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电动汽车动力电池研究综述

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电动汽车动力电池研究综述

目录

1引言 (2)

2电动汽车对动力电池的发展及要求3?

2.1动力电池的发展 (3)

2.2?电动汽车对动力电池的要求 ............................................................. 43?铅蓄电池?4

3.1铅蓄电池工作原理 (4)

3.2铅蓄电池性能特点 (5)

3.3铅蓄电池应用范围5?

4?镍氢电池........................................................................................................... 6

4.1?镍氢电池工作原理 (6)

4.2镍氢电池性能特点.......................................................................... 6

4.3?镍氢电池应用范围 (7)

5?锂离子电池7?

5.1?锂离子电池工作原理?错误!未定义书签。

5.2?锂离子电池性能特点7?

5.3锂离子电池应用范围8?

6?电动汽车动力电池发展趋势?8

6.1铅蓄电池发展趋势.......................................................................... 8

6.2?镍氢电池发展趋势 (9)

6.3?锂离子电池发展趋势 ......................................................................... 9

7?结论................................................................................................................. 10参考文献11?

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电动汽车动力电池研究综述

摘要:电动汽车电池既是发展电动汽车的核心,更是电力工业与汽车行业的关键结合点。结合电动汽车的发展和要求,概述了车用动力电池的基础情况,重点介绍了3种主要电动汽车电池:铅蓄电池、镍氢电池和锂离子电池的工作原理、性能特点、应用范围,并对3种电池的发展趋势进行了简单的阐述和展望。

1引言

诞生百年之久的汽车,给人类生活带来了极大的便利、时尚和文明,也已成为全球最具发展潜力的实体产业。然而近10年来日益普及的燃油汽车,给人类社会增加了无法回避的能源和环境压力。新能源汽车是时下应对危机、金融开放、双边贸易、气候变化和新能源合作等各类国际峰会的热门议题。新能源汽车已成为各国政府在金融危机与能源、环境和气候等硬约束下,引导汽车产业变革的方向标,更是国内外汽车企业谋求产品转型和提高可持续国际竞争力的战略举措。

以燃油作为产生动力源的传统汽车,它只要处于发动和行驶的状态,就在加剧人类社会面临的日益严峻的石油能源供求形势和环境保护压力,一是石油能源保障问题,逐步枯竭的碳化石油自然资源,大约有40-50%正被汽车消耗着,汽车使全球石油能源的安全保障难度加大;二是二氧化碳的减排,全球20%至30%的二氧化碳排放源自于汽车。导致全球气候变暖,汽车是最重要的源头之一,全球十大国际大都市的空气污染监测表明,约35%以上的氮氧化物等有害气体来源汽车的排放[1]。要保持汽车产出的可持续发展,保证人类生存环境的和谐美好,汽车产业必须寻找新的替代能源,必须对汽车发动机进行一场新的技术革命。

新能源汽车的技术路线有两个方面:一是替代燃料的系统。采用生物燃料、煤基燃料及天燃气来替代传统的汽柴油的技术路线,部分技术已实现;另外一个就是比较根本性或革命性的燃料系统变革:纯电驱动、插电式混合动力、油电混合动力以及燃料电池[2]。从技术来看电动汽车并没有碳减排的效果,但是为未来碳减排技术应用提供一个前提,也就是说我们从每辆单车的碳排放的治理集中到上一个环节,就是发电环节碳排放的治理和控制。另外未来新能源,风电、太阳能发电等这些清洁能源比重上升,会进一步降低电动汽车碳排放的程度。

电动汽车的组成包括电池、驱动电机、电机调速控制系统、电池管理系统和

车体五个主要部分。而生产电动汽车关键的三个组成部分为:电池、电机、电控[3]。电池为电动汽车的驱动电动机提供电能,电动机将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置[4]。目前开发的电动汽车的性能问题都与电池技术发展紧密相关。

2电动汽车对动力电池的发展及要求

2.1动力电池的发展

1837年Davidson于阿伯丁制造了世界上第1辆以电池为动力源的车辆。在19世纪末到20世纪初之间,电动汽车由于缺乏成熟的电池技术和合适的电池材料发展得非常缓慢,以内燃机为动力的传统汽车占领了市场[5]。

第1代现代电动汽车EV1由美国通用汽车公司在1996年制造,它采用的是铅酸电池技术。1999年研发的第2代通用汽车公司的电动汽车以镍氢电池为动力源,一次充电的行驶里程是前者的1.5倍,同样因无竞争力而退出市场。

同期,日本丰田汽车公司利用镍氢电池技术制造了将内燃机和电动机相结合的第3代电动汽车,即混合动力车(hybrid electric vehicles,HEVs)。HEV是具备多个动力源(主要是汽油机、柴油机和电动机),根据情况同时或者分别使用几个动力源的机动车辆[6]。镍氢电池成为在电动汽车电池技术的研究领域和市场应用中最受关注的电池。

2006年锂离子电池技术的迅速发展,特别是在安全性方面的大幅提高,使之逐步被应用于纯电动车和混合动力车,成为镍氢电池强劲的竞争者。

2007 年,插电式的混合动力车(plug-inHEVs,PHEV)诞生了。PHEV 与HEV最大的不同是它的电池能量可来自于电网,而不完全依靠内燃机化石燃料提供。当电池电量高时,PHEV采用纯电动车模式(动力完全来自电池)行驶,电池电量降低时,进入传统的HEV模式。

2008 年,金融危机、国际油价的高位震荡和节能减排等产生巨大的外部压力,全球汽车产业正式进入能源转型时期。世界各国对发展电动汽车实现交通能源转型这样的技术路线达成了高度共识;电动汽车电池产业同样进入了加速发展的新阶段。

2.2电动汽车对动力电池的要求

动力电池为电动汽车的驱动电机提供电能,是电动汽车的重要组成部分。现代电动汽车的发展和推广所考虑的动力电池应满足以下几方面的要求[7]: 1)高能量和能量密度;

2)高功率和功率密度;

3)快速充电和深度放电的能力;

4)可循环使用,寿命长;

5)高充电和放电效率;

6)安全性能高且成本合理;

7)免维护;

8)环保且可以回收;

9)能与汽车工程有机结合。

纵观电动车的整个发展过程,出现过多种不同类型的汽车和电池,其中产生巨大影响并商业化使用直到现在的电动汽车动力电池主要有铅蓄电池、镍氢电池和锂离子电池。本文将针对这三种重要的电动汽车动力电池的研究、应用和发展趋势进行介绍。

3铅蓄电池

铅蓄电池是一种传统的电池产品,自1859年发明至今已有150多年的历史,但该产业的发展仍方兴未艾。铅蓄电池目前仍是化学电池中市场份额最大、使用范围最广的电池,销售额居二次电池之首,特别在起动和大型储能等应用领域, 较长时期内尚难以被其他新型电池替代[8]。

3.1铅蓄电池工作原理

铅蓄电池(RLAB)的正极为PbO2,负极为海绵钛Pb,电解液为稀硫酸溶液。其反应机理为:

正极:PbSO4+2H2O→PbO2+3H++HSO4?+2e?

负极: H++PbSO4+2e?→Pb+HSO4?

总反应:2PbSO4+2H2O→Pb+PbO2+H++2HSO4?

3.2铅蓄电池性能特点

应用于电动汽车的新一代阀控式密封铅蓄电池不须维护,允许深度放电,可循环使用;然而铅蓄电池比能量和比功率低的致命弱点,根本原因是金属铅的密度大。功率密度虽可以通过增大电极的表面积来提高,却会增加侵蚀速度而缩短电池的使用寿命。充放电方式也会严重影响它的使用寿命,长期过充电产生的气体会导致极板的活性物质脱落,不适合放电到低于额定容量的20%,反复过度放电同样导致寿命急剧缩短;此外,在没有定期充满的情况下会有硫酸盐晶体析出,硫酸盐晶体会使电池的孔隙度降低,限制活性物质的进入,导致电池的容量减小。在典型的HEV应用中,电池经常工作于一个高倍率部分荷电状态,使用寿命和性能表现会因此受到严重影响。

3.3铅蓄电池应用范围

小型铅蓄电池主要用于便携式家用电器,如手提式吸尘器、磁带录像机、电动玩具、报警器、应急照明等,也大量用于计算机和小型不间断电源。中型铅酸电池多用于起动、照明、点火等,如汽车、高尔夫车和自动导向车等都用这类电池。而大型铅酸蓄电池也广泛应用于邮电通讯、瞬时备用电源、大型UPS电源、太阳能和风能发电系统的配套能源,,在负载调峰用电方面也有较多应用。同时,铅酸蓄电池(AGM-VRLA和Gel-VRLA)在国内主要应用于电动自行车、电动巴士等。

4镍氢电池

4.1镍氢电池工作原理

镍氢电池以金属氢化物为负极活性材料,以Ni(OH)2为正极活性材料,以氢氧化钾水溶液为电解液。其充放电机理为:充电时由于水的电化学反应生成氢原子,

立即扩散到合金中,形成氢化物(MH),实现负极贮氢;镍电极活性物质Ni(OH)2释放出一个电子,变为充电态的NiOOH。而放电时氢化物分解出的氢原子又在合金表面氧化为水,NiOOH吸收一个电子还原为Ni(OH)2,镍氢电池在充放电过程中的电化学反应如下:

正极:Ni(OH)2+OH?→NiOOH+H2O+e?

负极:M+xH2O+xe?→MH x+xOH?

电池的总反应:M+xNi(OH)2→MH x+xNiOOH

4.2镍氢电池性能特点

镍氢电池(Ni-MH电池,镍金属氢化物电池)和同体积的镍镉电池相比,容量增加一倍,充放电循环寿命也较长,并且无记忆效应。镍氢电池具有以下特点:比能量高,是Ni-Cd蓄电池的1.5~2.0倍,大约在60~80Wh/kg;工作电压1.2V,与Ni-Cd蓄电池相同;可快速充电、放电;体积比能量130~170Wh/L;循环使用寿命500~1 000/次;可以取代有毒、废电池难以处理的Ni-Cd蓄电池,被誉为“绿色环保电池”;具有大容量、大功率的驱动型电池,同时又是一种物质“活性”较强、容易外逸、封装技术要求很高的电池[9]。

镍氢电池广泛应用受限的原因是其在低温时容量减小和高温时充电耐受性的限制;此外,价格也是制约镍氢电池发展的主要因素,原材料如金属镍非常昂贵。镍氢电池虽比铅酸电池储存更多的能量,但过放电会造成永久性损伤,荷电状态(state of charge,SOC)必须被限制在一个较小的范围内,电池储存的大部分能量并没有被实际使用,如丰田Prius只能使用电池20%的能量[9]。另外,是否能准确测量镍氢电池的荷电状态直接影响其使用寿命及充放电效率。而且镍氢电池具有较高的自放电效应,约为每月30%或更多,这也是制约其在车辆上广泛应用的瓶颈。并且电池中含有大量的镍和钴元素,大批量生产和使用时价格不会下降反而上升,因而其应用前景受到一定影响[10]。

4.3镍氢电池应用范围

Ni-MH电池的应用较为广泛,凡是应用Ni-Cd蓄电池的领域均可使用Ni

-MH电池。这些Ni-MH蓄电池可装配成多种电池组,可以满足电子设备日益增长的便携性需求。例如,Ni-MH蓄电池非常适合于大电流放电需求,如便携式打印机、医疗设备,远程通信设备,军用电子、笔记本电脑和数码AV机器(数码相机、数码摄像、数码音频播放机)等,都可应用Ni-MH蓄电池。应用前景限定在不严格计较重量的重负载应用领域,例如混合电动车辆(hybrid electricvehicles)、电动车辆、军事野营、抗灾(水灾、地震等)现场用电等方面将发挥出不可替代的重要作用。

5锂离子电池

5.1锂离子电池工作原理

目前锂离子电池中已经投产的有液体锂离子电池(LiB)和聚合物锂离子电池(PLiB)两种。锂离子电池的正极材料有LiCoO2、LiNiO2、LiMiO2、LiNi x Co1?x O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiFePO4。等化合物,负极材料一般采用能嵌入锂的石油焦碳、纯石墨和层状混合碳等材料。充放电的化学反应式为:

充电:LiMeO→Li1?x MeO+xLi++xe?;C6+xLi++xe?→LiC6

放电:Li1?x MeO+xLi++xe?→LiMeO;LiC6→C6+xLi++xe?

5.2锂离子电池性能特点

动力锂离子电池由于其成本、性能、资源及“环境友好”等优势将成为电动汽车的主要搭载电源[11]。锂离子电池相对于镍氢电池和铅蓄电池,有以下优点[12]:

1)锂离子电池单体标称电压高达3.6V,是镍氢电池的3倍,铅蓄电池的2倍;

2)锂离子电池重量轻,比能量大,高达150 Wh/kg,是镍氢电池的2倍,铅蓄电池的4倍。因此重量是相同能量的铅蓄电池的四分之一;

3)锂离子电池体积小,高达400Wh/L,因此体积是相同能量的铅蓄电池的三分之一;

4)锂离子电池寿命长,循环次数可达1000次,使用年限可达3~5年,

寿命为铅蓄电池的三倍;

5)锂离子电池自放电率低,每月不到5%,是镍氢电池的六分之一;

6)锂离子电池允许工作温度宽,低温性能好,可在-20~55℃之间工作;

7)锂离子电池无记忆效应,而镍氢电池有轻微的记忆效应。所以锂离子电池每次充电前不需要像镍氢电池一样需要放电,可以随时进行充电。

电池放电深度对电池寿命影响不大,可以全充全放;

8)锂离子电池中基本不存在有毒物质,无污染,可以说是绿色环保电池。

锂离子电池正在向高性能(即高比能、长寿命、安全性)、低成本的方向发展,其主要研究热点是开发研究适用于高性能锂离子电池的新材料、新设计和新技术[13]。

5.3锂离子电池应用范围

由于锂离子电池的优点,目前锂离子电池的发展势头极为迅猛,已应用笔记本电脑、移动电话、录像机、小型医疗保健设备、卫星电话、摩托车、自行车、照相机等领域,锂离子电池在电动汽车、航空、航天、航海和军事领域的应用研究也正在积极开展。目前由于国内矿难爆炸事故中,有80%是由于矿灯打火,因此湖北省武汉市现代能源科技有限公司开发了新型锂聚合物锂离子动力电池矿灯。

6电动汽车动力电池发展趋势

6.1铅蓄电池发展趋势

铅蓄电池作为电动汽车电池的未来研究重点是解决比能量低的问题,以及高倍率部分荷电状态时寿命严重缩短的问题。可通过使用密度小的非腐蚀性容器来提高比能量,再在活性物质中增加碳减轻硫化物以减小对电池容量寿命的影响。

科学技术进步和管理水平提高,将促进铅蓄电池生产和再生铅过程的铅污染实现可控可治,污染风险减小。随着新技术的突破和新结构的应用,铅蓄电池将进入新技术时代,其比能量和比功率将大幅度提高,循环寿命延长。

未来较长时期内,铅蓄电池仍将在起动、储能、动力等应用领域发挥更重要的作用。在高速公路上行驶的电动汽车是不实际的,但价格优势使其在轻度混合

或者短途行驶的电动汽车(如观光车)中仍占一席之地。

6.2镍氢电池发展趋势

镍氢电池虽然具有较高的比能量和比功率等优点;但由于需要大量使用镍和钴其成本较高,镍钴的稀缺性会导致其大批生产和使用时价格反而会上涨。目前,它仍然大量地应用于混合动力车,随着锂离子电池的大规模生产和成本的降低,镍氢电池终将退出。例如,日本丰田汽车公司宣布最新一代Prius 不再使用镍氢电池而使用锂离子电池。镍氢电池是电动汽车过渡阶段使用的电池,但在近期和中期仍然是非常关键的动力电池之一。

6.3锂离子电池发展趋势

目前市场上的电池中,锂离子电池(锂离子电池和锂高聚合物电池)的性能最好,同质量的锂离子电池其能量是铅酸电池的4~6倍,是镍氢电池的2~3倍。价格和大功率锂离子电池的安全性是它的最主要缺点。2007年镍氢电池的价格约为1500USD/kW·h,锂离子电池价格为750~1000USD/ kW·h[14];因此价格劣势主要是相对铅酸蓄电池等而言。

锂离子电池的主要原材料为锂,我国的锂矿资源丰富,已探明的锂总储量居世界第二;锂离子也存在于海水中,未来可利用太阳能从海水中提取。此外,锂离子电池具有循环使用的潜力,可解决对原材料的需求问题[14]。最终锂离子电池的价格在大规模商业化之后会下降。

实际上,国内外越来越多的汽车厂家选择锂离子电池作为电动汽车的动力电池,锂离子电池技术方面的研究也在不断地取得突破。我国的电动汽车科技发展“十二五”专项规划中指出将推动以锂离子动力电池为重点的车用动力电池产业发展,使之具有国际竞争能力。对于锂离子电池技术最大的挑战是继续扩大电池容量,同时保证安全性和循环次数不受影响,并降低成本。此外,电动汽车电池的快速充放电能力对于它未来作为风电和太阳能等新能源发电的备用非常重要。

7结论

电动汽车电池作为汽车的储能装置,既要求有足够的能量来满足一定的驾驶周期和行驶里程,又要提供能达到车辆指定的加速性能所需要的最大功率。当目前市场上电池成本降低或处于实验室研究阶段的电池技术发展成熟后,汽车制造厂商必然会提高电动汽车电池组的容量、功率等以增加电动汽车的行驶里程和汽车性能。电力行业应关注电动汽车电池的各种性能、容量和功率,不仅是要能在短期内提供可靠的充电设施和网络,研究针对大规模电动汽车充电的有序控制,在满足电池充电需求的同时降低其对电网的负面影响;此外,还应研究电动汽车回馈电网技术,利用电动汽车的电池电能存储系统向电网提供辅助服务,以提高电网的运行效率和安全性。

参考文献

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新能源汽车技术发展文献综述

【摘要】新能源汽车由于其具有环境友好、可持续发展等特点受到了各国政府及研究者的广泛关注。本文总结了美国、日本等学者都对新能源汽车产业的发展及相应政策做的研究分析,同时总结了我国学者对中国新能源汽车产业发展及问题、相关产业政策和消费者市场等方面的相关文献进行了综述,旨在为进一步的研究有所启示和帮助。 【关键词】新能源汽车文献综述消费者市场 新能源汽车产业的发展对我国汽车产业的升级、减少环境污染和节约能源起到了决定性的作用。近几年,我国政府开始大力支持和推广新能源汽车产业,制定了一系列产业政策、消费政策、税收政策等,引起了学者们的广泛专注,引发了巨大的投资浪潮,极大地促进了新能源汽车产业的发展。目前我国关于新能源汽车方面的研究还相对较少,研究领域也相对有限,本文通过对比总结国内外新能源汽车的相关研究,对我国目前新能源汽车产业及消费者市场等方面问题的研究情况进行综述。 一、国外新能源汽车的相关研究 新能源汽车是低碳的必然选择,也是汽车产业的发展趋势。新能源汽车产业化发展的直接推动力就是国家制定的战略及相关扶持政策。美国、日本等发达国家对新能源汽车的发展高度重视,通过财政支持、税收优惠等手段来支持新能源汽车的开发和发展,并取得了成就。国外在新能源汽车产业的研究通常在政府引领下联合大学、研究机构及企业共同展开,主要关注新能源开发技术、产业化、市场化等相关理论的研究,对于新能源汽车的研究成功也主要集中在美国、日本和欧洲等国的研究。 美国对新能源汽车产业的研究主要集中在产业理论与政策,并主要针对电池汽车和氢能源汽车。John R.Wilson和Griffin Burgh(2003)在氢能源研究报告中分析了氢能源在美国能源独立和安全方面的作用,但是他们指出大规模利用将会面临技术、热动力损失、规模和安全等多方面的问题,同时氢能源配套技术和基础设施的发展严重滞后于氢燃料汽车技术,所以美国想要进一步发展氢能源还需要克服很多技术上和经济上的困难。Amble(2011)较全面地研究了近年来美国新能源汽车的发展趋势及政府为保障新能源汽车发展所形成的政策法律体系。在此基础上,提出在世界范围内发展新能源汽车须建立统一的生产、安全国际标准体系。2013年美国能源部氢燃料电池技术负责人Sunita Satyapal所说,氢燃料电池技术发展仍有诸多挑战,基础设施是关键,但政府目前还不打算拨款修建加氢站。 日本主要致力于混合动力汽车和研发和产业化推广。其中有日本学者Max Ahman(2004)重点研究在新能源汽车的研发与发展中日本政府所产生影响,以及在政府支持计划中技术灵活性的重要性,还介绍了日本政府为促进新能源汽车产业的发展所出台的一些综合政策。Yoichi Kaya(2006)实例验证了氢能及其燃料电池的能源利用率和无污染性,指出氢能源引用推广的关键是提高能源转化技术水平、提高燃料效率和加强相关基础设施建设。HasishiIshitani(2007)在概括了日本新能源已有产业政策深入探讨了未来纯电动和燃料汽车的技术研发格局和发展方向。Masonori Mond(2007)证实了氢能源环保性能的高效性,阐述了日本氢能加气站的建设运营状况,并提出了日本下个阶段大力发展氢能和燃气电池等基础设施的建议。井志忠(2007)对日本新能源产业的发展模式进行研究,总结了日本新能源产业发展的动因、政策扶持体系和官产学一体化的研发与应用格局。 二、中国新能源汽车产业发展及问题相关研究 我国新能源汽车产业始于21世纪初,2001年我国启动了“863”计划后形成了“三纵三横”的开发布局。2010年,我国新能源汽车的发展基本上紧随世界发展潮流,新能源汽车产业被定为七大战略性新兴产业之一。针对于新能源汽车的产业发展,程振彪(2010)认为我国新能源汽车和国际相比有着自己的优势部分,如新能源公交车。杨萍、易克传(2011)指出总体来说我国新能源汽车产业的发展基础较好,市场前景广阔,但也需要在各个方面加以努力促进新能源汽车产业的发展。目前我国的新能源汽车产业发展中整车企业和关键零部件企

汽车检测站设计文献综述

学院 文献综述 题目汽车检测站设计 姓名徐金权 专业机械设计制造及自动化 学号 7 指导教师郭磊魁 日期2016年12月16日

汽车综合性能检测站设计 一、前言 汽车检测站是综合运用现代检测技术,对汽车实施不解体检测、诊断的。它具有现代的检测设备和检测方法,能在室检测出车辆的各种参数,并诊断出可能出现的故障,为全面、准确评价汽车的使用性能和技术状况提供依据。其重要意义在于,能提高维修效率,并对维修质量进行监管,从而保证行车安全。 汽车综合性能检测站的设计建造在汽车运输行业来说是一项投资比较大技术性较强的工作,如何建好、管好汽车综合性能汽车检测站,这是摆在广大汽车运输行业科技人员面前的一个重要问题。这就要求我们在检测站的设计规划阶段,应着眼于国成熟的设计方案,充分考虑到检测站将要面的新形势和出现的新变化,拿出合理且具有前瞻性的设计方案。

汽车检测站的发展历史 国外发展历程 早在50年代在一些工业发达国家就形成以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。60年代初期进入我国的汽车检测试验设备有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火系故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等,这些都是国外早期发展的汽车检测设备。60年代后期,国外汽车检测诊断技术发展很快,并且大量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。例如:非接触式车速仪、前照灯检测仪、车轮定位仪、排气分析仪等都是光机电、理化机电一体化的检测设备。 进入70年代以来,随着计算机技术的发展,出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上,为了加强汽车管理、各工业发达国家相继建立汽车检测站和检测线,使汽车检测制度化。 国发展历程 我国从20世纪50年代开始研究汽车检测技术,为满足汽车维修需要,当时交通部主持进行了发动机气缸漏气量检测仪,点火正时灯等检测仪器的研究与开发。 随着国民经济的发展,科学技术在各个领域都有了快速的发展,汽车检测与诊断技术也随之得到快速发展。在单台检测设备研制成功的基础上,交通部自1980年开始,有计划地在全国公路运输系统筹建汽车综合性能检测站,取得了很大成绩。公安部门在全国中等以上的城市中,也建成了许多安全性能检测站。到2004年底,全国公路运输部门建成并投入使用的汽车综合性能检测站约1400余个。同时公安部门建成了数百个汽车安全性能检测站,部队,石油,冶金,外贸等系统和部分大专院校也建成了一定数量的汽车检测站。因此,目前我国以基本形成全国性的汽车检测网络。不仅如此,全国各地的维修企业使用的检测诊断设备也日益增多。汽车检测站的蓬勃发展,对保证在用汽车技术状况良好,监督维修质量,保障行车安全起到了非常重要的作用。同时,也促进了汽车诊断检测技术的发展。

新能源汽车综述

《新能源汽车》课程标准 课程名称:新能源汽车 适用专业:汽车检测与维修技术 教学模式:项目化教学 总学时:32 实践学时:6 第一部分前言 一、课程性质 《新能源汽车标准》课程是汽车电子专业一门介绍标准的专业选修课,收录了截止至2014年4月1日我国颁布的新能源汽车专项检验标准。通过本课程的教学,要求学生了解涉及新能源汽车的动力电池、电机电控、零部件、安全要求、性能实验、定型实验等领域的国家及行业专项检验标准,为今后的专业生涯打下基础。要求学生在学习中给予足够的重视。 先修课:《汽车电工电子基础》、《汽车底盘构造与维修》、《汽车底盘构造与维修》、《汽车电器设备检测与维修》; 后续课程:《顶岗实训》、《毕业设计》、《汽车维修实训》。 二、课程设计理念 1.课程采取教、学、做一体化的教学模式; 2.构建以“岗位职业能力和综合素质培养”为主线的教育; 3.推进基于工作工程的课程开发与设计、推进项目教学法; 4.加强校企合作,坚持产学研相结合。 三、课程设计思路 本课程是采用教师为主导、学生为主体的教学方法,将理论知识融入学生操作训练过程中,使学生会新能源汽车电池系统的检验、安装;新能源汽车电机系统的检验、安装;新能源汽车控制系统的检验、安装及新能源汽车的故障分析与排除和新能源汽车系统的生产工艺文件制定。充分体现课程的职业性、实践性和开放性。将对应的技能训练分为以下几个环节: (一)课堂操作示范。课堂上示范讲解。 (二)课堂模仿操作:学生模仿老师的操作方法,进行现场测量。

(三)学生课外作业:由教师提出一个作业要求,要求学生完成,学生分小组讨论,最后得出结果。 (五)作业展示结果:分小组展示作业结果,,学生和教师共同评价结果。 第二部分课程目标 一、课程目标 对于汽车电子专业的学生,新能源汽车技术课程是汽车电类课程的延伸课程,要求在学习中给予足够的重视。学生通过理论和实践的学习,掌握新能源汽车原理与构造知识;新能源纯电动车电气结构基础知识;新能源混合动力车电气结构基础知识;会新能源汽车电子故障分级与诊断;具有新能源汽车动力系统安装、检测、调试能力。为学生今后顶岗实习,完成各种常见电路的设计和维修打下坚实基础。通过学习和训练,并能达到中级汽车维修电工和汽车装配工水平。 二、职业能力目标 (一)、知识目标 1. 掌握新能源汽车原理与构造知识;; 2. 熟悉新能源纯电动车电气结构基础知识;; 3. 熟练掌握新能源混合动力车电气结构基础知识;; 4. 新能源汽车电子故障分级与诊断知识;; 5. 熟练掌握新能源汽车电子维修知识。 (二)、能力目标 1. 有较强的自学能力,能及时了解和掌握新能源汽车电子技术的新发展、新成就; 2. 新能源汽车动力系统安装、检测、调试能力; 3. 新能源汽车混合动力和纯电动系统安装、检测、调试能力与管理岗位。 (三)、素质目标 1. 具有坚定正确的政治方向,热爱祖国,拥护党和国家的路线、方针和基本政策; 2. 具有健康的世界观、人生观、价值观和良好的公德与职业道德; 3. 具有团队协作精神、吃苦精神、奉献精神和创新精神;; 4. 具有良好的心理素质、健全的体魄和人文素养; 5. 爱岗敬业,严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程。

电动汽车无线充电技术文献综述

电动汽车无线充电技术的现状与展望 王利军(合肥工业大学,合肥230000) 刘小龙(合肥工业大学,合肥230000) 端木沛强(合肥工业大学,合肥230000) 景池(合肥工业大学,合肥230000) 【摘要】介绍了无线充电技术的分类、电动汽车无线充电技术的工作原理以及电动汽车无线充电技术的应用情况,对比分析电动汽车传统能源供给方式及无线充电方式的优缺点。分析电动汽车用无线充电技术的特点,并介绍应用于电动汽车的无线充电技术的研发现状。然后以行驶中的充电技术为重点,对将来电动汽车用无线充电技术的发展进行展望。Abstract:The categories, operating principles and applications of wireless charging technology are introduced in this paper. The advantages and disadvantages are analyzed by comparing traditional energy supply mode and wireless charging mode. The characteristic of wireless charging technology for EV is analyzed. And then the development present of wireless charging technology is introduced. Finally,the future of wireless charging technology for EV is described with focus on charging of a moving vehicle on road. 【关键词】电动汽车无线充电无线电力输送电磁感应 Key words:electric vehicle; wireless charging technology; wireless power transmission; electromagnetic induction; 0 引言 随着社会的进步、科技的发展、环境和能源问题的日益突出,发展和普及电动汽车等新能源汽车的呼声日趋高涨,国内外纯电动汽车( EV) 和插电式混合动力汽车( PHEV) 的量产和销售也已开始。然而当前电动汽车的普及还面临着诸多问题。其中充电技术方面,现在电动汽车的充电方式全部是接触式充电(无论是充电模式还是换电模式) ,非接触式的无线充电技术尚处于起步阶段。然而,从便利性来看,非接触式无线充电技术更适用。由于电动汽车二次电池的能量密度远不及汽油,必须经常进行充电作业,且每次充满电都需要数小时。而利用无线充电技术可以省却繁琐的充电作业,甚至可以在汽车行驶中自动进行充电,实现智能化和人性化,同时解决了接触式充电在安全和维护方面的问题。 1 无线充电技术 无线充电技术引源于无线电力输送技术。无线电力传输也称无线能量传输或无线功率传输,主要通过电磁感应、电磁共振、射频、微波、激光等方式实现非接触式的电力传输。根据在空间实现无线电力传输供电距离的不同,可以把无线电力传输形式分为短程、中程和远程传输三大类。 1.1 短程传输 通过电磁感应电力传输(ICPT)技术来实现,一般适用于小型便携式电子设备供电。ICPT 主要以磁场为媒介,利用变压器耦合,通过初级和次级线圈感应产生电流,电磁场可以穿透一切非金属的物体,电能可以隔着很多非金属材料进行传输,从而将能量从传输端转移到接收端,实现无电气连接的电能传输。电磁感应传输功率大,能达几百千瓦,但电磁感应原理的应用受制于过短的供电端和受电端距离,传输距离上限是10 cm 左右。 1.2 中程传输 通过电磁耦合共振电力传输(ERPT)技术或射频电力传输(RFPT)技术实现,中程传输可为手机、MP3 等仪器提供无线电力传输。ERPT 技术主要是利用接收天线固有频率与发射场电磁频率相一致时引起电磁共振,发生强电磁耦合的工作原理,通过非辐射磁场实现电能的高

智能电网文献综述

智能电网综述 摘要:智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,并被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。目前,以美国、英国、法国、德国为代表的欧美国家,己经纷纷加入到研究和发展智能电网的行列中来,将智能电网(Smart Grid )作为末来电网发展的远景目标之一,建立一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。具有对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务的智能电网是未来电网的发展方向。本文阐述了智能电网的内涵和特点,分析了国内外智能电网的研究进展和我国发展智能电网的条件,对一些现有的研究行进了分析和讨论。 关键词:智能电网;智能化;信息化;节能减排; 1 智能电网的概念 随着一些国家对电网的环境影响、可靠性和服务质量的关注,电网朝着更经济、稳定、安全和灵活的方向发展,因此提出了“智能电网”的概念。智能电网是以通信网络为基础,通过传感和测量技术、电力电子技术、控制方法以及决策支持系统技术,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和高服务质量的目标,其主要特征包括自愈、引导用户、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、电力市场以及资产的优化高效运行。 目前,全世界智能电网的发展还处在起步阶段,没有一个共同的精确定义。对于智能电网,各个国家的定义有所不同。美国能源部在《Grid 2030》中将智能电网定义为:一个完全自动化的电力传输网络,能够监视和控制每个用户和电网节点,保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。中国物联网校企联盟将智能电网更具体的定义为:智能电网由:智能配电网、智能电能表、智能发电系统、新型储能等系统组成。欧洲技术论坛把智能电网定义为:一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络,以有效提供持续、经济和安全的电力。而国家电网中国电力科学研究院将智能电网定义为:以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础),将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充

电动汽车车载网络综述

电动汽车车载网络 引言 汽车技术发展到今天,很多新型电气设备得到了大量应用,尤其是电动汽车的电气系统已经变成了一个复杂的大系统。为了满足电动汽车各子系统的实时性要求,需要对公共数据实行共享 电动汽车作为清洁绿色的新能源汽车, 将在未来交通体系中发挥越来越重要的作用。 汽车中电器的技术含量和数量是衡景汽车性能的一个重要标志。汽车电器技术含量和数量的增加,意味着汽车性能的提高。但汽车电器的增加,同样使汽车电器之间的信息交且桥梁——线束和与其配套的电器接插件数量成倍上升。在1955年平均一辆汽车所用线束总长度为45 米。为了在提高性能与控制线束数量之问寻求一种有效的解决途径,在20世纪80年代初,出现了一种基于数据网络的车内信息交互方式——车载网络。 一、汽车车载网络的组成 车载网络按照应用加以划分,大致可以分为4 个系统:车身系统,动力传动系统、安全系统和信息系统。

图1奥迪A4的车载网络系统 车身系统电路主要有二大块: 主控单兀电路、受控单兀电路、门控单兀电路。 主控单元按收开关信号之后,先进行分析处理,然后通过CAN 总线把控制指令发 送给各受控端,各受控端晌应后作出相应的动作。 车前、车后控制端只接收主拄 端的指令,按主控端的要求执行,并把执行的结果反馈给主控端。门控单元不但 通过总接收主控端的指令,还接收车门上的开关信号输入。根据指令和开关信号, 门控单元会做出相应动作,然后把执行结果发往主控单元。 在动力传动系统内,动力传动系统模块的位置比较集中, 可固定在一处,利 用网络 将发动机舱内设置的模块连接起来。在将汽车的主要因素一跑、停止 与拐弯这些功能用网络连接起来时,就需要较高速的网络传输速度。动力数据总 线一般连接3块电脑,它们是发动机、ABS/ EDL 及自动变速器电脑(动力CAN 数 据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑 )。总线可以同时传 递10组数据,发动机电脑5组、AB 》EDL 电脑3组和自动变速器电脑2组。数 据总线以500Kbit /s 速率传递数据,每一数据组传递大约需要 0.25ms ,每一电 控单元7-20ms 发送一次数据。优先权顺序为ABVEDL 电控单元--发动机电控单 元 -- 自动变速器电控单元 因此,线束变长, 而且容易受到干扰的影响。 为了防干扰应尽量降低通信速 度,但,丹 駅 咗'i / - Q I "—-r__ L] 车身控 & 阳Poy 灯朮平调幣转萱/灯 厂是砸硕! —

智能小车设计文献综述

智能小车设计文献综述 摘要:随着电子工业的发展,智能技术广泛运用于各种领域,智能小车不仅在工业智能化上得到广泛的应用,而且运用于智能家居中的产品也越来越受到人们的青睐。国外智能车辆的研究历史较长。相比于国外,我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚,在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家但是也取得了一系列的成果。随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,智能控制将有广阔的发展空间。本设计的智能小车利用红外对管检测黑线与障碍物,并以单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向,从而实现自动循迹避障的功能。并对智能小车研究现状以及未来的应用与发展前景做一个全方面的介绍。 关键词:智能技术,自动循迹,避障 1前言 随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展,数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。智能小车,也称轮式机器人,是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计,一般主要路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。一般而言,智能车系统要求小车在白色的场地上,通过控制小车的转向角和车速,使小车能自动地沿着一条任意给定的 黑色带状引导线行驶[1]。智能小车运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动 控制,运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制,通过单片机来控制直流电机的工作,从而实现对整个小车系统的运动控制。 2智能小车的发展历史、国内外研究现状 2.1国外研究现状 国外智能车辆的研究历史较长,始于上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段[2][3][4]: 第一阶段,20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronics 公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS(Automated Guided Vehicle System)。该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台,但它却具有了智能车辆最基本得特征即无人驾驶。早期研制AGVS的目的是为了提高仓库运输的自动化水平,应用领域仅局限于仓库内的物品运输。随着计算机的应用和传感

电动汽车的研究背景及现状

电动汽车的研究背景及现状 1.研究的背景 汽车的发展引起了地球资源的过大消耗。地球上的能源是有限的,能源紧缺是全人类面临的越来越严重的问题,是一个全球问题,关系到全球的经济与军事安全。我国的能源问题已经成为国民经济发展的战略问题,从国家安全角度出发,石油资源已经和国家安全、经济发展紧密的联系起来,能源的稳定供应是一个国家所关注的重点,也是我国能源安全战略的核心内容。如果继续按照传统的能源动力系统发展下去,将难以持续我国这个泱泱汽车大国的兴起。 汽车在给人们带来便利的同时也污染了环境。汽车尾气的排放引起了城市的温室效应,同时也引起了臭氧层的破坏,形成酸雨等大气环境问题,进而对动植物也产生了很大的危害。面对汽车造成的空气污染,人们可以直接闻到汽车尾气排放的带有刺鼻臭味的燃烧不完全的雾化混合气。随着生活水平的提高,人类对生存环境的要求越来越高,降低汽车的尾气排放的呼声也与日俱增。 面对资源紧缺与环境保护问题,发展电动汽车成为汽车工业发展的主流趋势。 1.1电动汽车的定义和分类 电动汽车是指用车载电源为动力,电动机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的汽车。电动汽车应具有汽车的性能和属性,但动力线路与原内燃机动力线路不同,又具有电力车辆的基本特征。电动汽车通常被分为蓄电池电动车(Battery Electric Vehicle,BEV)、混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)和燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)三大类。 1.2电动汽车的早期发展 尽管电动汽车技术目前看来还处于新兴发展时期,但它的产生却早于燃油车,并已经历了多个兴衰周期。以下是主要的时期: 1834年 Thomas Davenport 电动三轮车不可充电的干电池驱动 1881年法国古斯塔夫?特鲁夫电动三轮汽车以铅酸电池为动力 1882年英国人阿顿与培里三轮电动汽车以铅酸电池为动力 1890年美国电动汽车以蓄电池为动力 直到20世纪60年代后,由于能源、环境问题使人们对电动汽车又开始重新重视,世界各国政府与汽车制造商对电动汽车的研究开发均有不同程度的投入。但主要还是在近来十几年中,电动汽车的研究开发进入了高峰期,并在各项技术发展商开始取得了一定的成果和进步。 2.电动汽车在各国的发展现状 近几十年来,世界各国著名的汽车制造商都在加紧研制各类电动汽车,并取得了一定程度的进展和突破。 2.1日本 日本一直以来出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场的考虑,十分重视电动汽车的研制和开发。以下是日本研制电动汽车的进程: 1976年日本成立电动汽车协会 20世纪80年代本田公司开始研究开发电动汽车 1996年本田推出“PLUS”纯电动汽车 1997年本田的“PLUS”被推向了美国 1997年12月丰田公司推出第一款批量生产的混合动力轿车普锐斯

中国汽车制造企业国际化战略方案研究【文献综述】

文献综述 中国汽车制造企业国际化战略方案研究 自20世纪90年代以来,汽车产业是经济全球化进程中领先并最具典型意义的产业之一。在产业全球化的背景下,世界汽车产业发生了两个非常显著并相互关联的重大变化,一是产业链的全球化,二是大规模的跨国界重组。这两大变化从根本上改变了汽车产业的传统资源配置方式、企业的竞争模式和组织结构。汽车产业全球进程的加快和国际汽车产业全球竞争的加剧,对国际范围内汽车产业的发展格局带来了深刻的、具有转折意义的影响,对正在进入快速增长时期的中国汽车产业的影响尤为显著。新时期下,我国汽车产业面临着巨大的挑战和压力,但同时也具有进一步提升要素禀赋和发挥比较优势的契机。因此,首先有必要认真研究分析国际汽车产业的时代特征,以便于知己知彼,为我所用;其次应对新时期下中国汽车产业的现状进行分析;最后确定产业全球化背景下我国汽车产业发展的路径。新形势下我国汽车产业应确定“开放中确立大国竞争优势”的发展模式,抓住后WTO时期和产业全球化的有利时机,加快政策调整、体制改革和企业重组,培育和发展中国多方面的比较优势,并使之转化为竞争优势,大力提升我国汽车产业的国际竞争力。具体来说,产业全球化背景下我国汽车产业发展的路径选择包括:培育积极而充分竞争的国内市场环境;着眼于全球战略的多个跨国公司进入,与国内优秀企业自主发展并举,最终整体上提高我国本土汽车产业的竞争力;开放中逐步融入汽车产业全球分工体系,将提高国际竞争力、实现净出口作为中长期目标;以中低级别家用车为重点的中期发展战略;面向全球市场的零部件工业重组;分阶段向产业增值链高端过渡。 1 汽车业全球化现状 1.1 国外研究现状 K.Ohmae和W.Grieder(1997)认为经济国际化是全球经济和市场的一体化,其市场不是你死我活的“零和游戏”,而是对双方都有利的“正和游戏”,是世界资源的优化组合,绝大多数国家将在经济国际化过程中得到长远的比较利益。他们还认为经济国际化是人类进步的先驱,因为它正促使全球市场与全球竞争的一体化的出现。Serge J.Hoffmann(2009)结论得出:目前汽车业发生的变

混合动力电动汽车中电力电子技术应用综述

混合动力电动汽车中电力电子技术应用综述 1 引言 电力电子技术是研究应用电力半导体器件实现电能变换和控制的学科,它是一门由电子、电力半导体器件和控制三者相互交叉而出现的新兴边缘学科。它研究的内容非常广泛,主要包括电力半导体器件、磁性材料、电力电子电路、控制集成电路以及由其组成的电力变换装置。目前,电力电子学研究的主要方向是[1>:(1)电力半导体器件的设计、测试、模型分析、工艺及仿真等; (2)电力开关变换器的电路拓扑、建模、仿真、控制和应用; (3)电力逆变技术及其在电气传动、电力系统等工业领域中的应用等。 电动汽车(EV)作为清洁、高效和可持续发展的交通工具,既对改善空气质量、保护环境具有重大意义,又对日益严重的石油危机提供了解决方法;同时,电动汽车作为电力电子技术的一个新的应用领域,涵盖了DC/DC和DC/AC的全部变换,是实用价值非常高的运用领域[2>。 2 混合动力电动汽车简介 当前世界汽车产业正处于技术革命和产业大调整的发展时期,安全、环保、节能和智能化成为汽车界共同关心的重大课题。为了使人类社会和汽车工业持续发展,世界各国尤其是发达国家和部分发展中国家都在研究各种新技术来改善汽车和环境的协调性。 电动汽车作为21世纪汽车工业改造和发展的主要方向,目前已从实验室开发试验阶段过渡到商品性试生产阶段,世界上许多知名汽车厂家都推出了具有高科技水平的安全或环保型概念车,目的是为了引导世界汽车技术的潮流。 2.1 各种类型电动汽车特点及其发展 根据所使用的动力源不同,电动汽车大致可分为三类:蓄电池电动汽车或纯电动汽车(Battery Electric Vehicle)、以氢气为能源的燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle)和混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle)。 纯电动汽车是单独依靠蓄电池供电的,但目前动力电池的性能和价格还没有取得重大突破,因此,纯电动汽车的发展没有达到预期的目的; 燃料电池电动汽车具有能量转化率高、不污染环境、使用寿命长等不可比拟的优势。但是由于目前燃料电池技术和研究还没有取得重大突破,燃料电池电动汽车的发展也受到了限制; 混合动力电动汽车是同时采用了电动机和发动机作为其动力装置,通过先进的控制系统使两种动力装置有机协调配合,实现最佳能量分配,达到低能耗、低污染和高度自动化的新型汽车。自1995年以来,世界各大汽车生产商已将研究的重点转向了混合动力电动汽车的研究和开发,日本、美国和德国的大型汽车公司均开发了包括轿车、面包车、货车在内的混合动力电动汽车。 以作为混合动力电动汽车研发前沿的丰田汽车公司为例,所开发的混合动力电动汽车已达到实用化水平,自1997年所推出的世界上第一款批量生产的混合动力电动汽车Prius开始,其后又在2002年推出了混合动力面包车,该车混合动力系统采用了世纪首次批量生产的电动四轮驱动及四轮驱动力/制动力综合控制系统。2003年,丰田又推出了新一代Prius,也被称为“新时代丰田混合动力系统统——THS II”(见图1),节能效果可达到100km油耗不足3L。从2004年开始,丰田公司向欧洲市场推出了一款新的Lexus RX型豪

EPS电动助力转向文献综述

电动转向助力的原理、分类及发展综述 摘要:转向系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特 性、稳定性和行驶安全性。在国外,各大汽车公司对汽车电动助力转向系统(Electric power steering-EPS,或称Elec-tric Assisted Steering-EAS)的研究有20多年的历史。为了解决转向系统“轻”与“灵”的矛盾[1],采用现代控制技术和电子技术的电动助力转向系统(EPS)应运而生。随着近年来电子控制技术的成熟和成本的降低,EPS越来越受到人们的重视,并以其具有传统动力转向系统不可比拟的优点,迅速迈向了应用领域,部分取代了传统液压动力转向系统(Hydraulic powersteering,简称HPS)。 关键词:工作原理、分类、发展 1.EPS的工作原理及特点 电动助力转向系统是在传统机械转向系统的基础上发展起来的。它利用电动机产生的动力来帮助驾驶员进行转向操作,系统主要由三大部分构成,信号传感装置(包括扭矩传感器、转角传感器和车速传感器),转向助力机构(电机、离合器、减速传动机构)及电子控制装置[2]。电动机仅在需要助力时工作,驾驶员在操纵转向盘时,扭矩转角传感器根据输入扭矩和转向角的大小产生相应的电压信号,车速传感器检测到车速信号,控制单元根据电压和车速的信号,给出指令控制电动机运转,从而产生所需要的转向助力。其结构示意图如图1所示。 图1 带双小齿轮的电动机机械转向助力器总体视图

1.1EPS的优点 1.1.1节约了能源消耗。没有转向油泵,且电动机只是在需要转向时才接通电源,所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。 1.1.2对环境无污染。该系统应用电力作为能源,消除了由于转向油泵带来的噪声污染。也不存在液压助力转向系统中液压油的泄漏与更换而造成的污染。同时该系统由于没有使用不可回收的聚合物组成的油管、油泵和密封件等配件,从而避免了污染。 1.1.3增强了转向跟随性。在电动助力转向系统中,电动机与助力机构直接相连,可以使其能量直接用于车轮的转向。该系统利用惯性减振器的作用,使车轮的反转和转向前轮摆振大大减小。因此转向系统的抗扰动能力大大增强。 1.1.4改善了回正特性。由于采用了微电子技术,利用软件控制电动机动作,在最大限度内调整设计参数以获得虽佳的回正特性。从最低车速到最高车速,可得到一簇回正特性曲线,通过编程实现电机在不同车速及不同车况下的转矩特性,这些转矩特性使得该系统能显著提高转向能力,提供了与车辆动态性能相匹配的转向回正特性。 1.1.5提高了操纵稳定性。当驾驶员转动转向盘一角度,然后松开时,EPS系统能够自动调整使车轮回正。同时还可利用软件在最大限度内调整设计参数以获得最佳的回正特性。 1.1.6系统结构简单,占用空间小,布置方便。由于该系统具有良好的模块化设计,所以不需要对不同的系统重新进行设计、试验、加工等,不仅节省了费用,也为设计不同的系统提供了极大的灵活性,而且更易于生产线装配。 2.EPS的分类 EPS按照电动机布置位置的不同,可以分为:转向柱助力式(Column-assisttype EPS)、齿轮助力式(Pinion-assisttype EPS)、齿条助力式(Rack—assisttype EPS)、直接助力式(Direct-drivetype EPS)四种[3]。 转向柱助力式电动助力转向器(C-EPS)的助力电机固定在转向柱的一侧,通过减速增扭机构与转向轴相连,直接驱动转向轴助力转向。这种形式的电动助力转向系统结构简单紧凑、易于安装。现在多数EPS就是采用这种形式。此外,C-EPS的助力提供装置可以设计成适用于各种转向柱,如固定式转向柱、斜度可调式转向柱以及其它形式的转向柱。但由于助力电机安装在驾驶舱内,受到空间布置和噪声的影响,电机的体积较小,输出扭矩不大,一般只用在小型及紧凑型车辆上。 齿轮助力式电动助力转向器(P-EPS)的助力电机和减速增扭机构与小齿轮相连,直接驱动齿轮实现助力转向。由于助力电机不是安装在乘客舱内,因此可以使用较大的电机以获得较高的助力扭矩,而不必担心电机转动惯量太大产生的噪声。该类型转向器可用于中型车辆,以提供较大的助力。 齿条助力式电动助力转向器(R-EPS)的助力电机和减速增扭机构则直接驱动齿条提供助力。由于助力电机安装于齿条上的位置比较自由,因此在汽车的底盘布置时非常方便。同时,同C-EPS和P-EPS相比,可以提供更大的助力值,所以一般用于大型车辆上。 直接助力式电动助力转向器(D-EPS)的助力电机和减速增扭机构同转向齿轮形成了一个独立的单元。它与C-EPS比较相似,两者的主要区别是扭矩传感器的安装位置有所不同。通过优化电控单元(ECU)内部的算法,让电机向齿条直接提供转向助力可以获得良好的转向路感。

电动汽车文献综述

毕业设计(论文)文献综述 毕业设计(论文)题目电动汽车充电对配电系统的影响文献综述题目电动汽车充电对电网负荷的影响学院自动化学院 专业电气工程与自动化专业 姓名 班级 学号 指导教师

一、前言 随着时代的发展,汽车的普及,石油的消耗也日益增加,作为不可再生的石油资源,总有枯竭的一天,而且汽车尾气的排放对环境有很大的污染,所以利用电能替代石油,实现汽车尾气的零排放,将是未来汽车行业的发展趋势。截至2015年一月,从公开信息显示,目前杭州已经建成了70座充换电站、620个充电桩,其中杭州主城区投入运营的充换电站有27个。在杭州市区里,一辆新能源车要找到最近的充电站,只要开4.5公里。 2015年9月,关于充电桩的好消息频频传出,如国务院常务会议上提出加快电动汽车充电基础设施、电动汽车充电接口国家标准修订稿通过审查,以及国务院办公厅日前发布《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》,到2020年,我国将基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系,满足超过500万辆电动汽车的充电需求。尤为引人关注的是,北京通信展举行期间,国务院副总理马凯称:国家准备将充电桩普及的任务交由铁塔公司负责。 国内外电动汽车在近几年的发展情况如下:经过2012和2013年的缓慢起步,全球电动汽车销量终于在2014年下半年爆发,全年销售已超过30万辆大关,中国新能源汽车品牌突飞猛进,比亚迪从2013年的第40名跃升至第七位,康迪电动车也挤进第十名。在2015年,全球电动汽车销售量达到40万辆左右。 随着电动汽车规模化应用,电网原有装机和线路容量是否能应对新增充电负荷需求,即在不扩大规模的情况下,如何提高原有电网利用率,增加容纳能力,同时最大限度降低充电负荷对电网的负面影响,在分析充电负荷特性基础上,针对电动汽车充电对电网各方面的影响,提出相应对策,将对电动汽车产业化进程具有重要的研究意义。 二、主题 由于电动汽车使用一般不受季节变化的影响,并且其变化周期是以天为周期,因此采用典型电网日负荷曲线来分析电动汽车充电站大量接入对电网日负荷曲线的影响电网24小时负荷分布中,每天中有两个负荷局峰,分别是上午十点左右和夜间二十点左右。 我国电动汽车起步较发达国家晚,但研究发展快。各汽车生产商进入研发电动汽车的行列,已经在促进电动汽车各方面技术发展方面取得有益的成见。由于配套设施等主要原因,家用电动汽车并没有广泛的推广开来,现有的电动汽车充电站主要对电动公交车和工程车辆进行充电。同时针对电动汽车充电站运行和电动汽车充电对配电

变速器设计文献综述

变速器设计文献综述 摘要:车辆的变速器很大程度上影响着车辆行驶的经济性、动力性、驾乘舒适性,是车辆最重要的部件之一。本文分析了国内外变速器产业的发展状况,介绍了国内外先进的变速器设计方法、科学的开发流程等,还根据我国变速器产业的发展现状提出了一些问题,并且对变速器产业的发展提出了一些合理的建议。 关键词:变速器,科学开发流程、先进设计方法 一.变速器研究意义 变速器是伴随汽车出现的产物,是组成一辆汽车的必需品,而变速器设计更是汽车设计中最重要的环节之一。变速器的作用是用来改变传动比,使发动机尽量工作在有利的工况下,满足不同的行驶要求。在不同的行驶条件下,要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化,而汽车发动机的特性是转速变化范围较小,扭矩变化范围更不可能满足实际路况需要,而变速器能做到在大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。因此,变速器的性能直接影响到汽车行驶性能。随着技术进步,变速器在最基本的传动功能之外,也在实现越来越多的功能,例如实现倒车行驶,用来满足汽车倒退行驶的需要; 中断动力传递,在发动机能够怠速运转,汽车换档或需要停车时,中断向驱动轮的动力传递; 实现空档,当离合器接合时,变速箱可以不输出动力。由此可见,研究变速器对汽车产业发展具有十分重大的意义。

二.国内外变速器使用的现状 在欧洲市场上,原本手动变速器占据的绝大部分的市场,在不断被自动变速器侵占。例如在西欧,2005年生产的装配有自动变速器的汽车占汽车总量的23%。而10年前,这个数字仅为13%。可见自动变速器正在成为市场的主流。在中国市场上,配备自动变速器也已经成为车用变速器的重要趋势。然而,在自动变速器方面,由于其新工艺、新技术和设计原理与传统手动变速器有比较大的差异,导致国内厂家在自动变速器的研发上与国际先进水平存在较大差距,即使向国外厂商寻求技术帮助,他们也不约而同地对国内厂家进行了技术封锁,这导致我国的自动变速器相比国外产品性能低下,需要大量依赖进口。据统计,进口产品占我国自动变速器市场的78%。而在手动变速器方面,经过长时间的发展,设计原理和生产工艺等都较为成熟,技术难度也相对较低,因此我国通过引进国外先进技术,消化吸收并自主创新,能做到自主生产,基本满足了本土车辆厂商的生产需要。可以预见的是,未来汽车变速器的市场将以自动变速器为主,发展和掌握高端自动变速器制造技术是追赶世界变速器制造技术的重要途径。而优先开发手自一体变速器在技术上可以延续我国在手动变速箱上积累的经验,更有利于我国变速器产业的发展。 三. 国外变速器先进的设计方法 近10年以来,我国变速器产业特别重视新产品的开发研制,无论是从人力物力的投入,还是资金的投入,都是非常巨大的。

世界电动车发展现状

世界电动车发展现状 一、产能分析 电动车是目前世界上唯一能达到零排放的机动车。由于环保的要求,加之新材料和新技术的发展,电动车进入了发展高-潮。电动汽车作为绿色交通工具,将在21世纪给人类社会带来巨大的变化。顺应当前国际科技发展的大趋势,将电动汽车作为中国进入21世纪汽 车工业的切人点,不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展的战略抉择,同时也是实现中国汽车工业可持续发展的重要选择。目前我国电动车研究已取得阶段性成果,完成了概念车车身设计构想书及界面设计,电池方面正在组织开发镍氢电池、锂离子电池、锌空气电池、燃料电池,有望取得突破。电动汽车的标准体系已经编制完成,同时建立了有关电动 汽车的数据库。电动汽车项目的国际合作正在按计划进行。 二、市场需求状况 近年来在全球范围内掀起了一股电动汽车热,世界各汽车工业强国从资金和政策上积极支 持电动汽车的研制工作。国际国内市场需求巨大。就国内而言,未来潜在的市场很诱人。2017年北京奥运会组委会已宣布,将投入20亿元左右确保奥运会期间接送运动员所使用的汽车,奥运场地使用的特种车辆和部分公交车辆采用电动汽车,使北京成为中国使用电动汽车的示范城市。杭州已决定投入一些电动公交车试运行;2017年的上海世博会同样会 有上千辆电动汽车投入运行。 三、主要产品分析 目前电动汽车分为三种:纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。纯电动汽车(ev)正向小型化和专用化方向发展,燃料电池电动汽车(fcev)成为跨国汽车集团联 合攻关相互竞争的焦点。从经济角度看,混合动力电动汽车为当前市场推崇的原因有:(1)在石油资源没有枯竭以前,汽车发展仍将主要以燃油汽车为主,但其总量不会增加,汽车保有量的增加将主要依赖于混合动力电动汽车,混合动力电动汽车是未来10年汽车 的发展的主要方向。据比较乐观的估计,混合动力电动汽车将在2017年实现商品化。(2)混合动力电动汽车可以实现单用发动机难以达到的下一代超低油耗汽车的目标。(3)混合动力燃料电池电动汽车成熟、成为主流方向的技术方案将在未来10年内形成,燃料 电池电动汽车将在2017年实现商品化。 电动汽车的成本构成及影响电动汽车推广因素的分析 电动汽车目前成本仍高居不下,究其原因是:电动汽车目前尚处于研发阶段,样车和试运行阶段,根本无批量可言,这是与流水线生产燃油汽车所不能比拟的。同时目前各式电动 汽车能示范运行的,都是在原燃油汽车的底盘、车厢之基础上改装而成的,即将发动机、 油箱等系统全数拆下,然后装上电动机,电池等相关配套设备就形成电动汽车,而混合动 力是在原然油系统基础上加装一套电池、电气驱动系统,形成了油、电混合驱动系统。那

混合动力汽车技术综述论文

安徽科技学院 学院:数理与信息工程学院专业:电气工程及其自动化姓名:章奥 学号:1609110238

混合动力汽车技术综述 摘要:为了满足人类的可持续发展的需要,许多国家都开始了新一代汽车的研制。节能、环保、新能源等字眼已经越来越紧密的和汽车联系在一起了,为了解决环境污染和石油资源危机的问题,研制更节能、更环保、使用替代能源的新一代交通工具,成为当今各国汽车工业界的当务之急。 关键字:混合动力,汽车,新技术

一、背景 汽车作为商品在世界各处都有广泛的市场,又因其生产批量大而给企业带来丰厚的利润。汽车品种的多样性可满足各种生产、生活活动的需要,而且有良好的社会效益。汽车工业的发展,带动了许多相关的企业、事业,包括钢铁、石油、橡胶、塑料、机床、道路、汽车销售、售后服务、运输、交通管理、金融业、教育、科研等的发展。汽车也好似衡量人们生活水平的重要标准之一,购买汽车以及因此而形成的日常消费能促进货币回笼。近百年来,汽车工业之所以常胜不衰,主要得益与市场和科学技术的不断进步,使汽车能逐渐完善并满足使用者的需求。现在不仅在生产活动中,在日常生活中人们也离不开汽车。对于经济发达国家,选择汽车工业作为国民经济的支柱产业是完全正确的。然而,汽车推动工业发展以及给人们生活带来便利的同时,也带来了“能源消耗,环境污染”两大问题。目前,世界上46%以上的石油被汽车所消耗,已探明的石油资源只够人们充分使用到2040~2050年,而且城市污染50%以上也来源于汽车。 当前普遍使用的燃油发动机汽车存在着多种问题,统计表明在占80%以上的道路条件下,一辆普通轿车仅利用了其动力潜能的40%,在市区还会跌至25%,更为严重的是污染环境。纯电动汽车或零排放燃料汽车无疑是我们的最终目标,但目前的电池技术较落后,电动汽车暂时还无法取代燃油发动机汽车。在这种情况下,一种两全其美的方案应运而生,即开发所谓的混合动力装置的汽车。这种汽车就是将内燃机与辅助动力单元组合在一辆汽车上,这种混合动力装置发挥了燃油发动机持续工作时间长、动力性好的特点,又可以发挥电动机无污染、低噪声的优点,二者取长补短,汽车的热效率可以提高10%,废气排放可降低30%。 混合动力汽车针对不同的道路环境实施不同的供能方案,能大大降低排放污染程度。目前最有实用性价值并已有商业化运转的模式,只有混合动力汽车。汽车行业专家们一致认为,混合动力车将是世界汽车行业今后较长时间内主要发展方向。因此,越是在交通日益拥挤的大城市使用混合动力汽车,就越能够显示出它的节能、环保、适应能力广的优越性。 二、混合动力汽车概述 1881年就出现了电动汽车,它比内燃机汽车还早一些。但内燃机汽车后来居上,在性能、机动性、车辆的重量等指标远远地超过了电动汽车。电动汽车在20世纪20年代达到了鼎盛时期后就一蹶不振,成为“电瓶车”式的辅助车辆。 在20世纪初蒸汽汽车、电动汽车、和内燃机汽车基本是三足鼎立,在汽车保有量中,蒸汽汽车占40%,电动汽车38%,而内燃机汽车仅占22%,美国是最早使用电动汽车作为运输车辆的国家之一,1915年美国电动汽车的产量曾经达到过年产5000辆的最高峰。有很多电动汽车一直到第二次世界大战期间仍在使用。但到20世纪60年代电动汽车的保有量仅占汽车总量的2%。随着现代水利发电、核能发电、风力发电和太阳能的利用,为人们提供了巨大的能源。因此,各国和各大汽车公司都重视了电动汽车的研究、开发和试制,从20世纪70年代起,新一代电动汽车脱颖而出,出现了各种各样高性能的电动汽车。 混合动力表示有多种动力参与汽车驱动,一般指燃油发动机和电机这两种动

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