1.概述
汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现代社会大工业的产物,在给人类生活带来便捷舒适的同时,对自然生态环境的恶化也有着难以推卸的责任。资料显示,当今世界汽车的保有量已超过6亿辆,每年向大气层排放约2亿吨有害气体,占大气污染总量的60%以上,是公认的污染大气的“头号杀手”。
在人类生活日臻高质量的今天,拯救人类赖以生存的自然环境,对汽车工业的发展提出了极为严峻的挑战。为了汽车工业能够持续发展,以开发和推广电动车、多种代用燃料汽车为主要内容的“绿汽车”工程已在世界范围内展开。世界各大汽车公司争相研究各种新型的无污染环保车,力图使自己生产的汽车达到或接近“零污染”标准。由于环境问题日益严重,各国政府不得不加大对清洁能源的研究开发。电动车作为解决环境污染的重要可行途径,必将得到飞速发展。
早在1886年世界上第1辆汽车诞生之前,欧洲大城市的街道上就出现过电动车。但由于科学
与技术的发展不同步,燃油车的性能大大超过了电动车,电动车渐渐衰落,以致在近100年的时间里,电动车的发展受到了很大限制。但是,汽车工业的发展却给人类社会带来了严重的环境污染问题,于是电动车又重新受到了各国的关注。
电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它使用存储在电池中的电来发动。在驱动汽车时有时使用12或24块电池,有时则需要更多。
1.1无污染,噪声低
电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气,不产生排气污染,对环境保护和空气的洁净是十分有益的,几乎是“零污染”。众所周知,内燃机汽车废气中的CO、HC及NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。电动汽车无内燃机产生的噪声,电动机的噪声也较内燃机小。噪声对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有危害的。
1.2能源效率高,多样化
电动汽车的研究表明,其能源效率已超过汽油机汽车。特别是在城市运行,汽车走走停停,行驶速度不高,电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量,在制动过程中,电动机可自动转化为发电机,实现制动减速时能量的再利用。有些研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高,因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。
电动汽车十大名牌排名及价格 另一方面,电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖,可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此之外,如果夜间向蓄电池充电,还可以避开用电高峰,有利于电网均衡负荷,减少费用。
1.3结构简单,使用维修方便
电动汽车较内燃机汽车结构简单,运转、传动部件少,维修保养工作量小。当采用交流感应电动机时,电机无需保养维护,更重要的是电动汽车易操纵。
2.电动汽车的设计思路
电动汽车的起源很早并在近年来得到很大的发展。由于电动汽车的结构同传统的内燃机汽车有较大的差别,目前在设计上主要采用以下两种方法,即改装设计和全新设计。
2.1改装设计
在电动汽车开发初期,为了能集中精力来开发电动汽车的电力驱动系统,电动机控制系统和电池,通常采用改装设计。
首先选择一辆与所设汁的电动汽车在载客量或载质量方面相近似的内燃机汽车来进行改装为厂提高电动汽车的整车性能。所选择的内燃机汽车的外形应美观新颖,并具有流线型的造型,有良好的空气动力性能。较低的空气阻力系数,一般选用“”造型的车身。选用高压轮胎可以具有较低的滚动阻力选择有车架、非承载式车身更有利于布置电池组,充分利用车架上部和下部的空间以及原油箱和座椅下的一些空间来安放电池。尽量扩大车厢内的有效空间。
改装设计的优点是可以利用现有的车身和底盘以及现有的总成和配件。能用较少的时问和较少的资金来咔发和试制电动汽车,以是采用内燃机汽车来改装为电动汽车时。无论在造
型设计上,整车性能上,整车布置上,都会有一定的困难。又寸车架的加固,制动器的改装等往往不得不迁就现有内燃机汽车的底盘。在车身方面一般不能作太大的改动。这给改装后的电动汽车带来很多不足之处.影响了电动汽车的性能。
2.2全新设计
世界各国新研制的电动汽车大部分是采用全新设计,以满足造型新颖,性能优越,降低各种阻力,实现轻量化,设计全新的专用底盘等多方面的要求,使电动汽车成为一种全新的车型。
● 电动汽车的造型
电动汽车没有体积庞大的内燃机和结构复杂的传动系统。这样一来电动汽车的造型就突破了传统汽车造型的羁绊,形成了其特有的风格。电动轿车主要突出了流线型、小型化、不拘一格的造型模式,以其小巧玲珑,新颖美观,绚丽多姿的艺术形象来点缀现代都市。
● 电动汽车的行驶阻力
力了充分利用电池所提供的有限电能.提高电动汽车的整车性能和延长次充电续驶里程,在现有条件下,减少电动汽车在行驶中所受到的空气阻力和滚动阻力是一种重要的方法。
● 采取轻量化措施
电动汽车电池的质量和体积很大是影响整车性能和整车布置设计时最棘手的问题。因此,如何实现电动汽车轻量化是各国主要研究的问题之一。目前主要的措施有电池的轻量化和车身和底盘的轻量化。
3.电动汽车的关键技术
3.1电池技术
● 电池技术存在的问题
电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。要使电动汽车具有竞争力,就要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。目前面临的最关键的电池技术
问题有极低的电池能量密度、过重的电池组、有限的续驶里程与汽车动力性能、电池组昂贵的价格及有限的循环寿命、汽车附件的使用受到限制等几个方面。
● 电池技术的发展及应用
到目前为止,电动汽车车用动力蓄电池经3代的发展,已取得了突破性的进展。第1代是铅酸电池,是目前唯一能大批量生产的电动汽车用电池。第2代是碱性电池,其比能量和比功率都比铅酸电池高 ,因此大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程 ,但其价格却比铅酸电池高。第3代是以燃料电池为主的电池。其能量转变效率高,比能量和比功率都高,并且可以控制反应过程 ,能量转化过程可以连续进行,因此是理想的汽车用电池。
从目前车用电池的发展来看,镍氢电池可能是电动汽车动力能源的首选电池,它已经规模化生产,性能稳定,其质量比、体积比功率、电池寿命和重复充放电次数方面均已达到 USABC (美国先进电池联合会)性能指标。另外,随着电化学技术的进一步发展,燃料电池在未来的车用电池中也必将占有一席之地。
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