电动汽车的研究与发展

2017-06-06 16:12张姗律谱
卷宗 2017年7期
关键词:内燃机电动机电动汽车

张姗+律谱

摘 要:面對地球资源紧缺以及环境恶化等问题,发展绿色环保的纯电动汽车已成为汽车工业发展的主流趋势。由于电动汽车(BEV)对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。从1886年世界上第一辆电动汽车在法国诞生至今,由最开始的有轨电车,动力系统由电力到燃油发动机,再到现在比较普遍的混合动力,正在逐渐向电源动力系统的方向发展。

关键字:电动汽车;发展历程;发展状况

1 研究的目的与意义

自1886年第一辆汽车诞生至今,随着时代的变化和科学技术的进步,汽车工业在不断发展创新,在推动世界经济发展和给人们提供便捷的同时,也带来了能源紧缺和环境恶化。随着世界经济的发展,世界汽车保有量在持续增加,石油的需求量也将进一步加大。然而现在的状况是石油资源短缺,石油资源终会有枯竭的一天。此外,石油燃料燃烧将会排出废气,这些排放物造成空气污染,危害人类及动植物的生存。同时,汽车还会产生噪声污染,并随着内燃机汽车发动功率、车速及车流量的增加而增大。

因此,我们必须对清洁、高效、智能的汽车进行开发,实现新世纪交通的可持续发展。为了解决这些迫在眉睫的问题,电动汽车呈现出加速发展的趋势。

2 电动汽车的概念

2.1 基本概念

电动汽车(Battery Electric Vehicle,BEV)是指,以车载电源为动力源或动力源之一,全部或者部分由电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规等各项要求的车辆。电动汽车的组成包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

2.2 电动汽车的特点

电动汽车分为三类:纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)和燃料电池汽车(FCEV)。传统的内燃机能把高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内,因此传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构;而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩,在电动车行驶过程中不需要换挡变速装置,操纵方便容易,噪音低。

较内燃机汽车而言,电动汽车可以解决内燃机汽车对石油燃料的依赖,电动汽车从车载电源获得电力,并用电动机进行驱动。同时,电动汽车所用的蓄电池可以在晚间进行充电,充分利用晚间的富余电力,来避免浪费大量的富余电力,从而提高电网电能的利用率。在减速、下坡和制动时,电动汽车的电动机还可以转换为发电机,来实现能量的回馈,从而进一步地提高能量的利用率。

3 国内外电动汽车的发展

从20世纪90年代开始,电动汽车重新成为世界性的研发热点之后,各国政府纷纷出台政策或指点计划,以促进本国电动汽车的发展。1993年美国政府组织企业和科研机构成立 “新一代汽车合作计划”(PNGV),联合开展电动汽车研究,法、德、日等发达国家纷纷采取政府引导、企业和科研机构联合的方式加强电动汽车开发研究。欧洲历来是很重视节约能源和将低碳排放量的,在2007年欧盟委员会公布了“新欧洲能源政策”,其目标是要到2020年时,将降低20%的温室气体排放量,并将可再生能源比例提高到20%。

“十五”计划期间,中国科技部投入8.8亿元全面启动863电动汽车重大科技专项,制定了以混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”,以多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”的总体研发布局,全面构筑电动汽车的技术平台。经过多年的技术研发、功能性样车试验、示范性应用,我国的电动汽车已经具备了初步产业化条件,但国内目前研究水平与国外先进车型和资金投入仍具有一定差距。

4 结论

本文根据当今汽车工业发展的趋势,以纯电动汽车作为主要对象,结合电动汽车的发展历程和意义,对国内外电动汽车的研究和发展状况进行了分析与介绍。作为世界能源消耗大国和环境保护重要力量,中国积极实施电动汽车科技战略,促进汽车工业产业结构升级和动力系统电动化转型,培育和发展电动汽车社会,并取得了一定效果,但仍然面临着政策环境亟需完善、工业基础薄弱、国际竞争力弱、开放协同创新环境差、知识产权保护和标准化意识低、个别关键技术有待加强、车辆成本高、商业模式探索不充分等问题。

参考文献

[1] 麻友良,严运兵. 电动汽车概论[M]. 北京:机械工业出版社,2012

[2] 陈清泉,孙逢春,祝嘉光. 现代电动汽车技术[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2004

[3] 陈清泉.混合电动车辆基础[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2001

[4] 陈清泉,詹宜君.21世纪的绿色交通工具——电动汽车[M].北京:清华大学出版社, 2001

[5] 张翔. 电动汽车建模与仿真的研究[D]. [博士学位论文]. 合肥: 合肥工业大学,2004

作者简介

张姗(1994-),女,汉族,郑州大学机械工程学院机械工程专业2016级学生。

律谱(1993-),男,汉族,河南省资源与材料工业技术研究院研究生。

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