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                题  目 动力电池与电动车辆发展历史及启示
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专   业                       
指导教师别克汽车                         
1 研究背景
大众dsg事件进入新世纪以来,资源匮乏、环境污染已经是各个国家面临的主要问题。汽车的燃油及尾气排放对造成这种情况的影响不可忽视。为了降低燃油汽车对环境造成的影响,各个国家及各
大汽车生产厂商都将目光投向了纯电动汽车。目前,欧美国家在纯电动汽车发展领域研究起点较早、速度较快。据统计,截止 2016 年 9 月,全球总计销售纯电动及插电式混动汽车的数量达到了约 190 万辆。纯电动汽车的销量占了总销量中的二分之一以上。挪威由于对购买纯电动汽车补贴较多,电动汽车发展迅速,挪威的纯电动汽车总量达到了 10 万辆,占据了全球总量的十分之一。我国也积极发展纯电动汽车,根据交通部门统计,到 2016 年 11 月前,我国的纯电动汽车数量达到了 55.55 万辆,并且增长势头强劲。
2电动汽车简史及发展趋势
电动汽车的诞生距今己有120年历史, 由于多方面的原因至今仍未占有相当的市场份额。但目前世界汽车工业先进国家,又重新提及和发展电动汽车,主要是从城市空气污染严重、环境净化、节能等方面来考虑的.认为发展电动汽车已势在必行。预计在21世纪开始,电动汽车将以强大的竞争力进人市场。美国计划不久将首先在空气污染严重的加利福尼亚州普及电动汽车。计划在1995年以前,洛杉矶市要引进一万辆电动汽车。1998年电动汽车在该洲要占汽车总数的2%;2000年要占5%;2003年要占10%。美国除汁划在一些地区强行普及和引进电动汽车外,还大力研究开发电动汽车,这项研究开发工作早就在国立研究所和民间企业展人马一体zoom
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开了。            欧洲诸国几十年前就着手研究开发电动汽车,德国以“RwE”为中心展开电动汽车的研究开发工作.其研究工作具有20多年的历史。日本电动汽车发展也有相当长的历史。目前丰田公司、大发公司、五十铃公司及东京电力公司等十余家在研究开发电动汽车。
3 电动汽车发展过程中的三大焦虑
与内燃汽车相比,当今电动汽车发展中有挥之不去的三大焦虑,即里程焦虑、充电焦虑与电池焦虑。一次充电远小于内燃汽车一次加油的行驶里程,低温时行驶里程骤降,造成长途出行不便的里程焦虑;充电时间过长、充电站建设不易,频繁、耗时的充电带来的充电焦虑;电池寿命短、诸多因素影响电池效率、废旧电池处理的潜在社会问题带来电池焦虑。三大焦虑都在制约着电动汽车的发展,也是电动汽车发展的三大难点。三大难点集中体现在动力电池的技术攻关上,目前难度大、进展缓慢(历史上亦然)。
在三大焦虑中,行驶里程会随动力电池容量比的不断增加有所缓解,但随之而来的大负荷充电技术要求会给充电桩建设带来巨大压力,这也是当前充电桩建设缓慢、使用不尽人意的主要障碍,充电焦虑的解决似乎更难。电池焦虑给车主带来的是电池寿命、电池负荷受气候影响等因素的焦虑,废旧电池处理、电池中特殊材料的资源应用,带来的一些社会问
题引起了专家们的注意。有专家指出,从纯电动车生命周期评估,二氧化碳的排放量未必少于汽油车;有专家质疑在大规模推广纯锂电电动汽车后,锂电资源产业化的可持续性。如果仔细观察,可以发现,目前电动车产业化成功的领域,都是在解决三大焦虑中的发展成果。电动自行车、电动小车,没有里程焦虑、充电焦虑。公交大巴、港口运输车没有里程焦虑,用企业内部充电式换电方式解决了充电焦虑与电池焦虑。
    总体来说,电动汽车现在所面临的困难中,最突出也算是最严重的,就是动力电池的续航以及充电问题了。
4 燃料电池汽车发展需消除的技术和设施瓶颈
燃料电池的技术因素制约仍是不可回避的问题。要推动燃料电池汽车的商业化发展,则要求其采用的燃料电池动力系统必须在性能、寿命和成本等方面达到与传统燃油汽车相当的水平,并且与纯电池汽车相比具有竞争力。
目前,制约我国燃料电池汽车商业化发展的技术因素包括燃料电池耐久性、关键材料及核心零部件和氢供给难等问题。
设施因素是制约燃料电池汽车发展的另一大因素。从汽车产业 100 多年的发展史来看,不管传统燃油汽车与燃油供给体系,还是电动汽车与电能供给体系,车辆技术都一直是与能源供给体系协同发展。
总体来说燃料电池汽车的发展可谓任重而道远。
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解决大气污染、汽车排放等问题的最佳方案就是发展电动汽车。挪威年的电动汽车销的售量占到新车销售的52%可谓成绩斐然。这背后是政府投巨资修建的3500个充电点和100个快速充电站,还有给予使用者的种种优惠,约8200每年美元的补助。不同的国家,情况不样。以目前的情况看,中国正在逐步步入老年社会,绝对年龄数字意义上的老年人出行,已经形成了巨大的市场,传统的燃油汽车不可能完全满足老年人的出行需求,电动汽车大有可为。未来中国很可能是全球最大的新能源汽车的生产和销售国。
在中国,不少城市都开始使用纯电动公交研发和建设工作。各个示范城市也都建立了相应的充换电设施。浙江嘉兴建设了高速公路服务区的充换电站,为未来的城市互联提供了基
础。截至2013年底,仅国家电网公司就已建成充换电站400座、交流充电桩1.9万台。目前,投入实际电动汽车主要是城市客车。
6电动汽车产业在艰难中前行
日益严重的环境污染,导致人们对电动汽车的向往,在电动汽车领域出现了空前繁荣的科技创新、观念创新,并且在一些初级应用领域中取得了巨大进展。然而,受制于动力电池巨大的科技难题,以及应用中一时难以化解的三大焦虑难题,电动汽车领域一直难有突破性进展。历史上没有哪个产业像电动汽车那样,并存有各具争议、形形的解决方案。如整车方案的纯电动、混合动力、加氢动力,充电方式的快充、慢充与换电等,远远没有出现主流技术与主流方案。与其竞争的内燃动力,又是经历百年进化,业已十分成熟的产业领域,近年来在节能、减污方面也有了巨大进展。以至有些专家质疑电动汽车在节能、减污方面出现的误区,即不能只考查行驶中的节能与零污染排放。有专家认为,在对汽车二氧化碳排放量进行“生命周期评估”时,会发现纯电动汽车的排放量未必少于汽油车。”客观上讲,面对电池科技产业化的缓慢进展、挥之不去的三大焦虑,电动汽车(特别是私家车)距离产业化进程尚远,但却在国内掀起了本不该出现的高潮。政府补贴、政策倾斜、拉动消费,导致我国电动汽车的畸形繁荣。
有人形容,“如今买电动汽车的人都是那些不想买电动车的人”。可喜的是,随着动力电池日益进步,电动汽车在不断化解三大焦虑中前行,电动汽车在许多城市交通、企业内部、公共领域、集团领域中正在稳步前进。