1電動汽車發展背景5.1電動汽車國內外發展情況5.2電動汽車分類5.3電動汽車的優點及技術難點5.4電動汽車的能量管理5.525.1、電動汽車發展背景資源問題環保問題汽車產業結構問題3資源問題

目前，汽車的主要能源為石油。而且石油是一次性能源，具有不可再生性。而其在地球上的儲量是有限的。據有關統計，地球上現已經探明可供工業開采的石油儲量約l500億噸。按目前年消耗3O億噸算，平均開采年限為5O年。石油作為戰略物資已引起世界范圍內的極大重視。近年來，石油價格猛漲，不能不說有其內在因素在起作用。石油與世界安全密切相關。因此，發展電動汽車，實現汽車工業的可持續發展已形成全世界的共識，并上升為各主要工業化國家的戰略問題。高效、節能、低噪聲、零排放的電動汽車將會是未來新型的交通工具。4環保問題汽車排出污染物有C0、HC、N0和微粒等，它們會對人類的身體健康造成危害；另外，汽車排出的C02，雖然對人體的健康無害，但它會造成溫室效應，破環大自然的生態平衡對大氣環境造成嚴重影響。5汽車與大氣污染大氣污染源分為很多種，其中交通運輸業是最主要的污染源之一，汽車、火車、輪船、飛機等交通工具都需要燃燒燃料，排放廢物，對大氣造成污染，其中以汽車為甚。6 汽車排放污染物主要來自發動機所排出的廢氣、曲軸箱的竄氣及燃油箱中溢出的燃油蒸汽。其中發動機排出的廢氣是主要的污染源。7對環境的危害光化學煙霧:汽車尾氣中的碳氫化物等在太陽紫外光線照射下發生化學反應,形成淺藍色煙霧。危害：不但危害人體健康，還會促成酸雨的形成，影響植物生長，影響材料質量，降低大氣能見度。8對環境的危害CO2:冰川融化、水位上漲、厄爾尼諾現象等給人類和生物的生存帶來了嚴峻挑戰。9汽車產業結構問題面對國外競爭對手的沖擊，我國弱小的汽車工業舉步維艱，發展新一代汽車，實現產業化，可以促進我國汽車工業實現跨越式發展。因此，電動車的開發有利于調整我國汽車產業結構，提高競爭力，縮短與其他國家的差距。

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中國歐洲其他美國日本中國國內外現狀5.2、電動汽車國內外發展情況

11 經歷了布什政府最初提倡燃料電池電動車——氫經濟的發展，最終于2006年承認燃料電池車10～15年難以產業化，遂改為向“插電式”混合動力車發展。美國可以說是全球電動汽車數量增長最快速的市場。美國 在美國總統奧巴馬“2015年100萬輛PHEV電動汽車上路”的政策目標推動下,美國境內電動汽車充電站快速增加。雖然目前電動汽車的數量還很少,且其中很大一部分分布在舊金山地區,包括圣荷塞,但該地區將燃油汽車改裝成電動汽車的汽車店已供不應求,無法滿足市場需求。根據PikeResearch的報告,初步估計2015年之前,全美的電動汽車充電站將超過100萬個據點,市場規模可達到2億美元。12歐盟為加速電動汽車的普及,歐盟各大都會區紛紛推出獎勵政策,包括免征豪華車稅、減增VAT增值稅、免費停車與免費充電等;這些措施都成為歐盟境內電動汽車市場的發展基礎,也順勢帶動市場對充電設施的需求。法國巴黎是最早將清潔能源汽車引入公交系統的城市。在巴黎市區有大量純電動公交車參與公共交通運營。為方便市民出行,巴黎市政府擬出了一張“充電站分布圖”,市民可以輕松地根據該圖找到最近的充電站。2009年6月,歐洲停車行業的2家大公司達成合作,在德國一些大城市的公共停車場中設立電動汽車充電設施。RWE集團將在柏林市中心的20家APCOA自動停車場設置充電樁。該計劃將推到漢堡、杜塞爾多夫、法蘭克福、斯圖加特、慕尼黑等其他大城市。13日本從2008年開始,日本停車場開發公司開展汽車共享業務,把計時收費停車場用作基地,對現有地下停車場進行適當的改造,配備必要的充電設施,收取適當的充電費用。日本大型連鎖便利店羅森2009年開始在旗下店鋪安裝電動汽車的充電樁。充電樁主要為來往于各加盟店間的營業用電動汽車提供電源,普通顧客也能免費使用。東京都及大阪府已完成了充電樁的安裝。日本政府表示,為普及電動汽車,東京電力公司帶頭參與有關的基礎建設,2011年東京率先建成200多座充電站,3年后日本電動汽車充電站數量增加到3000座以上。14中國國內的電動汽車充電設施建設目前基本上與國外處于同一起跑線上。北京、上海、杭州、湖南、天津、深圳等地在電動汽車充電設施建設方面起步較早,但只是集中在某些區域,以試點形式運作,存在能源補充耗時較長、數量少、規模小等缺點,大規模、即時的電動汽車能源供給系統尚未建成。152008年北京奧運會期間,由50輛鋰離子電池純電動公交車組成的T84路純電動公交車隊進行了大規模的奧運村、媒體村運行,并配套建設了1個地面充、換電站。該充、換電站目前仍保持著充電規模最大、最早投入運營、運營車輛及行駛里程最多等世界紀錄,累計減少排放2萬t以上。2009年8月,國家電網上海電力公司投資的國內第一座具有商業運營功能的電動汽車充電站——漕溪電動汽車充電站順利建成。在建設充電站的同時,國家電網公司更是在經營區域內全面推進充電樁建設。為了彌補充電站內充電位有限的問題,國家電網公司還將在繁華地段邊、停車場內、風景區等區域配置充電樁,方便客戶遠距離出行。隨著相關規范的出臺,充電樁建設步伐將進一步加快,從而可更好地促進電動汽車的示范推廣應用及其商業化運作。162012年國務院印發《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020年）》2015產銷量50萬輛2020產銷量200萬輛累計產銷量

500萬輛2014年國務院印發《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》。指出，積極推進充電設施建設，鼓勵公共單位加快內部停車場充電設施建設，將充電設施建設和配套電網建設與改造納入城市規劃，制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關方的責任、權利和義務。2015年，我國新能源汽車產量突破37萬輛，成為全球最大新能源汽車市場17定義：電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好。分類：電動汽車具體可分為三類：即僅以車載蓄電池為動力源的純電動汽車，以多個車載動力源提供動力的混合動力電動汽車和以燃料電池為動力的燃料電池汽車。5.3、電動汽車分類18純電動汽車（PEV）19混合動力汽車（HEV）20燃料電池電動汽車（FCEV）

5.3.1純電動汽車概述：純電動汽車不依賴于發動機動力，而由純電力驅動，可以真正的實現零排放及零污染，是未來電動汽車發展的必然趨勢。1.普通純電動汽車汽車組成包括：電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工業裝置等。其中電力驅動及控制系統是純電動汽車的核心，也是與內燃機汽車的最大不同點。21驅動電動機電池組充電接口電驅動單元2.電池——電容電動汽車又稱電電混合電動車，為蓄電池和超級電容組合而成的動力電源系統作為車輛的動力源，是純電動車輛的另一種形式。對于電容器+蓄電池+發動機的混合電動車，主要利用好電容器的高功率輸入輸出特性，對電池的應用電流進行“削峰”，是電池免受大電流沖擊，提高整車的功率特性，同時大大延長了電池的使用壽命，提高系統的綜合性能和能量效率。22鋰蓄電池：體積小、質量比能量和質量比功率高、電壓高、無污染等優點，缺點是不能快速充電，可靠性、安全性差，成本高，技術不成熟。23鋰離子電池根據正極材料不同，分為鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池。但無論何種形式的鋰離子電池，其工作的基本原理都是一樣的。鋰離子電池實際上是一種濃差電池，充電時，Li+從正極脫嵌經過電解質嵌入到負極，負極處于富鋰狀態，正極處于貧鋰態，同時電子的補償電荷從外電路供給給碳負極，保持負極的電平衡。放電時則相反，Li+從負極脫嵌，經過電解質嵌入到正極，正極處于富鋰狀態。24精確的動力電池模型對電動車電源系統的建模非常重要1.利用模型可以開展電極反應特性的研究，為電極材料、電解液的開發提供幫助2.電池模型是電池設計參考的重要手段之一3.沒有足夠精確的動力電池模型，不可能開展電動車動力系統的動態特性仿真研究4.精確的動力電池模型是設計動力電池監控和管理系統的基礎，特別是SOC的估計根據電極反應過程建立的等效電路模型如下：25對于電池-電容混合電動汽車，超級電容是其另一重要構成部分。超級電容器，又稱電化學電容器、雙電層電容等，是一種介于普通電容器和電池之間的電化學儲能部件。作為一種新的儲能原件，填補了傳統電容器（如平板電容器、電解電容器）和電池之間的空白，它能提供比普通電容器更高的比能量和比二次電池更高的比功率以及更長的循環壽命，同時還具有比二次電池耐溫和免維護的優點。26電化學雙電容器是介于普通電容器和蓄電池之間的貯能單元。當電極與電解質溶液相接處時，則在電極和溶液界面形成帶電質點在兩相間轉移，或通過外電路向界面兩側充電，因而兩相中都出現了剩余電荷。這些電荷集中在界面兩側，形成雙電容，相當于兩個電容串聯。27超級電容充放電曲線28電力驅動極其控制技術：電動機極其驅動系統是純電動汽車上的關鍵部件，對于車用驅動電機，要有調速范圍寬、轉速高、啟動轉矩大、體積小、效率高且有動態制動強和能量回饋等特性，才能使純電動汽車具有良好的使用性能。當前，用在純電動汽車上的驅動電機主要有直流電動機、異步電動機、永磁無刷電動機和開關磁阻電動機四種。29直流電機：30原理圖結構圖實物圖直流電機控制系統：31異步電機及其控制系統32永磁無刷電動機33開關磁阻電動機34純電動汽車的工作原理：3536常見車型：力帆320純電動車EV37 這款純電動輕型車，4門4座設計，采用鋰離子動力電池，永磁同步直流電機，百公里耗電10度。電池可以2000次的滿充滿放，使用壽命為5年，一次充電續駛里程160km，最高時速130km/h，最大功率50kW。在快速充電情況下，15分鐘即可充滿電池容量的80%。長城自主電動小型車歐拉38海馬并聯純電動轎車Mpe39東風風神I-car40 該車型造型獨特、設計理念前衛，采用純電動動力總成，并將在太陽能技術引入。智慧吉利IG可定制動力41 福仕達Me是一款電動車型，這款車型基于城市工況的設計，最高時速為80km/h，續駛里程大于160km；最高時速為120km/h，續駛里程大于200km的技術正在儲備?？梢杂?20V的居民用電進行充電。

海馬福仕達Me42瑞麒M1-EV

瑞麒M1-EV是奇瑞公司推出的首款高速純電動汽車，在動力系統方面，整車搭載了336V40KW大功率電驅動系統，配備了40Ah高性能磷酸鐵鋰電池，使用過程中充電方式對消費者來說也非常的快捷和方便，利用220V民用充電即可，充電時間一般在4-6小時；也還可以進行快速充電，半個小時即可充到電池電量的80%。43

瑞虎3EV

瑞虎3EV采用375V80Ah鋰離子電池，動力強勁，采用額定值45KW永磁同步電機，峰值功率可達到90KW,最大扭矩215Nm,0-50Km/h加速時間小于5s,最高車速可達到135km/h。瑞虎3EV使用方便，慢充220V民用電源，一次充電續航里程可達到150公里，充電時間6-8個小時?？焖俪潆娫诎雮€小時內即可達到電池充滿的80%。44豐田FT-EV45零排放下的駕駛激情：MINIE

MINIE的電力傳動系統可產生220牛頓米的最大扭矩，提供8.5秒加速至100公里/小時的加速性能。電子限制的最高車速為152公里/小時。46雪佛蘭Volt增程型1.4升電動車47中國純電動眾泰2008EV48上海牌純電動轎車 競悅純電動車型采用400V聚合物離子電池,實現電池管理系統等多項關鍵技術的突破。最大功率為125KW，百公里加速度為12.6秒，最高時速161公里，最大續航里程為177公里。49指能夠至少從下述兩類車載儲存的能量中獲得動力的汽車： 可消耗的燃料或可再充電能/能量儲存裝置。5.3.2混合動力電動汽車根據動力系統結構形式可分為以下三類：串聯式混合動力汽車（SHEV）：車輛的驅動力只來源于電動機的混合動力(電動)汽車。結構特點是發動機帶動發電機發電，電能通過電機控制器輸送給電動機，由電動機驅動汽車行駛。另外，動力電池也可以單獨向電動機提供電能驅動汽車行駛。50發動機發電機電動機/發電機車輪蓄電池串聯式混合動力電動汽車結構圖串聯式混合動力汽車工作模式：51純電驅動純發動機驅動52混合驅動行車充電53制動能量回收停車充電54并聯式混合動力汽車（PHEV）：車輛的驅動力由電動機及發動機同時或單獨供給的混合動力(電動)汽車。結構特點是并聯式驅動系統可以單獨使用發動機或電動機作為動力源，也可以同時使用電動機和發動機作為動力源驅動汽車行駛。

蓄電池電動機發動機變速器車輪并聯式混合動力電動汽車結構圖并聯式混合動力汽車的工作模式：55純電驅動純發動機驅動56混合驅動停車充電57停車充電制動能量回收58混聯式混合動力汽車（CHEV）：同時具有串聯式、并聯式驅動方式的混合動力(電動)汽車。結構特點是可以在串聯混合模式下工作，也可以在并聯混合模式下工作，同時兼顧了串聯式和并聯式的特點。混聯式混合動力電動汽車結構圖混聯式混合動力驅動系統混聯式混合動力汽車工作模式：59純電驅動串聯驅動60發動機單獨驅動行車充電61停車充電制動能量回收62并聯驅動全加速63 目前那些通常采用傳統燃料的，同時配以電動機/發動機來改善低速動力輸出和燃油消耗。目前國內市場上，混合動力車輛的主流都是汽油混合動力，而國際市場上柴油混合動力車型發展也很快。混合動力電動汽車優點：可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率，此時處于油耗低、污染少的最優工況下工作。需要大功率內燃機功率不足時，由電池來補充；負荷少時，富余的功率可發電給電池充電，由于內燃機可持續工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。因為有了電池，可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。在繁華市區，可關停內燃機，由電池單獨驅動，實現“零”排放。有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題?？梢岳矛F有的加油站加油，不必再投資?？勺岆姵乇３衷诹己玫墓ぷ鳡顟B，不發生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。缺點：長距離高速行駛基本不能省油。64混合動力車的國內外發展現狀采用串聯式插入混合動力技術的帝豪EC7

插入式混合動力作為目前較為成熟的新能源技術，吉利已經完成串聯、并聯兩種方式的技術儲備并做好了量產準備，搭載于帝豪EC7上的串聯式GPECs系統，采用碳酸鐵鋰電池和1.0升發動機，純電動驅動可行駛60公里。采用并聯式插入混合動力技術的帝豪EC865 長安混合動力S460是長安汽車主力產品在長期積淀的產品優勢上，搭載技術領先、系統成熟的混合動力系統而成，具備比傳統微車節油15%的最優油耗性。

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混合動力和悅轎車，采用雙動力系統，是一種將控制發電機和電動機兩種混合力量相結合的先進技術，不僅降低了油耗及排放，且極大地提高了動力和操縱性能，實現了既可充電又可加油的多種能量補充方式，實現了真正意義上的雙動力混合系統。和悅混合動力車，在動力上以電為主，以油為輔，當動力電池電量低于某一定值后，內燃機起動發電機發電，與同類型燃油車相比可降低燃油消耗30%。當內燃機工作時可驅動發電機發電，從而滿足整車高速行駛時的電量平衡。在動力方面，和悅混合動力車最高車速能達到每小時120公里，最大爬坡度大于30度，如果純電力行駛，可駛里程超過50公里。67大眾新途銳混合動力版混合動力的途銳使用了一臺245kw(329hp)的3.3升V6發動機，配合一臺可以產生34kw(46hp)的電動馬達，總共產生280kw(375hp)的功率和580N.m的扭矩，百公里加速時間6.5秒，百公里油耗為6.8升。而大眾宣稱其可以在純電力驅動模式下，幫助車子加速到48km/h(30mpg)。68奔馳S400hybrid

搭載一款275馬力的3.5升V6汽油發動機與一款20馬力的電動機，這款S400混合動力車是一款將被大多數人稱為“輕型”混合動力車的車型。該車能夠獲得19mpg市區/24mpg高速路的EPA燃油經濟性。而S級車型陣容中的另一款車型S550的燃油經濟性為14mpg市區/21mpg高速路的燃油經濟性。裝備7G-Tronic7速自動變速箱，2010款奔馳S400混合動力車還能夠在7.2秒的時間內完成0-62英里/小時的提速過程。最高時速被電子限定在156英里/小時。69凱美瑞混合動力車 這款將環保作為第一指標的2.4L直列四缸VVT-i發動機將壓縮比提升至12.5的新高度，輔以輸出功率強勁的電動機，實現了超凡脫俗的動力輸出，其綜合功率可高達140千瓦，百公里加速時間僅為9.5秒；根據廣汽豐田的測試顯示，60-80km/h的中段加速時間為2.58秒，加速性能足以媲美3.5LV6發動機。70普銳斯PLUG-ihybrid

PRIUSPLUG-INHYBRID的目標是每公升汽油可行駛55公里以上(二氧化碳排放量42g/km以下)，在充滿電的情況下作為純電動車的行駛距離為20km以上。充電時間方面，以100V電源約180分鐘，200V電源約100分鐘充滿為目標。715.3.3燃料電池汽車以燃料電池作為動力電源的汽車。燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2-3倍，因此從能源的利用和環境保護方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。燃料電池與蓄電池的區別:燃料電池是能量轉換裝置，蓄電池是能量儲存裝置;燃料電池的放電特性是連續進行的，蓄電池的放電特性是間斷進行的。單個的燃料電池必須結合成燃料電池組，以便獲得必需的動力，滿足車輛使用的要求。72近幾年來，燃料電池技術已經取得了重大的進展。世界著名汽車制造廠，如戴姆勒－克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車公司在2004年將燃料電池汽車投向市場。以燃料電池為動力的運輸大客車在北美的幾個城市中進行示范項目。在開發燃料電池汽車中仍然存在著技術性挑戰，如燃料電池組的一體化，提高商業化電動汽車燃料處理器和輔助部汽車制造廠都在朝著集成部件和減少部件成本的方向努力，并已取得了顯著的進步。與傳統汽車相比，燃料電池汽車具有以下優點：零排放或近似零排放。減少了機油泄露帶來的水污染。降低了溫室氣體的排放。提高了燃油經濟性。提高了發動機燃燒效率。運行平穩、無噪聲。73747576777879長安志翔燃料電池汽車80通用燃料電池汽車81奔馳B級燃料電池車是世界上第一款量產的燃料電池車，它以經過優化的新一代燃料電池系統為基礎，結合B級車“三明治”車身結構的特點，已經能夠全面滿足零排放的日常和長途