【正文】 km。 1993 年，福特投資 英鎊開發(fā)了81 生態(tài)之星 （ ECOSTAR） 電動(dòng)汽車，并送到各地進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)。 電動(dòng)汽車是一種高新技術(shù)產(chǎn)品，它集光、電、機(jī)、化等各學(xué)科領(lǐng)域中的最新技術(shù)于一體，是汽車、電力拖到 、功率電子、智能控制、化學(xué)電源、計(jì)算機(jī)、新能源、新材料等工程技術(shù)中最新成果的集成物。從外形上看，電動(dòng)汽車于常見的汽車并沒有什么區(qū)別，它們的區(qū)別主要在于來自蓄電池。汽車行駛時(shí)，蓄電池電流通過控制器輸入到電機(jī)中，電機(jī)輸出扭矩，經(jīng)離合器、變速器、萬向傳動(dòng)裝置、主減速器、差速器、半軸等驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)汽車在行駛過程中，不排出任何污染物，噪聲也很小，而且不僅不消耗汽油、柴油等石油產(chǎn)品，還可應(yīng)用多種能源，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用維修保養(yǎng)方便的特點(diǎn)，是一種新型的交通工具。 90 年代出現(xiàn)的現(xiàn)代電動(dòng)汽車決不是百年前陳舊技術(shù)的重復(fù) ，而是歷史發(fā)展的必然，因?yàn)殡妱?dòng)汽車有著傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和時(shí)代要求。首先，電動(dòng)汽車具有清潔、無污染或低污染的特點(diǎn)。目前，全世界汽車產(chǎn)量約 5000 萬輛， 6 汽車保有量近 6 億輛，這些汽車絕大部分都是內(nèi)燃機(jī)汽車，每年要消耗大約 10 億噸的石油制品，并排出大量的一氧化碳、二氧化碳、 NO 化物和 HC 化合物等有害物質(zhì)污染環(huán)境。電動(dòng)汽車是不會(huì)排出污染物的汽車，使用電動(dòng)汽車將大大減少各種污染物的排放。據(jù)美國加州空氣資源委員會(huì)估計(jì)，在洛杉磯地區(qū)大量使用電動(dòng)汽車后，可降低 HC 化合物 98%，降 CO 約 99%等。另外，使用電動(dòng) 汽車還有助于降低城市噪聲污染。第二，電動(dòng)汽車能節(jié)省高新技術(shù)，它的能源效率更高，已大大超過了普通內(nèi)燃機(jī)汽車的熱效率，而且在制造過程中電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)能自動(dòng)轉(zhuǎn)化成發(fā)電機(jī)，給電池充電而把制動(dòng)能量儲(chǔ)存起來，因此電動(dòng)汽車具有節(jié)能的先天優(yōu)勢(shì)。另外，電動(dòng)汽車的能量來自電力，這些電力是由發(fā)電廠提供的。它不僅僅來自石油制品的燃燒，還可以來自煤炭、天然氣、核能、水力、太陽能、風(fēng)力等，從而實(shí)現(xiàn)能源的多樣化，使汽車不再僅依賴于有限的石油資源。第三，電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)簡單，維修使用方便。成熟的電動(dòng)汽車在結(jié)構(gòu)上比內(nèi)燃機(jī)汽車更簡單，運(yùn)動(dòng)部件也 減少，從而可以大大降低汽車的日常維修保養(yǎng)費(fèi)用。不過，由于目前電動(dòng)汽車技術(shù)還沒有內(nèi)燃機(jī)汽車技術(shù)那樣完善成熟，特別更受動(dòng)力電池壽命短而引起使用成本過高，一次充電行程里程過短，充電時(shí)間過長，相關(guān)配套設(shè)施少等因素的影響，而大大地限制了它的發(fā)展。但相信不用多久，這些問題都能迎刃而解，電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)更加明顯。 我國的電動(dòng)汽車開發(fā)水平也處于世界領(lǐng)先地位，主要有清華大學(xué)的電動(dòng)中型面包車、四川內(nèi)江微型電動(dòng)廠的電動(dòng)型微型車、上海新寧汽車廠的電動(dòng)敞篷車、洛陽拖拉機(jī)廠研制的電動(dòng)轎車、北京理工大學(xué)、長沙科技大、河北勝利客車廠共同研制 的電動(dòng)大客車、華南理工大學(xué)研制的電動(dòng)面包車等。另外，我國還在廣東省汕頭市南澳島成立了國家級(jí)電動(dòng)汽車試驗(yàn)區(qū)，在這里有各國的電動(dòng)汽車正在運(yùn)行之中，為世界電動(dòng)汽車的發(fā)展積累素材。 我相信電動(dòng)汽車因其環(huán)保節(jié)能等很多優(yōu)點(diǎn)必定會(huì)在 21 世紀(jì)發(fā)揮重大的作用。 摘要 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國已邁進(jìn)汽車社會(huì)。汽車保有量迅速增加，導(dǎo)致我國每年近一半的原油需要進(jìn)口，過度依賴石油資源將制約我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，甚至影響到國家利益。同時(shí)，為了建設(shè)資源節(jié)約、環(huán)境友好的和諧社會(huì)，倡導(dǎo)并鼓勵(lì)研發(fā)、使用環(huán)保節(jié)能的新能源汽車，代表了世界汽車業(yè)發(fā)展 的方向，也符合我們的國情。我國電動(dòng)車研究領(lǐng)先于國際水平，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車自主創(chuàng)新和技術(shù)集成，形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)布局。同時(shí)，在關(guān)鍵性零部件技術(shù)，如汽車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力蓄電池等方面，已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，形成了配套產(chǎn)業(yè)鏈 ,最有可能率先實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。一汽、東風(fēng)、奇瑞、比亞迪等大型汽車工業(yè)集團(tuán)，已啟動(dòng)電動(dòng)車項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化。但電動(dòng)汽車市場推廣和使用環(huán)境培育進(jìn)程比較緩慢確是不爭的事實(shí)。 7 關(guān)鍵詞 ：電動(dòng)汽車充電站， 發(fā)展趨勢(shì)，混合動(dòng)力，燃料電池，現(xiàn)狀。 Abstract： In recent years, with economic development, China has been moving vehicle munity. Car ownership increased rapidly, resulting in nearly half of China39。s annual crude oil to be imported, overreliance on oil resources will restrict the development of our economy, and even affect the national interest. Meanwhile, in order to build a resource saving, environmentfriendly society, promoting and encouraging research and development, use of environmentally friendly energyefficient new energy vehicles, represents the direction of the world automobile industry is also consistent with our national conditions. Of electric vehicles in China ahead of international standards, and achieve the electric car innovation and technology integration, formed a relatively plete industrial layout. At the same time, technology in key ponents, such as automotive fuel cell engine, drive motors, power rechargeable battery side, has made significant progress in forming a plete industrial chain, most likely Shuaixian achieve electric Ju Hua scale industrial applications. FAW, Dongfeng, Chery, BYD and other large automotive group, has launched the industrialization of electric vehicle projects. But the electric car market to promote and foster the process of using the environment more slowly indeed is an indisputable fact. 8 Keywords： Electric Vehicle Charging Station, trends, hybrid, fuel cell, present. 第 1 章 電動(dòng)汽車概述 電動(dòng)汽車的定義和分類 電動(dòng)汽車的定義 電動(dòng)汽車是指全部或部分用電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)的汽車。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的電力常見的有各種蓄電池，燃料電池、太陽能電池等。最常見的分類方法是把電動(dòng)汽車分為蓄電池電動(dòng)汽車、燃料電池汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車三類。其中，蓄電池電動(dòng)汽車亦稱二次電池電動(dòng)車、純電動(dòng)汽車等，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車亦稱復(fù)合動(dòng)力電 動(dòng)汽車。應(yīng)該引起注意的是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的定義，國際機(jī)電委員會(huì)下屬的電力機(jī)動(dòng)車技術(shù)委員會(huì)建議把混合動(dòng)力電動(dòng)汽車定義為“有兩種或兩種以上的儲(chǔ)存器、能源或轉(zhuǎn)換器作驅(qū)動(dòng)能源，其中至少有一種能提供電能的車輛稱為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車”。根據(jù)這個(gè)定義，內(nèi)燃機(jī)和蓄電池、蓄電池和燃料電池、蓄電池和超級(jí)容量電容器、蓄電池和飛輪儲(chǔ)能器、燃料電池和超級(jí)容量電容器、燃料電池和飛輪儲(chǔ)能器等組成的混合動(dòng)力汽車都屬于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。由于單純的燃料電池動(dòng)力汽車有很多不足，如無法回收制動(dòng)能量等，所以目前開發(fā)的燃料電池汽車幾乎都帶有蓄電池或超級(jí) 容量電容器的輔助能源裝置。嚴(yán)格來說，常見的燃料電池大多屬于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。為了突出電動(dòng)汽車的主要特點(diǎn)，實(shí)際上把這類混合動(dòng)力電動(dòng)汽車也常叫做燃料電池車，而把有內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組成的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車簡稱為混合動(dòng)力汽車。電動(dòng)汽車還常以使用的電池名稱命名，如氫燃料電池汽車、蓄電池汽車、太陽能電動(dòng)汽車、鉛蓄電池汽車和鎳氫蓄電池汽車等。 電動(dòng)汽車的分類 9 電動(dòng)汽車主要分為純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池汽車三大類別。 純電動(dòng)汽車（ Electric Vehicle－ EV ） (如圖 11) 電動(dòng)汽車的研究是從單獨(dú)依靠蓄電池供電的純電動(dòng)汽車開始的。純電動(dòng)車由二次電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池）提供動(dòng)力，具有無污染、零排放等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于動(dòng)力電池的性能低、價(jià)格貴、壽命短，使得當(dāng)前研制的電動(dòng)汽車一次充電行駛里程短，尚不能滿足人們對(duì)其機(jī)動(dòng)性的要求，成為純電動(dòng)汽車的致命弱點(diǎn)。加上充電設(shè)施投資大、建設(shè)周期長等原因，純電動(dòng)汽車的發(fā)展沒有達(dá)到預(yù)期的目的。 現(xiàn)在業(yè)內(nèi)人士已逐步達(dá)成共識(shí)，認(rèn)為純電動(dòng)汽車目前還無法大規(guī)模替代燃油汽車，開始逐步放棄純電動(dòng)轎車、商用車的產(chǎn)業(yè)化，代之以小規(guī)模， 微型化和一些特定領(lǐng)域內(nèi)使用的純電動(dòng)車輛的開發(fā)與應(yīng)用。如高爾夫球車、游覽車、工廠運(yùn)輸車等場地的特殊交通用車或運(yùn)輸工具，殘疾人用電動(dòng)車，小區(qū)域范圍內(nèi)行駛的一兩人、十人左右的社區(qū)電動(dòng)車等。 圖 11 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（ Hybrid Electric Vehicle－ HEV ） 與純電動(dòng)汽車比較，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 整車重量小（由于電池的容量減?。? （ 2） 汽車的續(xù)駛里程和動(dòng)力性可達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的水平。 （ 3） 保證駕車和乘坐的舒適性（空調(diào)、暖風(fēng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向的使用） 與內(nèi)燃機(jī)汽車比較，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車具有以下優(yōu)點(diǎn)： 10 （ 1） 可使原動(dòng)機(jī)在最佳的工況區(qū)域穩(wěn)定運(yùn)行，從而降低排 污和油耗。 （ 2） 在人口密集的商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等地可用純電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)車輛，實(shí)現(xiàn) “ 零排放 ” 。 （ 3） 通過電動(dòng)機(jī)回收汽車減速和制動(dòng)時(shí)的能量，進(jìn)一步降低汽車的能量消耗和排放污染 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是整個(gè)電動(dòng)汽車的重要過渡型產(chǎn)品，分為串聯(lián)式、 并聯(lián)式、混聯(lián)式，從能量守恒的角度，分為能量平衡型和能量消耗型。 一、 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車 Series Hybrid Electric Vehicle (SHEV) (如圖12) SHEV 是由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)三大動(dòng)力總成組成，采用 “ 串聯(lián) ” 的方式組成 SHEV 的驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)。實(shí)際上 SHEV 的發(fā)動(dòng)機(jī)－發(fā)電機(jī)組只能看作一種電能供應(yīng)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)并不直接參與 SHEV 的驅(qū)動(dòng)。 SHEV 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡單，控制系統(tǒng)也比較簡單，因?yàn)橹挥形ㄒ坏碾妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，其特點(diǎn)是動(dòng)力特性更加趨近于 EV。 SHEV 必須裝置在一個(gè)大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)－發(fā)電機(jī)組，再用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)車輛。在熱能 → 電能 → 機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換過程中，總效率低于內(nèi)燃機(jī)汽車。三大動(dòng)力總成的體積、質(zhì)量較大，一般適合大型客車采用。 圖 12 二、 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 Parallel Hybrid Electric Vehicle (PHEV) 11 （如圖 13） PHEV 是由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng) /發(fā)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)兩大動(dòng)力總成組成，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng) /發(fā)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用 “ 并聯(lián) ” 的方式組成 PHEV 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 雖然 PHEV 有不同的結(jié)構(gòu)模型，但都是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要驅(qū)動(dòng)模式。發(fā)動(dòng)機(jī)控制在低油耗、高效率和低污染的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) 穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng) PHEV 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng) PHEV 行駛，采用傳動(dòng)效率高的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，沒有 SHEV 在熱能 → 電能 → 機(jī)械能的轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗。 PHEV 的發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)兩大動(dòng)力總成都是驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置，在 PHEV 上可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式和發(fā)動(dòng)機(jī)－驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)混合驅(qū)動(dòng)模式等三種驅(qū)動(dòng)模式。 發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)各自的功率，可以是 PHEV 的最大驅(qū)動(dòng)功率的 ～ 1 倍，兩大動(dòng)力總成的功率可以疊加，因此可以采用較小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，應(yīng)用在中小型 PHEV 上。由于是以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式為主要 驅(qū)動(dòng)模式，其特點(diǎn)是動(dòng)力特性更加趨近于內(nèi)燃機(jī)汽車。 圖 13 三、 混聯(lián)式（串、并聯(lián)式）混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 SeriesParallel Hybrid Electric Vehicle (S－ PHEV) （如圖 14） 混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（ S－ PHEV）是綜合 SHEV 和 PHEV 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成的，由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng) /發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)三大動(dòng)力總成組成。 12 S－ P HEV 兼有 SHEV 和 PHEV 的優(yōu)點(diǎn)，可以組合成更多種形式的混合驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)模式，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng) /發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率可以是 S－ PHEV 總功率的 1/3～1 倍，車輛的整備質(zhì)量可以降低，而且性能更加完善，經(jīng)濟(jì)性更好，在動(dòng)力性能方面接近和達(dá)到內(nèi)燃機(jī)汽車的水平，有害氣體的排放更少，達(dá)到 “ 超低污染 ” 的標(biāo)準(zhǔn)要求。 由于混合動(dòng)力汽車可以較好地利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，近年來產(chǎn)品開發(fā)也已經(jīng)相對(duì)成熟，批量投入生產(chǎn)和市場的條件逐漸完善， 是近期內(nèi)較為現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品。 圖 14 燃料電池電動(dòng)汽車（ Fuel Cell Vehicle－ FCV ） （如圖 15） 燃料電池電動(dòng)汽車以氫氣作為動(dòng)力源，通過燃料電池機(jī)組或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)這一能量轉(zhuǎn)換裝置，把氫氣和氧氣以電化方式由化學(xué)能量轉(zhuǎn)化為電能從而驅(qū)動(dòng)車輛。由于這種 電動(dòng)汽車唯一產(chǎn)生的是水，很多專家認(rèn)為氫能源汽車必然成為未來汽車工業(yè)的最終發(fā)展方向和世界汽車工業(yè)爭奪的熱點(diǎn)。 13 圖 15 電動(dòng)汽車的歷史 1885 年，世界上第一輛汽車由德國人本茨研制成功，并于 1886 年 1 月 26 日獲得專利，后人為了紀(jì)念本茨對(duì)汽車發(fā)展所做的貢獻(xiàn)，將 1886 年 1 月 26 日 定為世界上第一輛汽車誕生日。電動(dòng)汽車的歷史同樣可以追溯到 19 世紀(jì)，并且早于內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)明時(shí)間，最早開發(fā)電動(dòng)車輛的人為法國人和英國人。 1881