汽車專業(yè)畢業(yè)論文---純電動(dòng)轎車的能源供給模式及相關(guān)技術(shù)研究

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目 純電動(dòng)轎車的能源供給模式及相關(guān)技術(shù)研究 </p><p>　　機(jī)電工程 系 汽車運(yùn)用技術(shù) 專業(yè)</p><p>　　學(xué) 號(hào) <

2、/p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告書</p><p>　　2011年 6 月 18 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，

3、中國汽車保有量穩(wěn)步增加，帶來環(huán)境污染與能源斷缺的問題。電能的產(chǎn)生多樣性決定了發(fā)展純電動(dòng)汽車成為我國汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文通過對(duì)國外先進(jìn)的純電動(dòng)汽車發(fā)展，論述我國在純電車汽車方面的潛力。我國充分借鑒國外先進(jìn)的純電動(dòng)汽車的使用模式和能源供給模式來推進(jìn)我國純電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展。以天津做為試點(diǎn)城市對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行改進(jìn)推動(dòng)其發(fā)展。隨著我國的人才物資的投入我國在純電動(dòng)汽車方面的發(fā)展以達(dá)到國際水平。</p><p>　　關(guān)

4、鍵詞:純電動(dòng)汽車，使用模式，能源供給模式，節(jié)能環(huán)保。</p><p><b>　　目 錄 </b></p><p>　　第一章 項(xiàng)目研究背景、目的和意義....................7</p><p>　　1.1項(xiàng)目研究背景和目標(biāo)......................7</p><p>　　1.2本

5、項(xiàng)目的研究目標(biāo)和意義..................7</p><p>　　第二章 國外純電動(dòng)轎車研發(fā)和應(yīng)用的現(xiàn)狀.............8</p><p>　　第三章 純電動(dòng)轎車的使用模式以及需要注意的問題.....8</p><p>　　3.1純電動(dòng)轎車的使用模式....................8</p><p>　　3.2

6、中國推廣純電動(dòng)轎車需要注意的一些問題...11</p><p>　　第四章 純電動(dòng)轎車的能源供給模式和相關(guān)技術(shù)設(shè)備的分析</p><p>　　.................................................12</p><p>　　4.1充電設(shè)備...............................12</p>

7、<p>　　4.2動(dòng)力蓄電池.............................14</p><p>　　4.3消除諧波技術(shù)...........................15</p><p>　　第五章 我國純電動(dòng)轎車的發(fā)展......................16</p><p>　　5.1天津市純電動(dòng)轎車示范運(yùn)行的解析......

8、...16</p><p>　　5.2我國未來電動(dòng)汽車的展望.................19</p><p>　　5.3結(jié)語....................................19</p><p>　　謝詞.............................................20</p><p>

9、　　項(xiàng)目研究背景、目的和意義</p><p>　　1.1 項(xiàng)目研究背景和目標(biāo)</p><p>　　汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車保有量的迅速增長，面臨著能源短缺和環(huán)境污染兩方面的挑戰(zhàn)，發(fā)展電動(dòng)汽車是汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。</p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)，我國汽車工業(yè)出現(xiàn)了“井噴式”發(fā)展局面。汽車產(chǎn)量每年以超過100萬輛速度增長，汽車進(jìn)入尋常百姓家庭已經(jīng)是不爭的事

10、實(shí)。2006年我國汽車產(chǎn)量已達(dá)到720多萬輛，汽車保有量達(dá)到3500多萬輛，成為世界第三大汽車制造國和第二大汽車銷售國。按照我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和國土面積與人口總量預(yù)測，到2030年，我國的汽車保有量的低限預(yù)測（按照目前世界平均水平估計(jì)），將超過1億輛，中國將真正進(jìn)入汽車社會(huì)。然而，汽車工業(yè)的發(fā)展必然面對(duì)來自環(huán)境和能源方面日益嚴(yán)峻的雙重挑戰(zhàn)。目前，我國已經(jīng)面臨石油資源嚴(yán)重短缺的局面，石油對(duì)外的依存度接近50%，石油問題已經(jīng)不僅僅是狹義的能

11、源問題，而是上升到國家能源安全的高度。此外，汽車工業(yè)的發(fā)展必然受到環(huán)境容量的限制，汽車尾氣排放已經(jīng)成為我國大氣污染的重要來源，而二氧化碳排放問題已經(jīng)成為國際政治問題。因此，我國汽車工業(yè)的發(fā)展將不得不選擇一條能源多樣化、節(jié)能、環(huán)保的技術(shù)路線，而發(fā)展電動(dòng)汽車是這一路線中的重要途徑。</p><p>　　改革開放以來，電力工業(yè)取得了長足的發(fā)展，配送電網(wǎng)絡(luò)遍及千家萬戶。我國已經(jīng)從過去的電力絕對(duì)短缺階段，發(fā)展到目前的電力相

12、對(duì)過剩階段。當(dāng)前以及未來較長的歷史時(shí)期，我國電力工業(yè)將面臨這樣的局面：由于電能的儲(chǔ)存性差，電力工業(yè)需要培育未來的電力市場，來平衡裝機(jī)容量與年度周期內(nèi)的用電峰谷周期和晝夜用電峰谷周期之間日益尖銳的矛盾。由于交通領(lǐng)域能源使用具有常年的穩(wěn)定性和利用夜間谷電的可能性，國際上電力行業(yè)普遍看好交通領(lǐng)域這一巨大的、潛在的能源消費(fèi)市場。電動(dòng)汽車正是最直接、最具潛力、最具可能性的、巨大的電能用戶。</p><p>　　1.2 本項(xiàng)

13、目的研究目標(biāo)和意義</p><p>　　鑒于目前我國電動(dòng)汽車的發(fā)展水平和未來的發(fā)展趨勢，國家電網(wǎng)公司及時(shí)提出了“十一五”電動(dòng)汽車推廣實(shí)施的總體方案，按照“示范、試點(diǎn)、培育”三個(gè)層面，循序漸進(jìn)，逐步發(fā)展電動(dòng)汽車應(yīng)用市場。天津市電力公司被列為電動(dòng)汽車的推廣應(yīng)用試點(diǎn)單位，承擔(dān)了國網(wǎng)公司2007年度下達(dá)的“純電動(dòng)轎車能源供給模式及相關(guān)技術(shù)研究”重大科技創(chuàng)新任務(wù)，本項(xiàng)目的研究的目的是按照國網(wǎng)公司的總體部署，分析國內(nèi)外電動(dòng)汽

14、車尤其是純電動(dòng)轎車（含插電式混合動(dòng)力轎車，在本報(bào)告后面的討論都包括此車型）的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和趨勢，借鑒國外推廣應(yīng)用純電動(dòng)汽車的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，研究國內(nèi)外純電動(dòng)轎車的運(yùn)行模式和能源供給模式及相關(guān)技術(shù)，推動(dòng)我國純電動(dòng)轎車在世界率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，為我國電力行業(yè)開拓電動(dòng)汽車用電市場，提供必要的參考依據(jù)。</p><p>　　以胡錦濤為總書記的黨中央，根據(jù)我國的國情和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，提出并大力倡導(dǎo)科學(xué)發(fā)展觀。黨的“十六大”把

15、建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型國家，提到了戰(zhàn)略高度，節(jié)能減排成為我國政治生活、經(jīng)濟(jì)建設(shè)等領(lǐng)域廣泛的重要議題。作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國，我國也應(yīng)當(dāng)承擔(dān)起降低溫室氣體排放，保護(hù)人類生存環(huán)境的國際義務(wù)和責(zé)任。在交通領(lǐng)域大力發(fā)展電動(dòng)汽車既是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，同時(shí)也是國際政治發(fā)展的需要。因此，建立并完善適合我國國情的電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，大力推廣發(fā)展電動(dòng)汽車，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)長期可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響，同時(shí)具有不可忽視的政治意義。</p><

16、;p>　　第二章 國外純電動(dòng)轎車研發(fā)和應(yīng)用的現(xiàn)狀</p><p>　　世界上許多發(fā)達(dá)國家對(duì)電動(dòng)汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化給予了高度重視，發(fā)展速度很快。早在1991年，美國3大汽車公司簽訂協(xié)議，成立先進(jìn)電池聯(lián)合體USABC，合作研究電動(dòng)汽車用電池。90年代初期，通用汽車公司投入10億美元開發(fā)EV-I型純電動(dòng)轎車，并發(fā)展到第二代EV-I。2007上海國際汽車工業(yè)博覽會(huì)推出新款雪佛蘭Volt概念車，采用了最新研發(fā)的E-F

17、lex動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。</p><p>　　2001年，法國電力公司和博洛爾集團(tuán)（Group BOLLORE）成立了一個(gè)聯(lián)合子公司BatScap，開發(fā)了采用高性能聚合金屬鋰蓄電池（LMP）的“藍(lán)色”電動(dòng)轎車（Blue car）；達(dá)索飛機(jī)制造公司與生產(chǎn)汽車車體的Heuliez公司合作生產(chǎn)四座電動(dòng)汽車，該車裝備新一代的鋰聚合物蓄電池和一臺(tái)擴(kuò)大汽車自主性的輔助動(dòng)力系統(tǒng)。</p><p>　　美、日

18、及歐洲發(fā)達(dá)國家純電動(dòng)汽車即將進(jìn)入實(shí)用化階段。目前，法國電動(dòng)汽車的普及程度和保有量都位居世界前列，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已有20000輛不同的純電動(dòng)汽車在運(yùn)行，其中純電動(dòng)轎車有8000輛。法國政府、法國電力公司、標(biāo)致-雪鐵龍汽車公司和雷諾汽車公司簽屬協(xié)議，共同承擔(dān)開發(fā)和推廣電動(dòng)汽車，共同合資組建了電動(dòng)汽車的電池公司，薩夫特公司承擔(dān)電動(dòng)汽車的高能電池的研究和開發(fā)，以及電池的租賃和維修等工作。1997年法國的電動(dòng)汽車產(chǎn)量達(dá)到2000輛左右。年前，法國政

19、府、電力公司與汽車制造商簽訂了協(xié)議，使全國電動(dòng)汽車保有量達(dá)到10萬輛，在20個(gè)城市推廣使用電動(dòng)汽車。</p><p>　　第三章 純電動(dòng)轎車的使用模式以及需要注意的問題</p><p>　　3.1純電動(dòng)轎車的使用模式</p><p>　　純電動(dòng)轎車的使用模式是指使用方式和應(yīng)用范圍，在國外純電動(dòng)轎車的使用模式主要有：個(gè)體用戶、俱樂部、企事業(yè)單位、公共服務(wù)部門、政府、場

20、地用車六種使用模式。下面針對(duì)不同應(yīng)用范圍和使用方式的特點(diǎn)，做詳細(xì)描述。</p><p>　?。?）個(gè)體用戶使用模式</p><p>　　目前，個(gè)體用戶使用模式是純電動(dòng)轎車最主要的使用模式，個(gè)體用戶基本上是把純電動(dòng)轎車作為家庭的第二輛用車，用于日常的上下班、購物、上學(xué)、社區(qū)活動(dòng)等短程運(yùn)輸，特點(diǎn)是線路相對(duì)固定，空間分布較廣，不同的家庭成員的使用特征和要求不一致。天津清源電動(dòng)車輛有限責(zé)任公司對(duì)向

21、美國出口的純電動(dòng)轎車使用情況進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，個(gè)體用戶中不同的家庭成員使用具有如下特征：</p><p><b>　　表2.1</b></p><p>　　從國外情況來看，個(gè)體用戶是純電動(dòng)轎車最大的客源。法國是世界上純電動(dòng)汽車保有量最大的國家，從上世紀(jì)80年代就開始就開展電動(dòng)汽車研發(fā)制造和城市運(yùn)行,目前在實(shí)際運(yùn)行的約有8000輛左右,典型車型是雪鐵龍SAXO純電動(dòng)轎車，

22、大多數(shù)用戶是個(gè)體用戶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，法國的個(gè)體用戶，使用電動(dòng)汽車出行、上下班每天里程約50公里左右，而動(dòng)力電池組一次充電續(xù)行里程在70～80公里，所以一般在住宅中車庫進(jìn)行慢充電，需快速充電時(shí)去公用充電站快速充電。對(duì)個(gè)體用戶而言，純電動(dòng)轎車是實(shí)用、費(fèi)用低廉的車型，也是一種實(shí)惠的明智選擇。</p><p>　?。?）俱樂部團(tuán)體用戶使用模式</p><p>　　俱樂部團(tuán)體用戶使用模式是國外純電動(dòng)轎車

23、的另外一個(gè)主要使用形式。主要解決個(gè)體用戶的“最后半小時(shí)”的運(yùn)輸問題，使純電動(dòng)轎車能夠在使用中最大限度的揚(yáng)長避短。特點(diǎn)是能夠大幅度提高車輛的使用效率、提高使用的經(jīng)濟(jì)性和降低市區(qū)的排放，滿足用戶短程運(yùn)輸?shù)男枰?，法國和日本?duì)這種使用模式進(jìn)行了積極的探索。</p><p>　　日本豐田汽車公司在1999年5月與所在地豐田市聯(lián)合推出“蠟筆”電動(dòng)汽車交通系統(tǒng)，陸續(xù)投入100輛豐田開發(fā)的雙人座“e—com”純電動(dòng)轎車，進(jìn)行了俱

24、樂部使用模式的示范運(yùn)行。該系統(tǒng)以多人共用為前提，在豐田市內(nèi)設(shè)立了10處專用停車場，運(yùn)用于市區(qū)通勤、公交車站往返等，據(jù)悉從1999年起一直使用到現(xiàn)在，已有會(huì)員1000多人，會(huì)員主要是豐田汽車公司的雇員。該系統(tǒng)能夠通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度、會(huì)員預(yù)約、自動(dòng)計(jì)費(fèi)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、充電管理等多種管理功能。</p><p>　　圖2.2 “蠟筆” 電動(dòng)汽車交通系統(tǒng)</p><p>　?。?）企事業(yè)單位使用模式&

25、lt;/p><p>　　一般企事業(yè)單位用戶使用模式的特點(diǎn)是主要在特定的區(qū)域作為通勤車和工作用車等車隊(duì)使用，但是有時(shí)也需要進(jìn)入城市、城郊和鄉(xiāng)村的公共道路系統(tǒng)，一般不進(jìn)入高速公路系統(tǒng)。由于純電動(dòng)轎車具有零排放、發(fā)熱量小、安全性好等特點(diǎn)，能夠在進(jìn)大樓、進(jìn)山洞，具有傳統(tǒng)車輛在這方面不可比的優(yōu)勢。目前純電動(dòng)轎車在大型工廠、學(xué)校、機(jī)場、火車站、碼頭、風(fēng)景名勝區(qū)等單位得到廣泛的使用。圖2.3是天津清源電動(dòng)車輛有限責(zé)任公司出口到美國

26、，被美國宇航基地用于通勤的“幸福使者”純電動(dòng)轎車。</p><p>　　（4）公共服務(wù)部門使用模式</p><p>　　公共服務(wù)部門使用模式是指銀行、郵電、電力、煤氣、自來水等公共服務(wù)部門使用純電動(dòng)轎車作為通勤車和工作用車的運(yùn)行模式。這些部門分布在城市的</p><p>　　每個(gè)角落，使用范圍比一般企事業(yè)單位用戶要大，但是有相對(duì)固定的區(qū)域和線路。據(jù)報(bào)道，法國的國家電

27、力電網(wǎng)公司和美國的國家郵電公司都有上千輛純電動(dòng)汽車作為搶修車和郵件運(yùn)輸車以及市區(qū)貨物中轉(zhuǎn)車輛在使用。</p><p>　?。?）政府部門用戶使用模式</p><p>　　由于電動(dòng)汽車是新一代的零排放車輛，發(fā)展電動(dòng)汽車有非常好的節(jié)能環(huán)保效益和社會(huì)效益，但是目前情況下，純電動(dòng)汽車在性能和在使用成本方面還不能與傳統(tǒng)汽車進(jìn)行正面的競爭，政府采購是各國政府支持電動(dòng)汽車發(fā)展的重要手段，特別是美國政府，

28、為了支持純電動(dòng)汽車的發(fā)展，為軍隊(duì)、警察和政府部門多次采購純電動(dòng)轎車作為通勤車和工作車使用，例如軍隊(duì)的基地工作車、警察的巡邏車、政府部門之間的通勤車等，使用特點(diǎn)是使用區(qū)域相對(duì)固定，對(duì)車輛的性能有較高的要求。</p><p>　?。?）場地用車使用模式</p><p>　　場地用車也就是非道路用車。場地用車使用模式是指只在特定的區(qū)域內(nèi)使用的，不在公共道路系統(tǒng)和高速公路系統(tǒng)使用的車輛使用模式。例

29、如高爾夫球場用車、游覽車、社區(qū)用車等。</p><p>　　3.2中國推廣純電動(dòng)轎車需要注意的一些問題</p><p>　　根據(jù)對(duì)國外調(diào)研得到的純電動(dòng)轎車運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)和天津市純電動(dòng)轎車的示范運(yùn)行數(shù)據(jù)，我們提出中國推廣純電動(dòng)轎車需要注意的一些問題。</p><p>　　（1）純電動(dòng)轎車的性能和配置</p><p>　　本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，根據(jù)使用模

30、式的不同，推薦純電動(dòng)轎車的性能和配置</p><p><b>　?。ㄒ姳?.6）。</b></p><p>　　表2.6 純電動(dòng)轎車的推薦性能和配置</p><p>　?。?）充電設(shè)備對(duì)配電電壓的要求</p><p>　　配電電壓380V/220V：大型充電機(jī)（快速充電）采用三相四線制、380V供電；小型充電機(jī)采用三相四

31、線制380V供電或單相220V供電，車載充電機(jī)一般采用單相220V供電。</p><p><b>　?。?）配電的要求</b></p><p>　　根據(jù)純電動(dòng)轎車的數(shù)量及動(dòng)力電池類型和電壓等級(jí)、使用模式和能源供給模式?jīng)Q定充電機(jī)（站）對(duì)配電容量的要求。單臺(tái)變壓器容量及單進(jìn)線容量需滿足全部配電容量的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　?。?）充電插口、充

32、電機(jī)、充電站的布點(diǎn)原則</p><p>　　目前，車用動(dòng)力電池充電時(shí)間長，快速充電對(duì)電池壽命影響大的缺陷沒有根本的改變，對(duì)于純電動(dòng)轎車來說，最經(jīng)濟(jì)的充電方式是使用車載充電機(jī)，同時(shí)也減少了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的依賴。</p><p>　　充電插口：結(jié)合停車場、小區(qū)和大樓停車位的建設(shè)，按照一車位配置一個(gè)帶計(jì)費(fèi)裝置的充電插口的原則來布點(diǎn)。</p><p>　　充電機(jī)：主要滿足停車補(bǔ)

33、電的要求，按照每5～10輛車配置一臺(tái)帶計(jì)費(fèi)裝置的充電機(jī)的原則來布點(diǎn)。</p><p>　　充電站：主要滿足快速、慢速充電；停車補(bǔ)電的要求，按照20輛以上才考慮建站、充電站規(guī)模取決于純電動(dòng)轎車的數(shù)量和電池種類的原則來布點(diǎn)。</p><p>　　純電動(dòng)轎車的能源供給模式和相關(guān)技術(shù)設(shè)備的分析</p><p><b>　　4.1充電設(shè)備</b><

34、/p><p>　　對(duì)于一輛電動(dòng)車來講，蓄電池充電設(shè)備是不可缺少的子系統(tǒng)之一，它的功能是將電網(wǎng)的電能，轉(zhuǎn)化為電動(dòng)車車載蓄電池的電能。電動(dòng)汽車充電設(shè)備包括車載充電裝置、非車載充電裝置，充電設(shè)備中最主要的是充電機(jī)，按照充電功率的大小可以分為車載、小型、大型充電機(jī)。在今后的一段時(shí)間內(nèi)，可充電蓄電池仍將主導(dǎo)電動(dòng)汽車的動(dòng)力源市場。</p><p>　　車載充電裝置，指安裝在電動(dòng)汽車上的采用地面交流電網(wǎng)和車

35、載電源對(duì)電池組進(jìn)行充電的裝置。包括車載充電機(jī)、車載充電發(fā)電機(jī)組和運(yùn)行能量回收充電裝置。車載充電裝置通常是指使用結(jié)構(gòu)簡單、控制方便的接觸式充電機(jī)也可以是感應(yīng)充電機(jī)，直接從墻上取電。它完全按照車載蓄電池的種類進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)性較強(qiáng)。</p><p>　　非車載充電裝置，即地面充電裝置，主要包括專用充電機(jī)、專用充電站、通用充電機(jī)、公共場所用充電站等。它可以滿足各種電池的各種充電方式。通常非車載充電裝置的功率、體積和重量均

36、比較大，以便能夠適應(yīng)各種充電方式。</p><p>　　隨著電力電子技術(shù)和變流控制技術(shù)的飛速發(fā)展，高精度可控變流技術(shù)的成熟和普及，分階段恒流充電模式已經(jīng)基本被充電電流和充電電壓連續(xù)變化的恒壓限流充電模式取代。直到目前，主導(dǎo)充電工藝的還是恒壓限流充電模式。接觸式充電的最大問題在于它的安全性和通用性，為了使它滿足嚴(yán)格的安全充電標(biāo)準(zhǔn)，必須在電路上采用許多措施使充電設(shè)備能夠在各種環(huán)境下安全充電。</p>&

37、lt;p>　?。?）天津市示范運(yùn)行的充電設(shè)施</p><p>　　天津市純電動(dòng)轎車示范運(yùn)行工作中，22輛示范運(yùn)行純電動(dòng)轎車采用的充電設(shè)施主要有：</p><p>　　每輛純電動(dòng)轎車配置一臺(tái)車載充電機(jī)和一個(gè)充電插口；其中：XL系列轎車（配置鋰電池）的車載充電機(jī)功率5kW，幸福使者轎車（配置鉛酸電池）的車載充電機(jī)功率2kW。</p><p>　　建設(shè)一座具備20-

38、450V、0-200A萬能充電機(jī)4臺(tái)的綜合性充電站，在天津清源電動(dòng)車輛有限責(zé)任公司的試驗(yàn)試制車間建設(shè)一座綜合性充電站。</p><p>　?。?）充電設(shè)施的新進(jìn)展</p><p>　　電動(dòng)汽車充電機(jī)是涉及電力變流、自動(dòng)控制、電池應(yīng)用、現(xiàn)場通信、微機(jī)控制等領(lǐng)域的高新技術(shù)產(chǎn)品，可靠性和穩(wěn)定性要求高，部件的通用性和互換性十分重要。采用模塊化和總線結(jié)構(gòu)是最優(yōu)途徑。</p><p

39、>　　例如非接觸充電裝置的典型代表應(yīng)是新西蘭奧克蘭大學(xué)用時(shí)長達(dá)10年開發(fā)成功的IPT充電裝置。采用IPT (即非接觸式大功率充電系統(tǒng))技術(shù)研制的由2kW模塊組裝的電動(dòng)車充電裝置，在新西蘭溫泉公園已連續(xù)運(yùn)行數(shù)年。 </p><p>　　IPT的特點(diǎn)是：電動(dòng)汽車與充電裝置之間沒有電氣接觸，不存在高壓絕緣問題，沒有隔離問題。發(fā)射天線可以完全隱藏在地面以下，地面沒有影響車輛運(yùn)行的障礙物，對(duì)于場地十分狹小的城市，可節(jié)

40、約充電站占地面積。電源、效率較高，可以達(dá)到85%以上。系統(tǒng)完全工作在諧振狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了理想的零電壓、零電流換向，電磁騷擾問題得到有效緩解。發(fā)射天線與主機(jī)之間允許較長距離的傳輸，有利于充電站整體布局。 </p><p>　　IPT充電系統(tǒng)是一種發(fā)展前景良好的新型高頻開關(guān)電源充電裝置。以奧克蘭大學(xué)的技術(shù)為依托，30kW、60kW和70kW的IPT充電裝置已經(jīng)開發(fā)成功。若用于大功率充電設(shè)備，提高充電電壓與降低價(jià)格之間還存

41、在一些需要解決的技術(shù)問題，如單接收模塊的功率提升、單模塊輸出電壓的提升，還需要解決一些技術(shù)問題。</p><p><b>　?。?）存在的問題</b></p><p>　　目前，我國的充電機(jī)大多采用可控硅充電機(jī)，而可控硅充電機(jī)是二頻電源，輸入電流與輸出電流基本一樣大，對(duì)于車載充電機(jī)，在家中220V的交流電源可能難以承受過大的充電電流，只能做到慢速充電。對(duì)公用的地面充電

42、機(jī)而言，快速充電可能需要幾百安培電流給電動(dòng)汽車充電，若同時(shí)幾輛車在充電，那輸入電流太大，對(duì)電網(wǎng)勢必會(huì)產(chǎn)生影響。</p><p>　?。?）電動(dòng)汽車充電技術(shù)的發(fā)展展望</p><p>　　電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，智能、快速的充電方式成為電動(dòng)汽車充電技術(shù)發(fā)展的趨勢。如何迅速的、安全的、無損害的電池充電技術(shù)將是各國專家研究的方向。目前，脈沖開關(guān)電源充電機(jī)是電動(dòng)汽車充電技術(shù)的發(fā)展方向，采用高頻電源后

43、大大減小輸入電流，不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波沖擊，對(duì)延長電池壽命，保持電池大容量儲(chǔ)電等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。</p><p><b>　　4.2動(dòng)力蓄電池</b></p><p>　　動(dòng)力蓄電池是各種電動(dòng)車輛的主要能量載體和動(dòng)力來源，也是電動(dòng)車輛的整車成本的主要組成部分。動(dòng)力蓄電池自身技術(shù)的提高和成組應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展成為電動(dòng)車輛市場化和商業(yè)化的關(guān)鍵因素之一，如果動(dòng)力電池技術(shù)取得突破，

44、能夠解決比能量低和充電時(shí)間長的缺陷，那么純電動(dòng)汽車將會(huì)發(fā)生革命性的變化。</p><p>　　純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能裝置主要是動(dòng)力蓄電池。根據(jù)它的不同用途，動(dòng)力蓄電池所起的作用和主要性能都有所差別。</p><p>　　純電動(dòng)汽車行駛完全依賴電池的能量，電池的容量越大，可以實(shí)現(xiàn)的續(xù)駛里程越長，但是電池的體積和重量也越大，純電動(dòng)汽車要根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)、道路情況、行駛工況等參數(shù)的不同來選配

45、電池。</p><p><b>　　（1）發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　在經(jīng)歷了鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉硫電池等多種類型的發(fā)展和探索后，目前純電動(dòng)汽車使用的電池主要集中在閥控鉛酸動(dòng)力電池、鎳氫動(dòng)力電池和鋰離子（鋰聚合物）動(dòng)力電池。</p><p>　　日本從事電動(dòng)車用MH/Ni電池開發(fā)的代表性廠家為松下公司和豐田公司，美國的Ovnic公司

46、和USABC正在積極開發(fā)研究MH/Ni電池。目前我國已經(jīng)開發(fā)出12Ah～100Ah的純電動(dòng)汽車用高能量型鎳氫動(dòng)力蓄電池，比能量達(dá)到65W·h/kg，這是目前的蓄電池中較高的；比功率350W/kg；由國家“863”動(dòng)力蓄電池檢測基地獲得的數(shù)據(jù)表明，電池深度充放電（80%DOD）下的循環(huán)壽命達(dá)到1000次以上。鎳氫電池在高溫狀態(tài)下，正極充電效率變差，并加速正極板的氧化，使電池壽命縮短。負(fù)極儲(chǔ)氫合金加速氧化，并使儲(chǔ)氫合金平衡壓力增加

47、，儲(chǔ)氫合金的儲(chǔ)氫量減少，降低鎳氫電池的性能。鎳氫電池在充電后期，會(huì)產(chǎn)生大量的氧氣，如果安全閥不能及時(shí)開啟，會(huì)有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。鎳氫高功率型動(dòng)力電池雖然仍有不足，但基于他本身的優(yōu)勢，仍然是近期電動(dòng)車發(fā)展的重要選擇之一。</p><p>　　鋰離子動(dòng)力電池作為一種新型的動(dòng)力技術(shù)，使用時(shí)必須串聯(lián)才能達(dá)到使用電壓要求，單體性能上參差不齊并不全是電池生產(chǎn)技術(shù)問題；即使每一道工序都經(jīng)過嚴(yán)格的檢測程序，每只電池的電壓、內(nèi)阻、容

48、量一致，使用一段時(shí)間后也會(huì)產(chǎn)生差異。同其優(yōu)點(diǎn)相比，這些缺點(diǎn)不成為主要問題，特別是用于高科技、高附加值（如充電動(dòng)轎車）產(chǎn)品中，因此應(yīng)用范圍非常廣泛。</p><p><b>　　4.3消除諧波技術(shù)</b></p><p>　　純電動(dòng)汽車采用的充電機(jī)為非線性負(fù)荷，在運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。消除諧波技術(shù)是特指消除電動(dòng)汽車的車用充電機(jī)引起的諧波技術(shù)。充電機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)

49、的影響主要體現(xiàn)在造成諧波污染和電網(wǎng)功率因數(shù)的下降等方面。需要采取一些切實(shí)可行的技術(shù)措施來降低或消除這些影響，目前沒有技術(shù)上的難度，也容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　?。?）電網(wǎng)的諧波限值</p><p>　　車用充電機(jī)是一種非線性設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生諧波電流，對(duì)公用電網(wǎng)是一種污染。諧波注入電網(wǎng)會(huì)造成電能質(zhì)量下降等負(fù)面影響。</p><p>　　（2）充電機(jī)（站）諧波治理對(duì)策&

50、lt;/p><p>　　1）增大單臺(tái)充電機(jī)的濾波電感</p><p>　　增大單臺(tái)充電機(jī)的濾波電感，可以降低單臺(tái)充電機(jī)的電流總諧波畸變率。這種方法最簡單，但隨著濾波電感的增加，會(huì)帶來更大的功率損耗，增加充電機(jī)的成本、重量等。</p><p>　　2）減小充電機(jī)功率變換單元等效電阻</p><p>　　根據(jù)充電機(jī)的輸出參數(shù)，選擇合適的功率變換單元的

51、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，減小功率變換單元的等效阻抗。</p><p>　　3）采用三相功率因數(shù)校正技術(shù)代替普通三相二極管整流橋</p><p>　　采用三相功率因數(shù)校正技術(shù)代替普通三相二極管整流橋，可以提高單臺(tái)充電機(jī)的功率因數(shù)。</p><p>　　4）采用PWM整流器來獲得直流母線電壓</p><p>　　采用PWM整流器來獲得直流母線電壓，為一至多臺(tái)充

52、電機(jī)提供直流輸入， PWM整流器可以獲得單位功率因數(shù)。</p><p>　　5）充電站安裝電力有源/無源濾波器</p><p>　　充電站安裝電力有源/無源濾波器，對(duì)充電站的電流諧波進(jìn)行統(tǒng)一的治理，達(dá)到抑制電流諧波的目的。當(dāng)多臺(tái)充電機(jī)同時(shí)工作時(shí)，彼此之間抵消了一部分電流諧波，起到了輔助電力有源濾波器工作的功能。</p><p>　　第五章 天津市純電動(dòng)轎車示范運(yùn)行

53、的解析與我國未來電動(dòng)汽車的展望</p><p>　　5.1天津市純電動(dòng)轎車示范運(yùn)行的解析</p><p>　　“天津市工況下的電動(dòng)汽車運(yùn)行考核試驗(yàn)研究”是國家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)2003AA501930，已經(jīng)通過了國家科技部的驗(yàn)收。本項(xiàng)目投入了22輛純電動(dòng)轎車進(jìn)行了出租車（含俱樂部）、政府（含公共部門）、場地用車（含企事業(yè)單位）三種使用模式的示范運(yùn)行試驗(yàn)研究。通

54、過示范運(yùn)行，探索并總結(jié)了純電動(dòng)轎車運(yùn)行的基礎(chǔ)條件、支撐環(huán)境、運(yùn)行模式、技術(shù)以及政策支持、管理規(guī)范等方面的規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)。自從國家電網(wǎng)公司將天津列為電動(dòng)汽車示范運(yùn)行試點(diǎn)后，天津電力公司與天津清源公司合作，利用已有的研究成果，進(jìn)一步進(jìn)行深入的研究。</p><p><b>　　（1）總體規(guī)劃</b></p><p>　　天津市電動(dòng)汽車運(yùn)行示范的短期、中期以及長遠(yuǎn)發(fā)展的規(guī)劃按照

55、“小起步，快步走”的思路，制定天津市電動(dòng)汽車運(yùn)行示范實(shí)施計(jì)劃，逐步實(shí)現(xiàn)總體規(guī)劃規(guī)模。天津市電動(dòng)汽車的運(yùn)行示范工程分為三個(gè)部分展開，即在天津市區(qū)模擬出租汽車運(yùn)營模式進(jìn)行示范運(yùn)行、政府部門之間公務(wù)通勤線路運(yùn)行示范、警察在特定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行場地用車使用示范，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以線帶區(qū)，以區(qū)帶市全面發(fā)展的目標(biāo)。出租車使用模式</p><p>　　天津市區(qū)的交通流量大，人員密集，周邊環(huán)境污染嚴(yán)重，出租汽車保有量達(dá)3萬多輛，占市區(qū)交通流

56、量10%以上，針對(duì)出租汽車這一典型使用模式進(jìn)行純電動(dòng)轎車示范運(yùn)行。我們在車上加裝了運(yùn)行管理系統(tǒng)的車載記錄儀和智能信息單元，具有遠(yuǎn)程運(yùn)行監(jiān)控、標(biāo)定、定位和車載記錄功能，通過設(shè)置一些參數(shù)來模擬國外的俱樂部使用模式和公共部門使用模式。</p><p>　　政府使用模式 </p><p>　　隨著政府機(jī)構(gòu)改革的不斷深入，要求機(jī)關(guān)人員精干、工作效率高，而現(xiàn)有的配車體制還沒有考慮到處以下公務(wù)員

57、辦公的需要，在政府部門之間建立電動(dòng)車的示范運(yùn)行系統(tǒng)，正好能滿足這些公務(wù)員辦公的需要，同時(shí)可以提高政府的環(huán)保形象。在運(yùn)行示范工程中，在天津市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、天津市公安交通管理局、天津市發(fā)展改革委員會(huì)3個(gè)電動(dòng)汽車研究、管理以及產(chǎn)業(yè)化的政府主管部門所處的和平區(qū)繁華地段率先使用電動(dòng)汽車，線路互為彼此的目的地，以此為中心，進(jìn)一步擴(kuò)大運(yùn)行范圍，輻射與之相關(guān)的政府部門，逐漸形成政府間的通勤車。然后擴(kuò)大運(yùn)行規(guī)模，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上擴(kuò)展到6輛車的規(guī)模，基本可

58、以滿足政府部門之間的公務(wù)通勤需要。我們在使用的過程中，設(shè)計(jì)了一些參數(shù)來模擬國外的個(gè)人用戶使用模式。</p><p><b>　　場地用車使用模式</b></p><p>　　勸業(yè)場派出所負(fù)責(zé)天津市最繁華的步行街——金街的治安管理等工作，金街（包括和平路和濱江道）整個(gè)步行街包括附近區(qū)域約10多平方公里的范圍，傳統(tǒng)的車輛不允許進(jìn)入，為了進(jìn)行場地用車使用模式的示范運(yùn)行，投入

59、了5輛幸福使者純電動(dòng)轎車，用于特定區(qū)域內(nèi)的警察巡邏、通勤、公務(wù)等。我們設(shè)計(jì)了一些參數(shù)來模擬國外的企事業(yè)單位使用模式。</p><p>　　（2）項(xiàng)目進(jìn)展與實(shí)施情況</p><p>　　成立了由天津市主管領(lǐng)導(dǎo)楊棟梁為組長，相關(guān)單位領(lǐng)導(dǎo)為成員的領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)管理協(xié)調(diào)示范運(yùn)行的相關(guān)問題，建立協(xié)調(diào)機(jī)制。同時(shí)成立了由技術(shù)人員組成的技術(shù)支持小組，負(fù)責(zé)示范運(yùn)行車輛的技術(shù)問題，建立了技術(shù)服務(wù)機(jī)制。制定了相

60、關(guān)管理制度，展開技術(shù)培訓(xùn)，完善了天津市電動(dòng)汽車發(fā)展規(guī)劃，制定了相應(yīng)的實(shí)施細(xì)則。</p><p>　　完成了車輛的技術(shù)開發(fā)、車輛的準(zhǔn)備等先期工作，配備了車載記錄儀、智能化充電機(jī)、故障診斷及安全管理系統(tǒng)，車載智能終端、GPS定位系統(tǒng)以及基于無限通訊網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)行中央監(jiān)控管理調(diào)度。</p><p>　　先后投入運(yùn)行純電動(dòng)轎車22輛，按照公務(wù)用車和出租車的模式展開運(yùn)行，同時(shí)針

61、對(duì)不同配置、不同運(yùn)行條件車輛進(jìn)行考核試驗(yàn)和對(duì)比。投入純電動(dòng)中巴車2輛，展開純電動(dòng)中巴車的運(yùn)行考核試驗(yàn)。所有車輛累計(jì)運(yùn)行里程超過10萬公里。完成電動(dòng)汽車技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、相關(guān)政策環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃等軟環(huán)境的研究。</p><p>　?。?）示范運(yùn)行中的故障統(tǒng)計(jì)與分析</p><p>　　對(duì)純電動(dòng)轎車的可靠性進(jìn)行考核是本項(xiàng)目的一項(xiàng)主要工作，也是廣大用戶關(guān)心的問題，純電動(dòng)轎車是由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的一個(gè)復(fù)

62、雜系統(tǒng)，主要包括動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變速箱、制動(dòng)等動(dòng)力系統(tǒng)，以及其它附件如空調(diào)、助力轉(zhuǎn)向等，各子系統(tǒng)幾乎都通過自己的控制單元（ECU）來完成各自功能和目標(biāo)。概括的說，既有復(fù)雜的低壓電氣系統(tǒng)，又有高電壓、大電流的高壓動(dòng)力系統(tǒng)。各子系統(tǒng)控制系統(tǒng)參數(shù)的相互影響，工作狀態(tài)的變化，傳感器與執(zhí)行器的失效，使得純電動(dòng)轎車的故障定義和分析極其復(fù)雜，為了簡化可靠性試驗(yàn)的工作量，提高工作效率，我們只對(duì)純電動(dòng)轎車特有的故障進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，對(duì)與內(nèi)燃機(jī)汽車一致

63、的底盤、車身和低壓電器的故障不在統(tǒng)計(jì)和分析之列。</p><p>　　（4）示范運(yùn)行暴露的技術(shù)問題和解決方法</p><p><b>　　1）整車</b></p><p>　　由于動(dòng)力電池沒有突破，電池比能量低引起的整車整備質(zhì)量大、續(xù)駛里程短以及充電時(shí)間長的弊病依然存在，我們根據(jù)目前動(dòng)力電池的技術(shù)水平，合理匹配的現(xiàn)有純電動(dòng)轎車整車的城市工況續(xù)駛

64、里程最長為150公里左右，用作政府（含個(gè)體用戶、公共部門）使用模式比較合適，用于出租車使用模式顯得不足，解決的辦法是定點(diǎn)、定線和定使用區(qū)域。</p><p><b>　　2）電池及管理系統(tǒng)</b></p><p>　　在運(yùn)行考核中，電池及管理系統(tǒng)暴露出比較多的問題。比如電池的一致性差、電池均衡系統(tǒng)均衡能力不足，過電流判斷條件和故障處理方式需要斟酌，SOC估計(jì)明顯偏差，

65、抗干擾能力有待提高以及檢測參數(shù)漂移明顯、充電接頭選型等。在示范運(yùn)行剛開始階段，三輛裝有鋰離子電池的轎車不同程度地表現(xiàn)出電池不均衡的現(xiàn)象，B2-10、A2-5表現(xiàn)更為明顯，首先不均衡電池較多，其次單體電池電壓最高值與最低之間極差比較大，電池均衡系統(tǒng)的均衡能力不足。改進(jìn)措施：電池研發(fā)部門提高電池的一致性，在提供給整車單位時(shí)應(yīng)作好篩選工作，加大電池均衡系統(tǒng)的均衡能力，加快電池均衡時(shí)間。</p><p><b>

66、;　　3）電機(jī)控制系統(tǒng)</b></p><p>　　電機(jī)控制器作為XL純電動(dòng)轎車動(dòng)力輸出單元的直接控制裝置，其性能的優(yōu)劣對(duì)整車性能有影響。在運(yùn)行考核中，電機(jī)控制系統(tǒng)也暴露出一些問題，比如倒車限速、上電電阻值偏小。均采取相應(yīng)措施得以解決。</p><p><b>　　4）監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)</b></p><p>　　電動(dòng)汽車示范運(yùn)行電子地

67、圖跟蹤程序中電子地圖位置顯示明顯偏差，在示范運(yùn)行過程中，通過在市內(nèi)多地點(diǎn)的重新標(biāo)定，提高了定位精度，基本實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的跟蹤。</p><p>　　5.2我國未來電動(dòng)汽車的展望</p><p>　　作為未來汽車工業(yè)的發(fā)展方向之一，電動(dòng)車給予了中國民族品牌追趕外資企業(yè)的機(jī)會(huì)。其中，比亞迪在2008年已推出插電式混合動(dòng)力車F3DM，2009年推出純電動(dòng)轎車E6；而奇瑞在2008年已推出輕混、中混版

68、A5，2009年推出QQ、S18、瑞虎等多款純電動(dòng)車。</p><p>　　面對(duì)中國這一全球最大的汽車市場，外資車企也自然不甘落后。大眾、寶馬、奔馳等著名品牌都相繼推出了自己的電動(dòng)車計(jì)劃和相關(guān)產(chǎn)品。其中大眾全球第一個(gè)電動(dòng)車示范車隊(duì)正式投入運(yùn)行，并為公眾提供免費(fèi)的穿梭交通服務(wù)；而此前，寶馬純電動(dòng)車MINIE中國實(shí)路測試項(xiàng)目也已在北京展開，未來將向更多城市推廣。</p><p><b&g

69、t;　　5.3結(jié)語</b></p><p>　　我國是人口大國，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國已成為全球第二大汽車占有國，汽車尾氣已成為我國最大的環(huán)境污染問題。環(huán)境污染成為我國對(duì)外的政治問題。伴隨著環(huán)境問題的同時(shí)能源危機(jī)也成為阻礙我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大因素。由于電能來源廣泛，我國發(fā)展核能潛力巨大，風(fēng)能，水能，熱能等資源豐富。為發(fā)展純電動(dòng)汽車提供了巨大的幫助。發(fā)展電動(dòng)汽車不僅只是節(jié)能，還減少汽車的污染。提高我國汽車行業(yè)

70、在國際上的競爭力。這需要我們的科研人員不斷努力創(chuàng)新，需要消費(fèi)者的大力支持。才能使我國在這方面有長遠(yuǎn)的發(fā)展。</p><p><b>　　謝詞</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導(dǎo)師xx的指導(dǎo)與督促，同時(shí)感謝他的諒解與包容。沒有他的幫助也就沒有今天的這篇論

71、文。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂的。感謝我的輔導(dǎo)員，謝謝他在這兩年中為我們?nèi)嗨龅囊磺校磺蠡貓?bào)，無私奉獻(xiàn)的精神很讓我感動(dòng)，再次向他表示由衷的感謝。在這兩年的學(xué)期中結(jié)識(shí)的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的筆財(cái)富。在此，也對(duì)他們表示衷心感謝。</p><p>　　謝謝我的父母，沒有他們辛勤的付出也就沒有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻(xiàn)給你們！</p><p>　　本文參考了大