电动汽车绪论

第1章绪论1.1新能源汽车的定义和分类1.2发展新能源汽车的必要性1.3新能源汽车的发展现状1.4新能源汽车的车型分析1.5新能源汽车的技术路线及关键技术1.1新能源汽车的定义和分类新能源汽车：是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

新能源汽车包括：1.混合动力汽车（HEV）：以车载多能源为动力2.纯电动汽车（EV）（包括太阳能汽车）：以车载蓄电池为动力3.燃料电池电动汽车（FCEV）：以燃料电池为动力4.氢发动机汽车5.其他新能源（如高效储能器如超级电容器、飞轮电池、二甲醚）汽车等各类别产品。2014年上半年国内新能源汽车生产20692辆，销售20477辆，同比增长2.3倍和2.2倍，产销量已超过去年全年。其中纯电动汽车产销分别完成1.2185万辆和1.1777万辆，插电式混合动力汽车产销分别完成8507辆和8700辆。一个乐观的预期是，今年新能源汽车的销量可能会突破5万辆，这意味着将是去年销量的3倍。按照财政部、科技部、工信部、国家发改委的要求：2013年—2015年，兰州市累计推广新能源汽车应不低于5000辆；推广应用的车辆中外地品牌数量不得低于30%；政府机关、公共机构等领域车辆采购要向新能源汽车倾斜，新增或更新的公交、公务、物流、环卫车辆中新能源汽车比例不低于30%。1.2发展新能源汽车的必要性1.资源短缺全世界汽车的保有量已经突破10亿辆，中国已经突破1亿辆，预计到2020年超过2亿辆。按照目前的探明的能源储备和消耗速度，现有石油能维持大概50年。

2013年我国对外石油依存度达到60%，能源安全需要格外关注。2.环境污染3.温室效应

据测算全世界10亿辆汽车每年向大气排放100亿吨以上的二氧化碳、七亿吨的一氧化碳、1.5亿吨的碳氢化合物、0.8亿吨的氮氧化合物。2013年底我国汽车保有量达1.37亿辆，全国有31个城市的汽车数量超过100万辆，其中8个城市汽车数量超过200万辆。北京市汽车超过500万辆。据分析，北京市中心区二氧化硫浓度日超标率达10%至15％，一氧化碳和氮氧化合物浓度日超标率达60％至70％，最大浓度时大气污染超过国家二级标准1至3倍。上海市机动车排放的碳氢化合物占总排放量56％以上：氮氟化合物占20％以上。汽车污染已成为世界性公害，其对于温室气体浓度增加的“贡献”不容忽视。汽车的内燃机实际上是一座小型化工厂，消耗大量石油资源。汽油燃爆后产生驱车动力，同时也产生了许多复杂的化学反应，排放出大量温室气体，加剧了温室效应。汽车每燃烧1公斤汽油排出3.08公斤的二氧化碳。当二氧化碳含量升高时，会增强大气对太阳光中红外线辐射的吸收，阻止地球表面的热量向外散发，使地球表面的平均气温上升。这就是所谓的温室效应。1.3新能源汽车的发展现状基于全球范围日益严峻的能源形势和环保压力，各国都把发展新能源汽车作为提高产业竞争力，保持经济社会可持续发展的重大战略举措。目前日本、欧美走到了世界的前列，着重发展混合动力、纯电动、燃料电池三种电动汽车，并取得了长足进步。电动汽车是与燃油汽车相对应的，1881年就出现了电动汽车。在20世纪20年代达到了鼎盛时期，美国的电动汽车保有量占到40%（这一阶段的发展主要得益于电动汽车比燃油汽车简单，只需配备电动机和蓄电池，制造较燃油汽车容易，同时当时燃油汽车性能较差，启动困难，所以发展较快）。在上世纪后几十年，汽车保有量的剧增导致环境污染加剧，同时由于石油资源将逐步枯竭以及及燃油价格上升等因素推动各国寻找更加清洁，高效，可持续发展的交通工具。随着各种高性能蓄电池和高效率电机出现，人们把目光又转向了零污染或超低污染排放的电动汽车。各国相继投入大量的人力物力进行研发，一批高性能的电动汽车逐步诞生。混合动力电动汽车：技术逐步成熟、已经进入式巡航竞争期，率先实现了产业化。（如日本的普锐斯），混合动力汽车在日本的销售已占到汽车销售量的10%。日本政府对购买燃料电池汽车的消费者提供补贴，每台车补贴200万日元(折合人民币约12万元)。2013年7月3日报道，丰田公司3日发布消息称，普锐斯的全球累计销量已于6月底突破300万辆。自1997年12月首代普锐斯开始发售以来，共历时15年6个月。普锐斯在1.8L汽油发动机和功率为60kW的永磁交流电机配合下，普锐斯能轻松达到4.3L百公里油耗的佳绩。广汽丰田凯美瑞混合动力版：厂商指导价：32-35万最大功率：110KW油电混合动力系统，最大功率将达到140kW最大扭矩：187N.m油电混合动力系统，最大扭矩将达到270N.m排量：2.4L综合工况油耗：6.2L国家购车补贴：5万0-100km/h加速时间：9.5美国对电动汽车充电桩建设实施联邦补贴。修建每座充电桩可享受30%的财政补贴，限额为3万美元（约合人民币18.66万元）。其次，在购买纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车方面都享受一定的财政补贴或者是退税优惠。如美国给购买插电式电动汽车的个人最高减税可达7500美元。法国、德国等国家也在大力发展新能源汽车，这些大大推动了电动汽车技术的发展。我国电动车的发展：国家高度重视，把电动车发展放到了战略层面“863”计划，政府投入巨资，的组织高效、科研院所、汽车企业进行四位一体的研发。提出了“三纵”“三横”的的研发布局，三纵指的是HEV、EV、FCEV，三横指的是电池和电池管理系统、电动机驱动系统、多动力源总成控制系统。在技术研发的同时，我国在“九五”期间就开始制定纯电动汽车标准，“十五”期间着手制定混合动力电动汽车标准，“十一五”期间制定燃料电池电动汽车标准。而目前，为推动电动汽车商业化发展，我国正加快制定相关基础设施的技术标准。地处深圳的比亚迪在全世界率先推出插电式混合动力乘用车，也就是比亚迪Ｆ３ＤＭ双模轿车。这款车装备了纯电动和油电混合两种驱动模式，纯电动模式充满电可以行驶１００公里。比亚迪Ｅ６纯电动汽车续航里程可以达３００公里，在全世界处于领先地位。目前已有４０辆Ｅ６纯电动出租车在深圳投入试运营。在电动汽车方面，深圳已经走在全国前列。

杭州、北京、上海也有不错的发展基础。工业信部牵头的《汽车与新能源汽车产业发展规划》(2011-2020年)草案(下称《规划》)建议，未来十年，中央财政拿出超过1000亿元的巨额资金，用以扶持节能与新能源汽车产业链发展。这1000亿已经规划至关键技术研发和产业化、示范推广、核心零部件研发、试点城市基础设施建设等各领域。同时，中央财政将设立专项补贴资金，促进消费者买纯电动车、充电式混合动力汽车，同时车辆购置税、车船税等将减免征收。国家对纯电动车补贴：补贴细则：根据动力电池组能量，按3000元/千瓦时给予补贴，最高补贴达6万元。技术规格：工况法续驶里程要超过100公里；动力电池等主要部件寿命要超过10万公里；车载电源电量充满的时间要低于7小时；快速充电至80%电量的时间低于0.5小时；电能量消耗率低于0.16kWh/km。发展现状：比亚迪纯电动E6出租车在深圳试运行，纯电动车对电池容量、电池稳定性、电池安全性和充电站密度要求很高。国家对混合动力电动汽车的补贴：补贴细则：根据动力电池组能量，按3000元/千瓦时给予补贴，最高补贴达6万元。技术规格：在纯电动模式下，乘用车以每小时60公里的速度匀速行驶里程超过70公里；城市公交客车在每小时40公里的匀速行驶状态下，行驶里程超过50公里；主要部件寿命，乘用车超过10万公里，城市公交客车超过8万公里。发展现状：受制充电基础设施缺乏，目前，国内仅比亚迪F3DM在深圳有售。国资委组建“新能源汽车央企大联盟”在2010年8月诞生，其目标是“到2012年，联盟对新能源汽车领域投资将增至1000亿元。”主要投资方向为技术研发、基础设施建设。同时，国内车企的投资计划也开始升级，江淮宣布了投资高达300亿、目标产能百万辆的新能源汽车计划。奇瑞、一汽、比亚迪、长安等企业都在加快电动汽车的研发，目前都取得了一些成绩。通过奥运会、世博会等平台展示了一批电动汽车。丹麦馆官方用车，丹麦王储的接待用车（燃料电池）——志翔HEV目前，新能源汽车难以大规模推广的两大原因，一是价格高，二是充电难。为了解决价格过高的问题，美国、日本等国政府都对新能源汽车的购买者给予财政补贴，美国的补贴标准是７５００美元，折合５万多人民币，日本对纯电动汽车的补贴标准比美国还高出许多。我国也有相关的补贴，但价格优势还是没有形成。虽然新能源汽车使用成本要低得多，但一次性购买成本高。许多消费者可能因为这个原因，即使有补贴也不积极购买。美国家庭一般都有车库，汽车充电没有问题。而中国汽车用户充电是个大问题。在没有完善的充电基础设施之前，插电式混合动力和纯电动汽车很难得到大规模推广。电动汽车与内燃机汽车的比较项目纯电动汽车燃料电池电动车混合动力电动车内燃机汽车尾气排放无无少量多能量来源广较窄广窄能量转换率高高适中低高效工况区范围宽宽适中窄能量回收（再生制动）有有有无行驶里程短适中较长长电动汽车优点：1）运行成本低（纯电动汽车运行成本大概是燃油汽车1/5）2）环保（EV是零排放）3）节能及能源多样化及综合利用4）可持续发展5）结构简单，维护方便电动汽车缺点：1）价格昂贵一辆续驶里程为150公里的普通轿车为例，大概要装备30千瓦时的电池组。价值10万元。2）技术有待完善3）配套建设薄弱截止2011年底，国家电网和南方电网共建成约1.6万个充电桩，不到2015年目标的5%。4）安全性可靠性不能与燃油汽车相比较2012年5月26日凌晨，一辆红色GTR跑车在深圳滨海大道与一辆比亚迪电动出租车发生碰撞，飞速的撞击导致这辆出租车瞬间起火，比亚迪内的三个人在大火中丧生；2011年4月发生在杭州街头的电动出租车自燃事故。以比亚迪E6电动出租车为例（纯电动）：

该车是深圳市重点支持的环保科技项目，该公司于今年2010年5月份就开始了E6电动出租车的试运营，首批上路只有10辆车，现在逐步增加。中速充电机和银行自动提款机差不多，成本要10多万元，充满一车需要1个多小时，慢充机也就像碎纸机那么大，成本大概上万元，充电时间延长到4个小时。快冲大概需要15分钟就可以充电80%。以标志3008比较：排量：1.598最大功率：115KW最大扭矩：240N/M0-100加速时间9.5油耗：7.7L最高车速：202长宽高：4365*1837*1639轴距：26132012款e6先行者：e6先行者的到来，标志着纯电动汽车已经进入我们现实生活。据销售人员介绍，比亚迪e6先行者主要将在深圳市场销售，同时消费者购车可享受12万元的现金补贴（国家补贴6万+深圳政府补贴6万），购车需提前预定。厂商指导价：36.98万最大功率(kw/rpm)：90最大扭矩(n.m/rpm)：450整车整备质量(kg)：2295最高车速(km/h)：140连续行驶里程：300公里TESLAMODELS，，电动机的最大功率316kw，最大扭矩600Nm，由于采用纯电驱动，充电过程是必不可少的。特斯拉可以采用两种充电方式即常说的快充和慢充。400V超级充电桩充电可在20分钟内充电50%，续航里程能够增加近180公里，从0至完全充满，采用快速充电大约需要1个小时左右的时间。此外车主还可以选择普通的充电桩和移动充电包的方式对车辆进行慢速充电。F3DM：厂商指导价：14.88-18万最大功率：50KW最大扭矩：90N.m最高车速：150km/h排量：1.0L综合工况油耗：2.7L国家购车补贴：8万（国家5万+深圳3万）0-100km/h加速时间：10.5通用Hy-wire

氢动三号由200块相互串联在一起的燃料电池块组成的电池组产生电力，通过68升的氢气储存罐向燃料电池组提供氢气。电池组所产生的电能输入电动机后，通过功率为60千瓦/82马力三相异步电机驱动车辆行驶，并几乎不产生任何噪音。氢储存罐分为两种，一种罐内储存的是温度为-253°C的液态氢，另一种罐内储存的是承受最高压力可达700Pa的高压氢气。一次充气行驶里程分别可达400公里和270公里清华大学先后研发了5KW的燃料电池游览车，15kw的轻型客车等。清华大学、上海神力公司、中科院大连化学物理研究所等单位2002共同研制了我国第一辆燃料电池大客车。该车总质量14t，车长11m，共有30+1个座位，使用压缩空气（气罐置于车顶）作为燃料，电池采用质子交换膜燃料电池，输出功率为100kw，辅助电池容量