电动汽车电力电子技术论文

现代电力电子技术浅探电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域--电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。一、电力电子技术的发展现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。2、逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3、变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。二、电力电子技术的应用1、一般工业工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。2、交通运输电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。3、电力系统电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。4、电子装置用电源各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。5、家用电器照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。6、其他不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在，在1kW以下，甚至几十W以下的功率范围内，电力电子技术的应用也越来越广，其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势，值得引起人们的注意。总之，电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术。

毕业设计开题报告 题 目：论新型能源发展与环境保护关系分析 院 部：专 业： 汽车检测与维修 学 号： 学生姓名： 指导教师： 二O一O年 四 月 十二 日 一、题目：论新型能源发展与环境保护关系分析二、题目来源：网络参考三、题目类型：毕业设计四、［摘 要］：机动车业的发展和普及，为人们的生活带来许多方便。但是，随着机动车数量的不断增加，排气污染对城市环境的影响越来越明显。对机动车污染现状的分析，探讨如何控制机动车排放物的措施和方法。将针对城市环境污染,新能源汽车,和新型能源汽车发展与环境保护关系展开讨论，提出相关新型能源汽车在环境保护方面的建议。 五、［关键词］：环境污染，汽车废气，新能源汽车六、阅读的主要参考资料：［1］康龙云.新能源汽车与电力电子技术. 北京：机械工业出版社 ［2］边耀璋. 汽车新能源技术. 北京：人民交通出版社 ［3］邵毅明. 压缩天然气汽车改装与维修. 北京：人民交通出版社 ［4］蔡凤田. 汽车节能与环保实用技术. 北京：人民交通出版社 ［5］崔胜民. 新能源汽车技术. 北京：北京大学出版社 ［6］绍毅明. 汽车新能源与节能技术. 北京：人民交通出版社 ［7］黄家诚. 汽车新能源技术. 北京：人民交通出版社 七、解决思路通过查找资料，最终实现理论与实际相结合，达到真正数据的准确，操作的可行。八、设计的主要阶段与进度安排年3月10日至3月15日：毕业论文选题目。年3月16日至2010年3月30日：阅读相关资料和网络上考察。年4月1日至4月10日：根据阅读和考察的资料开始撰写论文。年4月11日至4月12日：修改并装订论文。九、指导老师审阅意见 。。。。。。。。。。。。毕业论文任务书 汽检 专业 2007级1、毕业论文（设计）题目：论新型能源发展与环境保护关系分析 2、学生完成全部任务期限： 2010 年 04 月 12 日3、任务要求：（1）进程要求1提出选题的初步设想。2搜集、整理与毕业设计或论文有关的、充分的、准确的信息资料，扩充查阅范围。3分析、筛选已有的信息资料，提出研究设想与计划。4向指导教师提出开题报告（见附页）。5 构思论文框架，编写论文提纲，撰写论文初稿。6 提请指导老师审阅，并根据老师的指导意见做进一步修订，装订成册。（2）成果要求1 毕业设计应提交设计图纸和相应的说明书。图纸须规范、完整、清晰、正确，格式符合国家标准的要求；说明书须规范、详实，应包括：任务书、开题报告、正文（摘要、正文内容，结语，参考文献）、附录等。书写认真、清楚，字数不少于8000字。主要包括：前言、摘要、正文内容2 毕业论文应包括：任务书、开题报告、正文（前言、摘要、关键词，正文内容、结语、参考文献）、附录等；书写认真、清楚，字数以15000字左右为宜。4、实验（调研）部分内容要求：（1）实验内容与论文题目一致，数据真实。（2）调研内容详实，调研结论应具备普遍性。5、文献查阅及翻译要求：（1）参考文献应与论文内容相一致。（2）参考文献不少于8篇。（3）参考文献的格式参考抚顺职业技术学院毕业论文格式要求。（4）翻译文献应与原文内容一致。6、发出日期： 2009年 2月 27日 指 导 教 师： （签名）学 生: （签名） 论新型能源发展与环境保护关系分析 毕业院校： 系 别：机电系专 业：汽车检测与维修指导老师： 姓 名： 学 号： ［摘 要］：机动车业的发展和普及，为人们的生活带来许多方便。但是，随着机动车数量的不断增加，排气污染对城市环境的影响越来越明显。对机动车污染现状的分析，探讨如何控制机动车排放物的措施和方法。将针对城市环境污染,新能源汽车,和新型能源汽车发展与环境保护关系展开讨论，提出相关新型能源汽车在环境保护方面的建议。 ［关键词］：环境污染，汽车废气，新能源汽车 目 录前 言----------------------------------------------------------11.汽车不断增加造成城市空气污染------------------------------22.机动车尾气排放中的主要污染物的危害及产生机理一氧化碳(CO)- 氮氧化物(NOx)---------------------------------------------- 碳氢化合物 铅----------------------------------------------------------33.汽车污染对人体健康的危害-----------------------------------34.新型能源汽车种类与原理醇类燃料汽车醚类燃料汽车气动汽车以植物油为燃料的汽车太阳能汽车纯电动汽车池汽车混合动力汽车------------------------------------------------65.中国的能源生产能力有多少，能源制品到底有多少------------76.中国石油紧缺到什么程度，解决石油问题的出路何在---------87.能源节约的作用到底有多大------------------------------98.中国重视新型能源清洁汽车的研制------------------------99.中国新能源产业前景乐观------------------------------------10 10.新型能源轿车环保技术大盘点------------------------------10 混合动力车双燃料车氢燃料电池车----------------------------------------------1011.新能源汽车目前发展现状------------------------------1012.新能源汽车离百姓多远--------------------------------11 总结------------------------------------------------------------12 参考文献--------------------------------------------------------13 前 言从1885年世界上第一辆内燃机汽车诞生以来，石油燃料汽车推动了人类一百多年来的汽车文明，为社会的进步作出了巨大贡献，这些都是客观存在的事实，不容否定。但汽车也与世间其他任何事物一样，具有两面性，这就是在为人类带来巨大利益的同时，也产生了不可忽视的负面影响。汽车污染主要是指汽车尾气的污染，其次是噪声污染一、汽车尾气 中国预防医学科学院最近对汽车尾气作了详尽分析，发现汽车尾气含有上千种化学物质，但主要成分是： 一氧化碳 它是燃油不充分燃烧的产物。汽车对环境的污染不可小视。 发展新型能源汽车保护环境的问题已迫在眉睫。1.汽车不断增加造成城市空气污染经过20年的改革开放，中国私人汽车数量迅速增加，汽车开始进入普通人的家庭生活。2001年后加入世界贸易组织（WTO），中国已经将汽车的进口关税从70-90%降低到44-51%，到2005年将进一步降低到25%。随着汽车价格的下降以及中国人较低的汽车拥有量，中国的汽车市场将会进一步繁荣。从而使汽车废气排放问题更加严重。中国有2000万辆汽车和1亿辆摩托车，而其中大多数都在城市。在城市环境污染物中，汽车所排放的氮氧化物占到了45至60%，而一氧化碳则占到了85%。因此，中国城市居民所吸入的劣质空气主要是由汽车所排放的废气造成的。我国现在的能源结构以煤炭为主，近年来煤炭消费量已占能源消费总量的75%以上。由于煤炭消费量的80%是原煤直接燃烧，由此造成的环境污染问题，已经影响到了国民经济的可持续发展。改善以燃煤为主的能源消费结构，是我国发展经济和保护环境的迫切要求。但是，中国以煤为主的能源消费结构是由能源资源条件决定的。在中国的能源资源中，煤炭占绝对的优势。若以常规能源资源总量为100，那么煤炭资源量在85以上，水能占12，石油和天然气仅占2-3。长期以来我国形成的能源生产格局就是以煤炭为主，未来煤炭工业仍将在整个能源过程中发挥不可替代的作用。为了完成《“十一五”计划和2010年远景目标纲要》提出的“改善能源生产和消费结构”的任务，我们应当着重在煤炭生产、加工和利用上作文章，其重点是提高原煤的入洗比例，减少原煤直接燃烧的数量，增加煤炭用于发电、制气等二次能源生产的数量，加快洁净煤技术的研究和应用。其核心是通过结构优化，提高能源利用的经济效益，最大限度地减轻环境污染，使经济与环境保持协调的可持续发展。2.机动车尾气排放中的主要污染物的危害及产生机理一氧化碳(CO)CO是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体，对空气的相对密度为0．9670，它的溶解度很小。吸入过量的CO会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。长期吸入CO对城市居民身体健康是一个潜在威胁。其生成主要受混合气浓度的影响，在局部缺氧或低温条件下，燃烧中的碳不能完全氧化生成C02，而CO作为中间产物生成。 氮氧化物(NOx) NOx是在内燃机汽缸内大部分气体中生成的，NOx的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。氮氧化合物进人肺泡后，能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用，增加肺毛细管的通透性，最后造成肺气肿。 碳氢化合物 碳氢化合物尽管在汽车尾气中含量不多，但其构成成分中含有一种已被世界公认的强致癌物质。 铅 汽车主要靠燃烧汽油(柴油)行驶．而汽油是一种易燃易爆的液体，为了防止爆炸，人们往往在汽油里添加一种抗爆剂——四乙基铅。汽车尾气中的铅很容易通过血液长期蓄积于人的肝、肾、脾、肺和大脑中，进而产生慢性危害，尤其是铅，一旦进入人的大脑组织，便紧紧粘附在脑细胞的关键部位，从而导致人的智能发育障碍和血红素制造障碍等后果。 3汽车污染对人体健康的危害 汽车污染主要是指汽车尾气的污染，其次是噪声污染一、汽车尾气 中国预防医学科学院最近对汽车尾气作了详尽分析，发现汽车尾气含有上千种化学物质，但主要成分是： 一氧化碳 它是燃油不充分燃烧的产物。车速越慢，排放量越多，大城市中90％的一氧化碳来自汽车尾气。它与人体血红蛋白的结合能力是氧气的250倍；对人的呼吸和循环系统危害严重。氮氧化物 其中主要是在高温燃烧条件下生成的二氧化氮。它对人和植物都有很强的毒性，能引起呼吸道感染和哮喘，使肺功能下降。它还会与碳氢化合物一起生成光化学烟雾，损伤人的眼睛。柴油机车辆排放的氨氮化物远比汽油机车辆严重，废气中的颗粒物比汽油机车高2－40倍。 苯并а芘 目前已从汽车尾气中分离出300多种环芳烃化合物，其中苯并а芘是公认的强致癌物质，在交通繁忙路口及其附近，苯并а芘污染特别严重。 铅 长期吸入含铅空气，可以引起慢性铅中毒，症状有头痛、头昏、全身无力、失眠、记忆力减退等。此外，还有甲醛、二氧化硫等多种有毒物质。 二、噪声 汽车发动机产生的噪声会对人的听力、生理功能等造成不良影响，使人烦躁不安，长期生活在噪声污染严重的环境中会影响学习、工作和健康。4新型能源汽车种类与原理 醇类燃料汽车 醇类燃料汽车以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料，有良好的汽化性和可燃性，是燃油很好的等效替代品。甲醇在与汽油均匀搀混以实现长期稳定使用时必须选用相应的添加剂，以抑制其所表现的极性与活性。而乙醇的制取技术相对更成熟，其最新的技术可利用几乎所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物作为原料，使用较广泛。它可以与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动，既不需要改造发动机，又具有较高的热效率，能起到良好的节能、降污效果，使汽车尾气污染减少30%以上。当然这种掺和燃料如要获得与汽油或柴油相当的功率，则必须加大燃油喷射量，并相应改变发动机的压缩比和点火提前角。现在国际上用玉米、小麦、糖蜜作乙醇，再勾兑乙醇汽油的技术已经比较成熟。美国在20世纪70年代起用玉米造乙醇汽油，到2003年底已拥有230多万辆乙醇汽车。而巴西的汽车更是全部都用乙醇汽油作为清洁燃料。 醚类燃料汽车 醚类燃料汽车主要指的是二甲醚汽车（DMEV），使用二甲醚（DME）作为燃料。DME是一种无色无味的气体，具有优良的燃烧性能，动力性能好，稍加压即为液体，非常适合作为压燃式发动机的代用能源。同时，DMEV清洁、污染少，不会排放黑色气体污染环境，产生的NOX比柴油少20%，可达到美国加州的超低排放标准。日本NKK公司早已成功开发出用劣质煤生产二甲醚的设备，并且和住友金属工业公司于1998年完成了用二甲醚作为汽车燃料的试验。 气动汽车 气动汽车是以压缩空气、液态空气、液氮等为介质，通过吸热膨胀做功来供给驱动能量的汽车。它不发生燃烧或其他化学反应，排放的是无污染物辐射的空气或氮气，真正实现了零污染。目前开发比较成功的有压缩空气动力汽车（APV），能量来源于方便、清洁的高压空气，对发动机材料要求低，结构简单，研发周期短，社会基础设施建设费用也不高，设计和建造都比较容易。但缺点是能量密度和能量转换率还不够高，续驶里程仍然较短，其整车性能与传统汽车相差太远，只能在较小的范围内应用于特定场合。2000年MDI公司推出的APV质量仅700kg，速度达120km/h，一次充满压缩空气可行驶200km，充气费用仅为美元。 我自己写的，绝对原稿。。。。