【正文】 . 21 167。 整車充電中的慢速充電方式可以 充分利用 ........................... 23 167。 無線快速充電將成為最理想充電方式 ..................................... 23 167。新能源汽車已成為 21 世紀汽車工業(yè)的發(fā)展熱點。截止到 2021 年，世界汽車保有量已突破 9 億輛，其中中國約為 6467 萬輛，除此之外中國的摩托車高等教育自學考試畢業(yè)論文 保有量已達到 8954 萬輛，掛車 101 萬輛，上路行駛的拖拉機 1464 萬輛?？梢娖囀窍氖偷拇髴?[1]?？偟膩砜矗履茉雌嚢l(fā)展趨勢可歸納為：能源逐漸由化石燃料向可再生、低排放甚至零排放的能源形式過渡是基本趨勢，電能、生物燃料和氫能將是汽車能源的最終解決方案。新能源汽車技 術(shù)將出現(xiàn) 多種技術(shù)共存的 局面，先進汽油車、先進柴油車、混合動力汽車、純電動汽車、 天然氣 汽車、醇類燃料汽車、燃料電池汽車都將占據(jù)一定的市場份額。本課題以此為出發(fā)點，著重分析目前新能源汽車技術(shù)優(yōu)缺點，并最終得出電動汽車將是未來發(fā)展趨勢。通過分析本課題最終提出解決這一問題的主要方案就是加快充電站的 建設，并且充電站建設將是以更換電池為主，整車充電為輔的運營模式。減少對石油的依賴性，降低能源消耗，減輕環(huán)境污染，緩解氣候變暖壓力，以實現(xiàn)汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 研究意義 大力發(fā)展節(jié)能與新 能源汽車是國際社會應對能源短缺、環(huán)境污染和氣候變暖問題在交通領(lǐng)域采取的共同措施。所以，研究汽車新能源技術(shù)對我國乃至世界經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù) 發(fā)展具有非常大的現(xiàn)實意義和理論意義。奧巴馬 2021 年 4 月曾表示，聯(lián)邦政府將購買又美國 3 大汽車廠商制造的 萬輛包括新能源汽車在內(nèi)的節(jié)能汽車。 日本政府在 2021 年 6 月啟動了“新一代汽車”計劃，該計劃力爭在 2050年，是環(huán)保汽車占據(jù)汽車市場 的一半左右，為了實現(xiàn)這一計劃，日本政府通過援建電動汽車基礎(chǔ)設施、減稅和發(fā)放補貼等促進環(huán)保汽車發(fā)展。 德國政府表示，到 2020 年，可再生能源要占全部能源消耗的 47%，因此，2020 年德國境內(nèi)的新能源汽車要超過 100 萬輛。 1999 年，政府要求所有市政部門的電動汽車及天然氣汽車比例 必須占市政部門擁有車輛總數(shù)的 20%以上，以此帶動整個社會選擇環(huán)保車型。美國總統(tǒng)奧巴馬提出在 2021 年以前推廣 100 萬輛環(huán)保汽車，為鼓勵美國消費者購買，他還宣布將給予購買插電式電動汽車的人每輛車 7500 美元抵稅額 。在日本政府的積極扶持下，日本主要汽車生產(chǎn)廠家無一例外的提出了自己的新能源汽車戰(zhàn)略。 在 2021 年年初德國政府通過的 500 億歐元的經(jīng)濟刺激計劃中，很大一部分用于電動汽車研發(fā)，汽車從電站網(wǎng)絡建設和可再生能源研發(fā)。這些措施給電動汽車在法國發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境。 2021 年，新能源汽車研究項目被列入國家“十五”期間的“ 836”重大科技問題，并規(guī)劃了以汽油車為起點，向氫動力車目標挺進的戰(zhàn)略。 2021 年 8 月 18 日國務院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理 委員會（以下簡稱國資委）在北京召開中央企業(yè)電動 汽車 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立大會。 中國汽車業(yè)“十二五”規(guī)劃初稿已定，新能源汽車被列為中國汽車行業(yè)今后五年發(fā)展的重中之重。新能源汽車的發(fā)展重點將以汽車電動化和動力混合化兩大技術(shù)結(jié)合為標志，進行換代 與產(chǎn)業(yè)升級 [4]。 2021 年，新能源汽車在國內(nèi)已成全面出擊之勢。 國產(chǎn)新能源汽車如雨后春筍，紛紛嶄露頭角，如長安的 CV杰勛混合動力版，奇瑞的 A東方之子燃料電池動力汽車，海馬的 H12 電動汽車、華普海域甲醇動力轎車和海尚油電動力混合汽車，力帆 520 混合動力汽車等。 高等教育自學考試畢業(yè)論文 5 第 3 章 汽車新能源的類型 純電動汽車 純電 動汽車的類型 純電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛，一般采用高效率充電蓄電池為動力源。 一、 用蓄電池作為動力源的純電動汽車 用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車，只裝置了蓄電池組，它的電力和動力傳輸系統(tǒng)如圖 31 所示 。因此，在某些純電動汽車上增加輔助動力源，如超級電容器、發(fā)電機組、太陽能等，由此改善純電動汽車的啟動性能和增加續(xù)駛里程。 圖 32 裝有輔助動力源的純電動汽車的電力和動力傳輸系統(tǒng) 高等教育自學考試畢業(yè)論文 6 純電動汽車的結(jié)構(gòu)原理 燃油汽車主要由發(fā)動機、地盤、車身和電器 4 大部分組成，純電動汽車的結(jié)構(gòu)與燃油汽車相比，主要增加了電力驅(qū)動控制系統(tǒng)，而取消了發(fā)動機，電力驅(qū)動控制系統(tǒng)的組成與工作原理如圖 33 所示，它由電力驅(qū)動模塊、車載電源模塊 和輔助模塊 3 大部分組成 [ 5]。電動汽車行駛里程與蓄電池容量有關(guān)，蓄電池容量受諸多因素限制。 混合動力電動汽車 混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)類型 一、 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)類型 如圖 34 所示串聯(lián)式結(jié)構(gòu)的最大特點是：能量的產(chǎn)生和使用完全獨立，發(fā)動機的功能只是驅(qū)動發(fā)電機工作，由發(fā)電機向蓄電池充電。 高等教育自學考試畢業(yè)論文 7 圖 34 串聯(lián)式混合動力系統(tǒng) 圖 35 并聯(lián)式混合動力系統(tǒng) 二、并聯(lián)式結(jié)構(gòu)形式 并聯(lián)式結(jié)構(gòu)（如圖 35） 的混合動力汽車可由發(fā)動機與電動機飯別獨立的驅(qū)動，采用異步交流電動機，既可作電動機，又可作發(fā)電機使用。在一般路面上駕駛員以發(fā)動機作為動力行駛。當汽車在啟動、小負荷和下坡行駛及汽車需要通過對排放要求嚴格限制的地區(qū)，可通過離合器是發(fā)動機熄火，汽車由電動機從蓄電池中獲得電能來驅(qū)動。當汽車加速或高速行駛需要大功率時發(fā)動機和電動機可聯(lián)合工作，以獲得所需得峰值功率。大汽車在低負荷工作時異步交流電動機作為發(fā)電機自動接通為蓄電池充電，使蓄電池電能獲得補充，這有利于提高發(fā)動機工作效率。由汽車驅(qū)動電動機，此時電動機為蓄電池充電，汽車制動時能量回收部分轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芏鴥Υ妗? 高等教育自學考試畢業(yè)論文 8 圖 36 混聯(lián)式混合動力系統(tǒng) 汽車在不同行駛工況下工作如下 : 。 。 。 。 不同類型的混合動力電動汽車的比較 表 31 對不同類型的混合動力電動汽車在燃油經(jīng)濟性、尾氣排放和控制難易程度等方面作了比較。 表 31 不同類型的混合動力電動汽車類型的比較 項目 串聯(lián)式 并聯(lián)式 混聯(lián)式 公路行駛?cè)加徒?jīng)濟性 較優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 城市行駛?cè)加徒?jīng)濟性 優(yōu) 較優(yōu) 優(yōu) 無路行駛?cè)加徒?jīng)濟性 較優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 低排放性能 優(yōu) 較優(yōu) 較優(yōu) 成本 低 較低 較低 復雜程度 簡單 較復雜 復雜 控制難易程度 簡單 較復雜 復雜 高等教育自學考試畢業(yè)論文 9 表 32 不同類型的混合動力電動汽車特點的比較 結(jié)構(gòu)模型 串聯(lián)式 并聯(lián)式 混聯(lián)式 動力總成 發(fā) 動 機 、 發(fā) 電機、驅(qū)動電動機等三大動力總成 發(fā)動機、電動 /發(fā)電機或電動機兩大動力總成 發(fā)動機、電動 /發(fā)電機、電動機等三大動力總成 驅(qū)動模式 電 動 機 是 唯 一的驅(qū)動模式 發(fā)動機驅(qū)動模式、電動機驅(qū)動模式、發(fā)動機 電動機混合驅(qū)動模式 發(fā) 動 機 驅(qū) 動 模式、電動機驅(qū)動模式、發(fā)動機 電動機混合驅(qū)動模式、電動機 電 動機混合驅(qū)動模式 傳動效率 能量轉(zhuǎn)換效率較低 傳動效率較高 傳動效率較高 制動能量回收 能夠回收制動能量 能夠回收制動能量 能夠回收制動能量 整車總布局 三 大 動 力 總 成之間沒有機械式連接裝置，結(jié)構(gòu)布置的自由度較大，但三大動力總成的質(zhì)量、尺寸都比較大，一般在大型車輛上采用 發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)保持機械式傳動系統(tǒng)，發(fā)動機與電動機兩大動力總成之間被不同的機械裝置連接起來，結(jié)構(gòu)復雜，是布局受到一定的限制 三大動力總成之間采用機械裝置連接，三大動力總成的質(zhì)量、尺寸都較小，能夠在小型車輛上布置，但結(jié)構(gòu)更加緊湊 適用條件 適 用 于 大 型 客車或貨車，適應在路況較復雜的城市道路和普通公路上行駛，更加接近電動汽車的性能 適用于中小型汽車，適應在城市道路和高速公路上行駛，接近普通的內(nèi)燃機汽車性能 適用于各種類型的汽車，適應在各種道路上行駛，更加接近普通得內(nèi)燃機汽車性能 燃料電池電動汽車 燃料電池電動汽車的類型 采用燃料電池作為電源的電動汽車稱為燃料電池電動汽車 (Fuel Cell 高等教育自學考試畢業(yè)論文 10 Electric Vehicle, FCEV)。純?nèi)剂想姵仳?qū)動系統(tǒng)將氫氣與氧氣反應產(chǎn)生的電能通過總線傳給驅(qū)動電機，驅(qū)動電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能再傳給傳動系，從而驅(qū)動汽車行駛。在該動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，燃料電池和蓄電池一起為驅(qū)動電機提供能量，驅(qū)動電機將電能轉(zhuǎn)化 成機械能傳給傳動系，從而驅(qū)動汽車行駛。 三、燃料電池與超級電容聯(lián)合驅(qū)動 (FC+C)的 FCEV 燃料電池 +超級電容與燃料電池 +輔助蓄電池的結(jié)構(gòu)相似，只是把蓄電池換成超級電容。 四、燃料電池與輔助蓄電池和超級電容聯(lián)合驅(qū)動（ FC+B+C） 的 FCEV 燃料電池與輔助蓄電 池和超級電容聯(lián)合驅(qū)動的電動汽車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也為串聯(lián)式混合動力結(jié)構(gòu)。在汽車制動時驅(qū)動電機變成發(fā)電機，蓄電池和超級電容將儲存回饋的能量。 高等教育自學考試畢業(yè)論文 11 （ a） 串聯(lián)式 （ b） 并聯(lián)式 圖 37 混合式燃料電池電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)框圖 混合式燃料電池電動汽車的動力系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動機、輔助動力源、 DC/DC 變換器、 DC/AC 逆變器、電動機和動力控制系統(tǒng)等組成。按照所使用天然氣燃料狀態(tài)的不同，天然氣汽車可分為壓縮天然氣汽車（ CNGV） 和液化天 然氣汽車（ LNGV）。它是一種無色透明、無味、高熱量、比空氣輕的氣體，主要成分是甲烷，由于組分簡單，易于完全燃燒，加上燃料含碳少、抗爆性好、不稀釋潤滑油，能夠延長發(fā)動機使用壽命。液化天然氣燃點高、安全性能強，適于長途運輸和儲存。 液化石油氣汽車 液化石油氣 (簡稱 LPG)的主要成分是丙烷 C3H8，此外還含有少 量的丙烷C4H10，丙烷 C3H6 和丁烯 C4H8，作為車用燃料來說，液化石油氣的能量密度比天然氣大，在中小型汽車上推廣比較容易。 由于液化氣和天然氣的性質(zhì)相似決定了它們的結(jié)構(gòu)相似性，故液化石油高等教育自學考試畢業(yè)論文 12 氣汽車的主要專用部件與天然氣汽車大部分一致。所謂 LPG 蒸發(fā)調(diào)壓器是集預熱、蒸發(fā)、減壓、調(diào)壓功能于一體， LPG 被發(fā)動機冷卻水加熱后蒸發(fā)氣化，再經(jīng)減壓達到接近大氣壓時供發(fā)動機使用 [8]。甲醇作為燃料在汽車上的應用主要有摻燒和純甲醇替代兩種。 乙醇燃料汽車 乙醇汽車是使用車用乙醇汽油作為主要動力燃料的汽車。但是通用汽車打算結(jié)束這種爭論，在 2021 年北美車展上，通用汽車大打“ E85 牌”，推出了多款 E85 乙醇燃料車，同時，推動車用能源多樣化的戰(zhàn)略手段，正式宣布與美國 Coskata 能源公司攜手，在乙醇燃料技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)開展合作。二甲醚是汽車發(fā)動機，特別是柴油發(fā)動機燃料的理想替代品。近年來，歐美、日韓、俄羅斯等國家十分看好二甲醚燃料汽車的市場前景和環(huán)保效益，紛紛開展二甲醚燃料發(fā)動機與汽車的研發(fā)。 氫燃料汽車 氫是清潔燃料，采用氫氣作燃料，只需略加改動常規(guī)火花塞點火式發(fā)動機， 就可以使用。氫氣也可以加入其它燃料 (如 CNG)中，用 于高等教育自學考試畢業(yè)論文 13 提高效率和減少 N02 排放。 汽車使用氫燃料較簡單的技術(shù)是在發(fā)動機進氣管里進行預混，經(jīng)過進氣道在進氣形成送入氣缸，由火花塞或電熱塞引燃，也可以用柴油引燃。盡管預混技術(shù)簡單，發(fā)動機變動