汽車專業(yè)畢業(yè)論文---純電動轎車的能源供給模式及相關技術研究

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目 純電動轎車的能源供給模式及相關技術研究 </p><p>　　機電工程 系 汽車運用技術 專業(yè)</p><p>　　學 號 <

2、/p><p>　　學生姓名 </p><p>　　畢業(yè)設計（論文）開題報告書</p><p>　　2011年 6 月 18 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著經濟的發(fā)展，

3、中國汽車保有量穩(wěn)步增加，帶來環(huán)境污染與能源斷缺的問題。電能的產生多樣性決定了發(fā)展純電動汽車成為我國汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文通過對國外先進的純電動汽車發(fā)展，論述我國在純電車汽車方面的潛力。我國充分借鑒國外先進的純電動汽車的使用模式和能源供給模式來推進我國純電動汽車行業(yè)的發(fā)展。以天津做為試點城市對電動汽車進行改進推動其發(fā)展。隨著我國的人才物資的投入我國在純電動汽車方面的發(fā)展以達到國際水平。</p><p>　　關

4、鍵詞:純電動汽車，使用模式，能源供給模式，節(jié)能環(huán)保。</p><p><b>　　目 錄 </b></p><p>　　第一章 項目研究背景、目的和意義....................7</p><p>　　1.1項目研究背景和目標......................7</p><p>　　1.2本

5、項目的研究目標和意義..................7</p><p>　　第二章 國外純電動轎車研發(fā)和應用的現(xiàn)狀.............8</p><p>　　第三章 純電動轎車的使用模式以及需要注意的問題.....8</p><p>　　3.1純電動轎車的使用模式....................8</p><p>　　3.2

6、中國推廣純電動轎車需要注意的一些問題...11</p><p>　　第四章 純電動轎車的能源供給模式和相關技術設備的分析</p><p>　　.................................................12</p><p>　　4.1充電設備...............................12</p>

7、<p>　　4.2動力蓄電池.............................14</p><p>　　4.3消除諧波技術...........................15</p><p>　　第五章 我國純電動轎車的發(fā)展......................16</p><p>　　5.1天津市純電動轎車示范運行的解析......

8、...16</p><p>　　5.2我國未來電動汽車的展望.................19</p><p>　　5.3結語....................................19</p><p>　　謝詞.............................................20</p><p>

9、　　項目研究背景、目的和意義</p><p>　　1.1 項目研究背景和目標</p><p>　　汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車保有量的迅速增長，面臨著能源短缺和環(huán)境污染兩方面的挑戰(zhàn)，發(fā)展電動汽車是汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。</p><p>　　進入21世紀，我國汽車工業(yè)出現(xiàn)了“井噴式”發(fā)展局面。汽車產量每年以超過100萬輛速度增長，汽車進入尋常百姓家庭已經是不爭的事

10、實。2006年我國汽車產量已達到720多萬輛，汽車保有量達到3500多萬輛，成為世界第三大汽車制造國和第二大汽車銷售國。按照我國的經濟發(fā)展速度和國土面積與人口總量預測，到2030年，我國的汽車保有量的低限預測（按照目前世界平均水平估計），將超過1億輛，中國將真正進入汽車社會。然而，汽車工業(yè)的發(fā)展必然面對來自環(huán)境和能源方面日益嚴峻的雙重挑戰(zhàn)。目前，我國已經面臨石油資源嚴重短缺的局面，石油對外的依存度接近50%，石油問題已經不僅僅是狹義的能

11、源問題，而是上升到國家能源安全的高度。此外，汽車工業(yè)的發(fā)展必然受到環(huán)境容量的限制，汽車尾氣排放已經成為我國大氣污染的重要來源，而二氧化碳排放問題已經成為國際政治問題。因此，我國汽車工業(yè)的發(fā)展將不得不選擇一條能源多樣化、節(jié)能、環(huán)保的技術路線，而發(fā)展電動汽車是這一路線中的重要途徑。</p><p>　　改革開放以來，電力工業(yè)取得了長足的發(fā)展，配送電網絡遍及千家萬戶。我國已經從過去的電力絕對短缺階段，發(fā)展到目前的電力相

12、對過剩階段。當前以及未來較長的歷史時期，我國電力工業(yè)將面臨這樣的局面：由于電能的儲存性差，電力工業(yè)需要培育未來的電力市場，來平衡裝機容量與年度周期內的用電峰谷周期和晝夜用電峰谷周期之間日益尖銳的矛盾。由于交通領域能源使用具有常年的穩(wěn)定性和利用夜間谷電的可能性，國際上電力行業(yè)普遍看好交通領域這一巨大的、潛在的能源消費市場。電動汽車正是最直接、最具潛力、最具可能性的、巨大的電能用戶。</p><p>　　1.2 本項

13、目的研究目標和意義</p><p>　　鑒于目前我國電動汽車的發(fā)展水平和未來的發(fā)展趨勢，國家電網公司及時提出了“十一五”電動汽車推廣實施的總體方案，按照“示范、試點、培育”三個層面，循序漸進，逐步發(fā)展電動汽車應用市場。天津市電力公司被列為電動汽車的推廣應用試點單位，承擔了國網公司2007年度下達的“純電動轎車能源供給模式及相關技術研究”重大科技創(chuàng)新任務，本項目的研究的目的是按照國網公司的總體部署，分析國內外電動汽

14、車尤其是純電動轎車（含插電式混合動力轎車，在本報告后面的討論都包括此車型）的技術發(fā)展狀況和趨勢，借鑒國外推廣應用純電動汽車的經驗和教訓，研究國內外純電動轎車的運行模式和能源供給模式及相關技術，推動我國純電動轎車在世界率先實現(xiàn)產業(yè)化和商業(yè)化，為我國電力行業(yè)開拓電動汽車用電市場，提供必要的參考依據。</p><p>　　以胡錦濤為總書記的黨中央，根據我國的國情和經濟發(fā)展需要，提出并大力倡導科學發(fā)展觀。黨的“十六大”把

15、建設環(huán)境友好型、資源節(jié)約型國家，提到了戰(zhàn)略高度，節(jié)能減排成為我國政治生活、經濟建設等領域廣泛的重要議題。作為一個負責任的大國，我國也應當承擔起降低溫室氣體排放，保護人類生存環(huán)境的國際義務和責任。在交通領域大力發(fā)展電動汽車既是經濟發(fā)展的需要，同時也是國際政治發(fā)展的需要。因此，建立并完善適合我國國情的電動汽車充電網絡系統(tǒng)，大力推廣發(fā)展電動汽車，對我國經濟長期可持續(xù)發(fā)展具有深遠的影響，同時具有不可忽視的政治意義。</p><

16、;p>　　第二章 國外純電動轎車研發(fā)和應用的現(xiàn)狀</p><p>　　世界上許多發(fā)達國家對電動汽車的研發(fā)和產業(yè)化給予了高度重視，發(fā)展速度很快。早在1991年，美國3大汽車公司簽訂協(xié)議，成立先進電池聯(lián)合體USABC，合作研究電動汽車用電池。90年代初期，通用汽車公司投入10億美元開發(fā)EV-I型純電動轎車，并發(fā)展到第二代EV-I。2007上海國際汽車工業(yè)博覽會推出新款雪佛蘭Volt概念車，采用了最新研發(fā)的E-F

17、lex動力推進系統(tǒng)。</p><p>　　2001年，法國電力公司和博洛爾集團（Group BOLLORE）成立了一個聯(lián)合子公司BatScap，開發(fā)了采用高性能聚合金屬鋰蓄電池（LMP）的“藍色”電動轎車（Blue car）；達索飛機制造公司與生產汽車車體的Heuliez公司合作生產四座電動汽車，該車裝備新一代的鋰聚合物蓄電池和一臺擴大汽車自主性的輔助動力系統(tǒng)。</p><p>　　美、日

18、及歐洲發(fā)達國家純電動汽車即將進入實用化階段。目前，法國電動汽車的普及程度和保有量都位居世界前列，據不完全統(tǒng)計已有20000輛不同的純電動汽車在運行，其中純電動轎車有8000輛。法國政府、法國電力公司、標致-雪鐵龍汽車公司和雷諾汽車公司簽屬協(xié)議，共同承擔開發(fā)和推廣電動汽車，共同合資組建了電動汽車的電池公司，薩夫特公司承擔電動汽車的高能電池的研究和開發(fā)，以及電池的租賃和維修等工作。1997年法國的電動汽車產量達到2000輛左右。年前，法國政

19、府、電力公司與汽車制造商簽訂了協(xié)議，使全國電動汽車保有量達到10萬輛，在20個城市推廣使用電動汽車。</p><p>　　第三章 純電動轎車的使用模式以及需要注意的問題</p><p>　　3.1純電動轎車的使用模式</p><p>　　純電動轎車的使用模式是指使用方式和應用范圍，在國外純電動轎車的使用模式主要有：個體用戶、俱樂部、企事業(yè)單位、公共服務部門、政府、場

20、地用車六種使用模式。下面針對不同應用范圍和使用方式的特點，做詳細描述。</p><p>　　（1）個體用戶使用模式</p><p>　　目前，個體用戶使用模式是純電動轎車最主要的使用模式，個體用戶基本上是把純電動轎車作為家庭的第二輛用車，用于日常的上下班、購物、上學、社區(qū)活動等短程運輸，特點是線路相對固定，空間分布較廣，不同的家庭成員的使用特征和要求不一致。天津清源電動車輛有限責任公司對向

21、美國出口的純電動轎車使用情況進行調查后發(fā)現(xiàn)，個體用戶中不同的家庭成員使用具有如下特征：</p><p><b>　　表2.1</b></p><p>　　從國外情況來看，個體用戶是純電動轎車最大的客源。法國是世界上純電動汽車保有量最大的國家，從上世紀80年代就開始就開展電動汽車研發(fā)制造和城市運行,目前在實際運行的約有8000輛左右,典型車型是雪鐵龍SAXO純電動轎車，

22、大多數(shù)用戶是個體用戶。據統(tǒng)計，法國的個體用戶，使用電動汽車出行、上下班每天里程約50公里左右，而動力電池組一次充電續(xù)行里程在70～80公里，所以一般在住宅中車庫進行慢充電，需快速充電時去公用充電站快速充電。對個體用戶而言，純電動轎車是實用、費用低廉的車型，也是一種實惠的明智選擇。</p><p>　?。?）俱樂部團體用戶使用模式</p><p>　　俱樂部團體用戶使用模式是國外純電動轎車

23、的另外一個主要使用形式。主要解決個體用戶的“最后半小時”的運輸問題，使純電動轎車能夠在使用中最大限度的揚長避短。特點是能夠大幅度提高車輛的使用效率、提高使用的經濟性和降低市區(qū)的排放，滿足用戶短程運輸?shù)男枰▏腿毡緦@種使用模式進行了積極的探索。</p><p>　　日本豐田汽車公司在1999年5月與所在地豐田市聯(lián)合推出“蠟筆”電動汽車交通系統(tǒng)，陸續(xù)投入100輛豐田開發(fā)的雙人座“e—com”純電動轎車，進行了俱

24、樂部使用模式的示范運行。該系統(tǒng)以多人共用為前提，在豐田市內設立了10處專用停車場，運用于市區(qū)通勤、公交車站往返等，據悉從1999年起一直使用到現(xiàn)在，已有會員1000多人，會員主要是豐田汽車公司的雇員。該系統(tǒng)能夠通過互聯(lián)網實現(xiàn)調度、會員預約、自動計費、遠程監(jiān)控、充電管理等多種管理功能。</p><p>　　圖2.2 “蠟筆” 電動汽車交通系統(tǒng)</p><p>　?。?）企事業(yè)單位使用模式&

25、lt;/p><p>　　一般企事業(yè)單位用戶使用模式的特點是主要在特定的區(qū)域作為通勤車和工作用車等車隊使用，但是有時也需要進入城市、城郊和鄉(xiāng)村的公共道路系統(tǒng)，一般不進入高速公路系統(tǒng)。由于純電動轎車具有零排放、發(fā)熱量小、安全性好等特點，能夠在進大樓、進山洞，具有傳統(tǒng)車輛在這方面不可比的優(yōu)勢。目前純電動轎車在大型工廠、學校、機場、火車站、碼頭、風景名勝區(qū)等單位得到廣泛的使用。圖2.3是天津清源電動車輛有限責任公司出口到美國

26、，被美國宇航基地用于通勤的“幸福使者”純電動轎車。</p><p>　　（4）公共服務部門使用模式</p><p>　　公共服務部門使用模式是指銀行、郵電、電力、煤氣、自來水等公共服務部門使用純電動轎車作為通勤車和工作用車的運行模式。這些部門分布在城市的</p><p>　　每個角落，使用范圍比一般企事業(yè)單位用戶要大，但是有相對固定的區(qū)域和線路。據報道，法國的國家電

27、力電網公司和美國的國家郵電公司都有上千輛純電動汽車作為搶修車和郵件運輸車以及市區(qū)貨物中轉車輛在使用。</p><p>　?。?）政府部門用戶使用模式</p><p>　　由于電動汽車是新一代的零排放車輛，發(fā)展電動汽車有非常好的節(jié)能環(huán)保效益和社會效益，但是目前情況下，純電動汽車在性能和在使用成本方面還不能與傳統(tǒng)汽車進行正面的競爭，政府采購是各國政府支持電動汽車發(fā)展的重要手段，特別是美國政府，

28、為了支持純電動汽車的發(fā)展，為軍隊、警察和政府部門多次采購純電動轎車作為通勤車和工作車使用，例如軍隊的基地工作車、警察的巡邏車、政府部門之間的通勤車等，使用特點是使用區(qū)域相對固定，對車輛的性能有較高的要求。</p><p>　?。?）場地用車使用模式</p><p>　　場地用車也就是非道路用車。場地用車使用模式是指只在特定的區(qū)域內使用的，不在公共道路系統(tǒng)和高速公路系統(tǒng)使用的車輛使用模式。例

29、如高爾夫球場用車、游覽車、社區(qū)用車等。</p><p>　　3.2中國推廣純電動轎車需要注意的一些問題</p><p>　　根據對國外調研得到的純電動轎車運營經驗和天津市純電動轎車的示范運行數(shù)據，我們提出中國推廣純電動轎車需要注意的一些問題。</p><p>　?。?）純電動轎車的性能和配置</p><p>　　本著經濟實用的原則，根據使用模

30、式的不同，推薦純電動轎車的性能和配置</p><p><b>　?。ㄒ姳?.6）。</b></p><p>　　表2.6 純電動轎車的推薦性能和配置</p><p>　　（2）充電設備對配電電壓的要求</p><p>　　配電電壓380V/220V：大型充電機（快速充電）采用三相四線制、380V供電；小型充電機采用三相四

31、線制380V供電或單相220V供電，車載充電機一般采用單相220V供電。</p><p><b>　?。?）配電的要求</b></p><p>　　根據純電動轎車的數(shù)量及動力電池類型和電壓等級、使用模式和能源供給模式決定充電機（站）對配電容量的要求。單臺變壓器容量及單進線容量需滿足全部配電容量的設計要求。</p><p>　?。?）充電插口、充

32、電機、充電站的布點原則</p><p>　　目前，車用動力電池充電時間長，快速充電對電池壽命影響大的缺陷沒有根本的改變，對于純電動轎車來說，最經濟的充電方式是使用車載充電機，同時也減少了對基礎設施的依賴。</p><p>　　充電插口：結合停車場、小區(qū)和大樓停車位的建設，按照一車位配置一個帶計費裝置的充電插口的原則來布點。</p><p>　　充電機：主要滿足停車補

33、電的要求，按照每5～10輛車配置一臺帶計費裝置的充電機的原則來布點。</p><p>　　充電站：主要滿足快速、慢速充電；停車補電的要求，按照20輛以上才考慮建站、充電站規(guī)模取決于純電動轎車的數(shù)量和電池種類的原則來布點。</p><p>　　純電動轎車的能源供給模式和相關技術設備的分析</p><p><b>　　4.1充電設備</b><

34、/p><p>　　對于一輛電動車來講，蓄電池充電設備是不可缺少的子系統(tǒng)之一，它的功能是將電網的電能，轉化為電動車車載蓄電池的電能。電動汽車充電設備包括車載充電裝置、非車載充電裝置，充電設備中最主要的是充電機，按照充電功率的大小可以分為車載、小型、大型充電機。在今后的一段時間內，可充電蓄電池仍將主導電動汽車的動力源市場。</p><p>　　車載充電裝置，指安裝在電動汽車上的采用地面交流電網和車

35、載電源對電池組進行充電的裝置。包括車載充電機、車載充電發(fā)電機組和運行能量回收充電裝置。車載充電裝置通常是指使用結構簡單、控制方便的接觸式充電機也可以是感應充電機，直接從墻上取電。它完全按照車載蓄電池的種類進行設計，針對性較強。</p><p>　　非車載充電裝置，即地面充電裝置，主要包括專用充電機、專用充電站、通用充電機、公共場所用充電站等。它可以滿足各種電池的各種充電方式。通常非車載充電裝置的功率、體積和重量均

36、比較大，以便能夠適應各種充電方式。</p><p>　　隨著電力電子技術和變流控制技術的飛速發(fā)展，高精度可控變流技術的成熟和普及，分階段恒流充電模式已經基本被充電電流和充電電壓連續(xù)變化的恒壓限流充電模式取代。直到目前，主導充電工藝的還是恒壓限流充電模式。接觸式充電的最大問題在于它的安全性和通用性，為了使它滿足嚴格的安全充電標準，必須在電路上采用許多措施使充電設備能夠在各種環(huán)境下安全充電。</p>&

37、lt;p>　?。?）天津市示范運行的充電設施</p><p>　　天津市純電動轎車示范運行工作中，22輛示范運行純電動轎車采用的充電設施主要有：</p><p>　　每輛純電動轎車配置一臺車載充電機和一個充電插口；其中：XL系列轎車（配置鋰電池）的車載充電機功率5kW，幸福使者轎車（配置鉛酸電池）的車載充電機功率2kW。</p><p>　　建設一座具備20-

38、450V、0-200A萬能充電機4臺的綜合性充電站，在天津清源電動車輛有限責任公司的試驗試制車間建設一座綜合性充電站。</p><p>　?。?）充電設施的新進展</p><p>　　電動汽車充電機是涉及電力變流、自動控制、電池應用、現(xiàn)場通信、微機控制等領域的高新技術產品，可靠性和穩(wěn)定性要求高，部件的通用性和互換性十分重要。采用模塊化和總線結構是最優(yōu)途徑。</p><p

39、>　　例如非接觸充電裝置的典型代表應是新西蘭奧克蘭大學用時長達10年開發(fā)成功的IPT充電裝置。采用IPT (即非接觸式大功率充電系統(tǒng))技術研制的由2kW模塊組裝的電動車充電裝置，在新西蘭溫泉公園已連續(xù)運行數(shù)年。 </p><p>　　IPT的特點是：電動汽車與充電裝置之間沒有電氣接觸，不存在高壓絕緣問題，沒有隔離問題。發(fā)射天線可以完全隱藏在地面以下，地面沒有影響車輛運行的障礙物，對于場地十分狹小的城市，可節(jié)

40、約充電站占地面積。電源、效率較高，可以達到85%以上。系統(tǒng)完全工作在諧振狀態(tài)，實現(xiàn)了理想的零電壓、零電流換向，電磁騷擾問題得到有效緩解。發(fā)射天線與主機之間允許較長距離的傳輸，有利于充電站整體布局。 </p><p>　　IPT充電系統(tǒng)是一種發(fā)展前景良好的新型高頻開關電源充電裝置。以奧克蘭大學的技術為依托，30kW、60kW和70kW的IPT充電裝置已經開發(fā)成功。若用于大功率充電設備，提高充電電壓與降低價格之間還存

41、在一些需要解決的技術問題，如單接收模塊的功率提升、單模塊輸出電壓的提升，還需要解決一些技術問題。</p><p><b>　?。?）存在的問題</b></p><p>　　目前，我國的充電機大多采用可控硅充電機，而可控硅充電機是二頻電源，輸入電流與輸出電流基本一樣大，對于車載充電機，在家中220V的交流電源可能難以承受過大的充電電流，只能做到慢速充電。對公用的地面充電

42、機而言，快速充電可能需要幾百安培電流給電動汽車充電，若同時幾輛車在充電，那輸入電流太大，對電網勢必會產生影響。</p><p>　?。?）電動汽車充電技術的發(fā)展展望</p><p>　　電動車產業(yè)的快速發(fā)展，智能、快速的充電方式成為電動汽車充電技術發(fā)展的趨勢。如何迅速的、安全的、無損害的電池充電技術將是各國專家研究的方向。目前，脈沖開關電源充電機是電動汽車充電技術的發(fā)展方向，采用高頻電源后

43、大大減小輸入電流，不對電網產生諧波沖擊，對延長電池壽命，保持電池大容量儲電等方面具有獨特優(yōu)勢。</p><p><b>　　4.2動力蓄電池</b></p><p>　　動力蓄電池是各種電動車輛的主要能量載體和動力來源，也是電動車輛的整車成本的主要組成部分。動力蓄電池自身技術的提高和成組應用技術的發(fā)展成為電動車輛市場化和商業(yè)化的關鍵因素之一，如果動力電池技術取得突破，

44、能夠解決比能量低和充電時間長的缺陷，那么純電動汽車將會發(fā)生革命性的變化。</p><p>　　純電動汽車和混合動力汽車的儲能裝置主要是動力蓄電池。根據它的不同用途，動力蓄電池所起的作用和主要性能都有所差別。</p><p>　　純電動汽車行駛完全依賴電池的能量，電池的容量越大，可以實現(xiàn)的續(xù)駛里程越長，但是電池的體積和重量也越大，純電動汽車要根據設計目標、道路情況、行駛工況等參數(shù)的不同來選配

45、電池。</p><p><b>　?。?）發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　在經歷了鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉硫電池等多種類型的發(fā)展和探索后，目前純電動汽車使用的電池主要集中在閥控鉛酸動力電池、鎳氫動力電池和鋰離子（鋰聚合物）動力電池。</p><p>　　日本從事電動車用MH/Ni電池開發(fā)的代表性廠家為松下公司和豐田公司，美國的Ovnic公司

46、和USABC正在積極開發(fā)研究MH/Ni電池。目前我國已經開發(fā)出12Ah～100Ah的純電動汽車用高能量型鎳氫動力蓄電池，比能量達到65W·h/kg，這是目前的蓄電池中較高的；比功率350W/kg；由國家“863”動力蓄電池檢測基地獲得的數(shù)據表明，電池深度充放電（80%DOD）下的循環(huán)壽命達到1000次以上。鎳氫電池在高溫狀態(tài)下，正極充電效率變差，并加速正極板的氧化，使電池壽命縮短。負極儲氫合金加速氧化，并使儲氫合金平衡壓力增加

47、，儲氫合金的儲氫量減少，降低鎳氫電池的性能。鎳氫電池在充電后期，會產生大量的氧氣，如果安全閥不能及時開啟，會有發(fā)生爆炸的危險。鎳氫高功率型動力電池雖然仍有不足，但基于他本身的優(yōu)勢，仍然是近期電動車發(fā)展的重要選擇之一。</p><p>　　鋰離子動力電池作為一種新型的動力技術，使用時必須串聯(lián)才能達到使用電壓要求，單體性能上參差不齊并不全是電池生產技術問題；即使每一道工序都經過嚴格的檢測程序，每只電池的電壓、內阻、容

48、量一致，使用一段時間后也會產生差異。同其優(yōu)點相比，這些缺點不成為主要問題，特別是用于高科技、高附加值（如充電動轎車）產品中，因此應用范圍非常廣泛。</p><p><b>　　4.3消除諧波技術</b></p><p>　　純電動汽車采用的充電機為非線性負荷，在運行時會對電力系統(tǒng)產生一定的影響。消除諧波技術是特指消除電動汽車的車用充電機引起的諧波技術。充電機對電力系統(tǒng)

49、的影響主要體現(xiàn)在造成諧波污染和電網功率因數(shù)的下降等方面。需要采取一些切實可行的技術措施來降低或消除這些影響，目前沒有技術上的難度，也容易實現(xiàn)。</p><p>　?。?）電網的諧波限值</p><p>　　車用充電機是一種非線性設備，會產生諧波電流，對公用電網是一種污染。諧波注入電網會造成電能質量下降等負面影響。</p><p>　?。?）充電機（站）諧波治理對策&

50、lt;/p><p>　　1）增大單臺充電機的濾波電感</p><p>　　增大單臺充電機的濾波電感，可以降低單臺充電機的電流總諧波畸變率。這種方法最簡單，但隨著濾波電感的增加，會帶來更大的功率損耗，增加充電機的成本、重量等。</p><p>　　2）減小充電機功率變換單元等效電阻</p><p>　　根據充電機的輸出參數(shù)，選擇合適的功率變換單元的

51、拓撲結構，減小功率變換單元的等效阻抗。</p><p>　　3）采用三相功率因數(shù)校正技術代替普通三相二極管整流橋</p><p>　　采用三相功率因數(shù)校正技術代替普通三相二極管整流橋，可以提高單臺充電機的功率因數(shù)。</p><p>　　4）采用PWM整流器來獲得直流母線電壓</p><p>　　采用PWM整流器來獲得直流母線電壓，為一至多臺充

52、電機提供直流輸入， PWM整流器可以獲得單位功率因數(shù)。</p><p>　　5）充電站安裝電力有源/無源濾波器</p><p>　　充電站安裝電力有源/無源濾波器，對充電站的電流諧波進行統(tǒng)一的治理，達到抑制電流諧波的目的。當多臺充電機同時工作時，彼此之間抵消了一部分電流諧波，起到了輔助電力有源濾波器工作的功能。</p><p>　　第五章 天津市純電動轎車示范運行

53、的解析與我國未來電動汽車的展望</p><p>　　5.1天津市純電動轎車示范運行的解析</p><p>　　“天津市工況下的電動汽車運行考核試驗研究”是國家高新技術研究發(fā)展計劃（863計劃）項目，項目編號2003AA501930，已經通過了國家科技部的驗收。本項目投入了22輛純電動轎車進行了出租車（含俱樂部）、政府（含公共部門）、場地用車（含企事業(yè)單位）三種使用模式的示范運行試驗研究。通

54、過示范運行，探索并總結了純電動轎車運行的基礎條件、支撐環(huán)境、運行模式、技術以及政策支持、管理規(guī)范等方面的規(guī)律和經驗。自從國家電網公司將天津列為電動汽車示范運行試點后，天津電力公司與天津清源公司合作，利用已有的研究成果，進一步進行深入的研究。</p><p><b>　?。?）總體規(guī)劃</b></p><p>　　天津市電動汽車運行示范的短期、中期以及長遠發(fā)展的規(guī)劃按照

55、“小起步，快步走”的思路，制定天津市電動汽車運行示范實施計劃，逐步實現(xiàn)總體規(guī)劃規(guī)模。天津市電動汽車的運行示范工程分為三個部分展開，即在天津市區(qū)模擬出租汽車運營模式進行示范運行、政府部門之間公務通勤線路運行示范、警察在特定的區(qū)域內進行場地用車使用示范，進而實現(xiàn)以線帶區(qū)，以區(qū)帶市全面發(fā)展的目標。出租車使用模式</p><p>　　天津市區(qū)的交通流量大，人員密集，周邊環(huán)境污染嚴重，出租汽車保有量達3萬多輛，占市區(qū)交通流

56、量10%以上，針對出租汽車這一典型使用模式進行純電動轎車示范運行。我們在車上加裝了運行管理系統(tǒng)的車載記錄儀和智能信息單元，具有遠程運行監(jiān)控、標定、定位和車載記錄功能，通過設置一些參數(shù)來模擬國外的俱樂部使用模式和公共部門使用模式。</p><p>　　政府使用模式 </p><p>　　隨著政府機構改革的不斷深入，要求機關人員精干、工作效率高，而現(xiàn)有的配車體制還沒有考慮到處以下公務員

57、辦公的需要，在政府部門之間建立電動車的示范運行系統(tǒng)，正好能滿足這些公務員辦公的需要，同時可以提高政府的環(huán)保形象。在運行示范工程中，在天津市科學技術委員會、天津市公安交通管理局、天津市發(fā)展改革委員會3個電動汽車研究、管理以及產業(yè)化的政府主管部門所處的和平區(qū)繁華地段率先使用電動汽車，線路互為彼此的目的地，以此為中心，進一步擴大運行范圍，輻射與之相關的政府部門，逐漸形成政府間的通勤車。然后擴大運行規(guī)模，在現(xiàn)有的基礎上擴展到6輛車的規(guī)模，基本可

58、以滿足政府部門之間的公務通勤需要。我們在使用的過程中，設計了一些參數(shù)來模擬國外的個人用戶使用模式。</p><p><b>　　場地用車使用模式</b></p><p>　　勸業(yè)場派出所負責天津市最繁華的步行街——金街的治安管理等工作，金街（包括和平路和濱江道）整個步行街包括附近區(qū)域約10多平方公里的范圍，傳統(tǒng)的車輛不允許進入，為了進行場地用車使用模式的示范運行，投入

59、了5輛幸福使者純電動轎車，用于特定區(qū)域內的警察巡邏、通勤、公務等。我們設計了一些參數(shù)來模擬國外的企事業(yè)單位使用模式。</p><p>　　（2）項目進展與實施情況</p><p>　　成立了由天津市主管領導楊棟梁為組長，相關單位領導為成員的領導小組，負責管理協(xié)調示范運行的相關問題，建立協(xié)調機制。同時成立了由技術人員組成的技術支持小組，負責示范運行車輛的技術問題，建立了技術服務機制。制定了相

60、關管理制度，展開技術培訓，完善了天津市電動汽車發(fā)展規(guī)劃，制定了相應的實施細則。</p><p>　　完成了車輛的技術開發(fā)、車輛的準備等先期工作，配備了車載記錄儀、智能化充電機、故障診斷及安全管理系統(tǒng)，車載智能終端、GPS定位系統(tǒng)以及基于無限通訊網絡的高速數(shù)據傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛運行中央監(jiān)控管理調度。</p><p>　　先后投入運行純電動轎車22輛，按照公務用車和出租車的模式展開運行，同時針

61、對不同配置、不同運行條件車輛進行考核試驗和對比。投入純電動中巴車2輛，展開純電動中巴車的運行考核試驗。所有車輛累計運行里程超過10萬公里。完成電動汽車技術經濟性、相關政策環(huán)境、基礎設施規(guī)劃等軟環(huán)境的研究。</p><p>　?。?）示范運行中的故障統(tǒng)計與分析</p><p>　　對純電動轎車的可靠性進行考核是本項目的一項主要工作，也是廣大用戶關心的問題，純電動轎車是由多個子系統(tǒng)構成的一個復

62、雜系統(tǒng)，主要包括動力電池、驅動電機、變速箱、制動等動力系統(tǒng)，以及其它附件如空調、助力轉向等，各子系統(tǒng)幾乎都通過自己的控制單元（ECU）來完成各自功能和目標。概括的說，既有復雜的低壓電氣系統(tǒng)，又有高電壓、大電流的高壓動力系統(tǒng)。各子系統(tǒng)控制系統(tǒng)參數(shù)的相互影響，工作狀態(tài)的變化，傳感器與執(zhí)行器的失效，使得純電動轎車的故障定義和分析極其復雜，為了簡化可靠性試驗的工作量，提高工作效率，我們只對純電動轎車特有的故障進行了統(tǒng)計和分析，對與內燃機汽車一致

63、的底盤、車身和低壓電器的故障不在統(tǒng)計和分析之列。</p><p>　?。?）示范運行暴露的技術問題和解決方法</p><p><b>　　1）整車</b></p><p>　　由于動力電池沒有突破，電池比能量低引起的整車整備質量大、續(xù)駛里程短以及充電時間長的弊病依然存在，我們根據目前動力電池的技術水平，合理匹配的現(xiàn)有純電動轎車整車的城市工況續(xù)駛

64、里程最長為150公里左右，用作政府（含個體用戶、公共部門）使用模式比較合適，用于出租車使用模式顯得不足，解決的辦法是定點、定線和定使用區(qū)域。</p><p><b>　　2）電池及管理系統(tǒng)</b></p><p>　　在運行考核中，電池及管理系統(tǒng)暴露出比較多的問題。比如電池的一致性差、電池均衡系統(tǒng)均衡能力不足，過電流判斷條件和故障處理方式需要斟酌，SOC估計明顯偏差，

65、抗干擾能力有待提高以及檢測參數(shù)漂移明顯、充電接頭選型等。在示范運行剛開始階段，三輛裝有鋰離子電池的轎車不同程度地表現(xiàn)出電池不均衡的現(xiàn)象，B2-10、A2-5表現(xiàn)更為明顯，首先不均衡電池較多，其次單體電池電壓最高值與最低之間極差比較大，電池均衡系統(tǒng)的均衡能力不足。改進措施：電池研發(fā)部門提高電池的一致性，在提供給整車單位時應作好篩選工作，加大電池均衡系統(tǒng)的均衡能力，加快電池均衡時間。</p><p><b>

66、;　　3）電機控制系統(tǒng)</b></p><p>　　電機控制器作為XL純電動轎車動力輸出單元的直接控制裝置，其性能的優(yōu)劣對整車性能有影響。在運行考核中，電機控制系統(tǒng)也暴露出一些問題，比如倒車限速、上電電阻值偏小。均采取相應措施得以解決。</p><p><b>　　4）監(jiān)控服務系統(tǒng)</b></p><p>　　電動汽車示范運行電子地

67、圖跟蹤程序中電子地圖位置顯示明顯偏差，在示范運行過程中，通過在市內多地點的重新標定，提高了定位精度，基本實現(xiàn)對車輛的跟蹤。</p><p>　　5.2我國未來電動汽車的展望</p><p>　　作為未來汽車工業(yè)的發(fā)展方向之一，電動車給予了中國民族品牌追趕外資企業(yè)的機會。其中，比亞迪在2008年已推出插電式混合動力車F3DM，2009年推出純電動轎車E6；而奇瑞在2008年已推出輕混、中混版

68、A5，2009年推出QQ、S18、瑞虎等多款純電動車。</p><p>　　面對中國這一全球最大的汽車市場，外資車企也自然不甘落后。大眾、寶馬、奔馳等著名品牌都相繼推出了自己的電動車計劃和相關產品。其中大眾全球第一個電動車示范車隊正式投入運行，并為公眾提供免費的穿梭交通服務；而此前，寶馬純電動車MINIE中國實路測試項目也已在北京展開，未來將向更多城市推廣。</p><p><b&g

69、t;　　5.3結語</b></p><p>　　我國是人口大國，隨著經濟的發(fā)展我國已成為全球第二大汽車占有國，汽車尾氣已成為我國最大的環(huán)境污染問題。環(huán)境污染成為我國對外的政治問題。伴隨著環(huán)境問題的同時能源危機也成為阻礙我國經濟發(fā)展的一大因素。由于電能來源廣泛，我國發(fā)展核能潛力巨大，風能，水能，熱能等資源豐富。為發(fā)展純電動汽車提供了巨大的幫助。發(fā)展電動汽車不僅只是節(jié)能，還減少汽車的污染。提高我國汽車行業(yè)

70、在國際上的競爭力。這需要我們的科研人員不斷努力創(chuàng)新，需要消費者的大力支持。才能使我國在這方面有長遠的發(fā)展。</p><p><b>　　謝詞</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導師xx的指導與督促，同時感謝他的諒解與包容。沒有他的幫助也就沒有今天的這篇論

71、文。求學歷程是艱苦的，但又是快樂的。感謝我的輔導員，謝謝他在這兩年中為我們全班所做的一切，他不求回報，無私奉獻的精神很讓我感動，再次向他表示由衷的感謝。在這兩年的學期中結識的各位生活和學習上的摯友讓我得到了人生最大的筆財富。在此，也對他們表示衷心感謝。</p><p>　　謝謝我的父母，沒有他們辛勤的付出也就沒有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻給你們！</p><p>　　本文參考了大