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电动汽车动力电池发展历史

发布时间: 2022-06-20 18:18:29

电动汽车电池的发展

纯电动汽车用蓄电池的研究主要集中在锂电池,其次为铅酸电池、镍氢电池和钠电池等。从世界范围内的专利申请的总量来看,日本拥有的纯电动汽车用蓄电池及其管理系统相关专利申请数量最多。从日本国内的专利申请量来看,超过90%的专利申请也来自日本申请人。无论是从世界专利申请的拥有量角度,还是从日本专利申请中日本申请人所占的份额角度,日本在纯电动汽车用蓄电池及其管理系统领域都是实力最强者,掌控着绝大部分专利技术。
作为世界上最大的汽车生产和消费国,美国纯电动汽车用蓄电池的研究主要集中在锂电池,锂电池相关专利数量占动力电池专利数量的70%以上,其次为铅酸电池、镍氢电池、空气电池和钠电池等。从世界范围内的专利申请的总量来看,截至2010年6月,美国的纯电动汽车用蓄电池及其管理系统相关专利申请数量位于日本之后,排名第二。从美国国内的专利申请量来看,在和纯电动汽车用蓄电池及其管理系统有关的专利申请中,来自日本申请人的专利最多,接近总量的60%,而来自美国申请人的专利申请数量次于日本。 纯电动汽车用蓄电池的研究主要集中在锂电池,其次为铅酸电池、镍氢电池、钠电池和空气电池等。从世界范围内的专利申请的总量来看,截至2010年6月,德国的纯电动汽车用蓄电池及其管理系统相关专利申请数量居世界排名第6位,与排名首位的日本专利数量相差很大,仅占日本申请量的11%。从德国国内的专利申请量来看,德国申请人持有的专利约占总量的43%,高于排名第二的日本。在全球范围来看,德国在纯电动汽车用蓄电池及其管理系统领域的技术实力远不及日本,但是在本国范围内,德国拥有较强的技术优势,专利拥有量高于日本。
欧洲知名咨询公司罗兰贝格于2013年6月7日在上海发布的一份报告称,全球电动汽车的制造前景不甚乐观,但中国除外。
该报告通过将七大主要汽车制造国德国、法国、意大利、美国、日本、中国、韩国的电动汽车市场加以比较,从技术、产业发展以及市场发展等方面详细分析各国电动汽车行业发展现状。
报告指出,生产电动汽车带来的利润空间远远不及生产传统汽车,这种成本偏高而获益有限的情况,加上预期未来几年内油价趋于稳定,使电动汽车的成本劣势愈加明显。但在上述七国中,只有中国对电动汽车产业的投入没有下降。罗兰贝格合伙人沈军表示,中国的电动汽车市场从长期来看仍会保持向上发展的势头 中日韩三国继续占据主要市场,2012年三国电池市场占有率分别为37%,28%和33%,其中中国所占比率最大,在一定程度上助推了电动汽车的发展。 电池快充寿命衰减惊人盲目建站风险大私人购买新能源汽车补贴标准出台后,部分试点城市的“再补贴”政策也随即出台,新能源汽车消费正逐步启动。面对广阔的市场前景,国家电网、南方电网、中海油、中石化等巨头纷纷跑马圈地,各地掀起一股兴建充电站的风潮。上海漕溪、深圳龙岗、成都石羊、唐山南湖、延安、郑州、南宁等地已经建成、在建或近期将开建大量的充电站,其中上海计划在三年内达到5000个充电桩的规模;长春计划三年内建成15个充电站和5000个充电桩……电池尺寸、充电接口是否统一?电池质量能否过关?快速充电对电池的损害究竟有多大?等一系列问题开始暴露出来。
当前我国电动汽车电池技术发展很快,但存在两个明显缺点。电动汽车电池的第一个缺点就是缺乏深层次技术,比如电池的化学问题、物理问题、温度问题、结构问题等,在这些方面我们研发还不够,没有能够建立数学模型把这些问题搞清楚。另一个缺点是缺乏评价体系,虽然现在我国部分电动车运行很好,但缺乏好的评价系统。比如电池的安全性怎么样,在高温、低温环境下能不能正常工作,这些都没有一个好的评价。
在中国这样一个人口稠密的国家,电动汽车市场潜力巨大,与电动汽车发达国家相比,还有不小差距。所以我们必须追上发达国家电动汽车研发的步伐,从电源、集成电路、电源板块等方面进行认真研发,齐心协力把电池产业做大做强。我国汽车用动力电池已开始由研发进入到产业化阶段,并出现了加快发展的势头。电动汽车动力电池研发产品的主要性能已居国际先进水平,但需要解决一些薄弱环节。目前国产车用动力电池已显示出了较明显的成本优势,部分企业能量型动力电池成本仅是日、美企业的一半左右,这就意味着,我国电动汽车的商业化有条件加速推进,并以成本优势实现大规模出口。 全球动力电池产业目前面临技术制约和成本制约,只有当动力电池性能得到改善、成本大幅降低、规模化应用之后,才能带动其他较为成熟的环节的大力发展。因此动力电池是电动汽车产业链中最具投资价值的环节,最有可能获得超额收益,其他如电机和电控系统环节有较为成熟技术和市场基础,竞争者众多,可能只能获得平均收益。

Ⅱ 新能源汽车的动力电池总共发展了几代

现在动力蓄电池主要就分成两大块,一个是三元锂的,还有一种就是比亚迪的这个刀片电池。

Ⅲ 电动汽车发展经历了哪几个黄金阶段

第一阶段:电动汽车份额在5%以下,可将其定义为向传统汽车学习和电动汽车创新阶段。此时电动汽车一定要向传统车学习,对传统车保持敬畏,一点一点地渗透。不要动辄谈颠覆,颠覆是结果, 但对目前来说,更重要的是研究达到这一目标的进程方案。
第二阶段:电动汽车份额达到5%至20%,是电动汽车向传统汽车细分市场替代的阶段。这一阶段有渗透,但单靠渗透,做不到20%,可能做到10%就做不动。
第三阶段:电动汽车份额达到20%至40%,电动车与传统汽车并行阶段。在这一阶段,传统车仍为主流,但要在一个个细分市场加速取代传统汽车。
第四个阶段:电动汽车份额达到50%以上,即智能化电动汽车全面替代传统汽车市场的阶段。

Ⅳ 新能源汽车的历史发展

中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,并规划了以汽油车为起点,向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来,我国提出“节能和新能源汽车”战略,政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。
2008年,新能源汽车在国内已呈全面出击之势。2008年成为我国“新能源汽车元年”。2008年1-12月新能源汽车的销量增长主要是乘用车的增长,1-12月新能源乘用车销售899台,同比增长117%,而商用车的新能源车共销售1536台,1-12月同比下滑17%。
2009年,在密集的扶持政策出台背景下,我国新能源汽车驶入快速发展轨道。虽然新能源汽车在中国汽车市场的比重依然微乎其微,但它在中国商用车市场上的增长潜力已开始释放。2009年1-11月,新能源乘用车销量同比下降61.96%,至310辆。2009年1-11月,新能源商用车——主要是液化石油气客车、液化天然气客车、混合动力客车等——销量同比增长178.98%,至4034辆。相比在乘用车市场的冷遇,“新能源汽车”在中国商用车市场已开始迅猛增长。
2010年,我国正加大对新能源汽车的扶持力度,2010年6月1日起,国家在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。2010年7月,国家将十城千辆节能与新能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。选择5个城市进行对私人购买节能与新能源汽车给予补贴试点。新能源汽车正进入全面政策扶持阶段。

Ⅳ 电动汽车的发展方向是哪里电动汽车的电池技术会怎样进步

前瞻产业研究院《中国电动汽车行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》

上世纪70年代全球三次石油危机爆发后,各跨国汽车公司先后开始研发各种类型的电动汽车。我国经过“八五”、“九五”、“十五”三个五年计划,在研发电动汽车的专项上投入了大量的人力、物力和财力,并取得了一系列科研成果,但是,迄今为止,这些科研成果真正能转化为产品,并实现产业化生产的项目并不多。国外大汽车公司投入远比我国更多的资金和人力,已投入批量生产的电动汽车产品也寥寥无几。随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向,发展电动汽车将是解决这二个技术难点的最佳途径。下面将为您介绍电动汽车的现状与发展趋势。

  • 一、电动汽车的现状

现代电动汽车一般可分为三类:纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)。但是近几年在传统混合动力汽车的基础上,又派生出一种插电式(Plug-In)混合动力汽车,简称PHEV。本文将电动汽车技术研发的若干问题和趋势,作简要的介绍和评述。

  • 1、纯电动汽车(BEV)

纯电动汽车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动汽车,虽然它已有134年的悠久历史,但一直仅限于某些特定范围内应用,市场较小。主要原因是由于各种类别的蓄电池,普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。目前采用的铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池,它们已达到的实际性能指标和市场平均价格,如表1所示。根据实际装车时的循环寿命和市场价格,可估算出电动汽车从各种动力电池上每取出1kWh电能所必须付出的费用。计算时,假设电池最高可充电荷电状态(SOC)为0.9,放电SOC为0.2,即实际可用的电池容量仅占总容量的70%;由电网供电价为0.5元/kWh,电池的平均充放电效率为0.75。

从表1的粗略计算中可知,虽然从电网取电仅需
0.5元/kWh,但充入电池,再从电池取出,铅酸电池每提供1kWh电能,价格为3.05元左右,其中2.38元为电池折旧费,0.67元为电网供电费,而从镍氢电池中每提供1kWh电能,费用为9.6元,锂离子电池为10.2元,即后二种先进电池供电成本是铅酸电池的三倍多。

目前国内市场上用柴油机发电,价格大致为3元/kWh,若用汽油机发电,供电价格估计为4元/kWh,即从铅酸电机提供电能的价格大致和柴油机发电价格相等,仅仅从取得能量的成本来考虑,采用铅酸电池比汽油机驱动有一定价格优势,但是由于它太过笨重,充电时间又长,因此只被广泛用于车速小于50km/h
的各种场地车、高尔夫球车、垃圾车、叉车以及电动自行车上。实践证实铅酸电池在这一低端产品市场上有较强的竞争力和实用性。

镍氢电池的主要优点是相对寿命较长,但是由于镍金属占其成本的60%,导致镍氢电池价格居高不下。锂离子电池技术发展很快,近10年来,其比能量由
100Wh/kg增加到180Wh/kg,比功率可达2000W/kg,循环寿命达1000次以上,工作温度范围达-40~55℃。美国USABC在
2002年制定的锂离子电池技术发展目标如表2所示。

近年由于磷酸铁锂离子电池的研发有重大突破,又大大提高了电池的安全性。目前已有许多发达国家将锂离子电池作为电动汽车用动力电池的主攻方向。我国拥有锂资源优势,锂电池产量到2004年已占全球市场的37.1%,预计到2015年以后,锂离子电池的性/价比有望达到可以和铅酸电池竞争的水平,而成为未来电动汽车的主要动力电池。

图1示出了国内外各种纯电动车辆数量/性能和价格/性能曲线,以电动自行车为代表的低性能车辆,由于其成本低廉,仅我国在2006年已达到年产2000万辆,美国通用汽车公司生产的冲击1号电动跑车,虽然已达到了很高的动力性,但是由于售价高昂,仅生产了区区50辆,由于没有市场而不得不停产。性能较低的场地车,在我国年产达7000~8000辆左右;天津清源电动车公司生产的微型电动车,最高车速仅50km/h,年产也可以达千辆以上,这可能是目前市场所能接受的纯电动车辆性能的上限。上述所有电动车辆均采用铅酸电池为动力。随着高性能锂离子电池的性/价比不断提升,未来5~10年内,市场上可能会出现最高车速≥100km/h,续驶里程≥250km的高性能纯电动汽车。

  • 2、混合动力电动汽车(HEV)

由于完全由动力蓄电池驱动的纯电动汽车,其性能/价格比长期以来都远远低于传统的内燃机汽车,难于与传统汽车相竞争,上个世纪90年代以来各大汽车公司都着手开发混合动力汽车。日本丰田公司在1997年率先向市场推出“先驱者”(Prius)混合动力汽车,并在日本、美国和欧洲各国市场上均获得较大成功,累计产销量已超过60万辆。随后日本本田、美国福特、通用和欧洲一些大公司,也纷纷向市场推出各种类型的混合动力汽车。

2.1 研制全混合电动汽车的必要性

混合动力电动汽车是指具备两个以上动力源、而其中有一个可以释放电能的汽车。混合动力汽车按混合方式不同,可分为串联式、并联式和混联式三种;按混合度(电机功率与内燃机功率之比)的不同,又可分为微混合、轻度混合和全混合三种。其中外挂式皮带驱动起动/发电(BSG)式是微混合动力汽车的典型结构,其电机功率一般仅2~3kW,依赖发动机的停车断油功能,可节燃油5~7%;在发动机曲轴后端加装一个电动/发电型盘式电机(ISG)是轻度混合动力汽车的典型结构;具有纯电力驱动功能的可作为全混合或混联式混合动力汽车的典型。丰田公司的Prius轿车即属于这类全混合汽车。目前我国若干汽车企业研制的混合动力汽车,大多采用ISG轻度混合或BSG微混合方案,主要是考虑这二种方案的技术难度较小,生产成本也较低。但是根据研究表明,混合动力汽车的节油率几乎与汽车功率的混合度和汽车的生产成正比上升(如图2)。因此,从长远来看,研制全混合电动汽车是一种必然趋势。

  • 2.2 研发及市场情况

下面分别介绍混合动力乘用车和混合动力公交车的研发及市场情况。

以节油率最佳的丰田Prius汽车为例,在我国实测它与丰田花冠(Corrolla)油耗在不同工况下的对比数据如表3所示。各种工况下的平均节油率为39.6%,平均百公里可节油3.07L。

以97号汽油价格为5元/L计算,每百公里可节省油费15.35元,行驶20万km也仅省油费3.07万元,显然还不足以抵消购置混合动力汽车所增加的费用。据中国汽车工业协会统计,2006年一汽丰田普锐斯(Prius)销量仅为2152辆,占全国乘用车总销量的0.04%。考虑到我国用户对汽车售价的敏感性,这一销售业绩并不令人惊奇,可以认为在近期,如果没有政府的大力支持,混合动力乘用车在我国不会有很大的市场。

  • 2.3 城市公交车的使用特点

在我国,城市公交车与私人乘用车的情况有很大的不同,具体归纳为以下三点:

(1)据统计我国城镇居民日常出门有70%是首选乘坐公交车,我国大部分城市政府都奉行公交车优先的交通政策,我国公交车的年产量和保有量都居世界第一;

(2)我国城市公交车大多由市政府补助公交企业采购,公交车是否符合节油减排要求,将是政府需要考虑的一个重要采购原则;

(3)从技术角度来分析,在城市工况下,公交车频繁起步、加速、制动和停车,要额外消耗许多燃油。表4列出了在国外四种典型城市工况下,汽车制动消耗能量(油耗)所占比例,其算数平均值达47.1%。即有近一半的燃油是被汽车频繁制动所消耗的,这就为混合动力公交车的节油减排留下了相当大的空间。

正是考虑到以上几个特点,我国至少有7~8家汽车企业将研发、生产混合动力公交车作为研发工作的重点。经过近几年的开发,虽然已取得了一系列重大成果,但公交车的节油率并未达到预计的要求,一辆总重15.5t,长11m的混合动力公交车,实际油耗大多为33~35L,平均34L/100km,若传统
11m公交车的平均油耗为40L/100km,则节油率仅15%。

2.4节油率难以进一步提高的原因

分析节油率难以进一步提高的原因主要有二个:

(1)汽车的制动过程十分短暂,一半不超过10s,在短短的几秒内,电机要求发出很大的电流,才能有效回收制动能量,但是电池的充电倍率只有放电倍率的一半,因此电池不能接受大电流充电。理论上汽车有50~60%的制动能量可回收,实际回收的制动能量<20%,最简单的改进办法是加大动力电池容量,例如至少加大容量一倍,回收的制动能量可由20%增加到40%。但这将大大增加整车成本和汽车自重,经济上可能是得不偿失。<
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(2)混合动力公交车若采用停车断油,甚至滑行时即断油,可节油10%左右(4L/100km),实际上国产柴油机没有专门为混合动力汽车设计,一般不允许频繁的停车断油,否则供油系和废气增压器都可能损坏,严重影响柴油机寿命。其次,停车断油就必须装有电动转向油泵、电动空压机和电动空调系统,这又会大大增加整车成本和重量,二相权衡,不一定合算,所以近期大多未实现停车断油功能。因此,目前HEV的开发重点集中在节油降耗的工作上,针对以上问题,科研工作者提出了不同的解决方案,如利用超级电容器的功率密度达铅酸电池的10倍,具有快速吸收大电流充电的优异特性,在混合动力汽车制动时可以快速吸收能量,大大提高制动能量的回收率,此外它还具有循环寿命长、充放电效率高、耐低温特好以及免维护等优点。这种方案由于受到超级电容价格昂贵的影响,限制了它在混合动力汽车上的广泛应用。在进一步降低成本,提高能量密度后,超级电容器最有可能首先在混合动力公交车上得到应用。

  • 3、插电式混合动力汽车

插电式混合动力汽车是最新的一代混合动力汽车类型,近年来受到各国政府、汽车企业和研究机构的普遍关注,国内外专家认为,PHEV有望在几年后得到广泛的推广使用。

据统计,法国城镇居民80%以上日均驾车里程少于50km,在美国,汽车驾驶者也有60%以上日均行驶里程少于50km,80%以上日均行驶里程少于
90km。PHEV特别适合于一周有5天仅驾车用于上下班,行驶里程50~90km之间的工薪族使用。PHEV是在混合动力汽车上增加了纯电动行驶工况,并且加大了动力电池容量,使PHEV采用纯电动工况可行驶50~90km,超过这一里程,即必须起动内燃机,采用混合驱动模式。所以PHEV的电池容量一般达5~10kW·h,约是纯电动汽车电池容量的30~50%,是一般混合动力汽车电池容量的3~5倍,可以说它是介于混合动力汽车与纯电动汽车之间的一种过渡性产品。与传统的内燃机汽车和一般混合动力汽车(HEV)对比(见表5),PHEV由于更多的依赖动力电池驱动汽车,因此它的燃油经济性进一步提高,二氧化碳和氮氧化物排放更少。由于动力电池容量的加大,每辆车的售价至少比一般HEV高2000美元。

图3示出了四种不同类型乘用车,它们的蓄电池容量与汽车价格、燃油消耗及尾气排放的对比关系。可见随着蓄电池容量的加大,汽车价格将上升,但是燃油消耗和尾气排放则下降。因此可以认为,电动汽车是以使用和损耗蓄电池为代价来换取节油、减排的效果,动力电池性/价比的大幅提升将是电动汽车能否迅速推广使用的关键所在。

一般HEV动力电池SOC仅在较小范围内波动(例如±2%~3%)因此循环寿命次数很长,而PHEV的动力电池SOC必须在很大的范围内波动(例如±40%),属于深充深放,因此循环工作寿命短得多,和纯电动汽车(PEV)相似。目前在PHEV上都采用先进的锂离子电池,由表1可知,锂离子电池每放出1kWh电能,能耗费为10.2元,相当于内燃每
kWh能耗费用的3倍。随着全球石油价格不断上升,燃油内燃机的能耗费用也将不断上升,而锂离子电池随着技术进步和产量的扩大,其能耗费用将不断下降(如图4所示),二者可能在2015至2020年内达到平衡点。因此PHEV有望在10年内得到大面积推广使用。

  • 4、燃料电池电动汽车

早在1839年,英国人格罗孚就提出了氢和氧反应发电的原理。20世纪60年代,研发出了液氢和液氧发电的燃料电池,由美国UTC公司首先用于航天和军事用途。近20年来,由于石油危机和大气污染日趋严重,以质子交换膜式为代表的燃料电池技术,受到世界各国普遍重视。各大跨国汽车公司纷纷投入巨资,研发出了各种类型的燃料电池电动汽车(FCEV)。

4.1质子交换膜燃料电池(PEMFC)主要优点

(1)其排放生成物是水及水蒸汽,为零污染;

(2)能量转换效率可高达60~70%;

(3)无机械振动、低噪声、低热辐射;

(4)宇宙质量中有75%是氢,地球上氢也几乎是无处不在。氢还是化学元素中质量最轻、导热性和燃烧性最好的元素;

(5)氢的热值很高,1kg氢和3.8L汽油的热值相当。

4.2燃料电池电动汽车存在的技术、经济问题

在我国,国家科技部将研发燃料电池客车和燃料电池轿车列为“十五”和“十一五”计划“863”重大科技项目。并已取得一系列重大科技成果,但是在多年科研实践中,也暴露出一些技术、经济问题:

(1)燃料电池发动机的耐久性寿命短

一般仅1000~1200小时(国外达2200小时),燃料电池汽车行驶4~5万km,功率即下降~40%,和传统内燃机可普遍行驶50万km以上相比,差距很大;

(2)燃料电池发动机的制造成本居高不下

一般估计3万元/kW(国外成本约3000美元/kW),与传统内燃机仅200~350元/kW相比,差距巨大。由于其中如质子交换膜、炭纸、铂金属催化剂、高纯度石墨粉、氢回收泵、增压空气泵等关键部件均依靠进口,所以与国外相比,并没有成本优势;

(3)燃料电池发动机对工作环境的适应性很差

国产可在0~40℃气温下工作,低于0℃有结冰问题,高于40℃过热不能正常工作;此外对空气中的粉尘、一氧化碳、硫化物等都十分敏感,铂催化剂极易污染中毒失效;

(4)燃料电池汽车的使用成本过于高昂

例如高纯度(99.999%)高压氢(>200大巴)售价约80~100元/kg。按1kg氢可发10kW·h电能计算,仅燃料费即约为10元
/kW·h,按燃料电池发动机工作寿命1000小时计算,折旧费为30元/kWh。所以总的动力成本达40元/kW·h。与表1对照可知,至少在目前,由燃料电池发动机提供1kWh电能的成本远高于各种动力电池,这从一个侧面反映了作为汽车动力源,燃料电池汽车还有相当的距离。

4.3目前燃料电池电动汽车的研究课题

尽管存在如此多的问题,但是燃料电池仍然是人类迄今为止,发明的最清洁、安静又可无限再生的能源,值得我们为实现燃料电池电动汽车的产业化,付出更大的努力。

为此建议从以下几个方面进行工作:

(1)以更为创新的思维,对燃料电池的基本理论和基础材料进行深入研究,例如努力探寻非铂金属催化剂;努力研制抗电腐蚀金属双极板和耐高温(>110℃)高机械强度质子交换膜等;

(2)努力实现如炭纸、增压空气泵等关键零部件的国产化,以降低整机成本;

(3)进一步提高整机的优化集成技术,着力提高整机的耐候性(高、低气温变化)、抗大气污染能力和耐电负荷急剧变化能力等。

5、电机及电动车轮的分类

电动汽车驱动电机是所有电动汽车必不可少的关键部件。目前使用较多的有直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻等四种电机。

美国和德国开发的电动汽车大多采用交流感应电机,主要优点是价格较低、效率高、重量轻,但启动转矩小。日本研制的电动汽车几乎全部使用永磁无刷电机,其主要优点是效率可以比交流感应电机高6个百分点,但价格较贵,永磁材料一般仅耐热120℃以下。开关磁阻电机结构较新,优点是结构简单、可靠、成本较低、起动性能好,没有大的冲击电流,它兼有交流感应电机变频调速和直流电机调速的优点,缺点是噪声较大,但仍有一定改进余地。表6列出四类电机比较。

显然表6中四种电机各有优缺点,但是对于电动汽车而言,由于电能是由各类电池提供,价格昂贵而弥足珍贵,所以使用相对效率最高的永磁无刷电机是较为合理的,它已被广泛用于功率小于100kW的现代电动汽车上。

此外,在国外已有越来越多的电动汽车采用性能先进的电动轮(又称轮毂电机),它用电机(多为永磁无刷式)直接驱动车轮,因此无传统汽车的变速箱、传动轴、驱动桥等复杂的机械传动部件,汽车结构大大简化。但是它要求电机在低转速下有很大的扭矩,特别是对于军用越野车,要求电机基点转速∶最高转速=1∶10(见图5)。近几年,美、英、法、德等国纷纷将电动轮技术应用于军用越野车和轻型坦克上,并取得了重大成果。例如美海军陆战队在“悍马”基础上研制出串联式“影子”新型混合动力越野车,采用了电动轮技术,其结构及主要技术参数如表7所示。与传统“悍马”车对比试验,在同样侦察试验条件下,“悍马”耗油472kg,而“影子”仅耗油200kg;同一越野路段,“悍马”耗时32分钟跑完,而“影子”仅耗时13分50秒,此外它还具有在纯电动模式下,汽车静音、无“热痕迹”等优点。如此优异的性能,据闻美军已决定停产传统“悍马”车,全部改产新型混合动力电动轮驱动的“影子”型军车。这一重要发展趋势,应引起高度关注。

  • 二、电动汽车发展趋势

综上所述,可以从技术/经济分析出发,对电动汽车技术的现状和未来作如下结论:

(1)在目前国内市场价格的基础上,可粗略计算出各种提供电能技术的价格比。即电网供电∶柴油机供电∶铅酸电池供电∶镍氢电池供电∶锂离子电池供电∶燃料电池供电=1∶6∶6∶19.2∶20.4∶80。这从一个侧面反映了各种供电方式距离电动汽车市场的远近。当然,随着石油价格的上升、电池技术的进步,这些比例关系将发生很大的变化;

(2)由于铅酸电池的供电成本大体和柴油机供电相等,因此它仍然是低端电动车市场的主要动力电池。磷酸锂离子电池技术进步较快,它最有可能成为铅酸电池的竞争对手,率先成为高端电动车市场的主要动力电池;

(3)由于混合动力汽车仅需装用纯电动汽车1/10的动力电池容量,整车有较为接近市场的性/价比,因此它仍将是近期实现产业化的主要电动汽车种类。考虑到我国国情,目前仍应大力推广使用混合动力大客车,进一步降低制造成本,减少油耗和排放;

(4)在锂离子电池性/价比进一步提升后,外接充电式混合动力汽车(PHEV)有望成为理想的上班族乘用车,它可大幅度减少油耗和降低排放,但是由于较高的价格,它可能首先在发达国家得到推广应用;

(5)燃料电池虽然是理想的清洁能源,但是目前它的性/价比太低,要达到可以进入市场的性/价比,可说是任重而道远,必须从基础材料和基本理论上有重大突破,才可能进入汽车市场;

(6)电动轮已成为国外电力驱动技术的重要发展趋势,并已在军用越野车上得到实际应用,证实它在技术/经济上的重要优势,我国虽也有不少单位研发,但始终未进入“863”计划,技术进步缓慢,因此有必要奋起直追,尽快掌握这一先进的电驱动技术。

Ⅵ 电动车的发展史

电动车的历史比我们现在最常见的内燃机驱动的汽车要早。直流电机之父匈牙利的发明家、工程师阿纽什·耶德利克Jedlik Ányos最早于1828年在实验室试验了电磁转动的行动装置。美国人托马斯·达文波特Thomas Davenport于1834年制造出第一辆直流电机驱动的电动车。1837年,托马斯因此获得美国电机行业的第一个专利。在1832年至1838年之间,苏格兰人罗伯特·安德森Robert Anderson发明了电驱动的马车,这是一辆使用不能充电的初级电池驱动的车辆。1838年苏格兰人罗伯特·戴维森Robert Davidson发明了电驱动的火车。今天在路面上依然行驶的有轨电车是1840年在英国出现的专利。
电池电动车的历史。世界上第一辆电动汽车于1881年诞生,发明人为法国工程师古斯塔夫·特鲁夫,这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车;而在1873年,由英国人罗伯特·戴维森用一次电池作动力发明的电动汽车,并没有列入国际的确认范围。后来就出现了铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池作为电力。 1860——1920阶段:随着蓄电池技术的发展,电动车的运用在19世纪的下半叶在欧美得到了较为广泛的运用。1859年法国伟大的物理学家、发明家噶斯顿·Plante发明了可充电的铅酸电池。
19世纪末期到1920,在早期的汽车消费市场上电动车比内燃机驱动车辆有着更多优势:无气味、无震荡、无噪音、不用换挡和价格低廉,这形成了以蒸汽、电动和内燃机三分天下汽车市场。 1920 ——1990阶段:随着美国德州石油的开发和内燃机技术提高,电动车在1920年之后渐渐地失去了优势。汽车市场逐步给内燃机驱动的汽车所取代。只有在少数城市保留着很少的有轨电车和无轨电车以及很有限的电瓶车(使用铅酸电池组,被使用在高尔夫球场、铲车等领域)。
电动车的发展从此停滞了大半个世纪。随着石油资源的滚滚流向市场,人们几乎忘记还有电动车的存在。相对运用在电动车上的技术:电驱动、电池材料、动力电池组、电池管理等等也无法得到发展或运用。 电动车作为绿色朝阳产业,在中国发展已有十年之久。在电动自行车方面,2010年底,中国电动自行车已经达到1.2亿辆,而且以每年30%的速度增长。
从能耗角度看,电动自行车只有摩托车的八分之一、小轿车的十二分之一。
从占有空间看,一辆电动自行车占有的空间只有一般私家车的二十分之一。
从发展趋势上看,电动自行车行业市场前景依然看好。
电动自行车曾以其价廉、便捷、环保的功能优势,受到城市中低收入阶层青睐。中国的电动自行车从研制开发到上世纪九十年代中期小批量投放市场,至2012年以来的生产和销售,一直呈逐年大幅增长的势头。由于需求旺盛,近几年中国电动自行车市场一直保持跨越式增长。
数据显示,1998年全国产量仅为5.4万辆,2002年为158万辆,到了2003年中国电动自行车产量达到400多万辆,跃居世界第一,1998-2004年年均增长速度超过120%。2009年产量达到了2369万辆,同比增长8.2%。相比1998年增长了437倍,发展速度相当惊人。上述统计年份电动自行车产量年平均增长率为174%左右。
根据行业预测,到2012年,电动自行车市场规模将达到1000亿元,而仅电动车用蓄电池的市场潜力就超过500亿元。而在2011年3月18日,四部委联合下发了《关于加强电动自行车管理的通知》,但最终沦为“一纸空文”。意味着,电动车行业在长期趋好的环境下正面临巨大的市场生存压力,政策限制将成为众多企业生存悬而未决的一把利剑;而外部环境,国际经济环境疲软,恢复乏力,也使得电动车的出口红利将大打折扣。
而在电动汽车方面,《节能和新能源汽车产业发展规划》已经明确上报国务院,《规划》被提升到国家战略高度,旨在布置汽车产业新局。作为国家确定的七大战略性新兴产业之一,新能源汽车在未来10年计划投资额将达1000亿元,销量规模锁定世界第一。
到2020年,新能源汽车实现产业化,节能与新能源汽车及关键零部件技术达到国际先进水平,纯电动汽车和插电式混合动力汽车市场保有量达到500万辆。分析预测,从2012年到2015年间,中国市场电动车销量年均增速将达到40%左右,其中大部分来自纯电动车销售,到2015年,中国将成为亚洲最大的电动车市场。

Ⅶ 国内新能源汽车发展的历史

1、交通能源与环境问题是21世纪全球面临的重大挑战,对我国尤为严峻 目前世界汽车保有量约8亿辆,预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆,主要增量来自发展中国家。国际能源机构(IEA)的统计数据表明,2001年全球57%的石油消费在交通领域(其中美国达到67%)。预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。美国能源部预测,2020年以后,全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口,2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。与此同时,交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一。为此,全球已达成共识:交通能源转型势在必行。近年来,我国汽车业迅猛发展。2005年,我国汽车产、销量均超过570万辆,分别居世界第三位和第二位,自主品牌轿车和汽车出口均出现大幅增长。预计2020年前我国将成为世界上最大的汽车制造国和主要的汽车出口国之一。我国目前的汽车人均保有量还很低,2003年每千人汽车保有量仅为美国的2.5%(19辆),大约相当于美国90年前的水平,是世界上汽车市场潜力最大的国家,预计2020年汽车保有量将达到1.3~1.5亿辆。但是,当我国刚刚到达汽车社会门槛,车用石油消费在石油总消费中的比例(1/3以下)还大大低于世界平均水平时(1/2以上),我们已经感受到了石油供应的日益紧张。同时,车用石油消耗所产生的空气污染和CO2排放也正在变成愈来愈严重的问题,我国已经成为世界上第二大CO2排放国,由此产生的国际政治和经济争端将会愈演愈烈。这充分表明,我国所面临的石油安全与交通能源问题将来势更猛、影响更大、挑战更加严峻。按传统交通能源动力系统发展下去,不可持续,实现我国交通能源动力系统转型是大势所趋。

Ⅷ 混合动力汽车电池的发展现状 及其发展历程!急!!!

、混合动力汽车
(一)混合动力汽车的技术特征 混合动力汽车由内燃机和电动机共同驱动,混合动力汽车技术已经成为世界汽车产业发展的重要方向。混合动力汽车的关键是混合动力系统,它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展,混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展,即集成化混合动力总成系统。
混合动力汽车具有如下一些基本技术特征:一是节约燃油,清洁环保。混合动力汽车既发挥了发动机持续工作时间长、动力性好的优点,又可以发挥电动机无污染、噪音低的好处。与目前的汽油车相比,混合动力汽车能够节省25%~40%的燃油,尾气排放也比汽油车和先进柴油车更为清洁。在同等条件下,混合动力汽车比纯电动汽车节约电能70%~90%。目前,最先进的混合动力汽车百公里油耗低于3升。混合动力系统排放的二氧化碳比传统内燃机低20%~40%(视不同的行驶状况而定),大幅降低了污染物排放量。在繁华市区,可关停内燃机,由电动机单独驱动,实现“零排放”。在交通日益拥堵的大城市,混合动力汽车更加能够显示出它节能、环保的优越性;二是可以利用现有的加油站加油,不必再投资建设新的加油站;三是可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题;四是不会对传统汽车工业造成太大冲击。由于混合动力汽车将新技术与传统技术很好地结合起来,因而避免了传统汽车工业已形成的庞大生产规模和社会基础设施的巨大浪费,在一定程度上保障了传统内燃汽车厂商的利益。五是技术已比较成熟,初步进入了商业化推广阶段。尽管混合动力汽车还未进入像先进柴油车那样的大规模商业化推广阶段,但在先进柴油车之外诸多新能源汽车的解决方案中,只有混合动力汽车成功实现了商业化。混合动力汽车目前还存在生产成本较高、价格较高的问题,在当前的技术条件下,其成本比同类汽油车高30%左右,普通消费者接受它还需要一个过程。
(二)混合动力汽车的市场推广情况融合了纯电动汽车和燃油汽车优点的混合动力汽车,由于较好地满足了汽车低排放、低油耗、高性价比的综合要求,较好地解决了汽车节能与环保问题,因而逐渐成为世界各大汽车生产企业开发的热点,其市场前景也越来越被看好。目前,丰田公司是混合动力汽车领域的佼佼者。
1997年12月,日本丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车“普锐斯(PRIUS)”,该轿车于2000年7月开始出口北美,同年9月开始出口欧洲。普锐斯在达成高水平的燃油经济性和环保性能的前提下,实现了出色的动力性和舒适性。“PRIUS”的正式量产上市标志以混合动力汽车为代表的新一轮汽车研发竞争的开始。为保持领先地位,丰田公司加大了对混合动力车的投入。2005年,丰田投资1000万美元在美国肯塔基州工厂改造设备和训练员工,以生产混合动力车。2006年10月,肯塔基州工厂生产的第一辆佳美(Camry)混合动力家庭轿车下线,预计年产量为4.8万辆。日本本田公司推出了“insight”、“CIVIC”等混合动力汽车,福特公司紧随其后,推出了“ESCAPE”混合动力汽车,戴克、通用、雪铁龙、日产等公司也纷纷加快了混合动力技术的产业化开发。
普锐斯1997年在日本上市后一直反应平平,2002年的销售量不到40000辆。2003年下半年第二代普锐斯上市,由于技术得到很大的改进,销量迅速增长到12万辆。随着油价的持续上涨,更多的消费者开始购买节油和环保的混合动力汽车,这使得美国和日本混合动力汽车市场率先经历了“井喷式”增长。2005年,混合动力汽车的全球销量增长到45万辆,是2003年的近4倍。2000年以来,美国混合动力车市场实现了大幅增长。在美国市场,2004年混合动力汽车的销售量仅为5万辆,而2005年的销售量快速增长到20.5万辆,占全部新车销量的1.2%。
从1997年到2006年,丰田已在全球销售75万辆普锐斯、雷克萨斯等品牌的混合动力车,占有混合动力汽车市场近70%的份额。2006年,丰田汽车公司在美国市场上推出了4款从现有车型改造成的混合动力汽车,这些混合动力汽车的外形、操控以及车内的设备和普通车完全一样。丰田的目标是最终将推出旗下几乎所有车型的混合动力版,并在2012年把混合动力汽车的产量提高到100万辆。丰田公司预测,在未来的10年内,其在美国的全部轿车销量中,混合动力车型将占有25%的市场份额。

Ⅸ 电池电动车的历史

世界上第一辆电动汽车于1881年诞生,发明人为法国工程师古斯塔夫•特鲁夫,这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车,而在1873年,由英国人罗伯特•戴维森用一次电池作动力发明的电动汽车,并没有列入国际的确认范围。后来就出现了铅酸、镍镉、镍氢电池,锂离子电池,燃料电池作为电力的电动车。

Ⅹ 电动汽车发展经历了几个黄金时段

第一阶段:19世纪中期,1881年,第一辆使用铅酸电池的电动汽车出现

第二阶段:20世纪初期,内燃机的发展,让纯电动汽车退出市场。

第三阶段:20世纪60年代,石油危机使人们又重新重视纯电动汽车

第四阶段:20世纪90年代,电池技术的滞后,使用电动汽车制造商改变发展方向

第五阶段:21世纪初期,电池技术有所突破,各国开始大规模应用电动汽车

这一阶段电池密度提升,电动汽车的续航水平也以每年50公里的速度提升,电机的动力表现已经不弱于一些低排量的燃油车。我国更是大力推进新能源汽车的技术发展和产品落地,截至目前我国已经成为全球新能源汽车保有量、产量最高的国家。

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