【導讀】能源危機和環(huán)境污染是21世紀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,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力汽車發(fā)展比較成熟，但從長遠來看，純電動汽車技術(shù)更節(jié)能環(huán)保，更能解決將來能源緊張問題。因此純電動汽車將是未來汽車發(fā)展方向。 高等教育自學考試畢業(yè)論文 19 電動汽車的應(yīng)用缺陷和瓶頸 目前，電動汽車技術(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、充電時間長等問題 ，是電動汽車發(fā)展和普及應(yīng)用的瓶頸。歸納起來存在： ； 命太短； ； 決等問題。但隨著電動車技術(shù)的發(fā)展，電動汽車存在的缺陷和瓶頸會逐步得到解決。 高等教育自學考試畢業(yè)論文 20 第 5 章 電動汽車應(yīng)用的解決方式 目前解決電動汽車電池續(xù)航時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)完善才能彌補目前蓄電池技術(shù)的不足。 在我國，電動汽車充電站的業(yè)務(wù)才剛剛起步，運營模式還沒形成，各個相關(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，電動汽車充電站的運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的重點，這種模式把電池與車輛作為一個整體來考慮，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?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，一般充電時問為 5～ 8h，甚至長達 10 至 20 多個小時。盡管充電時間較長，但因為所用功率和電流的額定值并不關(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段進行充電，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)計電動汽車的續(xù)駛里程盡可能大，需滿足車輛一天運營需要，僅僅利用晚間停運時間充電?，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，是以較大電流短時間在電動汽車停車的 20min至 2h 內(nèi) (具體的充電時間由電動汽車動力電池的接收能力而定 )，為其提供短時充電服務(wù)，一般充電電流為 150~400A。充電時 間 短；充電電池壽命長 (可充電 2021 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 間 內(nèi) (約為 10~15min)就能使電池儲電量達到 80％ ~90％，與加油時間相仿，使電動汽車使用起來非常方便。這種充高等教育自學考試畢業(yè)論文 21 電方式適用情況為：電動汽車的 日 平均里程大于電池的 續(xù)駛里程即 200km，即在車輛運行的間隙進行快速補充電，來滿足運營需要；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、平時通過快速充電的方式進行補充。當然也可以采用更換電池的方式來進行能量的補給 [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責電池的購買、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。它的運營模式是通過各個電池更換站集中 對標準化的電池充電，電動汽車用戶需要補充能源時，可以非常方便地到任意一個更換站更換充好的電池。電池更換站的運用模式可以分為以下幾點 。 電池租賃 能源供給企業(yè)購買電池后通過向中間運營商 (建站企業(yè) )支付一定的建站費用來進行更換站的建設(shè)。電動汽車用戶在購買“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，因為換給消費者的是一塊充滿電的電池，加上一些其它成本，租賃電池的價格肯定要比消費者自己在家充電貴，但是絕對遠 遠低于燃油的費用。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。 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站之前應(yīng)向站臺提出電池更換請求，以便站臺調(diào)度安排停車位置、通知電池更換庫準備整車更換電池并運至更換電池區(qū)、準備卸載設(shè)備。當車輛進站后，根據(jù)調(diào)度指令將車開到更換電池區(qū)準確位置，準備更換電池。 電池的維護 當電池在使用過程中，個體電池的容量會出現(xiàn)嚴重不均衡的現(xiàn)象。這樣在電池串聯(lián)充電時，只要有一只電池的 充電電壓達到最高限制電壓，就要立即停止充電，而此時電壓較低的個體電池還處于欠充狀態(tài)；反過來在電動汽車行駛過程中，只要有一只電池的電壓下降到最低限制電壓，就要斷開動力高等教育自學考試畢業(yè)論文 22 電池停止放電，而此時電壓較高的個體電池容量不能充分利用 [19]。這樣長期循環(huán)使用下去，電動汽車動力電池的容量會越來越不均衡，一次充滿電的行駛里程會大大降低。為充分利用鋰離子動力電池的儲能效率，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設(shè)備，當電動汽車動力電池的容量明顯出現(xiàn)下降時，利用該設(shè)備可以對單個電池進行容量測試，并對容量落后的電 池進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。 高等教育自學考試畢業(yè)論文 23 第 6 章 未來電動汽車充電技術(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，電費相對降低，但是充電時間過長使車輛的使用十分不便；快速充電方式下充電時間短易于車輛的使用，但是充電費用較高，且會大大縮短電池的使用壽命。換電池模式單純的租賃費和電費支出可能比整車充電模式有一定幅度增加，但是由于節(jié)省購買電池的費用，如果政策和管理到位，理論上車輛整個生命時期的運營費用會顯著低于整車充 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)?；?、標準化生產(chǎn)，有利于能源供給企業(yè)的規(guī)?；少徟c集約化管理，能夠顯著降低總運營成本。能源供給企業(yè)作為一個相對獨立的中間運營商，有利于政府施加更具針對性的扶持和優(yōu)惠政策，如電價政策、購買電池補貼政策等，容易建立起清晰的財務(wù)盈利模式，比單純提供充電服務(wù)可獲得更高的經(jīng)濟回報，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)將會為電動汽車提供便捷的充電方式， 隨時隨地利用各種新的清潔能源進行充電，例如風能、太陽能等。這種充電站裝有太陽能發(fā)電系統(tǒng)或風能發(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)備儲存的電力用完時，可用商用電力為車輛充電，因此能夠不受天氣和時間的影響穩(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?？紤]到差異化需求和特殊情況下電能補給的需要，以更換電池為主、整車充電為輔的運營模式將成為我國電動汽車充電站未來發(fā)展的主流模式。 高等教育自學考試畢業(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)動機技術(shù)將快速發(fā)展以提高能量利用率。代用燃料會得到迅速運用，天然氣汽車和乙醇汽車會率先大規(guī)模投入使用， 純電動汽車 和 燃料電池汽車將 會逐步擴大應(yīng)用。 其中 混合動力 汽車將 會得到快速發(fā)展和應(yīng)用，混合動力汽車將至 少在 30 年內(nèi)都是汽車工業(yè)最切實可行的解決能源問題和污染問題的途徑。 而純電動汽車將是未來新能源汽車發(fā)展的最終方向。但是由于目前電動汽車電池續(xù)航能力不足，以及充電站網(wǎng)點建設(shè)的不足等，制約其在短時期內(nèi)的運用。但隨著充電站以及換電站的建立，純電動汽車技術(shù)將會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、動力性強、經(jīng)濟性、使用成本低方面的優(yōu)勢 。 高等教育自學考試畢業(yè)論文 25 參考文獻 [1] 劉玉梅 .汽車節(jié)能技術(shù)與原理 .第 2 版 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021：12 [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：科學出版社， 2021： 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， 2021：57 [4] 李曉華 .新能源汽車技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)、機遇和展望 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021： 6165 [5] 催勝明，韓家軍 .新能源汽車技術(shù)概論 .北京：北京大學出版社， 2021：2021 [6] 莊繼德，莊蔚敏，葉福恒 .低碳汽車技術(shù) .北京：清華大學出版社， 2021：8081 [7] 陳全世，仇斌，謝起成 .燃料電池電動汽車 .北京：清華大學出版社， 2021：2223 [8] 上海石油學會 .天然氣和液化石油氣 .北京：中國石化出版社， 2021：1719 [9] 姜立 .氫燃料汽車的技術(shù)和性能 .輕型汽車技術(shù)， 2021(9)： 4751 [10] 吳鐵莊 .電動車輛及其使用與維修 .北京： 人民郵電出版社， 2021： 45 [11] 催勝明，新能汽車源技術(shù) .北京：北京大學出版社， 2021： 187188 [12] 張越 .新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望 .汽車工業(yè)研究， 2021（ 3）： 40 [13] 劉玉梅 .汽車節(jié)能技術(shù)與原理 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021： 216217 [14] 陳禮璠，杜愛民，陳明 .汽車節(jié)能技術(shù) .北京：人民交通出版社， 2021：142143 [15] 邊耀璋．汽車新能源技術(shù) .北京： 人民交通出版社， 2021： 5758 [16] 王健 ,姜久春 .電動汽車充電站信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) .微計算機信息 ,2021(5)： 1617 [17] 黃李 ,張維戈 ,姜久春 .2021 年奧運會電動車充電站規(guī)劃及運營模式方案 .現(xiàn)代交通技術(shù)， 2021(4)： 102103 [18] 康繼光 ,衛(wèi)振林 ,程丹明 .電動汽車充電模式與充電站建設(shè)研究 .電力需高等教育自學考試畢業(yè)論文 26 求管理， 2021(5)： 6971 [19] 騰樂天 ,何維國 ,杜成剛 .電動汽車能源供給模式及其對電網(wǎng)運營的影響 .華東電力 ,2021(10)： 8991 [20] 雷芳芳 .我國新能源汽車的發(fā)展 .汽車工程師 ,2021(5)： 1315 [21] 章桐，賈永軒 .電動汽車技術(shù)革命 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021： 175 [22] 汪傳敬 .汽車工程手冊 .北京 ： 人民交通出版社， 2021： 9699 高等教育自學考試畢業(yè)論文 27 致 謝 感謝所有老師對我的精心培養(yǎng)，不僅使我學到了很多知識，也培養(yǎng)了我做事認真，腳踏實地的優(yōu)良作風，非常感謝房老 師老師在繁忙的事務(wù)中還抽出時間給予我指導，使我從中學到了很多知識，鍛煉了我綜合運用所學知識分析問題，解決問題的能力，也感謝汽車工程系給我提供了學習和實驗平臺，使我初步具備了科研能力。