電動汽車的發展 摘要：隨著汽車工業的高速發展，汽車帶來的環境污染、能源短缺、資源枯竭和安全等方面的問題越來越突出。為了保持國民經濟的可持續發展，保護人類居住環境和能源供給，各國政府不惜巨資，投入大量人力、物力，尋求解決這些問題的各種途徑。電動汽車具有良好的環保性能和可以以多種能源為動力的顯著特點，即可以保護環境，又可以緩解能源短缺和調整能源結構，保障能源安全。目前發展電動汽車已成為各國政府和汽車行業的共識，電動汽車的研發已成為汽車行業的熱點。因此，無論是從設計、研究和開發的觀點，還是從實用的角度來看，了解和掌握電動汽車技術的社會需求會越來越大。關鍵詞：能源短缺、電動汽車、燃料電池汽車自誕生起已有100多年的歷史，其發展速度不斷的加快，與人們的聯系越來越緊密。汽車已不再是一個簡單的代步的運輸工具，已成為許多人的生活必需品和文化生活的一部分，甚至成為一些人的流動辦公室。汽車的普及程度和技術水平已成為一個國家或地區現代話程度的標志。隨著人民生活水平的提高，人類對生存環境的要求也越來越高，降低汽車的有害排放物的呼聲與日俱增，在美國已經出臺了部分汽車零排量的法規，在我國也正在籌劃實施用于北京2008年的“零排放”車隊。因此，就目前的情況來看，環境公害是汽車行業面臨的最大挑戰。 汽車面臨的挑戰之二就是能源供應問題。從人類對可持續發展的觀點的出發，人類應設法減少對有限的石油資源的消耗，并且應積極研究石油枯竭后汽車的能源問題。目前時間范圍內使用的主要能源有石油、煤、天然氣、核能（原子能）、水能、風能以及可再生資源等。雖然每年都有新的油田、氣田的發現，但是這些資源都是有限的，總有一天會消耗殆盡。由于電動汽車具有突出的環保方面的優勢，使得電動汽車的開發和研究成為各國開發綠色汽車的主流。電動汽車使用的能源是可以用于發電的一切能源。因此使用電動汽車可以擺脫汽車對化石燃料的依賴，改善能源結構，使能源供給多樣化，使能源的供給有保障。電動汽車在解決道路交通事故方面和傳統汽車相比也具有一定優勢。因此，開發電動汽車是迎接汽車面臨挑戰的重要對策之一。國內電動汽車的發展我國電動汽車的發展概況 與世界其他國家一樣，電動汽車研發工作在我國也正在如火如荼的進行著。十五期間，國家從維護我國能源安全、改善大氣環境、提高汽車工業競爭力、實現我國汽車工業的跨越式發展的戰略高度考慮，設立電動汽車重大科技專項，通過組織企業、高等院校和科研機構，集中國家、地方、企業、高校、科研院所等方面的力量進行聯合攻關。為此，從2001年10月起，國家共計撥款8.8億元作為這一重大科技專項的經費。 我國電動汽車重大科技專項實施4年來，經過2000多名技術骨干的努力，目前已取得重要進展：燃料電池汽車已經成功開發出性能樣車，燃料電池轎車累計運行4000km，燃料電池客車累計運行8000km；混合動力客車已在武漢等地公交線路上試驗運行超過14萬km；純電動轎車和純電動客車均已通過國家有關認證試驗。國外主要國家電動汽車發展情況世界各國著名的汽車廠商都在加緊研制各類電動汽車，并且取得了一定程度的進展和突破。一直以來，出于對能源危機和環境保護的關注及占領未來世界市場的考慮，日本十分重視電動汽車的研制與開發。目前，世界上能夠批量產銷混合動力汽車的企業，只有日本的豐田和本田兩家汽車公司。1997年12月，豐田汽車公司首先在日本市場上推出了世界上第一款批量生產的混合動力轎車PRIUS。該轎車于2000年7月開始出口北美，同年9月開始出口歐洲，現在已經在全世界20多個國家上市銷售。目前推出的產品已經是多次改進后的第二代產品，其生產工藝更為成熟。根據豐田汽車公司的測試，PRIUS轎車在城市工況下比同等排量的花冠轎車節油44.4%；在市郊節油29.7%，綜合節油40.5%。有關統計數據顯示，豐田汽車公司已占有全球混合動力汽車市場90%的份額。2004年9月15日，一汽集團與日本豐田汽車公司在北京舉行了混合動力汽車合作項目簽字儀式，宣布雙方在2005年內，共同生產豐田PRIUS混合動力轎車。PRIUS混合動力轎車將在同年進入中國市場。美國能源部與三大汽車公司于1993年簽訂了混合動力電動汽車開發合同，其中通用汽車公司投入1.48億美元，福特汽車公司投入1.38億美元，克萊斯勒汽車公司投入8480萬美元，進行為期5年的研制開發工作，并于1998年北美國際汽車展上展出了樣車。在此基礎上，現已推出三款混合動力概念車GM。燃料電池電動汽車一、 燃料電池電動汽車的構成 燃料電池電動汽車的外形和內部空間與普通內燃機汽車幾乎沒什么差別。單憑外形是無法區分燃料電池汽車與普通內燃機汽車的。燃料電動汽車與傳統汽車不同之處在于動力系統。燃料電池電動汽車的動力系統主要由動力控制單元、電動機、電池組、燃料箱、儲能裝置及燃料加入口等組成。二、 燃料電池電動汽車的種類 雖然燃料電池汽車的歷史并不長，但是由于燃料電池汽車具有突出的環保、節能優勢，各種各樣結構的燃料電池汽車不斷問世。為了便于區分各種燃料電池汽車的結構特征，對燃料電池汽車進行科學的分類是十分必要的，目前我們常見的分類方法有三種。 1、根據燃料電池汽車是否帶有儲能設備（如蓄電池、飛輪等）分類，據此可以把燃料電池汽車分為純燃料電池汽車和混合（復合）式燃料電池汽車兩種。 2、根據燃料特點把燃料電池汽車分為直接燃料電池汽車和重整燃料電池汽車兩種。 3、分句燃料氫的儲存方式的不同可以把燃料電池汽車分為壓縮氫燃料電池汽車、液氫燃料電池汽車和合金吸附氫燃料電池汽車三種。三 燃料電池電動汽車動力系統的工作原理 燃料電池電動汽車動力系統的工作原理是由燃料電池組出發的電流經過DC/DC逆變器后進入電動機然后驅動汽車行駛，或者經過DC/DC轉換器向蓄電池充電，當汽車行駛時需要的動力超過電池的發電能力時，蓄電池也參與工作，其電流經過DC/DC轉換器進入電動機驅動汽車行駛。四 燃料電池電動汽車的驅動形式 驅動電機及其控制系統是燃料電池汽車的心臟，它的主要功能是使電能轉變為機械能，并通過傳統系統將能量傳動到車輪驅動車輛行駛。 其基本構成有兩個部分：電機及控制器。電機由控制器控制，是一個將電能轉變為機械能的裝置。控制器的作用是將動力源的電能轉變為適合于電機運行的另一種形式的電能，所以控制器本質上是一個電能變換控制裝置。 目前，燃料電池可以采用的電機驅動系統有直流電機驅動系統、異步電機驅動系統、同步電機驅動系統和開關磁阻電機驅動系統。純電動汽車（EV）EV的基本組成部分一、車載電源1、車載電源的發展 第一代的純電動汽車的電池都是鉛酸蓄電池。由于鉛酸電池的比能量和比功率不能滿足純電動汽車動力性能的需求，后來經過科學家的研究，進一步發展了閥控鉛酸電池、鉛布電池等純電動汽車，是鉛酸電池的比能量有所提高，目前仍然能夠作為純電動汽車的電源。 第二代的高能電池有鋰離子電池、鋰聚合物電池、鋅空電池和鋁空氣電池等作為電動汽車的能量來源。第二代的比能量和比功率都比鉛酸電池高，大大的提高了EV的動力性和續駛里程。但是在使用一定期限后，電池將會老化變質以至于報廢，從而增加了EV的成本。 第三代電動汽車的電池是以燃料電池為主的電池。燃料電池直接將燃燒的化學能轉變成電能，能量轉換率高，比能量和比功率高，是較理想的電動汽車電池，經過科研人員的不斷努力，一些關鍵技術正在不斷地突破，并且在使用上能夠取得了良好的效果。2 動力電池組的組成和布置形式 純電動汽車上搭載的唯一的動力源一般是由多個12V或24V的電池串聯形成的動力電池組，動力電池組一般是電壓為155V400V的高壓直流電源。為了便于向一些低壓用電設備供電，而不至于將車上的一些電子元件損壞，動力電池組還有DC/DC轉換器。2 一般動力電池組采用并聯或者串聯的方式進行組合，在電動汽車上占據著很大一部分有效的裝載空間，在布置上有相當大的難度，通常有“集中”布置和“分散”布置兩種形式。二、電池組管理系統1 電池組管理系統組成 電動汽車上的動力電池組是它的主要電源，電動汽車形式所需要的驅動力全靠動力電池組提供電能轉化成機械能。根據電動汽車所采用的電池的類型和動力電池組的組合的方法，電池組管理系統主要包括熱管理系統、電池管理系統和電線線路管理系統。2 電池組的管理系統 動力電池組的管理系統包括對動力電池組的充電和放電時的電流、電壓、放電深度、再生制動反饋的電流、電池的自放電率、電池的溫度等進行控制。因為個別蓄電池性能變化后，影響到整個動力電池組的性能，用蓄電池管理系統來對整個動力電池組和對動力電池組中的每個單體電池進行監控，保持各個電池間的一致性，還要建立動力電池組維護系統，來保證EV的正常運行。目前，在電動汽車的商業化運作上，無論從產品技術還是從市場開發方面都還面臨許多亟待解決的問題，這就需要政府的大力支持。比如，加快制定相關技術標準，出臺對節能、 環保汽車的稅費減免和補