第2章-电动汽车专题w

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电动汽车基本概念


对电能依赖程度的混合动力分类
微混合系统：电机仅作为内燃机的启动机/发电机使用， 仅在需短时停车怠速及制动时使内燃机熄火启用电动机， 实现制动能量回收；可实现5%—10%的节油效果。 轻混合系统：在车辆加速、爬坡时电机提供辅助动力；电 机功率不超过发动机功率的10%；可节油10%—15%。
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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。
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电动汽车基本概念
☆混合动力电动汽车的工作模式
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中国


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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。
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
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电动汽车发展史——现今最流行的电动汽车


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4缸ECOTEC汽油发动机
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；
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
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




(a)串联式的主要特征是内燃 机/发电机提供的电能和蓄电 池提供的电能是以电能形式 一起叠加供给电机进而驱动 车轮运转 (b)并联式的主要特征是内燃 机输出的机械功和电机输出 的机械功，以机械能的形式 一起提供并以电能形式驱动 车轮运转 (c)混联式则直接把串联和并 联相结合。 (d)综合式能提供更多的工作 模式。
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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）

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
电动汽车仍在继续使用，如英国在二战期间有35万辆 电动汽车运营。

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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。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ增程式混合动力电动汽车
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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，尚未进入中国市场 在美国退税优惠后实际售价为 25280美元
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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，
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
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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；
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日本



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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 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。 即将出台的《节能与新能源汽车产业规划(2011-2020年)》：明确2011 年到2020年的10年间，中央财政将投入1000亿元，用于扶持节能与新 能源汽车产业发展，包括节能环保型汽车、以纯电动汽车为主的新能 源汽车及混合燃料、氢燃料等汽车。到2020年，我国新能源汽车累计 产销量要达到500万辆。
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
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the La Jamais Contente
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2000年DaimlerChrysler的燃料电池 电动车NECAR5
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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。
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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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。
1831年法拉第研制成功世界上第一台旋转直流电机；

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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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全混合系统：电机和内燃机都可以独立（或一起）驱动车 辆，在发动机效率较低的场合使用纯电动行驶，尽量使发 动机工作在最佳功率和排放区域；而需要很大驱动力时电 机和内燃机一起驱动车辆，并有制动能量回收的能力。



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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。
截止2010年9月底，普锐斯的全球累计销量 突破200万辆大关，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93万辆，在日本约为82万辆。
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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。