【導(dǎo)讀】隨著汽車擁有量逐年增加汽車廢氣排放及對(duì)石油資源的過(guò)度消耗所引發(fā)的。環(huán)境能源問(wèn)題日益嚴(yán)重控制汽車廢氣污染及石油的替代能源已成為亟待解決的。課題因此近幾十年來(lái)世界各國(guó)政一直努力致力于研究開(kāi)發(fā)和推廣使用各種低排。放或零排放汽車以解決空氣污染問(wèn)題電動(dòng)車是以電力作為能源由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。機(jī)動(dòng)車輛電動(dòng)車是典型的零排放車是目前最具開(kāi)發(fā)潛力的綠色交通工具我國(guó)電。研究低成本高效電池和社會(huì)充電系統(tǒng)是今后我國(guó)電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞環(huán)境保護(hù)節(jié)能減排低碳經(jīng)濟(jì)電動(dòng)車蓄電池現(xiàn)狀趨勢(shì)。24電動(dòng)車發(fā)展史話6. 25電動(dòng)車發(fā)展戰(zhàn)略9. 第三章電動(dòng)車的組成結(jié)構(gòu)16. 42電動(dòng)車蓄電池23. 應(yīng)用于電動(dòng)車的主要蓄電池25. 政府對(duì)電動(dòng)自行車上路態(tài)度32. 拯救地球的行動(dòng)刻不容緩2021年在丹麥舉辦的哥本哈根氣候峰會(huì)再次呼吁各國(guó)。作物減產(chǎn)大片森林死亡目前不少發(fā)展中國(guó)家的空氣污染還在進(jìn)一步惡化我國(guó)作。背道而馳研究顯示造成大氣污染的氣體主要由非甲烷有機(jī)物氧化氮一氧化碳組

　　

【正文】 限制了由燃料電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車的加速和爬坡能力此外燃料電池在電動(dòng)車剎車或下坡時(shí)不能回收利用再生能量在價(jià)格方面目前燃料電池是極其昂貴的固態(tài)聚合燃料電池的成本達(dá)到 4000美元 kW是蓄電池的數(shù)十倍因此盡管這種燃料 電池具有非常理想的比功率但由于價(jià)格十分昂貴降低成本是普及燃料電池的一個(gè)重大課題 [2] 也許人們還不能期望蓄電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車在行駛里程方面與燃油汽車相媲美但是以燃料電池為動(dòng)力的電動(dòng)車的行駛里程則完全是由車載燃料量決定的只要有適量的燃料電動(dòng)車就可具有與燃油汽車相當(dāng)?shù)男旭偫锍膛c燃油汽車類似這類電動(dòng)車補(bǔ)充燃料也可以在幾分鐘之內(nèi)完成燃料電池的壽命通常遠(yuǎn)高于蓄電池并且?guī)缀跏敲饩S護(hù)的正是由于上述特點(diǎn)盡管燃料電池還有種種缺點(diǎn)它仍然為電動(dòng)車描述了一個(gè)能與燃油汽車相競(jìng)爭(zhēng)的美好前景近年來(lái)人們對(duì)燃料電池在電動(dòng)車上應(yīng)用開(kāi)發(fā)的興趣日益 增加 超大電容器輔助能源系統(tǒng) 由于電動(dòng)車頻繁起動(dòng)或停車使得蓄電池的放電過(guò)程變化很大在正常行駛時(shí)電動(dòng)車從蓄電池中吸取的平均功率相當(dāng)?shù)投铀倩蚺榔聲r(shí)的峰值功率又相當(dāng)高一輛高性能的電動(dòng)車的峰值功率與平均功率之比可達(dá)到 161 事實(shí)上電動(dòng)車行駛中用于加速或爬坡時(shí)所消耗的能量占到總能耗的 23 在現(xiàn)有的材料和技術(shù)條件下蓄電池必須在比能量和比功率之間以及比功率和循環(huán)壽命之間作出平衡而難以在一套能源系統(tǒng)上同時(shí)追求高比能量高比功率和長(zhǎng)壽命為了解決電動(dòng)車行駛里程與加速爬坡性能之間的矛盾可以考慮采用兩套能源系統(tǒng)其中由主能源提供最佳的行駛里程而由輔助能源在加速和爬坡時(shí)提供短時(shí)的輔助動(dòng)力輔助能源系統(tǒng)的能量可以直接取自主能源也可在電動(dòng)車剎車或下坡時(shí)回收可再生的動(dòng)能 在快速和深放電條件電容器的特點(diǎn)是比功率高循環(huán)壽命長(zhǎng)比能量較低研究表明如果采用超大電容器則可以克服普通電容器比能量低的缺點(diǎn)用超大電容器作為輔助能源系統(tǒng)與主蓄電池一道可以構(gòu)成電動(dòng)車的混合能源系統(tǒng)從而可大大提高電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)性能 超高速飛輪儲(chǔ)能技術(shù) 高速飛輪技術(shù)在 20 世紀(jì) 70 年代至 80 年代初曾是技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)在中東石油危機(jī)之后人們對(duì)它的興趣慢慢減退了近年來(lái)隨著高強(qiáng)度復(fù)合材料和低 耗軸承的發(fā)展以及電動(dòng)車應(yīng)用的需要超高速飛輪技術(shù)再次成為研究熱點(diǎn)發(fā)展能夠應(yīng)用于電動(dòng)車的超高速飛輪其豐要技術(shù)包括能夠承受超高速運(yùn)行的高強(qiáng)度飛輪能夠?qū)㈦娔芎蜋C(jī)械能進(jìn)行高效率雙向轉(zhuǎn)換的電機(jī)和功率變換器超高速飛輪的基本結(jié)構(gòu) 超高速飛輪可以用作電動(dòng)車的輔助能源系統(tǒng)與超大電容器類似它將電動(dòng)車正常行駛時(shí)剎車減速時(shí)或下坡時(shí)的動(dòng)能儲(chǔ)存起來(lái)在起動(dòng)加速或爬坡時(shí)為電動(dòng)車提供輔助的短時(shí)動(dòng)力以改善電動(dòng)車的行駛性能特別是可以大大增加電動(dòng)車的行駛里程延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命超高速飛輪還可以像蓄電池或燃料電池一樣作為獨(dú)立的能源系統(tǒng)向電動(dòng)車供電它的 比能量可達(dá) 100 W hkg 比功率達(dá) 1500 Wkg儲(chǔ)能能力高于任何現(xiàn)存的或潛在的蓄電池甚至可以高于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)超高速飛輪既沒(méi)有環(huán)境污染的問(wèn)題又有壽命長(zhǎng)可靠性高免維護(hù)重量輕和體積小的優(yōu)點(diǎn)是電動(dòng)車?yán)硐氲哪茉聪到y(tǒng)不久之后超高速飛輪就可以替代超大電容器成為電動(dòng)車的輔助能源系統(tǒng) [2] 電動(dòng)車的現(xiàn)狀 電動(dòng)自行車現(xiàn)狀分析 電動(dòng)自行車 electric bicycle 是以蓄電池鋰電池等電能作為輔助能源具有兩個(gè)車輪能實(shí)現(xiàn)人力騎行電動(dòng)或電助動(dòng)功能的特種自行車它雖然具有普通自行車的外表特征甚至具有摩托車的外表特征但是主要的是 它是在普通自行車的基礎(chǔ)上安裝了電機(jī)控制器電池轉(zhuǎn)把閘把等操縱部件和顯示儀表系統(tǒng)的機(jī)電一體化的個(gè)人交通工具 [2] 在我國(guó)的大中城市以小汽車為主的出行方式帶來(lái)了道路的擁堵出行費(fèi)用高帶來(lái)了高能源消耗以及較為嚴(yán)重的大氣污染等問(wèn)題隨著電動(dòng)自行車出現(xiàn)和普及由于其便捷省力和廉價(jià)的特點(diǎn)電動(dòng)車逐漸成為上班族的主要交通工具之一由于電動(dòng)車和小汽車在一定程度上存在替代性所以騎電動(dòng)車出行的市民越多依靠小汽車的出行的居民就越少可以說(shuō)電動(dòng)車交通替代了部分小汽車交通這有利于緩解機(jī)動(dòng)車交通擁堵更大大減少了汽車尾氣排放對(duì)大氣的污染 電動(dòng)自行車騎 行簡(jiǎn)便速度快省時(shí)省力價(jià)格適中維護(hù)費(fèi)用低特別適合我過(guò)消費(fèi)者的需求這也是目前我國(guó)電動(dòng)車流行的重要原因此外由于石油資源日益緊張2021 年以來(lái)國(guó)際油價(jià)持續(xù)上漲而小汽車是耗油大戶電動(dòng)自行車正日益成為我國(guó)交通系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分消費(fèi)者使用電動(dòng)自行車的主要用途如圖 1 所示 [] 圖 61 消費(fèi)者購(gòu)買電動(dòng)自行車的主要用途 擁有量現(xiàn)狀分析 中國(guó)的電動(dòng)自行車于 1997 年開(kāi)始商業(yè)化當(dāng)時(shí)全國(guó)的擁有量不足 1 萬(wàn)輛至2021年 2月我國(guó)電動(dòng)自行車市場(chǎng)保有量已達(dá) 12億輛中國(guó)的電動(dòng)自行車發(fā)展極其迅速如果按人均日出里程 25 公里去替代摩托 車的節(jié)能總量是相當(dāng)于一年減少化石能源標(biāo)準(zhǔn)煤 27583 萬(wàn)噸減排二氧化碳總量是 5256 萬(wàn)噸是全國(guó)所有空調(diào)降低 1度所節(jié)能總量的 1820 倍與鋼鐵煤炭產(chǎn)業(yè)化工建材紡織業(yè)等九個(gè)高耗能產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排的總?cè)蝿?wù)基本相當(dāng)我國(guó)電動(dòng)自行車為全球應(yīng)對(duì)氣候變暖發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)提倡節(jié)能減排所做出巨量貢獻(xiàn) [3] 價(jià)格現(xiàn)狀分析 通過(guò)對(duì)綠源雅迪新日捷安特澳柯瑪比德文 賽克愛(ài)瑪?shù)绕放频氖袌?chǎng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)目前電動(dòng)自行車價(jià)格低端的在 14001900元左右中端的在 22021800元左右而一些高端產(chǎn)品的價(jià)格在 3000 元以上慮到其性能相比于自行車的優(yōu)勢(shì)這樣的 價(jià)格是完全適合不同經(jīng)濟(jì)能力下的中國(guó)家庭的 [3] 電池回收現(xiàn)狀分析 電動(dòng)自行車的電池是快速消費(fèi)品每年我國(guó)的更換量巨大由于蓄電池對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重如果處理不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重的后果因此電動(dòng)自行車的電池回收問(wèn)題受到了人們的廣泛關(guān)注專家介紹目前我國(guó)已經(jīng)有很成熟的鉛酸蓄電池的處理技術(shù)不但蓄電池中的鉛和塑料能得到有效回收和利用而且其中的酸液也不會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅 針對(duì)目前市場(chǎng)上銷售的電動(dòng)自行車良莠不齊品質(zhì)價(jià)格相差甚遠(yuǎn)有些品牌的電動(dòng)自行車廠家考慮回收電池的利潤(rùn)微薄或其沒(méi)有先進(jìn)的電池回收設(shè)備并不提供蓄電池的回收服務(wù)很大一部分 電動(dòng)自行車消費(fèi)者便以低價(jià)賣給了不法的商販商販卻只需要蓄電池中的金屬鉛大量的廢酸液被直接排放到河水當(dāng)中造成了嚴(yán)重的河流污染最終危害人類健康如何把分散在各家各戶的蓄電池都收集起來(lái)進(jìn)行集中處置是個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題 [3] 電動(dòng)自行車產(chǎn)品款式分析 1 電動(dòng)自行車銷量以輕摩化為主 2 電動(dòng)自行車產(chǎn)品類同化嚴(yán)重 3 電動(dòng)自行車簡(jiǎn)易款式正在逐步被消費(fèi)者所接受 4 電動(dòng)自行車新的款式已亮相 政府對(duì)電動(dòng)自行車上路態(tài)度 3 沒(méi)有明確表態(tài)的地區(qū)遼寧江西湖南湖北廣西新疆內(nèi)蒙西藏甘肅青海黑龍江重慶 [3][34] 但看到中國(guó)電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)所做出巨大成績(jī)的同時(shí)我們不能不提及 的是如此驕人的成績(jī)是在我國(guó)當(dāng)前并不寬松的產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境中取得的禁止禁售限制上牌 稱重 上路罰款等等限制常常見(jiàn)諸各地城市新聞報(bào)端 2021 年 12 月社會(huì)上也因國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)出臺(tái)電摩新國(guó)標(biāo)并宣布在 2021年元旦正式實(shí)施而引起軒然大波因?yàn)榘凑招聡?guó)標(biāo)的電動(dòng)自行車如果重量超過(guò) 40公斤速度超過(guò) 20 公里小時(shí)將對(duì)電動(dòng)自行車按機(jī)動(dòng)車道進(jìn)行規(guī)范和管理這就意味著目前社會(huì)上的絕大部分超標(biāo)電動(dòng)自行車將面臨走上機(jī)動(dòng)車道與汽車摩托車爭(zhēng)車道的場(chǎng)景車主也將由騎行者身份轉(zhuǎn)變?yōu)轳{駛員身份必須接受考駕照買保險(xiǎn)上牌等一系列冗長(zhǎng)的手續(xù)由于新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施涉及 面廣實(shí)施操作性尚存在很多實(shí)際問(wèn)題尤其是在包括廣大消費(fèi)者專家學(xué)者行業(yè)協(xié)會(huì)廠家的積極反對(duì)國(guó)標(biāo)委下文宣布暫緩實(shí)施涉及電動(dòng)輕便摩托車的內(nèi)容但同時(shí)要求電動(dòng)自行車行業(yè)結(jié)合實(shí)際抓緊修訂已實(shí)施了十年之久的電動(dòng)自行車新國(guó)標(biāo)目前電動(dòng)自行車新國(guó)標(biāo)制定正在相關(guān)部門的緊鑼密鼓制定進(jìn)程中前途如何有待國(guó)家政府部門最后的批準(zhǔn)和回復(fù) 取得驕人節(jié)能減排業(yè)績(jī)方便全國(guó) 12 億消費(fèi)者日常交通出行的電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)在面對(duì)全球風(fēng)起云涌的電動(dòng)車發(fā)展大機(jī)遇的同時(shí)也面臨著發(fā)展的困局有理由相信如果國(guó)家產(chǎn)業(yè)部門能更加積極地引導(dǎo)扶持電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)出臺(tái)更 加符合電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)政策和扶持政策給行業(yè)以更廣闊的發(fā)展空間和技術(shù)創(chuàng)新空間中國(guó)的電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)必將迎來(lái)又一波發(fā)展新高潮中國(guó)的汽車購(gòu)買量隨著居民消費(fèi)力的提升而不斷攀升目前中國(guó)也是全球最大的汽車消費(fèi)市場(chǎng)有限的道路交通資源盡管城市不斷的擴(kuò)容依然是道路交通的擁堵不堪開(kāi)車難停車更難目前我國(guó)大部分城市已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的交通道路擁堵問(wèn)題北京上海杭州奧運(yùn)會(huì)期間北京的交通擁堵?tīng)顩r依然令人印象深刻令我們不得不思索中國(guó)道路交通的困局破題之處在哪電動(dòng)自行車這一新興的綠色電動(dòng)交通工具既能符合國(guó)際節(jié)能環(huán)保潮流又能最大程度上的滿足消費(fèi)者的特 征消費(fèi)需求勢(shì)必將承擔(dān)起這一偉大的歷史重任[35] 電動(dòng)汽車現(xiàn)狀分析 電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛符合道路交通安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛由于對(duì)環(huán)境影響相對(duì)傳統(tǒng)汽車小得多其前景被廣泛看好但當(dāng)前技術(shù)尚不成熟電動(dòng)汽車的發(fā)展就并不像電動(dòng)自行車一樣在我國(guó)如雨后春筍般的蓬勃發(fā)展了目前在我國(guó)純粹電動(dòng)車還沒(méi)有量產(chǎn) 電動(dòng)汽車不能像電動(dòng)自行車一樣快速發(fā)展有以下幾個(gè)主要原因 1 電動(dòng)汽車的行駛里程比傳統(tǒng)燃油汽車短的太多部分消費(fèi)者仍然無(wú)法接受 2 電動(dòng)汽車的成本高是普通燃油汽車的一倍甚至兩倍沒(méi)形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模 3 充電時(shí)間長(zhǎng)不像燃油汽車那樣幾分鐘即可加滿油 4 我國(guó)缺少電動(dòng)汽車所需的類似于加油站的快速電池充電站設(shè)施 5 消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車的缺乏了解沒(méi)有嘗試購(gòu)買電動(dòng)汽車的愿望 人類越發(fā)的重視環(huán)境保護(hù)和石油量的日趨枯竭迫使電動(dòng)車必須克服一切困難發(fā)展來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油汽車事實(shí)上電動(dòng)汽車也并沒(méi)有停止發(fā)展它正在以其他的形式前進(jìn) 混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車是目前主流的電動(dòng)車混合動(dòng)力汽車就是在純電動(dòng)汽車上加裝一套內(nèi)燃機(jī)其目的是減少汽車的污染提高純電動(dòng)汽車的行駛里程 [3] 目前我國(guó)在新能源汽車的自主創(chuàng)新過(guò)程中堅(jiān)持了政府支持以核心技術(shù)關(guān)鍵部件 和系統(tǒng)集成為重點(diǎn)的原則確立了以混合電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車燃料電池汽車為三縱以整車控制系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力蓄電池燃料電池為三橫的研發(fā)布局通過(guò)產(chǎn)學(xué)研緊密合作我國(guó)混合動(dòng)力汽車的自主創(chuàng)新取得了重大進(jìn)展 1 形成了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)建立了混合動(dòng)力汽車技術(shù)開(kāi)發(fā)體系 混合動(dòng)力汽車的核心是電池包括電池管理系統(tǒng)技術(shù)除此之外還包括發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)電機(jī)控制技術(shù)整車控制技術(shù)等發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間動(dòng)力的轉(zhuǎn)換和銜接也是重點(diǎn)從目前情況來(lái)看我國(guó)已經(jīng)建立起了混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)和產(chǎn)學(xué)研合作研發(fā)體系取得了一系列突破性成果為整車 開(kāi)發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)截止到2021年 1 月 31日在混合動(dòng)力車輛技術(shù)領(lǐng)域我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局受理并公開(kāi)的中國(guó)專利申請(qǐng)為 1116 件 在 1116 件專利申請(qǐng)中發(fā)明為 782 件授權(quán)為 107 件實(shí)用新型為334 件 2 掌握了關(guān)鍵零部件核心技術(shù)自主開(kāi)發(fā)出系列化產(chǎn)品關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化全面跟進(jìn) 在混合動(dòng)力汽車的核心――電池技術(shù)研發(fā)方面我國(guó)已自主研制出容量為6Ah100Ah 的鎳氫和鋰離子動(dòng)力電池系列產(chǎn)品能量密度和功率密度接近國(guó)際水平同時(shí)突破了安全技術(shù)瓶頸在世界上首次規(guī)模應(yīng)用于城市公交大客車自主開(kāi)發(fā)的 200kW 以下永磁無(wú)刷電機(jī)交流異步電機(jī) 和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電機(jī)重量比功率超過(guò)1300wkg 電機(jī)系統(tǒng)最高效率達(dá)到 93％自主開(kāi)發(fā)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)先進(jìn)效率超過(guò) 50 成為世界上少數(shù)幾個(gè)掌握車用百千瓦級(jí)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)制造以及測(cè)試技術(shù)的國(guó)家之一與此同時(shí)混合動(dòng)力汽車關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化全面跟進(jìn)生產(chǎn)配套能力顯著增強(qiáng)近來(lái)力神比亞迪比克萬(wàn)向等動(dòng)力電池企業(yè)投入數(shù)十億資金加快產(chǎn)業(yè)化建設(shè)上海電驅(qū)動(dòng)大郡湘潭電機(jī)南車時(shí)代等電機(jī)企業(yè)加強(qiáng)與上下游企業(yè)合作積極完善產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)在未來(lái) 23 年內(nèi)預(yù)計(jì)將形成 20 億 Ah 以上的動(dòng)力電池和全系列驅(qū)動(dòng)電機(jī)生產(chǎn)能力能夠滿足 100 萬(wàn)輛混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車的 配套要求 3 掌握了電動(dòng)汽車整車開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)形成了各類電動(dòng)汽車的開(kāi)發(fā)能力 我國(guó)混合動(dòng)力汽車在系統(tǒng)集成可靠性節(jié)油性能等方面進(jìn)步顯著不同技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)節(jié)油 1040 同時(shí)各汽車企業(yè)對(duì)混合動(dòng)力汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化投入顯著增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)化步伐不斷加快目前國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)已將混合動(dòng)力汽車作為未來(lái)主流競(jìng)爭(zhēng)型產(chǎn)品在戰(zhàn)略上高度重視一汽東風(fēng)上汽長(zhǎng)安奇瑞比亞迪等都已投入了大量的人力物力混合動(dòng)力車型已完成樣車開(kāi)發(fā)并有部分車型已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小批量上市 [37] 一汽集團(tuán) 發(fā)展目標(biāo)到 2021年該集團(tuán)計(jì)劃建成一個(gè)年生產(chǎn)能力為混合動(dòng)力轎車 11萬(wàn)輛混