汽车节能技术课件.ppt

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1、汽车节能技术AutomobileEnergyDensityTechnology第四章电动汽车4.1纯电动汽车上世纪90年代初，纯电动汽车的开发研究曾红火一时，但当时汽车电力电子学尚未建立，既没有完善的科学理论做指导，更缺乏高科技含量的汽车电力电子装置可供采用。特别是，当时仅有铅酸蓄电池可供使用，而铅酸蓄电池体积、重量的能量密度太小，功率密度也太低。由于铅酸蓄电池组体积大、质量重，导致电动汽车的整备质量过大。同时，铅酸蓄电池组充电时间长，而且每次充足电后的续驶里程又太短，加上电力传动系统的制造成本过高等因素

2、困扰，1997年以后，绝大多数公司对纯电动汽车的研发基本处于停滞状态。第二代纯电动汽车第二代纯电动汽车的出现，是以汽车电力电子学的最新发展为基础的，其技术亮点包括高能量密度锂离子蓄电池、锂离子电容器等的发明，以及乘用车电动轮技术的开发和实用化等。虽然，纯电动汽车离真正商业化还有一定的距离，但与第一代纯电动汽车相比，它已经在充电时间、续驶里程、动力性、快速充放电能力等方面取得了可喜的进展。与传统内燃机汽车及混合动力汽车、氢燃料汽车相比，第二代纯电动汽车也显示出了一定的“比较优势”。五大“比较优势”分别对比内

3、燃机汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车，第二代纯电动汽车的“比较优势”主要体现。1.控制精确度高于混合动力车与现在被炒得火热的混合动力汽车相比，第二代纯电动汽车既没有发动机和变速器、主减速器、传动轴等机械传动系统，也没有风扇、水箱散热器以及12伏发电机、起动机等。由于可以通过电控系统对各电动车轮的驱动力、制动力分别进行精确控制，第二代纯电动汽车可轻易地将两轮驱动车改为四轮驱动车，而不需加装中间差速装置。2.风阻系数可降至0.19由于蓄电池组的安装位置可重新布置，第二代纯电动汽车的车身上不必再有特殊补强零件，

4、轴荷分配也可以更适应高速行驶的需要。同时，由于地板下部可加装空气导板和底罩，设计得十分平滑，车身内的乘客舱变得十分宽敞，使整车迎面空气阻力系数降至0.19，而且可对车身进行更高的碰撞安全性和超轻钢制车身（ULSAB/NSB）设计。3.整车质量大大低于燃料电池车与目前正处在研究开发阶段的燃料电池汽车相比，纯电动汽车没有体积非常巨大而且相当沉重的燃料电池、存储氢气的高压储气罐，因此在整备质量上占有很大的优势。随着各先进的元件和总成的采用，纯电动汽车的整备质量将会十分接近同尺寸、同等级的汽油车。   当然，由

5、于纯电动汽车的簧下质量增加，接地性和乘坐舒适程度会变差一些。这是设计师必须事先考虑的。4.CO2排放量低于同级别汽油车纯电动汽车在行驶过程中不排放温室气体CO2。即使考虑到火力发电站以煤为燃料发电，在能量转换时会产生有害气体排放和温室气体CO2排放，纯电动汽车也可比汽、柴油车和混合动力汽车清洁得多。   日本富士重工公司曾测算过：将于今年上市的斯巴鲁R1微型汽油车的油耗为5.71升/100公里，而每燃烧1升汽油，便会产生2.32千克CO2，所以R1微型汽油车行驶1万公里后，便会产生1.325吨CO2。而

6、与R1微型汽油车同一尺寸的R1e纯电动微型汽车每行驶10公里会消耗1度电。据日本东京电力公司测算，每发1度电会产生0.381千克CO2，所以R1e纯电动微型车行驶1万公里后，相当于火力发电厂排出0.381吨CO2，只相当于汽油车的28.7%。5.使用过程的能耗费用低于汽油车目前，我国沿海地区93#汽油的价格在4元/升上下。如在我国使用斯巴鲁R1微型汽油车，每行驶1万公里，耗用的汽油费应在人民币2300元左右（R1的油耗为5.71升/100公里）。由于我国的电价远较各工业化国家便宜，白天和高峰负荷时间区段每

7、度电的价格为0.46元，夜间谷底时段电价只有白天的一半，所以如在我国使用R1e纯电动微型车，假如始终是白天充电，每年的总电费约合460元人民币，相当于汽油车的20%；如果始终是夜间充电，则每年的总电费只需230元人民币，为汽油车燃料费用的10%，与乘公交车相当。根据日本富士重工公司的测算，在日本，上述费用分别为汽油车所需燃油费的1/3（白天充电）和1/8（夜间充电）。三大关键技术纯电动汽车所需要的蓄电装置，必须既能满足高能量密度、高功率密度要求，又能进行急速充电，而且还可在各种气候条件下长时间地反复充、放

8、电。2005年春夏之交，东芝、NEC等日本公司拿出了可满足上述要求的各类锂离子蓄电池、锂离子电容器，三菱、富士重工两公司分别研发出几种不同型号的第二代纯电动汽车，经过道路试验后，也达到了设计要求。东芝锂离子电池充满电只需7分钟可急速充电的东芝锂离子蓄电池组，能在一分钟之内充电至其容量的80%，再经6分钟便可充满电。这是由于东芝采用了能使纳米级微粒均一化固定技术（来自于半导体技术），可使锂离子均匀地吸附在蓄电池负极上的缘故。这