【導(dǎo)讀】能源危機(jī)和環(huán)境污染是21世紀(jì)世界各國面臨的兩大難題。開展可再生能源的研究與開發(fā)。對于這種高消耗能源和高污染的現(xiàn)代工具來。講，實(shí)現(xiàn)生態(tài)能源汽車的研發(fā)與使用具有重大意義。汽車新能源技術(shù)繁多,新能源汽車發(fā)展方向如何。本課題以此為出發(fā)點(diǎn),將是未來發(fā)展趨勢。模式,最終得出未來充電站將以更換電池為主，整車充電為輔的主流模式。

　　

【正文】 不便 小 輕 ＜ 300 不完善 從表中可以看出混合動(dòng)力汽車發(fā)展比較成熟，但從長遠(yuǎn)來看，純電動(dòng)汽車技術(shù)更節(jié)能環(huán)保，更能解決將來能源緊張問題。因此純電動(dòng)汽車將是未來汽車發(fā)展方向。 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 19 電動(dòng)汽車的應(yīng)用缺陷和瓶頸 目前，電動(dòng)汽車技術(shù)趨于成熟，但在續(xù)駛里程、制造成本等方面還無法與傳統(tǒng)燃油汽車相比。作為動(dòng)力源的各類型蓄電池不同程度地存在著成本高、功率小、體積和重量大、充電時(shí)間長等問題 ，是電動(dòng)汽車發(fā)展和普及應(yīng)用的瓶頸。歸納起來存在： ； 命太短； ； 決等問題。但隨著電動(dòng)車技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)汽車存在的缺陷和瓶頸會(huì)逐步得到解決。 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 20 第 5 章 電動(dòng)汽車應(yīng)用的解決方式 目前解決電動(dòng)汽車電池續(xù)航時(shí)間短的方法是加快充電站以及換電站的建設(shè) ,只有將這些基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善才能彌補(bǔ)目前蓄電池技術(shù)的不足。 在我國，電動(dòng)汽車充電站的業(yè)務(wù)才剛剛起步，運(yùn)營模式還沒形成，各個(gè)相關(guān)的利益群體對產(chǎn)業(yè)發(fā) 展的傾向也不盡相同。根據(jù)技術(shù)與充電方式的不同，電動(dòng)汽車充電站的運(yùn)營模式基本上可以分為“整車充電”與“電池更換”兩種模式。 整車充電模式 整車充電模式是很多國家研究試驗(yàn)的重點(diǎn)，這種模式把電池與車輛作為一個(gè)整體來考慮，其規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵是能夠研制生產(chǎn)出“容量大、成本低、充電快、壽命長”的電池產(chǎn)品 [16]，在便 捷性上滿足用戶的需求，具體又包括常規(guī)充電和快速充電兩 種類型。 常規(guī)充電 蓄電池在放電終止后，應(yīng)立即充電，充電電流相當(dāng)?shù)?，大小約為 15A，這種充電叫做常規(guī)充電 (普通充電 )。常規(guī)蓄電池的充 電方法都采用小電流的恒壓或恒流充電，一般充電時(shí)問為 5～ 8h，甚至長達(dá) 10 至 20 多個(gè)小時(shí)。盡管充電時(shí)間較長，但因?yàn)樗霉β屎碗娏鞯念~定值并不關(guān)鍵，因此充電器和安裝成本比較低；可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電，降低充電成本；可提高充電效率和延長電池的使用壽命 [17]。 這種充電方式通常適用于：設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程盡可能大，需滿足車輛一天運(yùn)營需要，僅僅利用晚間停運(yùn)時(shí)間充電?，F(xiàn)階段技術(shù)條件下，電池的續(xù)駛里程大約為 200km，像私家車、市內(nèi)環(huán)衛(wèi)車、企業(yè)商務(wù)車等車輛日均行駛里程都在電池的續(xù)駛里程范圍之內(nèi)，均可采用常規(guī)充 電的方式。 快速充電 快速充電又稱應(yīng)急充電，是以較大電流短時(shí)間在電動(dòng)汽車停車的 20min至 2h 內(nèi) (具體的充電時(shí)間由電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的接收能力而定 )，為其提供短時(shí)充電服務(wù)，一般充電電流為 150~400A。充電時(shí) 間 短；充電電池壽命長 (可充電 2020 次以上 )；沒有記憶性，可以大容量充電及放電，在幾分鐘內(nèi)就可充 70％ ~80％的電；由于充電在短時(shí) 間 內(nèi) (約為 10~15min)就能使電池儲(chǔ)電量達(dá)到 80％ ~90％，與加油時(shí)間相仿，使電動(dòng)汽車使用起來非常方便。這種充高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 21 電方式適用情況為：電動(dòng)汽車的 日 平均里程大于電池的 續(xù)駛里程即 200km，即在車輛運(yùn)行的間隙進(jìn)行快速補(bǔ)充電，來滿足運(yùn)營需要；比如公交 車、出租車等車輛它們的日平均行駛里程在 300km 左右，則還有 100km 左右的電量需要在峰、平時(shí)通過快速充電的方式進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)然也可以采用更換電池的方式來進(jìn)行能量的補(bǔ)給 [18]。 更換電池模式 更換電池模式也稱租賃電池模式，是一種把車輛與電池分開考慮的思路。用戶只購買汽車，由專門的電池租賃公司負(fù)責(zé)電池的購買、租賃、充電、快速更換及管理?？梢宰層脩粝瘛捌嚰佑汀币粯臃奖愕氐玫侥茉垂┙o。它的運(yùn)營模式是通過各個(gè)電池更換站集中 對標(biāo)準(zhǔn)化的電池充電，電動(dòng)汽車用戶需要補(bǔ)充能源時(shí)，可以非常方便地到任意一個(gè)更換站更換充好的電池。電池更換站的運(yùn)用模式可以分為以下幾點(diǎn) 。 電池租賃 能源供給企業(yè)購買電池后通過向中間運(yùn)營商 (建站企業(yè) )支付一定的建站費(fèi)用來進(jìn)行更換站的建設(shè)。電動(dòng)汽車用戶在購買“裸車”后，去電池更換站辦理相應(yīng)的“租賃手續(xù)”及交一定的租金就能使電動(dòng)汽車投入使用。租賃的手續(xù)及租金由相關(guān)部門協(xié)商而定，對于租金可以肯定的是，因?yàn)閾Q給消費(fèi)者的是一塊充滿電的電池，加上一些其它成本，租賃電池的價(jià)格肯定要比消費(fèi)者自己在家充電貴，但是絕對遠(yuǎn) 遠(yuǎn)低于燃油的費(fèi)用。用戶在電池的使用過程中不僅要交租金，每次更換電池時(shí)根據(jù)電池電量的消耗情況用戶還要向電池更換站交納相應(yīng)的所用電費(fèi)。 電池的快速更換 為了使得更換更加快捷，需要更換電池的車輛進(jìn)站之前應(yīng)向站臺(tái)提出電池更換請求，以便站臺(tái)調(diào)度安排停車位置、通知電池更換庫準(zhǔn)備整車更換電池并運(yùn)至更換電池區(qū)、準(zhǔn)備卸載設(shè)備。當(dāng)車輛進(jìn)站后，根據(jù)調(diào)度指令將車開到更換電池區(qū)準(zhǔn)確位置，準(zhǔn)備更換電池。 電池的維護(hù) 當(dāng)電池在使用過程中，個(gè)體電池的容量會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重不均衡的現(xiàn)象。這樣在電池串聯(lián)充電時(shí)，只要有一只電池的 充電電壓達(dá)到最高限制電壓，就要立即停止充電，而此時(shí)電壓較低的個(gè)體電池還處于欠充狀態(tài)；反過來在電動(dòng)汽車行駛過程中，只要有一只電池的電壓下降到最低限制電壓，就要斷開動(dòng)力高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 22 電池停止放電，而此時(shí)電壓較高的個(gè)體電池容量不能充分利用 [19]。這樣長期循環(huán)使用下去，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的容量會(huì)越來越不均衡，一次充滿電的行駛里程會(huì)大大降低。為充分利用鋰離子動(dòng)力電池的儲(chǔ)能效率，降低使用成本，充電站建設(shè)需要設(shè)置電池容量測試與充放電維護(hù)設(shè)備，當(dāng)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的容量明顯出現(xiàn)下降時(shí)，利用該設(shè)備可以對單個(gè)電池進(jìn)行容量測試，并對容量落后的電 池進(jìn)行多次的充放電操作，使其活性物質(zhì)充分激活，容量得到恢復(fù)。 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 23 第 6 章 未來電動(dòng)汽車充電技術(shù)的發(fā)展方向 整車充電中的慢速充電方式可以充分利用 低谷電力充電，電費(fèi)相對降低，但是充電時(shí)間過長使車輛的使用十分不便；快速充電方式下充電時(shí)間短易于車輛的使用，但是充電費(fèi)用較高，且會(huì)大大縮短電池的使用壽命。換電池模式單純的租賃費(fèi)和電費(fèi)支出可能比整車充電模式有一定幅度增加，但是由于節(jié)省購買電池的費(fèi)用，如果政策和管理到位，理論上車輛整個(gè)生命時(shí)期的運(yùn)營費(fèi)用會(huì)顯著低于整車充 電模式，且換電池模式的靈活性、方便性都相對較好 [20]。 換電池模式屬于能源新物流模式 換電池模式有利于電池生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有利于能源供給企業(yè)的規(guī)?；少徟c集約化管理，能夠顯著降低總運(yùn)營成本。能源供給企業(yè)作為一個(gè)相對獨(dú)立的中間運(yùn)營商，有利于政府施加更具針對性的扶持和優(yōu)惠政策，如電價(jià)政策、購買電池補(bǔ)貼政策等，容易建立起清晰的財(cái)務(wù)盈利模式，比單純提供充電服務(wù)可獲得更高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，具有更大的發(fā)展空間。 無線快速充電將成為最理想充電方式 無線快速充電技術(shù)將會(huì)為電動(dòng)汽車提供便捷的充電方式， 隨時(shí)隨地利用各種新的清潔能源進(jìn)行充電，例如風(fēng)能、太陽能等。這種充電站裝有太陽能發(fā)電系統(tǒng)或風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)和蓄電設(shè)備，可與商用電力連接。能將太陽能發(fā)的電儲(chǔ)存在蓄電設(shè)備中，然后利用太陽能發(fā)電和蓄電設(shè)備的電力為車輛充電。蓄電設(shè)備儲(chǔ)存的電力用完時(shí)，可用商用電力為車輛充電，因此能夠不受天氣和時(shí)間的影響穩(wěn)定充電 [21]。 快速充電大量發(fā)展將帶來 電網(wǎng)諧波污染 換電池模式集中充電便于統(tǒng)一調(diào)度、管理和監(jiān)控，能夠最大程度發(fā)揮削峰填谷作用，提高電力系統(tǒng)負(fù)荷率，最大限度減少諧波污染等對電網(wǎng)的不利影響，有利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和 電力資源的優(yōu)化利用 [22]。 綜上所述，換電池模式具有更突出的優(yōu)勢和更廣闊的發(fā)展前景。考慮到差異化需求和特殊情況下電能補(bǔ)給的需要，以更換電池為主、整車充電為輔的運(yùn)營模式將成為我國電動(dòng)汽車充電站未來發(fā)展的主流模式。 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 24 結(jié) 論 在未來的 20 年內(nèi)，汽油和柴油仍是汽車主要的能量來源，但汽油和柴油的質(zhì)量要求越來越高，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)將快速發(fā)展以提高能量利用率。代用燃料會(huì)得到迅速運(yùn)用，天然氣汽車和乙醇汽車會(huì)率先大規(guī)模投入使用， 純電動(dòng)汽車 和 燃料電池汽車將 會(huì)逐步擴(kuò)大應(yīng)用。 其中 混合動(dòng)力 汽車將 會(huì)得到快速發(fā)展和應(yīng)用，混合動(dòng)力汽車將至 少在 30 年內(nèi)都是汽車工業(yè)最切實(shí)可行的解決能源問題和污染問題的途徑。 而純電動(dòng)汽車將是未來新能源汽車發(fā)展的最終方向。但是由于目前電動(dòng)汽車電池續(xù)航能力不足，以及充電站網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)的不足等，制約其在短時(shí)期內(nèi)的運(yùn)用。但隨著充電站以及換電站的建立，純電動(dòng)汽車技術(shù)將會(huì)逐步取代目前的任何新能源汽車技術(shù)，最終發(fā)揮其在零排放、動(dòng)力性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性、使用成本低方面的優(yōu)勢 。 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 25 參考文獻(xiàn) [1] 劉玉梅 .汽車節(jié)能技術(shù)與原理 .第 2 版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020：12 [2] 錢伯章 .新能源汽車與新型 蓄能電池及熱電轉(zhuǎn)換技術(shù) .北京：科學(xué)出版社， 2020： 1213 [3] 洪永福 .中國新能源汽車發(fā)展前景展望 .北京：人民交通出版社， 2020：57 [4] 李曉華 .新能源汽車技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)、機(jī)遇和展望 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020： 6165 [5] 催勝明，韓家軍 .新能源汽車技術(shù)概論 .北京：北京大學(xué)出版社， 2020：2021 [6] 莊繼德，莊蔚敏，葉福恒 .低碳汽車技術(shù) .北京：清華大學(xué)出版社， 2020：8081 [7] 陳全世，仇斌，謝起成 .燃料電池電動(dòng)汽車 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人民交通出版社， 2020： 9699 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 27 致 謝 感謝所有老師對我的精心培養(yǎng)，不僅使我學(xué)到了很多知識(shí)，也培養(yǎng)了我做事認(rèn)真，腳踏實(shí)地的優(yōu)良作風(fēng)，非常感謝房老 師老師在繁忙的事務(wù)中還抽出時(shí)間給予我指導(dǎo)，使我從中學(xué)到了很多知識(shí)，鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題，解決問題的能力，也感謝汽車工程系給我提供了學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使我初步具備了科研能力。