电动汽车的发展现状与趋势大学本科毕业论文.doc

毕业设计说明书(论文) 论文题目: 电动汽车的发展现状与趋势 专 业: 汽车电子技术 班 级: 汽电12-1班 学 号: 1268042 姓 名: xx 指导教师: ee 2014年12月8日四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学 生姓 名顾云平学 号1268042班 级汽电12-1专 业汽车电子技术论文题目电动汽车的发展现状与趋势指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式备 注魏运全高级工程师四川信息职业技术学院汽车电子技术专业18111361321魏老师论文内容：按照毕业论文要求：（1）发展电动汽车的意义（2）电动汽车的发展简介（3）电动汽车的节能及结构（4）电动汽车的发展（5）电动汽车的发展趋势进度安排：第5周：任务下达，进行选题； 第68周：选题及查找相关资料； 第910周：确定选题方案； 第11周：收集资料，对资料整理；第12周：中期检查，及时发现问题； 第1314周：整体设计与分析，确定初稿；第15周：整理报告，最终定稿； 第16周：答辩。主要参考文献、资料：1主编：臧杰阎岩 汽车构造 第二版 2011年 机械工业出版社2主编：陈清泉，孙逢春，祝嘉光电动汽车技术第二版 2002年 北京理工大学出版社3主编：ErnestHWakefield电动汽车发展史第二版 1992年 北京理工大学出版社4主编：周苏 电动汽车简史 2010年 同济大学出版社5作者：余志生汽车理论 第五版 2006年 机械工业出版社6主编：何洪文,于晓江,陈逢春电动车辆设计中的匹配理论研究 2012年 北京理工大学学报7主编：陈清泉,孙逢春,祝嘉光现代电动汽车技术 2002年 北京理工大学出版社8主编：顾晔电动汽车供电技术的研究及发展 2006年 汽车科技审批意见教研室负责人：年 月 日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。目 录摘 要II第1章 电动汽车发展的意义1第2章 电动汽车的发展简介22.1 电动汽车的历史22.2 电动汽车的分类3第3章 电动汽车的优点及结构43.1 电动汽车的优点43.2 电动汽车的结构形式5第4章 电动汽车的发展74.1 国外电动汽车的发展现状74.2 国内电动汽车的发展现状8第5章 电动汽车的发展趋势105.1 铝制电动汽车技术105.2 电动汽车的发展实例115.3 无线充电技术13总 结16致 谢17参 考 文 献181 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)摘 要本文主要是以电动汽车的发展现状与趋势作为主要介绍，其中讲解了电动汽车的基本简介和电动汽车的基本结构，在未来汽车的发展中电动汽车必然是重中之重。现今发展以电动汽车为代表的新能源汽车是我国汽车产业提升国际地位，特别是提高国际竞争力的重要措施。而本文以国内外电动汽车做为对比更能说明电动汽车未来的发展方向与趋势，虽然电动汽车已成为当前应用前景最广、应用价值最大、开发有效率最高的一种交通工具，受我国基本国情的影响，环保型与节能型汽车必然会受到越来越多的关注与喜爱，但是，我们清楚的认识到的是，电动车离真正普及还有很远的路要走电动车的未来是光明的，只是要如何踏过这段通往光明的荆棘路，还需要更多的创新和合作。关键词 电动汽车；发展现状；发展趋势II第1章 发展电动汽车的意义从1769年法国居诺制成世界上第一台蒸汽汽车起，到如今的现代化汽车工业，汽车已经历了200多年的发展。并逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。而随着人口的不断增长和汽车使用量的连续扩大，汽车对石油等化石能源的依赖以及由此造成的环境破坏，也越来越引起人们的重视。能源稀缺、环境污染引起人们对汽车环保节能的要求，电动汽车也越来越吸引人们的关注。因此，对于汽车工业起步较晚的我国来说，顺应市场发展的需要，提升汽车工业的实力，研究发展电动汽车有着一定的必要性。加快电动汽车发展，对中国实现汽车产业振兴、建设汽车强国之梦提供了难得的历史机遇，对保障能源安全、实施节能减排也具有重要意义。首先，推广应用新能源汽车能有效的改善和缓解汽车尾气排放对环境的压力；二是对汽车工业发展至关重要。新能源汽车涉及到许多新技术、新工艺是未来汽车工业的发展方向，发展新能源汽车能够提升汽车工业的核心技术竞争力，推动传统汽车产业转型升级。1、有利于摆脱对石油资源的过度依赖，保障国家能源和经济安全2、有利于减少污染物和温室气体排放3、有利于实现中国汽车产业的跨越式发展4、可以带动相关产业发展，培育新的支柱产业在二一世纪的今天环境问题毅然成为了当今社会的首要关注方向，而电动汽车的发展就成为了解决环境问题的一大目标。所以发展电动汽车的意义不言而喻。第2章 电动汽车的发展简介2.1 电动汽车的历史电动汽车的历史并不比内燃机汽车短，它也是最古老的汽车之一，甚至比奥托循环发动机(柴油机)和奔驰发动机(汽油机)还要早。苏格兰商人罗伯特-安德森在1832年到1839年之间(准确时间不明)研发出电动车。图2-1 19世纪的汽车在19世纪末20世纪初迎来经济繁荣的美国，人们的收入快速增长，汽车开始流行起来。1899年和1900年，电动车销量远远超过其它动力的汽车。电动汽车相比同时代的其它动力汽车具有非常明显的优势，它们没有震动，没有难闻的废气，也没有汽油机巨大的噪音。汽油机汽车需要换挡，令其操控起来比较繁杂，而电动车不需要切换挡位。虽然蒸汽机汽车也不需要换挡，但却需要长达45分钟的漫长的预热时间。并且蒸汽机汽车加一次水的续航里程，相比电动车单次充电的续航里程更短。由于当时只有城市中才拥有良好路面，大部分时候汽车都只能在本地使用，因此电动车续航里程短的问题并没有成为阻碍其发展的原因。相对于汽油发动机汽车，电动车不需要人力起动和频繁的换挡，成为大部分人的选择。当时的基本型电动车售价在1000美元以下，但也发展出电动豪华车，它们的外形被设计得非常华贵，拥有宽敞的座舱，座舱内则用上价格不菲的高级材料。在1910年时，这类电动豪华车的均价达到了3000美元。电动车最初因为缺乏充电配套设施而阻碍了发展，但是随着电网的高速发展，到了1912年，很多美国家庭都已经通电，从而能够在家中完成充电。在世纪之交，有40%的美国汽车采用蒸汽机，38%的汽车采用电力驱动，22%的汽车使用汽油动力。美国的电动车保有量达到33842辆，电动车在19世纪20年代大获成功，销量在1912年达到了顶峰。2.2 电动汽车的分类电动汽车按照动力方式主要分为纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车。表2-1 电动汽车分类类别介绍纯动力纯电动汽车是由电动机驱动的汽车，电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量存储装置。电动汽车具有能源多样化、结构简单、维修使用方便等诸多优点，它的充电可以利用夜晚用电低谷时间完成，这可大大缓解供电、用电矛盾中对电力储备能力的要求。但至今纯电动汽车仍未达到广泛普及的实用阶段，最严重的问题是动力电池技术上的困扰，能量密度低、续驶里程短、充电时间长等。混合动力指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：可消耗的燃料或可再充电能/能量储存装置。燃料电池以燃料电池作为动力电源的汽车。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高23倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。第3章 电动汽车的优点及结构3.1 电动汽车的优点1.环境污染小 这是电动汽车最突出的优点,电动汽车使用过程中不会产生废气，与传统汽车相比根本不存在大气污染的问题。有人说电动汽车使用的二次能源电能在火力发电厂产生时污染了大气，它只是把污染从城市转移到了郊区。事实上，电动汽车并不是简单地将空气污染改变了地方，相对传统汽车，它确实做到了减小了污染。2.无噪音，噪声低这是电动汽车最直观的特点。现在大城市中汽车噪声已经成为一种比较严重的污染，减少噪声污染也是对今后汽车工业的考验。汽车发动机噪音是行驶过程中主要噪声来源，与燃油车相比，电动汽车在这方面有绝对的优势。它在行驶运行中基本是宁静的，特别适合在需要降低噪声污染的城市道路行驶。3.高效率这是电动汽车能源利用方面最显著的特点。在城市中，道路上车辆行驶较多，而且经常遇到红绿灯，车辆必须不断的停车和启动。对于传统燃油汽车而言，这不仅意味着消耗大量能源，而且也意味着更多汽车尾气排出。而使用电动汽车，减速停车时，可以将车辆的动能通过磁电效应，“再生”地转化为电能并贮存在蓄电池或其他储能器中。这样在停车时，就不必让电机空转，可以大大提高能源的使用效率，减少空气污染。4.结构简单，使用维修方便，经久耐用 这是电动汽车运行成本方面的最大亮点。与传统燃油汽车相比，电动汽车容易操纵、结构简单，运转传动部件相较对少，无需更换机油、油泵、消声装置等，也无需添加冷却水。如果有好的蓄电池，它的使用寿命也比燃油车长。5.使用范围广，不受所处环境影响这是电动汽车另一优势所在。在特殊场合，比如不通风、冬天低温场所，或者高海拔缺氧的地方，内燃机车要么不能工作，要么效率降低，而电动车则完全不受影响。3.2 电动汽车的结构形式图3-1混合电动汽车主要构造电动汽车的构造主要包括：电力驱动及控制系统（操控类电气设备、混动模块等）、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。图3-2 电动汽车部件结构蓄电池电动车是由动力蓄电池向电动机供电从而驱动汽车行驶，是目前运用最广泛的电动车，其结构主要由动力蓄电池（车载电源）、控制器、接触器、控制电路、附加电路、DC/DC、DC/AC、电动机、变速器、附加电器、车身等组成。蓄电池电动车是由多个动力蓄电池串联组成的电池组为电动车供电，电池组一般是36V400V的直流电源，为了便于向一些低压用电设备供电，动力电池组还有DC/DC转换器。动力电池组采用并联或者串联的方式进行组合，在EV（电动汽车）上占据很大一部分有效的装载空间，在布置上有相当的难度，通常有“集中”布置和“分散”布置两种形式。图3-3 直流电机及控制器和交流感应异步电动机控制器是电动车大脑，它控制着电池电量的输出、电动机的转速、转向、过载保护、能量反馈等等，目前使用的控制器分为两大类：直流控制器和交流控制器。直流控制器使用比较广泛的是串励电机控制器和他励电机控制器，在使用方面也都有各自的优势。目前交流控制器现在技术上也有了很大的提高，比如变频调速，但是由于成本高所以在使用范围上受到了很大限制。电动机是整个电动车的动力输出部分，就像汽车的发动机。现在电动车上使用的电动机以直流电动机为主流，交流电动机目前在电动车上还没有得到广泛应用。直流电机在电动车上应用最广泛的主要有串励电机和他励电机。交流电动机的使用还是以三相交流异步电动机为主。第4章 电动汽车的发展4.1 国外电动汽车的发展现状1、美国：投入1亿美元研发电动汽车电池美国汽车产业从很早就开始开展电动汽车领域的研究。近年来，以通用汽车为代表，美国汽车企业在纯电动汽车、燃料电池汽车的科研与市场化方面取得了显著的成绩。其中，沃蓝达品牌已经成为全球知名的电动汽车产品代表。德尔福公司则已经实现电动汽车在4小时内安全充电，并在混合动力汽车方面拥有100多项的专利。美国能源部阿岗实验室主任莱瑞在电动汽车在美国：市场、研发和策略的演讲中便透露，美国电动汽车电池研发1亿美元，到2015年的目标是混合型电动汽车300美元千瓦每小时。2、日本：每日已卖出1000辆电动汽车日本经济产业省井上悟志在日本电动汽车发展战略实施及成果的演讲中表示，电动汽车日本现在每日可以卖出1000辆。日本长崎县产业劳动部政策监铃木高宏介绍说，长崎的电动汽车发展情况不光仅是电池的创新，而且有电网的创新。长崎将用智能电网将日本建立成一个生态岛屿，提供包括充电在内的各类信息，建立循环网络。丰田公司松本真一透露，迄今为止，日本的混合动力汽车已经实现节油100亿升。早在20世纪70年代日本政府就已将电动车的发展列入汽车工业的产业规划，并且为电动车发展制定了诸如建设和改造充电站、研制新技术的蓄电池等计划。目前已有多款车型在全球范围上市，并且一直保持电动车销量头把交椅的依旧是日系电动车。3、德国：2020年成为电动汽车佼佼者为了推动电动汽车的发展，抢占全球电动汽车市场，德国动员了政界、学术界、与此相关的产业界、工会和社会团体的力量，并形成了一个联邦级的协调平台。这个平台下面有7个技术和政策方面的攻关小组或团队。除此之外还包括培训与资质。换言之，进入这一领域的职工必须经过培训和考试。经过考试获得相关的资质之后，方可进入这一领域工作。更重要的是，德国专家已经在考虑零部件的统一和生产的标准化问题。从德国展会传出的消息称，汽车充电的电桩和接口，德国已经实现了标准化。用德国人的话说，制定电动汽车标准是抢占国际电动汽车市场非常关键的一步。德国的奋斗目标是，在2020年前后成为电动汽车的主要供应商和主导市场。德国把实现这一目标视为能否“在工业、经济、科学和工艺技术上继续扩大德国领先地位的机会与挑战”。实现这一目标就意味着从长远的角度保障了德国的就业，并创造了新的价值。在2020年之前还可增加3万个新的工作岗位。从这里可以看出，德国把推动电动汽车的发展看作是提升整个国民经济的战略机会。把握住了这一战略机会，就可保持并扩大德国在工业、经济和科技方面的领先地位，确保德国人的福祉和就业。4.2 国内电动汽车的发展现状图4-1 2014上半年国内电动车主要销售十大城市销售城市：纯电动汽车主要销售在北京、南京、杭州等早先一批的试点运行城市。其中，北京地区纯电动汽车上牌量居高，2014年上半年605辆;其次是南京490辆中国电动汽车重大科技项目的研发开始于2001年，经过两个五年计划的科技攻关以及奥运、世博、“十城千辆”示范平台的应用拉动，中国电动汽车从无到有，技术处于持续进步状态，建立起了具有自主知识产权的电动汽车全产业链技术体系。到2010底，全国共有25个城市加入“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广工程，50多家企业的184个车型进入节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录，各地示范运行各类电动汽车超过1万辆，示范运行里程超过2亿公里，累计载客90亿人次以上。电动汽车关键技术总体水平和应用规模位于国际前列，部分领域实现突破性进展。同时，中国的电动汽车在产品研发及示范推广方面已经取得了举世瞩目的成绩。截至2012年6月底，共有83家企业的454款节能与新能源汽车产品进入节能与新能源汽车示范推广推荐车型目录。截至2012年3月底，25个示范城市累计推广节能与新能源汽车超过1.9万辆。其中，公共服务领域1.68万辆，建成充（换）电站170座，充电桩6400余个，载客超过90亿人次。经过十年一剑的历程，中国的电动汽车已经开始从研究开发的阶段进入了产业化的阶段，冉冉升起的中国电动汽车产业正在呈现出蓬勃的生机。当前，在各种新能源汽车的技术路线中，以混合动力、纯电动汽车和燃料电池汽车为代表的电动汽车被普遍认为是未来汽车能源动力系统转型发展的主要方向，已经成为世界汽车强国和主要汽车制造商发展重点。中国已经是世界汽车产业大国，但“大而不强”，中国未来的汽车工业必须探求新的思路。电动汽车产业有望为中国汽车工业开拓新的增长点。未来10年是中国新能源汽车发展的战略机遇期，中国高度重视电动汽车的发展，在2011年3月出台的“十二五”规划纲要中，中国把新能源汽车列为战略性新兴产业之一，提出要重点发展插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车技术，开展插电式混合动力汽车、纯电动汽车研发及大规模商业化示范工程，推进产业化应用。未来中国电动汽车将迎来新一轮的高速发展。第5章 电动汽车的发展趋势5.1 铝制电动汽车技术由于电动车发展、大气污染、材料循环利用等诸多问题，铝材替代正在成为汽车轻量化的解决方案之一。奇瑞路虎揽胜极光在常熟下线，这是奇瑞路虎第一款国产车型。奇瑞路虎焊接车间的一位工程师向现代快报记者表示，国产化揽胜极光主要在引擎盖上用铝材。不仅是奇瑞路虎，奥迪很早就启动了“高度铝制轿车”项目，开始研发铝制轻型车身架构，并在奥迪A8车身上运用。由于铝材成本较高，所以目前大比例使用铝材的车型还集中在豪华车领域。实际上，由于电动车发展、大气污染、材料循环利用等多方面的原因，铝材替代已经成为汽车轻量化发展趋势之一，如何使用铝材降低车身重量成为车企追求的方向。以路虎第四代揽胜的全铝车身为例，全铝车身相对同等强度的钢结构车身轻180kg，加上内饰件和动力总成等部件，整车减重最多达到420kg，相当于5名成年人的重量。汽车轻量化会使铝合金在车辆上的运用更加广泛，车用铝材将是常铝股份未来重要的发展方向，目前车用铝材的业务占比为40%，以后会远远超过这个比重。在现在的情况下铝制车能减重多少呢？般情况下，交通工具的重量减轻10%，燃料可以节省8%；交通工具每使用1公斤铝，可降低20公斤二氧化碳排放。铝的密度约为钢的1/3，铝代替钢制造汽车，可使整车重量减轻30%40%，制造发动机可减重30%，铝质散热器比相同的铜制品轻20%40%，铝车轮可减重30%左右。然而铝材更轻，会不会不安全呢？全铝车身吸收的撞击力量比钢还要大，因此更能保证车内驾乘人员的安全。因为铝的优良特性，今天铝合金已被广泛使用到汽车各部位，如仪表台及发动机支架、铝合金车轮、悬挂系统零件、保险杠防撞梁、汽缸、车门及热交换器等。所以说如果铝合金全面替代，则对车辆零部件结构设计以及车辆整体安全性设计提出了更高的要求；同时，厂商原先的焊接生产线就要全面改造，这些问题都是系统工程问题。铝合金的大量使用，可能更适合于全新生产线的中高端车型。图5-1铝制骨架电动汽车在北美，铝材替代已经走在全球前列，开始普及到高量产车。如果说特斯拉ModelS使用全铝车身设计还是富人的游戏，在今年初的底特律车展上，福特发布的2015款F-150车型则吹响了全铝材料普及的号角。全新一代福特F-150的车身将经过轻量化处理，这包括新车的发动机盖、前后保险杠、车门以及底盘悬挂，相比现款F-150，新车整备质量将减轻340kg。动力方面，全新一代福特F-150或将搭载的是一台2.7L V6涡轮增压发动机，日前官方并未公布该发动机的具体参数。传动系统方面，与之匹配的是一台8速自动变速箱。F-150是全球首款采用全铝车身的高量产车，采用全铝车身后，整车重量将减轻317kg，燃油经济性有望提高15%20%。据悉，F-150是福特旗下的经典皮卡，多年高踞美国的十大畅销车榜首。 F-150在北美售价3万美元左右，属中端车型。福特F-150采用全铝车身，标志着传统整车厂大规模用铝合金材料的开始，全铝车身开始向中端车普及。目前最有希望普及的恰恰是电动汽车。在相同续航里程情况下，由于铝制电动车携带的电池重量小于钢制电动车，全铝车身比钢制车身需要的电池容量减少。尽管全铝车身成本较高，但由于节约电池成本，使全铝电动车具有价格优势。5.2 电动汽车的发展实例电池是电动汽车最昂贵的元件。一般情况下，电池元件在多家不同工厂中生产。例如一家工厂负责使用原材料制造电极，另一家负责组装电池颗粒，还有一家负责组装电池模组。而特斯拉的“超级工厂”将涵盖所有这些制造环节。美国的电动汽车市场上卖得最火爆的品牌当属日产和特斯拉，其它厂商销售情况相对一般，但是下面5个原因足以让我们相信，电动汽车销售会呈现井喷现象。图5-2 特斯拉电动汽车1.美国电动车销售在持续上升相比2012年上半年，由日产和特斯拉领衔，电动车销量增加了两倍;在欧洲雷诺也很成功地销售了电动汽车。在美国，销售额从7000增加到了25000辆。相比全美上半年800万辆汽车的销售额虽然只是篮子里的一滴水，但是25000电动车中，日产卖了12000辆;特斯拉没给具体数字，但承诺今年将卖到20000辆ModelS;福特Focus电动车卖了1000辆，紧跟的是三菱i-MiEV，后面的丰田RAV4、本田Fit、雪佛兰SparkEV等加起来也不过1000辆。2.电动车价格正在下降日产价格现接近6400美元;福特在3年内价格下降了近1000美元;三菱提供了1000美元的退税;如果电池科技继续加强，就可以大规模地驱动降价。最关键的降价动力来自于市场驱动，当确保有足够的人愿意买电动车时，降价是最合理最不影响厂家利润的。3.电动汽车的里程需求许多人每天的里程范围是2040英里，公共充电站也越来越多。所以像ModelS那样充一次电最高可达300英里的里程是没什么问题的。如果要出远门，可以准备一个备用电池，这样就会万无一失。4.电动汽车发能源便宜造电比使用内燃机要便宜3倍，按美国国家水平来算，每千瓦时花费11-12美分;汽油单价每加仑要一美元多一点;整个按汽车相同里程耗费算，用电要划算。在家里充电应该很划算，如果公共充电站在一定规模、或者采用新技术，比如感应充电，将有望把充电价格拉低。5.越来越多好电动车会涌入市场特斯拉传闻将会出平民款ModelE,价格约3000美元;BMWi3则是第一家使用碳纤维减肥的汽车厂商;梅赛德斯-奔驰SLSAMG电力驱动可产生580马力，4秒内加速到60英里mph时速;这些都会推动电动汽车的销售，而世界上大大城市，譬如北京、墨西哥都有着巨大的市场。今年早期电动车销售量累计达到了10万辆，是电动车上的里程碑，今后电动车会变得更便宜更实用。短期内依靠促销及国家补贴来打开市场、扩大销量，长期内靠技术不断革新，让它真正便宜起来。估计10年后电动汽车会像过去混合动力车那样替代老汽车。5.2 无线充电技术随着全球城市化的发展，汽车拥有数不断攀升，空气污染持续加剧，电动汽车的发展为解决这一问题提供了新的思路。可持续发展、娱乐、科技支撑了电动汽车的发展。电动汽车以环保无污染的优势赢得消费者青睐，成为理想出行选择。图5-3 电动汽车充电不便问题备受诟病我国为扶持电动汽车发展出台了一系列政策。2014年2月8日，国家发改委等单位联合发布通知宣布，原有新能源补贴2014年和2015年补助标准相比2013年降低10%和20%，此次国家宣布，补贴金额逐年缩减幅度降低调整为2014年和2015年相比2013年分别降低5%和10%，以鼓励消费者购买新能源汽车。电动汽车，是新一代能源解决方案，代表着未来的发展方向。“电动汽车的设计面临安全性、全新概念以及技术性挑战，尤其是电池和充电问题的挑战。”电动方程式控股公司总经理Juan Carlos坦言。电动汽车的电池蓄电能力低下，车主常常忘记充电以及充电不便问题一直备受诟病。如果出现便捷充电方式，无疑会进一步促进电动汽车的发展。1、高通Halo无线充电技术走进赛车据悉，美国高通公司为拓展其在电动汽车无线充电技术的实力，早在2011年就收购了新西兰奥克兰大学电动汽车非接触充电部门HaloIPT。除了收购HaloIPT外，高通还与奥克兰大学旗下的商业化公司Auckland UniServices签署长期研发合作协议，以推动在采用感应电力传输方式无线电动汽车充电领域的进一步研发。图5-4 搭载高通无线充电技术的赛车高通在2014年首届电动方程式锦标赛(Formula E)中推出Halo车用无线充电系统。Halo无线充电系统包含四个部分：供电组件、充电板、车载接收板和车载控制器。它的原理是利用磁共振效应实现地面充电板与电动车充电板之间的能量传输，从而对电动或混动车辆的动力电池组进行非接触式充电。这个充电过程无需使用传统的电缆即可进行，车主仅需要将车辆停放在Halo的充电板上方即可实现方便、省时充电。“高通公司无线充电技术为2014年首届电动方程式锦标赛的领航车(宝马i8)和医疗车(宝马i3)实现了无线充电。”“Halo无线充电系统可达90%高效充电效率，超过线缆充电效率。Halo无线充电系统功率可达20kW，这样的功率下，充满85kWh的特斯拉MODEL S P85的电池组仅需不到5小时。”高通无线充电总经理Steve Pazol举例道。在杜绝危险隐患方面，高通密切关注各国人体安全法规，并为Halo设定了防护程序，支持异物侦测和生物体保护，一旦处于工作状态的充电板上有异物或生物体出现，Halo无线充电系统将自动停止充电作业，以避免危险。Halo还与车主智能手机相连接，会将相关信息发送手机客户端，譬如充电中断会向车主智能手机发送通知。Halo无线充电系统灵活度较高，对电池的类型并没有选择性，可支持各种型号电池，“目前市面上的电动以及混动车型所采用的镍氢电池、锂离子电池、甚至铅酸电池等都可以通过Halo无线充电系统进行充电。”Steve Pazol介绍。Halo无线充电系统支持接触式和埋入式等充电板，从而增强不同厂商充电板的互操作性。2、边行驶边充电将成为现实中国电动汽车市场取得突破需得益于国家宏观政策的支持，OEM厂商仍需努力，发展方向上也要取得创新，无线充电技术的进步无疑推动了电动汽车的发展。纵观无线充电的思路，可见无线充电的发展历程为静态无线充电向半动态无线充电发展，未来将过渡到任何时间任何地点无需插入式电缆即可实现高速无线充电。比如电动方程式锦标赛赛道两旁的接收板可在电动赛车疾驰而过的瞬间为其充电。高通表示，未来将实验把无线充电发射器埋在部分路面之下，届时电动车可以在这些路段实现边行驶、边充电。无线充电技术将逐步推向乘用车。这项技术有望在未来的Formula E中先行得到验证。无线充电技术与车联网密不可分。“预计到2017年，出货的新车中达60%将通过移动技术实现互联，2018年，道路上行使的汽车中将有五分之一会实现对周围路况进行自我感知。”高通技术产品管理副总裁Nakul Duggal表示。“由于Halo系统可以调节充电功率，在车联网环境下，电动车可以将电池数据发送至无线充电系统，无线充电装置进而可以自行调节充电方式。”Steve Pazol表示，无线充电技术和车联网将相得益彰。未来无线充电发展方向将是大融合，可兼容PC、平板、手机等充电设备将会出现，而道路运输的未来将是电动和无线充电的天下。 总 结在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。目前，我国已出台许多政策，扶持和引导电动汽车行业的快速发展，政府意欲加速提高国内电动车产业的竞争力，缩短成熟期，实现对国外汽车工业的“弯道超车”。电动汽车的发展步入关键时期，机遇与挑战并存。电动汽车之所以成为本世纪技术开发的宠儿，首先是因为电动汽车直接采用电机驱动，本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少。发电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且发电厂的场所固定，有害排放物集中排放、清除较容易。由于电力可以从多种一次能源中获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，可以很好地解除人们对石油资源日见枯竭的担心。其次，电动汽车能够充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备得到充分利用，大大地提高了经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电、充入电池、由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。致 谢在本次论文设计过程中，感谢我的学校，给了我学习的机会，在学习中，老师从选题指导、论文框架到细节修改，都给予了细致的指导，提出了很多宝贵的意见与建议，老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。这篇论文是在老师的精心指导和大力支持下才完成的感谢所有授我以业的老师，没有这些年知识的积淀，我没有这么大的动力和信心完成这篇论文。感恩之余，诚恳地请各位老师对我的论文多加批评指正，使我及时完善论文的不足之处。谨以此致谢最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师表示衷心的感谢。 参 考 文 献1主编：臧杰阎岩 汽车构造 第二版 2011年 机械工业出版社2主编：陈清泉，孙逢春，祝嘉光电动汽车技术第二版 2002年 北京理工大学出版社3主编：ErnestHWakefield电动汽车发展史第二版 1992年 北京理工大学出版社4主编：周苏 电动汽车简史 2010年 同济大学出版社5作者：余志生汽车理论 第五版 2006年 机械工业出版社6主编：何洪文,于晓江,陈逢春电动车辆设计中的匹配理论研究 2012年 北京理工大学学报7主编：陈清泉,孙逢春,祝嘉光现代电动汽车技术 2002年 北京理工大学出版社8主编：顾晔电动汽车供电技术的研究及发展 2006年 汽车科技第 19 页