1. 研究目的与意义
随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向,而电动汽车是未来汽车发展的主流。主要对电动汽车动力系统进行整车建模,建立变速器模型,研究不同传动比、电池容量等参数对汽车动力性的的影响。
2. 国内外研究现状分析
德、日、法、美这几个汽车工业发达国家,到目前为止都已研制出实用的电动汽车,其中包括大客车、轿车、摩托车等。美国几大主要汽车制造商已广泛深入的开展了电动车的研究。其中通用汽车公司是电动汽车行业的领导者。通用与美国能源部合作,用mh-ni电池取代铅蓄电池,使电动车一次充电行使距离达到160km,他们计划在2004年开始生产燃料电池的电动汽车。1991年美国三大汽车公司签定协议,合作研究电动汽车用先进电池,成立先进电池联合体。同年7月美国电力研究院参加了美国先进电池联合体,10月布什总统批准了2.26亿美元拨款资助此项研究。福特汽车公司投资1.5亿英磅开发电动汽车,1993年研制成功,现已生产81辆,分赴美国各地进行试运行,采用480个钠硫单元电池,取代原来的铅酸蓄电池。通用汽车公司1990年在洛杉矶展出冲击电动骄车,1994年生产50辆。1991年1月美国电力研究院,1995年美国电力研究院、克莱斯勒公司与南加州爱迪生公司共同开发50辆电动货车。1995年3月统计数据,美国现有190家电动汽车生产企业,共有电动汽车2000多辆。日本东京电力公司1988年联合日本电池公司共同开发tza电动汽车,体现了当时最新技术水平,空载量1573kg,装有288v镍镉电池,四台直流无刷电机,输出功率为100kw,最高车速176km/h,每次充电后以40km/h行驶里程达548km。法国标致雪铁龙与雷诺两大汽车公司一直在积极研制,1990年的j-5和c-25电动货车投入生产,1995年将标致106和雪铁龙ax电动车投入生产。法国能源部、标致雪铁龙公司和罗切里市签定协议从1993年9月开始,该市试用标致106和雪铁龙ax改装的电动轿车各25辆,并在该市建9个公共地面充电站,3个快速充电站,1994年7月50辆电动轿车已行驶32..7万公里,法国政府计划在巴黎等27个城市中继续推广电动车。 德国早在1900年波许公司就生产了早期的电动汽车。1972年开始欧宝公司研制电动汽车,1981年与abb公司合作改装电动轿车。80年代初期奔驰生产电动大客车,至今还有十辆在运行中。德国政府科技部资助1.7亿马克开发电动汽车;1991年科尔州将300辆电动汽车投入运行,德国奔驰、大众两大汽车集团合资建立开发机构。 其他国家和地区如丹麦、奥地利、捷克、匈牙利、俄罗斯、澳大利亚、墨西哥等都在开展和研制电动汽车。特别值得关注的是亚洲许多新发展国家和地区,近30年来经济发展迅速,人民生活提高很快,80年代中国香港从欧洲及日本进口15辆电动汽车,1983年香港政府通过规定,免除电动汽车的首次登记税,即电动汽车价格为燃油车二倍时也与燃油车价格相当;泰国每月出售500辆电动三轮车;马来西亚1995年投产;中国台湾1987年开始中华汽车公司外销电动车。亚洲电动汽车发展的前景令人乐观。
我国电动汽车发展状况。本世纪40年代重庆进行过电动汽车的研究与试验,条件所限未能实现。1958年研制工作半途而废,在1962年上海公用事业研究所进行蓄电池微型汽车研究,制成swd-s2电动汽车。满载量为968kg,电机功率为2.5kw,蓄电池比能量为23.8wh/kg。行驶车速达到28.4km/h。一次充电持续行程为82.8km,实际运行了几千公里。电池循环寿命达110次,当时该车每百公里耗电费为1.95元,蓄电池折旧费为8.6元。当时汽油车每公里汽油消耗费为3.65元,由于蓄电池技术没过关,寿命太短,不得不终止。在70年代,研究锌空气电池与钠硫电池没有取得实质性进展,80年代在北京、天津、上海、洛阳、武汉、杭州、珠海等地研制电动汽车,12月成立了中国电工技术学会电动车辆研究会,组织了多次学术交流,起了一定推动作用。我国已经研制成多辆电动汽车,已列入国家计委八五项目的清华大学研制电动中型面包车,四川内江中山湖电动微型汽车新宁汽车厂电动敞篷轿车,拖拉机研究所ly5010ec电动轿车,珠海伟达电动轿车,郑州华联机场电动牵引车及hl-42轿车投入市场,长江动力公司双层电动大客车,中国远望总公司1990年开始与北京理工大学、国防科技大学、河北胜利客车厂及北京市电车公司联合对电动汽车进行了调研与深入论证,关键技术大功率交流感应电动机驱动控制部分从美国合作引进,1996年在首都北京亮相两辆美观大客车。发展电动汽车要从实际出发根据我国实际能达到行驶车速达50-70km/h,一次充电续驶里程达100km,单价为燃油汽车的两倍左右。有五种车辆有广泛的发展前途:城市大中型公共客车;机场摆渡车;城市公用事业服务车,如清洁车;中小型商业送货车;游览场所观光游览车,高尔夫球车等。也可以搞一些上述用途的豪华型客车。
其他研究概况详见附件文献综述
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
(1)对电动汽车动力系统进行整车建模,包括车辆模型、电机模型、电池模型等;
(2)建立变速器模型,分析不同档位对电动汽车动力特性的影响;
4. 研究创新点
利用AMESim进行建模
