交通与环境电力驱动汽车技术Word格式.docx

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然而，由于当时的技术水平和社会环境所限，电动汽车没有发展起来，但燃烧汽油的内燃机汽车发展得很快，在全世界的保有量迅速增加，尤其是在发达国家的大城市，汽车增加得更快。

这样，汽车尾气排放的有害物质便成为第一大环境污染源。

我国是个人口大国，随着近些年我国国民经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，汽车的需求量和保有量都迅速加大，而由此引发的对能源、环境的影响尤为严重。

内燃机驱动汽车的尾气排放对人类健康和生活构成了严重威胁，石油的日益枯竭也使人类必须考虑新的能源，因此，大力发展电力驱动汽车技术，对于合理利用资源、改善环境、提高人们的生活质量、实现社会的可持续发展以及实现能源结构多样化，加强我国能源安全都具有极其重要的意义。

从目前来看，许多国家都制定了相关的鼓励政策，制定了发展电动汽车和混合动力汽车（内燃机与电动机混合动力）的长远规划，电动汽车和混合动力汽车现在已经商业化生产。

正文：

提出问题1：

我国交通环境污染的现状如何？

近年来，随着经济的飞速发展，我国的机动车保有量急剧增加，到2010年，全国机动车保有量达到了1.92亿辆，城市交通量迅速增加，因而由机动车带来的交通环境污染变得更加严重。

目前机动车所带来的最主要也是最受人关注的交通环境污染有两种，分别是机动车尾气污染和噪声污染。

1、尾气污染

我国是世界上空气污染最为严重的国家之一，而机动车的尾气排放是造成我国空气污染，尤其是大城市空气污染最主要的原因之一。

目前中国已经超过法国，在美国、日本、德国之后成为世界第四大汽车生产国，中国汽车市场需求完全可能保持２０年甚至更长时间的持续、稳定、快速增长。

与汽车市场蓬勃的发展相比，严重的尾气污染已经变成令人触目惊心的现实。

调查表明，南方许多城市的尾气污染已成为大气污染的首要污染源。

汽车废气含有上千种化学物质，可分为气体（一氧化碳、碳氢化合物、醛类等）和颗粒物（碳黑、焦油的重金属等）两大类。

由于汽车废气的排放主要在０．３米至２米之间，正好是人体的呼吸范围，对人体的健康损害非常严重。

2、噪声污染

交通噪声主要来源于机动车辆在道路上行驶,产生的噪声主要由动力噪声和轮胎噪声两部分组成，此外还有非机动车产生的噪声，如电动自行车在行驶过程中的刹车声,据监测,它能使声值提高至少5dB（A）以上。

近年来，交通噪声污染对道路沿线居民正常生活、工作、学习、休息环境的干扰程度和范围随着机动车和非机动车保有量的迅速增加而不断加剧和扩大。

交通噪声污染已经逐渐变成道路沿线特别是交通主干道沿线居民最为关注的环境污染问题。

总的来说，我国目前的交通环境污染形势比较严峻，对交通污染的预防和治理是迫在眉睫的事。

我国也已经采取了许多相应的措施治理污染，也实行了许多有关的条例，对污染的治理进行规范和指导。

提出问题2：

为什么要发展电动汽车技术？

发展现状如何？

由于当前交通污染的主要来源于机动车的尾气排放，以及机动车运行时产生的噪音，所以，交通污染的治理就应该从这两方面有针对性地进行。

而就从这两个指标来看，具有零污染物排放、产生噪音低的电力驱动汽车便是现有燃料机动车的最佳替代交通工具，对于减少机动车尾气排放污染，缓解交通环境压力将十分有效。

因此，发展电力驱动汽车技术就变得十分必要，可以说，从现在的内燃机驱动向电力驱动发展是机动车将来发展的必然趋势，在不远的将来，电力驱动汽车将完全取代燃料型机动车，成为未来人们出行的最重要交通工具。

发展电力驱动汽车技术的意义

与传统汽车相比较，电动汽车的最大优势在于能够有效控制车辆的尾气排放，降低交通噪声污染，并在一定程度上摆脱了汽车对不可再生能源——石油的过度依赖。

发展电动车辆的重要意义在于它能有效减少机动车的尾气排放污染，改善城市大气环境质量；

有助于调整能源使用结构，降低汽车交通对石油资源的过渡消耗，也有助于高新技术产业的发展。

可以说，在中国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施，而是意义重大的、长远的战略考虑。

电力驱动汽车的分类及发展情况

电动汽车具有汽车应具有的性能和属性，但在驱动上又具有电动车辆的特征。

依内燃机汽车的分类方法，电动汽车一般分为纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三类。

1、纯电动汽车

纯电动汽车是一种采用单一蓄电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）作为储能动力源的汽车。

它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车前进。

从外形上看，电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别，区别主要在于动力源及其驱动系统。

即纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱。

与传统燃油汽车相比，纯电动汽车具有以下特点：

1）没有尾气排放，车辆噪音低，是真正的环保汽车；

2）能源效率高，节能性优越；

3）通过有效利用夜间能源，可望实现电能的均衡性。

目前纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家质检中心的型式认证试验,各项指标均满足有关国家标准和企业标准的规定。

天津清源电动车辆有限公司、深圳雷天公司等单位研发的纯电动轿车,其整车的动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已达到甚至超过国外同级别车型,初步形成了关键技术的研发能力。

目前,进行纯电动汽车示范运行的城市有若干个,但是规模都比较小。

2005年1月,天津市的22辆轿车和1辆公共汽车的示范运行通过了国家验收。

同年12月,武汉市进行的95辆纯电动小型公共汽车（另有20辆混合动力公共汽车和3辆混合动力轿车）的3年示范运行也通过了国家验收。

因为纯电动汽车受到续驶能力的约束,纯电动汽车试验主要集中在小型公共汽车上。

2、混合动力电动汽车

混合动力电动汽车是指车上装有两个以上动力源，包括有电机驱动，符合汽车道路交通、安全法规的汽车，车载动力源有多种：

蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组，当前混合动力电动汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的电动汽车。

混合动力电动汽车的特点有：

1）采用小排量的发动机，降低了燃油消耗；

2）可以使发动机经常工作在高效低排放区，提高了能量转换效率，降低了排放；

3）将制动、下坡时的能量回收到蓄电池中再次利用，降低了燃油消耗；

4）在繁华市区，可关停内燃机，由电机单独驱动，实现“零”排放；

5）电机和内燃机联合驱动提高了车辆动力性，增强了驾驶乐趣；

6）利用现有的加油设施，具有与传统燃油汽车相同的续驶里程。

3、燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。

在车身、动力传动系统、控制系统等方面，燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同，主要区别在于动力电池的工作原理不同。

一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。

燃料电池电动汽车的主要特点：

1）能量转化效率高。

燃料电池的能量转换效率可高达60～80%，为内燃机的2～3倍；

2）零排放，不污染环境。

燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水；

3）氢燃料来源广泛，可以从可再生能源获得，不依赖石油燃料。

20世纪60年代和70年代，美国首先将燃料电池用于航天，作为航天飞机的主要电源。

此后，美国等西方各国将燃料电池的研究转向民用发电和作为汽车、潜艇等的动力源。

世界各著名汽车公司相继投入较多的人力和物力，开展燃料电池电动汽车的开发研究。

我国在燃料电池电动车领域的研究水平与发达国家相差无几，由清华大学和北京富源新技术开发总公司联合研制的我国第一辆质子交换膜燃料电池电动旅游观光车，展示了国内研制电动车的最新技术。

目前，所有领先的汽车制造厂都在积极开发燃料电池发动机技术，并且许多国家在燃料电池的研究方面取得了可喜的成绩。

如今，燃料电池的功率密度已超过1.1kW/L。

同时，燃料电池还可用于固定式、便携式和船用动力等非运输车应用环境。

这些开发项目所生成的协同作用将加快燃料电池在所有应用领域中的开发进程，并将大幅度降低燃料电池的生产成本。

下面通过一个表格对三种电动汽车和内燃机汽车进行比较

从上面的表格我们可以清楚地看到，电动汽车在多个方面较内燃机汽车都有很大的优势。

由此也可以说明，随着时代的发展社会的不断进步，内燃机汽车在不久的将来将必定会被淘汰，电动汽车凭借其优越的特性脱颖而出，取代内燃机汽车成为未来人们出行的最重要交通工具是一个必然趋势。

提出问题3：

制约电动汽车技术发展的因素是什么？

怎样解决？

前景如何？

电动汽车具有出色的环保能力和经济效益，但是到目前为止电动汽车还未实现产业化，还未能够在生活中大量投入使用，这主要是因为目前的电力驱动汽车技术还不够成熟，在许多方面仍有技术难题等待被克服。

制约电动汽车发展的主要因素是蓄电池和电动机。

其中蓄电池是制约电动汽车发展的最大因素，它关系到电动汽车的价格、稳定性、行驶里程等多个方面，而电动机直接决定电动汽车性能的好坏。

目前主要的技术难点是：

怎样才能把更多的能量装到蓄电池里去，以及如何才能实现快速充电。

因此要想发展电动汽车技术，就应该重点从这两个方面入手。

对于前者，对蓄电池的研究、发展和筛选是十分重要的环节。

经过10多年的筛选，现在普遍看好的车用蓄电池有氢镍电池，铁电池，锂离子和锂聚合物电池。

氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍，其它性能也都优于铅酸电池，但目前价格为铅酸电池的4-5倍，正在大力攻关让它降下来。

铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料，成本得到大幅度降低，也有厂家采用。

锂是最轻、化学特性十分活泼的金属，锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍，锂聚合物电池为4倍，而且锂资源较丰富，价格也不很贵，是很有希望的电池。

中国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。

对于后者，则需要在充电设施以及充电方式重点发展。

充电设施建设应该发挥各方面的积极性，提倡快充、慢充、快换多种路线的实践探讨。

实际上，这些模式和充电设施的技术进步、汽车电池技术的进步以及运营模式的发展相互联系、相互制约，不同的阶段肯定有不同的充换电模式。

现阶段正确的做法应该是通过试验，让实践来说话，而且要鼓励各方的积极性。

毕竟电动汽车尚不成熟，保有量没那么多，短期内不可能赚钱，而基础设施建设要投资很多钱，耗费很多的精力，对有积极性的参与者，应该鼓励。

只有电动车推广达到一定量的时候，产业发展才能够看到效果。

在整个产业往前推进的过程中，可能会形成一个最合理的模式，就像现在的加油站，它的营业面积和网点设置都有规律可循，需要根据汽车保有量增长的速度和公路增长的速度来确定。

电动汽车其他有关的技术，近年都有巨大的进步，如：

交流感应电机及其控制，稀土永磁无刷电机及其控制，电池和整车能量管理系统，智能及快速充电技术，低阻力轮胎，轻量和低风阻车身，制动能量回收等等，这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。

我们相信，再经过几年或者几十年的不懈努力，在技术上的难题一定能够被逐一克服，电力驱动汽车技术将会随着科学技术的进步而飞速发展，成为未来交通发展最重要的技术之一。

在不久的将来，电动汽车将会产业化生产，在生活中大量投入使用，并且最终取代燃料驱动汽车。

而人们未来生活的大城市，交通环境污染的状况将会改善很多，人们的生活水平和质量都会有很大的提高。

总的来说，电力驱动汽车技术的发展前景是十分广阔的，对促进社会的进步和科技的发展也具有非常深远的意义。

参考文献：

《中国机动车污染防治年报（2010年度）》

汽车车辆噪声污染的危害与控制赵延保论文集粹2008.1

《电动汽车》胡骅、宋慧北京人民交通出版社

《汽车工程概论》肖生发北京理工大学出版社