发展现状插电式混合动力电动汽车发展现状插电式混合动力电动汽车（PHEV）具有较长的纯电续驶里程，同时还可以以混合动力模式工作，具有良好的燃油经济性，所以近年来插电式混合动力汽车技术得到普遍关注。我国在插电式混合动力乘用车技术已经取得显著进展，部分产品性能指标已与国外不相上下。34插电式混合动力电动汽车发展现状插电式混合动力电动汽车发展现状我国已自主掌握插电式混合动力多能源动力系统整车控制、高功率电机系统、混合动力自动变速器、增程式辅助功率发电单元等关键技术我国的双电机串并联、功率分流式等不同技术路线均有不俗的市场表现35插电式混合动力电动汽车发展现状插电式混合动力电动汽车发展现状但同时插电式混合动力的发展也存在一些问题，如集成了电动车、燃油车两套完整的动力系统，成本高、结构复杂、车身质量较大。36插电式混合动力电动汽车发展现状插电式混合动力电动汽车发展现状增程式混合动力汽车电池容量大，但发动机和发电机不直接驱动，造成部分浪费，在高速路况下油耗偏高。纯电动汽车发展现状混合动力电动汽车发展现状插电式混合动力电动汽车发展现状燃料电池电动汽车发展现状电动汽车的发展现状38燃料电池电动汽车的发展现状燃料电池电动汽车发展现状燃料电池电动汽车相比传统燃油车，车辆排放的是氢和氧的结合物—水，所以它相当于零排放，同时氢燃料电池车型加氢的时间非常短。2019年，中国首批采用日本丰田燃料电池技术的氢能源公交车抵达常熟投入运营。该车为苏州金龙生产的海格第五代氢能源公交，也是国内首批采用丰田电堆和重塑系统的氢燃料电池客车。39燃料电池电动汽车的发展现状燃料电池电动汽车发展现状上汽大通大家MIFA氢是全国首款70MPa乘用化产品，也是全球首款氢能MPV(多用途汽车)，于2022年大量投入到商业化的示范运行之中，已实现全国规模领先的氢能源乘用车