第2章 电动汽车专题2014
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汽车理论 wangjx@ 12
2014/3/24
电动汽车发展史——现今最流行的电动汽车 纯电动汽车Tesla （标准版）
电动机的马力367hp 最大扭矩440NM 0-100KM加速时间5.6s 插电式 最大行驶里程482公里 最高车速201KMph 整备质量2108kg 尺寸4978×1964×1435 进口价格73.40万RMB 去年Model S在美销售 1.9万辆
欧宝Zafiria
2003年5月纽约车展上的Escape混合 动力车 欧宝Zafira 1.6CNG Turbo车型 09年1月上市
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 10
Volt使用的动力装置： 一个峰值功率为111kW，扭矩 达到370Nm的电动机+16kWh锂 电池； 一个集成发电机的排量为1.4 升86HP汽油发动机
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 18
电动汽车基本概念
电动汽车的类型 2．按动力源分类
1)纯电动汽车：单纯以蓄电池做为汽车动力源的电动汽车。 2)燃料电池电动汽车：以燃料电池做为汽车动力源的电动汽 车。燃料电池可以将燃料的化学能直接转变为电能的电池。 3)混合动力电动汽车：同时装备两种动力来源——热动力源 与电动力源的汽车。通过在混合动力汽车上使用电机，使得 动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发 动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排 放。通常所说的混合动力是指油电混合动力，即燃料（汽油， 柴油等）和电能的混合。
2014/3/24
汽车理论 wangjx@
17
电动汽车基本概念
电动汽车的类型 1．按用途分类
1)电动运输汽车 (1)电动轿车 乘坐2-9个乘员，主要供私人使用。 (2)电动客车 乘坐9个以上乘员，主要供公共服务用。 (3)电动货车 用于运载各种货物，驾驶室内还可容纳2人 (4)电动牵引汽车 专门或主要用于牵引挂车的汽车。 2)电动特种用途汽车 (1)电动娱乐汽车 旅游汽车，高尔夫球场专用汽车，海 滩游玩汽车等。 (2)电动竞赛汽车 按照特定的竞赛规范设计的汽车。 (3)电动特种作业汽车 是指在车上安装各种特殊设备进 行特种作业的汽车。
电动汽车发展史——现今最流行的电动汽车
增程式混合动力电动汽车
最高车速160kmph 0-100Km加速9秒 2012款售价49.80万 RMB
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 11
电动汽车发展史——现今最流行的电动汽车 纯电动汽车日产Leaf
使用锂电池组，最大能支持 120hp的电动机。 电动机的峰值马力和扭矩输出 分别为107hp和280Nm 30分钟内将电池组电量补充到 80%，可行驶50公里； 将电池充满仍然需要8小时， 可行驶160公里； 于2010年底于欧美以及日本市 场上市，至今尚未入中国市场 2013年全球售出超过5万辆 2014款顶配车型价格为35870 美元
2014/3/24
汽车理论 wangjx@
7
电动汽车发展史
1990年通用汽车公司开发出“冲击牌”电动汽车，车身材料采 用玻璃纤维，动力系统为32块铅酸电池和两台42kw三相感应电 机，最高时速为128km/h，从静止加速到96km/h的时间小于9S， 一次充电可行驶144km，被称为20世纪90年代的经典之作； 1994年克莱斯勒汽车公司的甲酵燃料电池汽车Necar3问世； 1996年通用、丰田联合研制的EV1蓄电池电动汽车进入市场。 1996年日本推出RAV4-EV四人乘电动汽车，该车采用镍氢电池、 永磁交流同步电动机，最大功率45kW，最高车速125km/h，续 驶里程215km； 1997年丰田汽车公司研制的混合动力轿车Prius进入日本市场；
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 13
电动汽车发展史——世界各国的电动汽车发展政策
美国
在克林顿时期共投入50多亿美元，以混合动力为主要技术方案的新一 代汽车合作（PNGV）计划。 布什时期的Freedom CAR计划以氢燃料电池汽车为主要技术解决方案。 目前美国把充电式混合动力汽车（增程式电动汽车）作为刺激经济和 拯救汽车业的一张王牌，联邦政府为此斥资140亿美元。 从1965年就开始正式将电动汽车列为国家项目，1971年制定了《电动 汽车开发计划》，1991年推出“第三次电动汽车普及计划”。 混合动力汽车已形成产业化，同时注重鼓励燃料电池和生物燃料的发 展，丰田、本田、日产等厂商的混合动力汽车不仅在国内热销，在国 际市场上也令其他国家厂商望其项背。 在2006年提出来新的国家能源战略，到2030年交通领域对石油的依赖 降到80%。计划到2020年普及以电动汽车为主体的新能源汽车，能够达 到1350万辆。
汽车理论 wangjx@ 14
日本
2014/3/24
电动汽车发展史——世界各国的电动汽车发展政策
欧洲国家
2003 年欧盟制订了《欧盟氢能发展路线图》，目标是到 2020年，将温室效应气体排放量降低到至少低于1990 年的 20％， 法国总统萨科奇2008年下发政令，将投入4亿欧元用于清洁 能源汽车。 2010年5月，德国柏林召开的电动汽车大会上公布国家电动 汽车计划，确立了少耗能、更环保且更具有可持续性的电 力驱动方式的重要的地位。确定了攻克电池、电机、电子 集成系统和回收利用等技术内涵和攻关重点，并且确定了 到2020年德国将有100万辆电动汽车上路的目标
电动汽车以及内燃机汽车的问世，使走过了100多年历程的蒸汽 机汽车因热效率低下和结构笨重等缺点凸显，而受到双重打击。 当时内燃机汽车处于初创时期，许多关键技术有待突破，发展 缓慢。 电动汽车虽然也有许多关键技术没有解决，但因运转平稳、易 起动、易操纵、效率高、噪声低和无排放等原因而受到特殊青 睐。 On the 29th of April 1899
电动汽车发展史
4．电动汽车相对沉寂（1915——约1970）
美国州际公路和欧洲公路快速发展，电动汽车因续驶 里程短的显得很不适应 而内燃机汽车的关键技术获得突破(如爆震机理的发 现和四乙基铅抗爆剂的发明等) 内燃机汽车近乎一统天下，从1915年到20世纪六七十 年代电动汽车沉寂了大约半个世纪， 电动汽车仍在继续使用，如英国在二战期间有35万辆 电动汽车运营。
1900 年 发 布 的 这 辆 Lohner-Porsche 为 Ferdinand Porsche 在 1899 年所设计的 Hybrid 油电混合动力车，车轮中央即 为电动马达，概念非常先进
汽车理论 wangjx@ 4
2014/3/24
电动汽车发展史
3．早期电动汽车的黄金时代（1895—1915）
截至2013年8月底，普锐斯的全球累计销量 突破300万辆，如今，普锐斯在70多个国家 热卖，其中以日本和北美地区最甚，在北美 的销量约133万辆，在日本约为132万辆。
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 8
电动汽车发展史
1997年加拿大巴拉德电力公司(Ballard Power system)开 发出高功率密度的燃料电池，将燃料电池的功率密度从1 立方英尺3kW提高到350kW。 1999年3月戴姆勒—克莱斯勒汽车公司在华盛顿为其投资 14亿美元开发的Necar4燃料电池电动轿车揭牌。
电动汽车专题
2014/3/24
汽车理论 wangjx@
1
1. 电动汽车发展史 2. 电动汽车基本概念 3. 电动汽车的总体结构与工作原理 4. 电动汽车的关键技术
2014/3/24
汽车理论 wangjx@
2
电动汽车发展史
1．初期孕育阶段
1769年法国炮兵军官居钮(Cugnot)研制成功世界上 第一辆蒸汽机机动车，使19世纪进入蒸汽机汽车时 代。紧接着，电科学方面的一系列突破孕育着电动 汽车的问世； 1831年法拉第研制成功世界上第一台旋转直流电机； 1834年苏格兰人德汶博特(T. Davenport)研制成功不 可充电蓄电池电动汽车； 1859年法国物理学家伽斯顿·普朗特(Gaston Plante) 发明可充电铅酸电池；
汽车理论 wangjx@
2014/3/24
16 Back to top
电动汽车基本概念
什么是电动汽车？
指以蓄电池或燃料电池为动力、在市区街道或城 间公路上行驶的用电动机驱动的汽车。 不包括无轨电车及在车站、码头或厂区内使用的 电动叉车和普通的电瓶车。 广义说法是指凡是用电池及电动机参与驱动车辆 系统工作的汽车。比如现在常用的混合动力汽车 、燃料电池汽车和纯电动汽车。
2014/3/24
汽车理论 wangjx@
15
电动汽车发展史——世界各国的电动汽车发展政策
中国
2009年2月启动“十城千辆”工程，计划用3年左右时间 ，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车 开展示范运行。 2012年6月出台的《节能与新能源汽车产业规划(20112020年)》：到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力 汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，纯电动汽 车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产 销量超过500万辆。到2015年，当年生产的乘用车平均 燃料消耗量降至6.9升/百公里，节能型乘用车燃料消耗 量降至5.9升/百公里以下。到2020年，当年生产的乘用 车平均燃料消耗量降至5.0升/百公里，节能型乘用车燃 料消耗量降至4.5升/百公里以下。 2013年全国销售纯电动汽车14604辆、插电式混合动力 汽车3038辆
汽车理论 wangjx@ 3
■
■
2014/3/24
电动汽车发展史
2．电动汽车诞生 1881年法国工程师克斯塔夫·特鲁夫(Gustave Trouve) 研制成功世界上第一辆可充电铅酸电池电动三轮机动 车，比卡尔·本茨发明的内燃机汽车还早了5年
1881年特鲁夫的电动三轮车
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 19
电动汽车基本概念
混合动力电动汽车的类型
按照工作模式分：混合动力电动汽车有串联式、并联式 、混联式（串并联式）、综合式等四种类型。
2014/3/24
汽车理论 wangjx@
1899年在巴黎附近的世界汽车竞赛 比利时人卡米勒·詹那兹（ Camille Jenatzy ）发明的电动汽车创下了 105.8Km/h的记录； 该车由两个电动机驱动， 重1452.8Kg
2014/3/24
the La Jamais Contente
汽车理论 wangjx@
5
2000年DaimlerChrysler的燃料电池 电动车NECAR5
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 9
电动汽车发展史
2004年福特Escape混合动力车和水星Mariner混合动力车 首发。它们是福特推出的第一批混合动力电动车量产车型 2002-2005年法国雷诺、日本日产、韩国现代等汽车公司 计划将自己研发的电动汽车投放市场. 2004年通用在欧洲的欧宝公司拟将甲醇燃料电池汽车投放 市场。
2014/3/24
汽车理论 wangjx@
6
电动汽车发展史
5．电动汽车蓄势待发
20世纪70年代以来汽车污染和石油危机两件大事，对电动汽 车的研发起到了强有力的推动作用。近年来．世界范围内能 源意识和环保意识空前强化，电动汽车重新受到高度重视。 1975年出现第一辆现代汽油—电动混合动力车辆。 1981年出现第一辆飞轮—电动混合动力车辆。 1981年英国太阳能车辆诞生。 1986年福特和通用电气公司开发出ETX-Ⅰ型和Ⅱ型电动汽车。 80年代通用汽车公司的甲醇燃料电池X型样车间世
2014/3/24
电动汽车发展史——现今最流行的电动汽车 纯电动汽车Tesla （标准版）
电动机的马力367hp 最大扭矩440NM 0-100KM加速时间5.6s 插电式 最大行驶里程482公里 最高车速201KMph 整备质量2108kg 尺寸4978×1964×1435 进口价格73.40万RMB 去年Model S在美销售 1.9万辆
欧宝Zafiria
2003年5月纽约车展上的Escape混合 动力车 欧宝Zafira 1.6CNG Turbo车型 09年1月上市
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 10
Volt使用的动力装置： 一个峰值功率为111kW，扭矩 达到370Nm的电动机+16kWh锂 电池； 一个集成发电机的排量为1.4 升86HP汽油发动机
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 18
电动汽车基本概念
电动汽车的类型 2．按动力源分类
1)纯电动汽车：单纯以蓄电池做为汽车动力源的电动汽车。 2)燃料电池电动汽车：以燃料电池做为汽车动力源的电动汽 车。燃料电池可以将燃料的化学能直接转变为电能的电池。 3)混合动力电动汽车：同时装备两种动力来源——热动力源 与电动力源的汽车。通过在混合动力汽车上使用电机，使得 动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发 动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排 放。通常所说的混合动力是指油电混合动力，即燃料（汽油， 柴油等）和电能的混合。
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电动汽车基本概念
电动汽车的类型 1．按用途分类
1)电动运输汽车 (1)电动轿车 乘坐2-9个乘员，主要供私人使用。 (2)电动客车 乘坐9个以上乘员，主要供公共服务用。 (3)电动货车 用于运载各种货物，驾驶室内还可容纳2人 (4)电动牵引汽车 专门或主要用于牵引挂车的汽车。 2)电动特种用途汽车 (1)电动娱乐汽车 旅游汽车，高尔夫球场专用汽车，海 滩游玩汽车等。 (2)电动竞赛汽车 按照特定的竞赛规范设计的汽车。 (3)电动特种作业汽车 是指在车上安装各种特殊设备进 行特种作业的汽车。
电动汽车发展史——现今最流行的电动汽车
增程式混合动力电动汽车
最高车速160kmph 0-100Km加速9秒 2012款售价49.80万 RMB
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 11
电动汽车发展史——现今最流行的电动汽车 纯电动汽车日产Leaf
使用锂电池组，最大能支持 120hp的电动机。 电动机的峰值马力和扭矩输出 分别为107hp和280Nm 30分钟内将电池组电量补充到 80%，可行驶50公里； 将电池充满仍然需要8小时， 可行驶160公里； 于2010年底于欧美以及日本市 场上市，至今尚未入中国市场 2013年全球售出超过5万辆 2014款顶配车型价格为35870 美元
2014/3/24
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电动汽车发展史
1990年通用汽车公司开发出“冲击牌”电动汽车，车身材料采 用玻璃纤维，动力系统为32块铅酸电池和两台42kw三相感应电 机，最高时速为128km/h，从静止加速到96km/h的时间小于9S， 一次充电可行驶144km，被称为20世纪90年代的经典之作； 1994年克莱斯勒汽车公司的甲酵燃料电池汽车Necar3问世； 1996年通用、丰田联合研制的EV1蓄电池电动汽车进入市场。 1996年日本推出RAV4-EV四人乘电动汽车，该车采用镍氢电池、 永磁交流同步电动机，最大功率45kW，最高车速125km/h，续 驶里程215km； 1997年丰田汽车公司研制的混合动力轿车Prius进入日本市场；
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 13
电动汽车发展史——世界各国的电动汽车发展政策
美国
在克林顿时期共投入50多亿美元，以混合动力为主要技术方案的新一 代汽车合作（PNGV）计划。 布什时期的Freedom CAR计划以氢燃料电池汽车为主要技术解决方案。 目前美国把充电式混合动力汽车（增程式电动汽车）作为刺激经济和 拯救汽车业的一张王牌，联邦政府为此斥资140亿美元。 从1965年就开始正式将电动汽车列为国家项目，1971年制定了《电动 汽车开发计划》，1991年推出“第三次电动汽车普及计划”。 混合动力汽车已形成产业化，同时注重鼓励燃料电池和生物燃料的发 展，丰田、本田、日产等厂商的混合动力汽车不仅在国内热销，在国 际市场上也令其他国家厂商望其项背。 在2006年提出来新的国家能源战略，到2030年交通领域对石油的依赖 降到80%。计划到2020年普及以电动汽车为主体的新能源汽车，能够达 到1350万辆。
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日本
2014/3/24
电动汽车发展史——世界各国的电动汽车发展政策
欧洲国家
2003 年欧盟制订了《欧盟氢能发展路线图》，目标是到 2020年，将温室效应气体排放量降低到至少低于1990 年的 20％， 法国总统萨科奇2008年下发政令，将投入4亿欧元用于清洁 能源汽车。 2010年5月，德国柏林召开的电动汽车大会上公布国家电动 汽车计划，确立了少耗能、更环保且更具有可持续性的电 力驱动方式的重要的地位。确定了攻克电池、电机、电子 集成系统和回收利用等技术内涵和攻关重点，并且确定了 到2020年德国将有100万辆电动汽车上路的目标
电动汽车以及内燃机汽车的问世，使走过了100多年历程的蒸汽 机汽车因热效率低下和结构笨重等缺点凸显，而受到双重打击。 当时内燃机汽车处于初创时期，许多关键技术有待突破，发展 缓慢。 电动汽车虽然也有许多关键技术没有解决，但因运转平稳、易 起动、易操纵、效率高、噪声低和无排放等原因而受到特殊青 睐。 On the 29th of April 1899
电动汽车发展史
4．电动汽车相对沉寂（1915——约1970）
美国州际公路和欧洲公路快速发展，电动汽车因续驶 里程短的显得很不适应 而内燃机汽车的关键技术获得突破(如爆震机理的发 现和四乙基铅抗爆剂的发明等) 内燃机汽车近乎一统天下，从1915年到20世纪六七十 年代电动汽车沉寂了大约半个世纪， 电动汽车仍在继续使用，如英国在二战期间有35万辆 电动汽车运营。
1900 年 发 布 的 这 辆 Lohner-Porsche 为 Ferdinand Porsche 在 1899 年所设计的 Hybrid 油电混合动力车，车轮中央即 为电动马达，概念非常先进
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电动汽车发展史
3．早期电动汽车的黄金时代（1895—1915）
截至2013年8月底，普锐斯的全球累计销量 突破300万辆，如今，普锐斯在70多个国家 热卖，其中以日本和北美地区最甚，在北美 的销量约133万辆，在日本约为132万辆。
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 8
电动汽车发展史
1997年加拿大巴拉德电力公司(Ballard Power system)开 发出高功率密度的燃料电池，将燃料电池的功率密度从1 立方英尺3kW提高到350kW。 1999年3月戴姆勒—克莱斯勒汽车公司在华盛顿为其投资 14亿美元开发的Necar4燃料电池电动轿车揭牌。
电动汽车专题
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1. 电动汽车发展史 2. 电动汽车基本概念 3. 电动汽车的总体结构与工作原理 4. 电动汽车的关键技术
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电动汽车发展史
1．初期孕育阶段
1769年法国炮兵军官居钮(Cugnot)研制成功世界上 第一辆蒸汽机机动车，使19世纪进入蒸汽机汽车时 代。紧接着，电科学方面的一系列突破孕育着电动 汽车的问世； 1831年法拉第研制成功世界上第一台旋转直流电机； 1834年苏格兰人德汶博特(T. Davenport)研制成功不 可充电蓄电池电动汽车； 1859年法国物理学家伽斯顿·普朗特(Gaston Plante) 发明可充电铅酸电池；
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什么是电动汽车？
指以蓄电池或燃料电池为动力、在市区街道或城 间公路上行驶的用电动机驱动的汽车。 不包括无轨电车及在车站、码头或厂区内使用的 电动叉车和普通的电瓶车。 广义说法是指凡是用电池及电动机参与驱动车辆 系统工作的汽车。比如现在常用的混合动力汽车 、燃料电池汽车和纯电动汽车。
2014/3/24
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电动汽车发展史——世界各国的电动汽车发展政策
中国
2009年2月启动“十城千辆”工程，计划用3年左右时间 ，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车 开展示范运行。 2012年6月出台的《节能与新能源汽车产业规划(20112020年)》：到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力 汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，纯电动汽 车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产 销量超过500万辆。到2015年，当年生产的乘用车平均 燃料消耗量降至6.9升/百公里，节能型乘用车燃料消耗 量降至5.9升/百公里以下。到2020年，当年生产的乘用 车平均燃料消耗量降至5.0升/百公里，节能型乘用车燃 料消耗量降至4.5升/百公里以下。 2013年全国销售纯电动汽车14604辆、插电式混合动力 汽车3038辆
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电动汽车发展史
2．电动汽车诞生 1881年法国工程师克斯塔夫·特鲁夫(Gustave Trouve) 研制成功世界上第一辆可充电铅酸电池电动三轮机动 车，比卡尔·本茨发明的内燃机汽车还早了5年
1881年特鲁夫的电动三轮车
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 19
电动汽车基本概念
混合动力电动汽车的类型
按照工作模式分：混合动力电动汽车有串联式、并联式 、混联式（串并联式）、综合式等四种类型。
2014/3/24
汽车理论 wangjx@
1899年在巴黎附近的世界汽车竞赛 比利时人卡米勒·詹那兹（ Camille Jenatzy ）发明的电动汽车创下了 105.8Km/h的记录； 该车由两个电动机驱动， 重1452.8Kg
2014/3/24
the La Jamais Contente
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2000年DaimlerChrysler的燃料电池 电动车NECAR5
2014/3/24 汽车理论 wangjx@ 9
电动汽车发展史
2004年福特Escape混合动力车和水星Mariner混合动力车 首发。它们是福特推出的第一批混合动力电动车量产车型 2002-2005年法国雷诺、日本日产、韩国现代等汽车公司 计划将自己研发的电动汽车投放市场. 2004年通用在欧洲的欧宝公司拟将甲醇燃料电池汽车投放 市场。
2014/3/24
汽车理论 wangjx@
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电动汽车发展史
5．电动汽车蓄势待发
20世纪70年代以来汽车污染和石油危机两件大事，对电动汽 车的研发起到了强有力的推动作用。近年来．世界范围内能 源意识和环保意识空前强化，电动汽车重新受到高度重视。 1975年出现第一辆现代汽油—电动混合动力车辆。 1981年出现第一辆飞轮—电动混合动力车辆。 1981年英国太阳能车辆诞生。 1986年福特和通用电气公司开发出ETX-Ⅰ型和Ⅱ型电动汽车。 80年代通用汽车公司的甲醇燃料电池X型样车间世