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1、電動汽車鋰離子動力電池熱效用分析第1章緒論1.1引言百年來，隨著汽車的結構不斷完善，車輛性能的不斷提高，汽車工業(yè)取得了長足的發(fā)展，汽車保有量與日倶增，全球汽車保有量己于2010年突破10億輛大關，未來5年內還將持續(xù)以20%的速度增長，預計到2015年，全球汽車保有量將增至11.2億輛左右，屆時亞洲地區(qū)將擁有全球四分之一的汽車，也就是2.8億輛，其中中國和印度的市場增長潛力巨大。據公安部交管局所統(tǒng)計，截至2011年11月，我國機動車保有量達2.23億輛，機動車駕駛人數量達2.34億人，汽車保有量達1.04億輛，我國許多城市已進入汽車社會。經濟的高速發(fā)展，加大了對自然資源
2、的巨額需求，今天的世界經濟離不開石油，汽車工業(yè)和汽車消費的發(fā)展更離不開石油。據統(tǒng)計，1999年工業(yè)化國家每天進口石油達6000萬?7000萬桶，預測2020年達1.2億桶/天。作為僅次于美國的第二大石油消費國，預計中國今年的日均石油需求量將增長9.1%，至1000萬桶。過去5年，中國新增1億噸煉油能力，全部被新增的3500萬輛汽車吞噬掉。專家預計2015年之后，世界石油產量將達到高峰而逐漸遞減。隨著不可再生自然資源的消耗殆盡，日益增長的能源需求必將導致嚴重的能源緊缺，汽車工業(yè)的發(fā)展面臨著前所未有的困難和挑戰(zhàn)。此外，以汽油或柴油作為燃料的常規(guī)內燃機熱效率低，不僅造成能源
3、浪費、引發(fā)能源危機，還帶來嚴重的環(huán)境污染和環(huán)境惡化，如何減小甚至消除燃油汽車所帶來的危害，也成為汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的重要課題。汽車工業(yè)的快速發(fā)展所引起的石油需求危機和環(huán)境污染問題引起了各國政府和環(huán)保人士的高度重視，汽車公司也紛紛研發(fā)出緩解未來能源和環(huán)境危機的汽車新技術，一方面致力于傳統(tǒng)汽車節(jié)能技術，通過改進供油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)，增加氣缸燃油噴射，提高汽油機運轉穩(wěn)定性，提升汽油燃燒效率，從而達到減少燃油的消耗，節(jié)約能源的使用；另一個方面通過使用可變氣門正時、廢氣渦輪增壓以及催化尾氣凈化等技術，改善汽車尾氣質量，減少汽車尾氣排放，進而減輕汽車尾氣對大氣環(huán)境的影響。但是從
4、可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略角度上看，唯有發(fā)展以電動汽車為主的新能源汽車才是解決未來能源與環(huán)境問題最有希望、最徹底的措施，引起了世界范圍內各國政府、汽車生產企業(yè)以及科研機構的高度重視?，F代的電動汽車技術是20世紀最偉大的20項工程技術成就中前兩項技術的融合，即電氣化和汽車融合的產物。電動汽車是指有至少一種動力源為車載電源，全部或部分由電機驅動的汽車，包括使用高能量動力蓄電池作為主要動力源的純電動汽車(EV),采用內燃機和高功率動力蓄電池和電機共同驅動的混合動力汽車(HEV)，以攜帶車載燃料的燃料電池汽車(FCEV)三種類型[41。現代電動汽車具有節(jié)能、環(huán)保、可使用多種能源、噪音低
5、、安全性高等很多優(yōu)點。因此，發(fā)展綠色無污染的電動汽車將是我國汽車工業(yè)的一個突破口，電動汽車也將成為21世紀最有潛力的交通工具。我國對電動車的事業(yè)發(fā)展非常重視，在十五規(guī)劃和十一五規(guī)劃中都將其列為重大科技項目。一汽、東風、長安、奇瑞等汽車公司在十五期間電動車事業(yè)都有長足的發(fā)展，燃料電池汽車已經成功開發(fā)出性能樣車并投入實際應用，奧運期間，基于上海大眾領馭平臺開發(fā)的燃料電池轎車已經運行了7.6萬km,而上海也借助2010年世博會契機，率先開展了千輛級規(guī)模的節(jié)能與新能源汽車示范，其中燃料電池汽車達到200輛；混合動力客車已經在北京、上海、重慶、長春、大連、杭州、濟南、武漢、深圳
6、、合肥、長沙、昆明、南昌等13個城市的公交線路上試運行，其中2010年2月長春首次投入50輛混合動力汽車試運行66路、306路公交線，現已運行兩年；純電動汽車也取得了一定發(fā)展，萬向集團公司、天津清源公司以及比亞迪股份有限公司，分別研制出了純電動乘用車、純電動旅游客車、純電動低地板公交客車、純電動公交客車、純電動中（小）型客車，均已示范運營。最新出臺的《電動汽車十二五規(guī)劃》已明確提出：到2015年電動汽車保有量達到百萬輛級別，2020年電動汽車市場規(guī)模達到1000萬輛；新能源車示范運行城市的數量以每年10個的速度增加，2015年達到70個以上，并建立充電站2000多個，
7、充電樁40萬余。由此可見，電動汽車的市場前景相當可觀。電動汽車主要靠電池組提供動力，這就要求電池組必須滿足高功率輸入和輸出、多電池組合、良好的高低溫性能、超長循環(huán)壽命、電池能量密度大等性能要求。動力電池作為電動汽車的關鍵部件，它的性能直接影響新能源汽車的運行狀況，動力電池在使用過程中，需要連續(xù)放電和定時充電，在充放電過程中電池內部電化學反應會產生大量熱量，引起電池溫度的變化，而電池溫度的變化，又將直接影響電池的充放電性能。HEV用動力電池經常處在高倍率充放電條件下，由于整車設計時電池組空間有限，導致使用過程中的熱量散發(fā)較慢，電池溫度極易升高[5]。高
