电动汽车技术发展概况-2008-11-18-讲座

电动汽车技术

北京航空航天大学交通科学与工程学院

李兴虎

e-mail:Tel:82339869

(381301～381304班用,2023.11.18)电动汽车“家族〞及其历史传统汽车面临的问题电动汽车的优势与缺乏EV开展的现状及面临的问题HEV开展的现状及面临的问题FCEV开展的现状及面临的问题

1传统燃油汽车的驱动系统〔a〕发动机前置后驱动 〔b〕发动机前置前驱动2主要化石燃料的可开采年限预测铀为2001年数据，其余为2002年〕煤204年石油40.6年天然气60.7年铀61.1年

传统燃油汽车面临的能源问题3石油危机第一次石油危机(1973年至1974年)第二次石油危机(1979年至1980年)

第三次石油危机(1990年)第四次石油危机?2023.7.11.纽约原油期货盘中突破147.27$/桶近5年每桶石油均价/美元2003:31.5，2004:41.5，2005:56.7，2006:66.22007:75●●一桶大约为136公斤2023.10.22.纽约原油期货71$/桶4使用中的污染物：CO、NOx、HC微粒污染物传统燃油汽车面临的环境问题5

汽车产量及保有量

2006年

世界汽车产量6834.03万辆,保有量2006年底8.5亿辆

几个汽车大国的产量:日本1148万辆;美国1126万辆;

中国728万辆;德国540万辆2007年

中国汽车产、销量：888.2、879.2万辆

全国保有量5696万辆，占世界保有总量的6.7%。

全球平均每10人拥有汽车1.2辆，我国0.44辆

传统燃油汽车面临的资源问题6电动汽车—能够用电力单独驱动行驶的汽车电动汽车“家族〞的3兄弟蓄电池车〔二次电池汽车、纯电动汽车、充电电池汽车〕，英文名有：PEV(Pureelectricvehicle),BPEV(BatteryPoweredElectricVehicle)等。混合动力电动车HEV〔HybridElectricVehicle)燃料电池车FCEV〔FuelCellElectricVehicle〕7电动汽车的优势与缺乏优势：良好的环境保护效果噪声低可回收利用制动能量能量转化效率高和废热比例少可对付能源枯竭问题主要缺乏：1.

续驶里程短，载重量少2.

制造本钱高3.

必须重新建设根底设施〔如加氢站、充电站等〕8老大-蓄电池电动汽车诞生及早期的开展1881年:第一辆电动汽车〔铅酸电池动力三轮车〕由法国工程师斯塔夫·特鲁夫〔GustaveTrouve〕创造1890年:依柯华州诞生了美国第一辆蓄电池汽车，时速23km/h。之后,得到了快速开展。20世纪初:美国以蓄电池为动力的电动汽车占汽车保有量中的38％，仅次于蒸汽机汽车的40％。到了1915年，美国电动汽车的年产量达5000辆。9WoiverMampton,1897

10纯电动汽车的“人生坎坷〞1935到1960年:几乎处于停产状态并逐步退出使用原因：起动电机的创造促进了汽油机汽车的开展美国州际公路的开展，使电动汽车不能适应长距离行驶的缺点更为突出1120世纪六十年代→汽车保有量猛增加→污染排放量增大→兴旺国家发生光化学烟雾→人类健康与生命平安受到威胁在美国、日本等国又重新开始电动汽车的开发到20世纪80年代电动汽车的研究、开发和应用又一度处于近乎停止状态。电动车第二次的研究开发：121990年9月加州政府通过的法规规定了“零排放车辆ZEV〞的销售比例其它各州仿效立法，推动了美国和汽车大国电动汽车的迅速开展。

原因：环境污染；能源供给电动汽车第三次研究开发：13公司名称丰田汽车本田技研工业日产汽车车名RAV41.VEVEVPLUSR'nessaEV长×宽×高(mm)3980×l695×l6754045×1750×16304770×1765×1680车辆重量(ks)154016201730乘坐人数(名)545最高速度(km／h)125130以上1201次充电运行距离(km)215220230电机种类交流同步电机交流同步电机永磁交流同步电机电机最大功率(kW)50(连续)4962电池种类镍氢电池镍氢电池锂离子电池电容量(Ah)95(5HR)95(HR)95(5HR)总电压(V)288288345EV的主要性能参数14EV的构造简介二次电池〔SecondaryBattery〕、充电电池、蓄电池汽车151990年GM的EV1Nissan2000年的EVHypermini,350万日圆16エブリイLE-DA62V〔スズキ株〕17车名及制造商、价格エブリイLE-DA62Vスズキ公司价格：300万日圆（改装用汽油车91.3万日圆）整车长×宽×高：（mm）3,395×1,475×1,87010・15工况:续驶里程110km

最高车速：95km/h最大爬坡度（tanθ)0.2车辆总重量：1,590kg乘坐人数：2人

加速性能（０～・40km）：6.2s电动机电机型式：PA13A永磁同步型；个数：1额定功率：20kW,240V；最大转矩：95N・m/4,500r/min动力电池EC-EV1260型铅酸电池电池个数：20总电压：240V容量：60Ah/3h充电装置充电电源：交流单相，100V或200V，充电方式：多段定电流自动充电时间：8-10h18老二——混合动力车的诞生费迪南·保时捷〔FerdinandPorsche〕1899研制成功汽油机与发电机组成但未被重视：其它技术制约〔如电机、电池和控制等〕环境、能源问题未被引起足够重视等19丰田公司1997推出的HVPrius2005年Lexushybrid混合动力电动汽车例如20混联驱动式混合动力系统21E-Four系统图

22

富士重工2003年Ｂ9scrambler的动力总成23国内混合动力整车相关单位*为国家863资助*重庆长安混合动力轿车*芜湖奇瑞混合动力轿车*长春一汽混合动力大巴混合动力轿车*武汉二汽混合动力大巴混合动力轿车武汉理工大学混合动力大巴哈尔滨中强混联混合动力大巴天津清源混合动力大巴混合动力中巴北京博大混合动力大巴北京理工大学混合动力大巴北京工业大学混合动力厢式车北京交通大学混合动力垃圾清扫(运)车上海同济大学混合动力轿车上汽混合动力大巴比亚迪混合动力轿车湘潭湘电混合动力大巴长沙长丰混合动力越野车深圳五州龙混合动力大巴明华混合动力中巴广州华南理工大学混合动力大巴郑州宇通混合动力大巴合肥安凯（与株洲）混合动力大巴鞍山某公司混合动力汽车金龙厦门混合动力大巴24新世代自動車の基礎となる次世代電池技術に関する研究会.次世代自動車用電池の将来に向けた提言.２００６年８月p10252006年日本主要低公害车实际发货量统计〔单位/辆〕乘用车货车客车合计普通·小型微型普通·小型微型燃料电池汽车100001电动汽车000000混合动力汽车88,62801,658685690,410天然气汽车11312,249742583,091甲醇汽车000000小计88,640313,90781011493,502柴油替代型LPG汽车002,261157202,438氢气汽车50000526长安“羚羊〞ISG型混合动力车轿车2728混合动力军车的优势(1)节油25%~40%。减少油料物资运输上的负担和费用，减小油料依赖度，大幅度提升机动性。(2)在特殊条件下，以纯电力方式驱动时,排出废热少，不容易被热成像仪等侦察设备发现。

(3)混合动力系统可兼作发电设备使用。

29美海军陆战队新型越野车“影子〞RST-V(Reconnaissance,SurveillanceTargetingVehicle)/SmarTruckIII30“RST-V〞越野车〔4轮4座〕的特点前部装配柴油机(2.5升，涡轮增压、空冷,直喷),功率114千瓦柴油机带动功率110千瓦的永磁发电机。每个轮子上都嵌装一台功率50千瓦的电动机。由锂离子蓄电池组补充能源。刹车或下坡时可回收能量一次加油情况下的行驶距离为758公里31老三—燃料电池汽车的诞生1968年，通用汽车制作了世界第一辆可使用的厢式燃料电池货车，最大功率为150kW，燃料为液氢，续驶里程为200km1993年加拿大Ballard公司研制出世界第一辆燃料电池公共汽车1994年戴-克公司推出NECARI〔NewElectricCar〕燃料电池轿车32

GM1968的ELECTROVANFCV

1959年，AllisChalmers制成的碱性氢燃料电池拖拉机

33电动汽车购入后必须的设施和5年内的维护费用举例充电电源改造200V充电电源；费用约20万日圆；施工时间1天购入后的维护费用（5年内）第1年度：定期检查与维护，比燃油车高约

2万日圆第2年度：检查与维护、更换电池，比燃油车高约79万日圆第3年度：定期检查与维护，比燃油车高约2万日圆第4年度：检查与维护、更换电池，比燃油车高约79万日圆第5年度：定期检查与维护，比燃油车高约2万日圆34燃料电池车〔FCV〕2004年以前开发的燃料电池车的构成比例35燃料电池汽车组成例如36373839HONDA公司的高压气瓶

40GM公司的液态氢罐的构造示意图

Extraction-抽出reversing-换向41

平安装置42车辆名称TOYOTAFCHVHONDAFCXFord2002FocusFCV长×宽×高(mm×mm×mm)4,735×1,815×1,6854165×1760×1645-车辆重量(kg)1,8601,6801,600乘坐人数(名)54-性能

续驶距离/km300（10・15循环）355（LA-4循环）260-320最高速度（km/h）155150-

燃料电池名称丰田FC-Stacks-BallardMark902系列种类质子交换膜质子交换膜质子交换膜功率（kW）9078-电机种类交流同步电机交流同步电机交流感应电机最大转矩（N･m）260272190最高功率（kW）806065种类种类纯氢纯氢纯氢储存方式高压氢罐高压氢罐高压氢罐最高充填压力/MPa3534.435.2二次电池种类镍氢电池无镍氢电池超级电容静电容量/F无8.0无43近年发布的燃料电池汽车性能参数比较燃料制造厂及公布时间车名FC功率kW最高速度km／h续驶里程km混合动力类型氢高压25MPa丰田公司，2001FCHV—490>150>250蓄电池丰田公司，2001FCHV-BUS190>80>300蓄电池本田公司，2001FCX-V360130180超级电容大发公司2001MoveFCV-K-II30105120蓄电池福特公司FocusFCV67(电机)>128160蓄电池30MPa戴姆勒—克来斯勒，1994NeCar15090130无35MPa丰田公司，2003FCHV90>155300蓄电池本田公司，2001FCX-V478140315超级电容本田公司，2002FCX85150355超级电容戴姆勒—克来斯勒，2002Citaro>20080>200无戴姆勒—克来斯勒，2002F-Cell(Aclass)85140145蓄电池70MPa铃木公司，2004MRWAGON-FCV38110200未知液体通用公司2000HydroGen180140400蓄电池通用公司2001HydroGen394150400无大众公司，2000Hymotion7