新能源汽车技术绪论 -

新能源汽车技术新能源汽车技术课程的意义

新能源汽车技术第1章

绪论知识要点1.1

新能源汽车的定义和分类1.2

发展新能源汽车的必要性1.3

新能源汽车的发展现状1.4

新能源汽车的车型分析1.5

新能源汽车的技术路线及关键技术新能源汽车技术什么是能源？定义：是可以直接或经转换提供给人类所需的光，热，动力等任一形式能量的载能体资源。传统汽车使用的能源是什么？新能源汽车技术1.1

新能源汽车的定义和分类定义：指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），结合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。分类纯电动汽车增程式电动汽车混合动力汽车燃料电池电动汽车氢发动机汽车其它新能源汽车新能源汽车技术1.1

新能源汽车的定义和分类新能源汽车一览特斯拉沃兰达普锐斯新能源汽车技术1.2

发展新能源汽车的必要性汽车工业的蓬勃发展自1886年第一辆汽车诞生以来，汽车工业的蓬勃发展极大的该变了人们的生活方式，提高了人们的生活质量，汽车已成为当今人类社会不可或缺的交通工具。可以说，汽车的出现改变了整个世界的面貌。但是，汽车的发展在给人类带来巨大利益的同时也在面对能源、环境与气候问题的挑战。统计表明：2007年全世界汽车保有量约9.2亿辆，预计到2015年全球汽车保有量将达到11.2亿辆。新能源汽车技术1.2

发展新能源汽车的必要性汽车工业发展面临的问题—石油短缺能源是国家的重要战略资源，在国民经济和社会发展中发挥着十分重要的促进与保障作用。而目前全球石化能源面临供应短缺。国际能源署（IEA）的统计数据表明，2001年全球57%的石油消费在交通领域（其中美国达到67%），预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。预测可支配的石化能源按照目前的开采速度仅可供开采41年。美国能源部预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，目前，中国已经成为世界第二大能源消费国，能源消费总量约占世界能源消费总量的11%，同时石油在能源消费中的比重不断增大。对外依存度逐年增加。按目前发展趋势，我国2020年车用燃油消费量将超过3亿吨，石油对外依存度超过70%。我国石油资源愈加短缺，国际油价持续走高，而汽车保有量却井喷式增长，石油供需矛盾已严重危及到国民经济的安全稳定运行，实现我国交通能源转型势在必行。新能源汽车技术1.2

发展新能源汽车的必要性汽车工业发展面临的挑战—环境污染汽车排放污染对我国大气质量特别是大城市的空气质量形成了严重威胁。汽车有害排放已经成为大中城市空气污染的重要来源，我国大城市60%的CO、50%的NOx、30%的CH污染均来源于机动车的尾气排放。我国2/3的城市空气质量不达标，颗粒污染物超标严重，而汽车排放占城市颗粒污染物的20-30%。联合国开发计划署的《中国人类发展报告》指出，目前全球20个空气污染最严重的城市中中国占16个。环境污染不仅导致高昂的经济成本和环境成本，而且对公众健康构成危害，使建设全面小康社会对环境的要求面临巨大挑战。新能源汽车技术1.2

发展新能源汽车的必要性汽车工业发展面临的挑战—气候变暖世界化石能源消费所产生的温室气体（主要为CO2）排放量持续增长，导致的全球气候变化严重危及了生态安全，成为当今世界以及今后长时期内人类所面临的最严峻的环境与发展挑战。俄罗斯,

6.4%英国,中国,

13.0%其他,

31.3%美国,

24.6%乌克兰,1.6%韩国,

1.7%法国,

1.7%意大利,

1.9%加拿大,

2.2%2.5%

德国,

印度,

4.1%3.9% 日本,

5.1%图：世界主要国家CO2排放比例新能源汽车技术1.3

新能源汽车的发展现状新能源汽车—新发明？电动汽车的诞生第一辆电动汽车——1834年，美国工程师托马斯，将不可充电的干电池装到了车上。第一辆时速过百的电动汽车——时速105.8km/h，

1899年，由比利时，卡米乐·杰纳茨(Camille

Jenatzy)设计的电动汽车创造。新能源汽车技术1.3

新能源汽车的发展现状新能源汽车国内外发展情况美国早在150年前就不是新话题。美国人托马斯·达文波特第一辆电动汽车并获专利。20世纪90年代中期，克林顿政府，“新一代汽车伙伴（PNGV）计划”，集中研究电池驱动的纯电动汽车。2002年，自由汽车（自由燃料）Freedom

CAR计划，布什宣布了替代能源和节能政策，提出美国努力在未来10年之内将汽油使用量降低20％。鼓励以混合动力电动汽车为代表的其它新能源汽车的使用。规定消费者购买通用汽车、福特、丰田、日产等公司生产的符合条件的混合动力车，可以享受到250～2600美元不等的税款抵免优惠。推动新能源汽车发展是奥巴马政府能源政策的组成部分。通过发展和利用新能源，使美国摆脱对海外石油的过度依赖。插电式混合动力电动汽车，作为刺激经济和拯救汽车业的一张王牌。2009年，美国电动汽车联盟成立。涵盖了美国能源、电网、运输、汽车、通信等领域的十多家企业巨头。主要致力于从政策和行动上推动大规模实施电动汽车计划，最终改变美国经济、环境和对化石能源严重依赖的现状，实现美国电动汽车运输的革命性变化。计划2015年，美国本土将有100万辆混合动力电动汽车投入使用。新能源汽车技术1.3

新能源汽车的发展现状新能源汽车国外发展情况日本日本新能源汽车的产业化成果在全球范围内是最好的。在新能源汽车方面，日本主要走混合动力电动汽车的技术路线。丰田普锐斯为代表的日本混合动力电动汽车，在世界低污染汽车开发销售领域已经占据了领头地位。欧美市场上已上市的混合动力电动轿车，一半以上是由日本汽车公司生产销售，丰田普锐斯混合动力车截至2010年7月底销量已经超过了268万辆，预计到2015年累计销量将达到500万辆，成为目前最成功的混合动力车型。除丰田外，其它几家日本汽车企业也在开发新一代的新能源动力汽车，如本田的Insight混合动力汽车、日产Leaf和三菱i-MiEV纯电动汽车等。日本政府在2009年6月启动了“新一代汽车”计划，所谓“新一代汽车”，实际指的就是环保汽车，包括混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等。该计划力争在2050年使环保汽车占据汽车市场总量的一半左右，为了实现这一计划，日本政府通过援建电动汽车基础设施、减税和发放补贴等促进环保汽车发展。《新一代汽车战略2010》，截至2020年将建设普通充电站200万座、快速充电站5000座的目标，

“新一代汽车”占新车销量达到20%~50%。新能源汽车技术1.3

新能源汽车的发展现状新能源汽车国外发展情况法国1973年，雷诺集团已经研制出电动汽车。1990年，标志—雪铁龙公司J-5，C-25电动货车投入生产。20世纪90年代中期，推广电动汽车和天然气汽车。法国政府颁布车辆排放的“奖罚”制度。德国氢动力发动机的先行者。德国政府表示，到2020年德国境内的新能源汽车要超过100万辆。2009年初，德国政府通过的500亿欧元的经济刺激计划中，很大一部分用于电动汽车研发、“汽车充电站”网络建设和可再生能源的开发。英国英国政府向“低碳汽车项目”投资3亿英镑以支持新能源汽车的发展；英国气候变化委员会提出：到2015年推广使用24万辆各种类型的电动汽车，并需要对电动汽车进行补贴，同时，将要花费15亿英镑建设充电设施；英国交通部2010年3月发布私人购买纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车补贴细则，英国政府还启动了总额3000万英镑的充电站补助项目，又叫“插电区域”。新能源汽车技术1.3

新能源汽车的发展现状新能源汽车国内发展情况国务院汽车工业产业政策汽车产业调整和振兴规划"十一五"规划汽车产业发展政策新能源汽车生产企业及产品国家中长期科学技术发展纲要(2006-2020)发改委准入管理规则节能中长期专项规划乘用车燃油消耗量限值燃油税调整863电动汽863计划节能财政部节能与新能源汽车示范与推广项目乘用车消费税调整国家重大科技产业工程电动汽车项目车重大专项与新能源汽车重大专项节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法19941996200120042006200720082009直接影响间接影响新能源汽车技术1.3

新能源汽车的发展现状新能源汽车技术1.3

新能源汽车的发展现状新能源汽车技术1.3

新能源汽车的发展现状新能源汽车技术1.3

新能源汽车的发展现状十城千辆项目定义：十城千辆工程，全称为“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”。推广部门：科技部、财政部、发改委、工业和信息化部于2009年元月共同启动，主要内容：通过提供财政补贴，计划用3年左右的时间，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行，涉及这些大中城市的公交、出租、公务、市政、邮政等领域，力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10%。涉及城市：第一批（13）北京、上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌。第二批（7）天津、海口、郑州、厦门、苏州、唐山、广州。第三批（5）沈阳、成都、呼和浩特、南通、襄樊新能源汽车技术1.3

新能源汽车的发展现状政策补贴财政部、科技部等四部委联合出台《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》，中央财政对有关公共服务领域示范推广单位购买和使用节能与新能源汽车给予一次性补助。车辆类别新能源车最高每辆补贴混合动力汽车5万元乘用车轻型商用车纯电动汽车6万元燃料电池汽车25万元8万元十米以上城市公交客车混合动力汽车铅酸电池混合动力汽车镍氢电池、锂离子电池42万元纯电动汽车50万元燃料电池汽车60万新能源汽车技术1.4

新能源汽车车型分析混合动力电动汽车（HEV，

Hybrid

Electric

Vehicle）15kW驱动电机，32kg 1.6L汽油发动机，自然吸气，80kg驱动电机恒转矩区间——低速、高转矩发动机的最优工作区间——低油耗、高转矩新能源汽车技术混合动力电动汽车（HEV，

Hybrid

Electric

Vehicle）定义混合动力汽车（Hybrid

ElectricalVehicle,

简称HEV)

是指可使用内燃发动机（汽油或柴油）驱动和电力驱动两种驱动方式的汽车。同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）。特点1、取长补短：车辆起步加速时，电动机弥补内燃机低转速扭矩力不足的弱点，发动机保持在综合性能最佳的区域内工作。2、自给自足：可以利用现有的加油站加油，不必再投资。制动时、下坡时制动能量回收。3、节能环保：降低油耗与排放。新能源汽车技术混合动力电动汽车（HEV，

Hybrid

Electric

Vehicle）典型结构混联式混合动力系统新能源汽车技术混合动力电动汽车（HEV，

Hybrid

Electric

Vehicle）工作模式新能源汽车技术混合动力电动汽车（HEV，

Hybrid

Electric

Vehicle）工作模式新能源汽车技术混合动力电动汽车（HEV，

Hybrid

Electric

Vehicle）工作模式新能源汽车技术混合动力电动汽车（HEV，

Hybrid

Electric

Vehicle）工作模式新能源汽车技术1.4

新能源汽车车型分析插电式混合动力汽车（PHEV，

Plug

InHybrid

ElectricVehicle）定义插电式混合动力汽车是指在混合动力汽车的基础上，使用大功率的电动机和大容量的电池并辅助外部充电接口的混合动力汽车。特点① 纯电动驱动行驶工况行驶距离50-80km。② 在车辆滑行状态或在城内行驶、低速时低于，车辆完全以电力驱动；③ 加速或爬坡的行驶状态下，行车计算机会自动启动内燃机引擎辅助马达，提供额外的动力以维持车辆续航力；④ 制动时马达会自动将摩擦的热能转换成电力储存在电池中。新能源汽车技术1.4

新能源汽车车型分析纯电动汽车（EV，

ElectricVehicle）定义纯电动汽车（EV：Electric

Vehicle）是指以电池为储能单元，电动机为驱动系统的车辆。特点①零排放。纯电动汽车使用电能，在行驶中无废气排出，不污染环境。②电动汽车比汽油机驱动汽车的能源利用率要高。③因使用单一的电能源，省去了发动机、变速器、油箱、冷却和排气系统，所以结构较简单。④噪声小。⑤可在用电低峰时进行汽车充电，可以平抑电网的峰谷差，使发电设备得到充分利用。削峰填谷的作用新能源汽车技术1.4

新能源汽车车型分析纯电动车基本结构电动汽车的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。电源电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。随着电动汽车技术的发展，许多新型电池也在发展中。这些电源（电池）主要有铅酸电池、镍氢电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。驱动电机系统驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。新能源汽车技术1.4

新能源汽车车型分析增程式电动汽车定义和纯电动汽车的驱动方式类似，所不同的是，增程式电动汽车有一个辅助动力单元（APU：AuxiliaryPower

Unit），车载发电装置该装置主要是一台小排量的汽油机或柴油发电机组。特点：一种过渡产品天之源2KW电动车增程器技术参数型号：2ZCQ额定输出电压：56V+-0.5V额定输出电流：40A+-1A额定\最大输出功率:：3\3.2kw启动方式：手动/电启动启动电池电压：45V-60V燃油消耗：395g/kw发电机外形尺寸：176mmx50mmx(mm)净重：4.8kg新能源汽车技术燃料电池电动汽车（FCEV，

Fuel

Cell

Electric

Vehicle）燃料电池汽车——车中的林黛玉两弯似蹙非蹙罥烟眉，一双似喜非喜含情目。态生两靥之愁，娇袭一身之病。泪光点点，娇喘微微。闲静时如姣花照水，行动处似弱柳扶风。心较比干多一窍，病如西子胜三分。追求真爱清丽灵幻弱柳扶风经常哭泣自卑深深无污染，零排放外形俊秀的概念车适应环境能力差，故障率多反应生成水饱受争议，难以量产，造价超高林黛玉新能源汽车技术燃料电池电动汽车（FCEV，

Fuel

Cell

Electric

Vehicle）燃料电池汽车——车中的林黛玉新能源汽车技术燃料电池电动汽车（FCEV，

Fuel

Cell

Electric

Vehicle）燃料电池汽车——车中的林黛玉新能源汽车技术低速电动汽车（LEV， LowSpeedElectric

Vehicle）新能源汽车技术低速电动汽车（LEV， LowSpeedElectric

Vehicle）新能源汽车技术1.5

新能源汽车的技术路线及关键技术 电动车的关键技术——蓄电池铅酸蓄电池铅酸蓄电池己有100多年的历史的老产品，虽然比能量从不到10Wh/Kg提高到60Wh/Kg，在电动汽车上应用的前途不大。优点：可靠性好，原材料易得，价格便宜，实现了大批量的生产,其产品回收较为容易。缺点：一是比能量低，质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短;另一个是使用寿命短，使用成本过高。镍氢电池应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池，其比能量可达55Wh/kg,比功率超过190W/kg，可快速充电，循环使用寿命可达到2000多次，是铅酸蓄电池的两倍，但其价格是铅酸蓄