当前课程知识点：汽车理论 > 第二章：汽车的燃油经济性 > 知识点2.5：电动汽车的研究 > 电动汽车的研究
汽车的燃油经济性的
第五个知识点
电动汽车的研究
近年来 为了防止地球变暖
节约燃油 严格控制排气污染
已成为社会的一个热点问题
有的资料表明
目前呢查明的石油储量
按现在的开采速度
只能够世界上开采50年到60年
当然这个并不重要
说实在在我读这本教材的时候
在我上学的时候
当时我的老师告诉我
按照当时的开采的速度
地球上的那个石油储量
够开采20到30年
这时间过了35年以后
现在呢反而可以开采
50年到60年了
因此呢我认为
石油的储量说实在
并不是非常重要的一个问题
而环境学者认为
当务之急不是别的
而是要减小二氧化碳的排放量
防止地球变暖
这个呢实际上
这个2014年
按照美国科学家的统计
是地球温度上升最快的一年
它比起2013年提高了0.42度
这个温度提高还是相当大的
汽车的效率高呢
这样油耗就低
这样二氧化碳的排放呢
当然也就下降了
因此汽车发展动向之一
也就是要保证高效率 低排放
性能优和价格低
在电动汽车的这一个知识点里边
我们主要介绍三块的内容
一个呢就是美国的PNGV计划
第二个介绍一下混合动力汽车
第三块介绍一下燃料电池汽车
首先呢介绍一下
美国的PNGV计划
美国的PNGV计划呢
实际上在美国联邦政府的支持下
在1993年由当时
美国总统克林顿发起的
成立了一个
新一代汽车伙伴关系的计划
这个英文的话就是
Partnership for a New
Generation of Vehicle
简称称为PNGV
PNGV的话
是由政府机构 国家实验室
大学和骨干企业
然后呢以及协作的配套厂商
参加的这么一个
大型的这么一个计划
他们的目标是要联合开发
研制美国新一代的汽车
美国PNGV计划
汽车的计划目标是
在当时典型轿车的基础上
在它的价格和性能
基本不变的情况下
按照它的美国环境保护局的
EPA循环的油耗
它的燃油消耗指标
要提高三倍
要由它每加仑
当时的平均油耗
二十六七英里
提高到80英里
当时每加仑80英里
核算成我们国家的油耗指标
就是百公里油耗三升
当然这百公里油耗三升
并不是说某一个小型车达到
美国的基准轿车的
这样一个大体尺寸是这样的
整备质量1.5吨
也就是说呢
它空车质量是1.5吨的
车宽是1.85米
是一个足够尺寸的这样一个汽车
发动机的排量是三升
最大功率呢是110千瓦
所以因此呢
新一代的轿车
假如不跳出传统轿车的这种
发动机的结构
汽车的材料
以及它的结构框架
要想达到PNGV计划指标
就是百公里油耗三升
基本上是不可能的
为了达到PNGV计划的指标
在技术测验上
比较统一的看法是
必须要采用混合动力系统
因为采用混合动力系统以后
按照科学家的估计
按照当时的估计
大体上可以节能一半
这个估计
被后来的实践证明
这是正确的
这个采用混合动力装置
要采用制动能量回收
并且大幅度的降低
汽车的质量
滚动阻力系数和空气阻力系数
当然混合动力装置呢
是指热力发动机
以典型的电动机混合驱动
汽车的这么一个动力装置
当然在这个动力装置里边
你只要有了电动系统
必须还要有蓄电池等等
这样的一个组合
当然混合动力系统
节能的原因是什么呢
我们还是参照
刚才我们给出来的这一个
它的油耗分布的情况这么一个图
按照我们这个
油耗分布这个图来看
我们在城市循环的工况下
我们空气阻力和滚动阻力
消耗的燃油
只占燃油能量的6.8%
而在公路情况下
也只占到了18
当然还有很多
这个不需要消耗燃油的地方
它消耗了
一个制动
它消耗了5.8
在城市工况的情况下
怠速停车消耗了17.2
传统系统消耗了5.6
假如我们把这三大块
把它节省下来
基本上它这三大块加起来
在城市工况的情况下
它是我们克服阻力的四倍
也就是说我们克服阻力
只消耗了20%
80%的都被浪费掉了
当然在公路情况下
实际上的话
也有40%被浪费掉了
按照刚才这样一个推算
城市工况情况下
浪费了80%
而在公路情况下
浪费了40%
因此呢说实在的
在城市工况下
你节油的潜力
说实在也就节油80%
按照混合工况的情况下
你哪怕就城市和公路
按照50 50来配比
那么你的节能潜力也是60%
那么我们具体的来分析一下
这样一个结论原因
传统的汽车
为了满足急加速
高速行使和快速上坡的要求
装备的发动的功率都是相当大的
打个比方
我们一个汽车
在百公里这个行驶的情况下
等速百公里行驶的情况下
这个一般来讲
只需要20千瓦的功率也就够了
可是我们一般来讲
现在一个1.6升
这样一个经济型轿车
它的最大功率
一般现在也可以到达90千瓦
也就是它的功率
是大幅度的富裕的
由于呢它的发动机功率大
因此呢导致它的负荷率低
因此燃油消耗率也就大
我们采用混合动力装置以后
由于你采用
电机和发动机混合驱动
这个时候呢
你发动机的功率
基本上只有我们普通的
燃油汽车70%左右就可以了
这样的话呢
当然你在采用发动机的时候
你的负荷率
当然也就可以提高了
同时呢
由于我们有储能装置的存在
这样子的话呢
我们发动机功率的
我们发动机工作的时候
我们剩余的功率
还可以通过发动机发电
把它存到电池里边去
这样子的话
我们就可以保证发动机
总是在比较高效
然后负荷率高的情况下来工作
而在我们需要急加速
或者呢这样的一个工况情况下
我们的电机还可以辅助进来
来参与工作
然后第二个原因
就是混合动力系统中
我们这个发动机呢
由于基本上
是在比较稳定的工况下来工作的
也就是说呢
它瞬态过程相对来说比较少
这个时候呢
就可以使得发动机进一步的节能
同时呢我们发动机
可以按照最高热效率的
这样一个原则
来进行这个设计
这个呢就是会使得
发动机的热效率
进一步的这个提高
第三个原因的话
就是我们混合动力系统
在汽车停车或者低速滑行的时候
完全关掉发动机
使得它呢减少这个怠速油耗
刚才我们也看到
在城市工况情况下
他怠速油耗
几乎是我行驶
克服阻力油耗的2.5倍
这个是相当大的一块量
这混合动力系统节油的
第四个原因
就是在混合动力系统里边
我们采用了
制动能量回收的装置
我们的电动机
只要在那个控制系统里边做一下
这个工作的话
那很容易把它变成发电机
因此我们一个电机
既可以发电 也可以电动
因此呢就可以进行制动能量回收
也有我们电池的存在
因此呢我们制动能量回收
就进一步减少了燃油消耗量
因此呢混合动力系统
我们理论上它的节油
还是可以做到60%到80%的
当然我们国家目前呢
有些企业研制出来的
混合动力汽车
只节油20%到30%
这是你的工作没有做到位的原因
并不是说充分发挥了
混合动力系统的
这样一个节能的潜力
然而目前呢
世界上商品化程度最成功的
这样混合动力系统呢
是丰田公司开发的
这样一个Prius的这么一个轿车
它呢从1997年开发成功以来
至今已经销售超过了300万辆
其中呢它的一个发动机
就是一个基于Atkinson循环的
一个高膨胀比的
高效的汽油机
它当然它最高转速呢
只有每分钟四千转
这样的话
实际上也减少了泵气损失
和它的摩擦损失
与传统的这个汽车相比
这个Prius这个轿车呢
它的热效率提高了百分之百
也就是提高了一倍
其中80%的效率提高
是发动机的工作效率提高
当然在这个发动机
工作效率提高里边
包括了它的怠速的不工作
20%呢
是来自制动能量回收系统
这样子的话呢
使得它的这个热效率
提高了百分之百
这样当然也就使得它的油耗
降低了一半
这样由于它的油耗降低了一半
也导致了它二氧化碳的排放量
缩减了一半
这个由于呢
这个它的发动机呢
只是在准稳态下工作
瞬态过程很小
同时这样的话
就大幅度的降低了
它有害气体的排放量
比如像一氧化碳 碳氢
氧化氮 它下降了90%以上
当然了有关混合动力汽车呢
有些专家呢他的看法
他是不一样的
他呢认为这不是一个理想的
这个技术方案
当然了这个不同的人的话
他的看法肯定也是不一样的
实际上我自己感觉到
你能够节油50%
已经是一个相当大的量
但是有些科学家认为呢
他认为采用燃料电池
才是高效节能汽车的
这样一个发展的方向
那么下面呢
我们就介绍一下
燃料电池汽车
燃料电池汽车
它是一种通过燃料电池
把燃料的化学能
通过电化学的方式
转换成电能的
这么一个发电的装置
它的效率呢
基本上是内燃机的两倍
并且呢他在工作的时候
没有污染 没有噪声
排出的不是温室气体
而是水
这个呢当然是非常干净的
当然对于燃料电池汽车来讲
现存的问题是价格过于昂贵
它的话不是贵一点的问题
恐怕要贵出几十倍
并且呢燃料电池的体积和质量
也是比较大的
对于的话轻量化
我们汽车的轻量化
也是不利的
当然目前采用质子交换膜的
燃料电池的样车
实际已经在运行了
实际上燃料电池汽车
它在路上行驶
根本就不是什么问题
实际上问题是价格的问题
当然了
这个有的人也说
假如燃料电池我的用的量
非常大的时候
那么我的价格就会下降
但实际上我的看法
好像并不是这样
因为燃料电池里边
现在制约燃料电池
这个大幅度普及应用的
我觉得最主要还是电催化剂
目前的话
燃料电池里边的电催化剂
好像还没有找到替代铂金的物质
目前的电催化剂只能用铂金
大家知道
这铂金的话
还是一种非常昂贵
非常稀有的物质
你假如的话
找不着替代物质
我觉得燃料电池汽车
要想普及难度是非常大的
-绪论
--默认
-知识点1.1：汽车动力性的评价
--视频-1.1
-知识点1.1：汽车动力性的评价--作业
-知识点1.2：汽车的驱动力
-知识点1.2：汽车的驱动力--作业
-知识点1.3：汽车的行驶阻力（1） 滚动阻力
-知识点1.3：汽车的行驶阻力（1） 滚动阻力--作业
-知识点1.4：汽车的行驶阻力（2）空气阻力
-第一章汽车的动力性-知识点1.4：空气阻力
-知识点1.5：汽车的行驶阻力（3）坡道阻力与加速阻力
-知识点1.5：汽车的行驶阻力（3）坡道阻力与加速阻力--作业
-知识点1.6：汽车行驶方程式与驱动力行驶阻力平衡图
-知识点1.6：汽车行驶方程式与驱动力行驶阻力平衡图--作业
-知识点1.7：汽车动力性评价指标的求解
-知识点1.7：汽车动力性评价指标的求解--作业
-知识点1.8：汽车行驶的附着条件
-知识点1.8：汽车行驶的附着条件--作业
-知识点1.9：汽车的附着力与地面法向反作用力
-知识点1.9：汽车的附着力与地面法向反作用力--作业
-知识点1.10：作用在汽车驱动轮的切向反作用力
-知识点1.10：作用在汽车驱动轮的切向反作用力--作业
-知识点1.11：汽车的附着率
--汽车的附着率
-知识点1.11：汽车的附着率--作业
-知识点1.12：汽车的功率平衡和动力特性图
-知识点1.12：汽车的功率平衡和动力特性图--作业
-知识点2.1：汽车燃油经济性的评价
-知识点2.1：汽车燃油经济性的评价--作业
-知识点2.2：汽车燃油经济性的计算
-知识点2.2：汽车燃油经济性的计算--作业
-知识点2.3：影响汽车燃油经济性的因素（1）
-知识点2.3：影响汽车燃油经济性的因素（1）--作业
-知识点2.4：影响汽车燃油经济性的因素（2）
-知识点2.4：影响汽车燃油经济性的因素（2）--作业
-知识点2.5：电动汽车的研究
--电动汽车的研究
-知识点2.5：电动汽车的研究--作业
-知识点3.1：汽车动力装置参数及其发动机功率的选择
-知识点3.1：汽车动力装置参数及其发动机功率的选择--作业
-知识点3.2：最小传动比和最大传动比的选择
-知识点3.2：最小传动比和最大传动比的选择--作业
-知识点3.3：传动系挡位数与各挡传动比的选择
-知识点3.3：传动系挡位数与各挡传动比的选择--作业
-知识点3.4：利用燃油经济性—加速时间曲线确定主减速器传动比
-知识点3.4：利用燃油经济性—加速时间曲线确定主减速器传动比--作业
-知识点3.5：利用燃油经济性—加速时间曲线确定变速器和主减速器传动比
-知识点3.5：利用燃油经济性—加速时间曲线确定变速器和主减速器传动比--作业
-知识点3.6：利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比
--利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比
-知识点3.6：利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比--作业
-知识点4.1：制动性的评价指标
--制动性的评价指标
-知识点4.1：制动性的评价指标--作业
-知识点4.2：制动时车轮的受力
--制动时车轮的受力
-知识点4.2：制动时车轮的受力--作业
-知识点4.3：硬路面的附着系数
--硬路面的附着系数
-知识点4.3：硬路面的附着系数--作业
-知识点4.4：制动效能及其恒定性
--制动效能的恒定性
-知识点4.4：制动效能及其恒定性--作业
-知识点4.5：制动距离的计算分析
-知识点4.5：制动距离的计算分析--作业
-知识点4.6：制动时汽车的方向稳定性
-知识点4.6：制动时汽车的方向稳定性--作业
-知识点4.7：制动时汽车的跑偏
--制动时汽车的跑偏
-第四章：汽车的制动性--知识点4.7：制动时汽车的跑偏
-知识点4.8：制动时汽车的侧滑和转向能力丧失
-知识点4.8：制动时汽车的侧滑和转向能力丧失--作业
-知识点4.9：前--后制动器制动力的比例关系
--知识点4.9：前--后制动器制动力的比例关系--作业
-知识点4.10：理想的前、后制动器制动力分配曲线
-知识点4.10：理想的前、后制动器制动力分配曲线--作业
-知识点4.11：具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数
-知识点4.11：具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数--作业
-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析
-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析--作业
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率--作业
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求--作业
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统
--制动防抱死系统
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统--作业
-知识点4.0：前四章知识总结
--前四章知识总结
-期中考试--期中考试
-知识点5.1：汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-第五章--知识点5.1汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-知识点5.2：汽车操纵稳定性概述(2)评价方法
-知识点5.3：轮胎的侧偏现象
--轮胎的侧偏现象
-第五章：汽车的操纵稳定性--知识点5.3：轮胎的侧偏现象
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响--作业
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响--作业
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型--作业
-知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-第五章--知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-知识点5.8：稳态响应的评价方法
-知识点5.8：稳态响应的评价方法--作业
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应--作业
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法--作业
-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性
-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性--作业
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系--作业
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线
--汽车的侧倾轴线
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线--作业
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度
--汽车的侧倾角刚度
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度--作业
-知识点5.15：汽车的侧倾角
--汽车的侧倾角
-知识点5.15：汽车的侧倾角--作业
-知识点5.16：侧倾导致左右车轮垂直载荷重新分配及其对稳态响应的影响
-知识点5.16：侧倾导致左右车轮垂直载荷重新分配及其对稳态响应的影响--作业
-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向
-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向--作业
-知识点5.18：变形转向与变形外倾
-知识点5.18：变形转向与变形外倾--作业
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系--作业
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验--作业
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系--作业
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介--作业
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统--作业
-知识点5.24：汽车的侧翻
--汽车的侧翻
-知识点5.24：汽车的侧翻--作业
-知识点6.1：汽车的平顺性
--汽车的平顺性
-知识点6.1：汽车的平顺性--作业
-知识点6.2：人体对振动的反应
--人体对振动的反应
-知识点6.2：人体对振动的反应--作业
-知识点6.3：平顺性的评价方法
--平顺性的评价方法
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.3：平顺性的评价方法
-知识点6.4：路面不平度的统计特性
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.4：路面不平度的统计特性
-知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-第六章--知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化--作业
-知识点6.7：单质量系统的自由振动
-知识点6.7：单质量系统的自由振动--作业
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性--作业
-知识点6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-第六章--6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-知识点6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-第六章-6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动--作业
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性--作业
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响--作业
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述--作业
-知识点6.15：双轴汽车的振动
--双轴汽车的振动
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.15：双轴汽车的振动
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性--作业
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算--作业
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动--作业
-知识点6.0：第五、六章知识总结
-期末考试--考试入口
