《新能源汽车构造与维修》课件 能力模块一 新能源汽车概述

任务1

新能源汽车的发展及分类序言

低碳化代表着汽车产业不断降低能源消耗和污染物排放的技术趋势。主要包括传统动力技术和传动技术的升级、新能源技术和混合动力技术的发展，低碳化最终指向的是节能汽车和新能源汽车。本项目主要学习新能源汽车的概述。包括掌握新能源汽车所属种类及说出其特点等，学会利用网络、图书文献等资源检索目前国内外主流新能源汽车技术现状及发展趋势，构建更为完整的新能源汽车的认知体系。01知识准备知识准备

新能源车是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），综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。新能源车包括四大类型：混合动力电动汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等。非常规的车用燃料指除汽油、柴油之外的燃料。

当前，全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展，汽车与能源、交通、信息通信等领域有关技术加速融合，电动化、网联化、智能化成为汽车产业的发展潮流和趋势。新能源汽车是全球汽车产业转型升级、绿色发展的主要方向，也是我国汽车产业高质量发展的战略选择。汽车产品形态、交通出行模式、能源消费结构和社会运行方式正在发生深刻变革，为新能源汽车产业提供了前所未有的发展机遇。02典型工作任务典型工作任务任务一新能源汽车的发展及分类一、新能源汽车的定义

2009年，国家发布了《汽车产业调整振兴计划》，其中公布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》对“新能源汽车”做出了明确的定义：“新能源汽车是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），综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。”典型工作任务二、新能源汽车的发展趋势

随着科学技术的发展，新能源汽车主要有以下发展趋势。1）突破电池技术是关键。2）驱动电机多样化发展。3）受续驶里程的影响，纯电动汽车向超微型发展。4）混合动力汽车是内燃机汽车和纯电动汽车之间的过渡

产品，既充分发挥了现有内燃机技术优势，又尽可能发挥电动机驱动无污染的优势。5）燃料电池汽车成为竞争的焦点。6）开发新一代车用能源动力系统，发展新能源汽车。典型工作任务三、新能源汽车的分类

全球范围内，地球为人类提供的能源主要包括石化燃料（煤、石油、天然气等）、水能、生物能、风能、太阳能、潮汐能、地热能、核能等。而考虑到传统汽车燃料所带来的自然与社会影响，替代燃料的研究与应用成为实现汽车产业可持续发展的必然选择。根据《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》的规定，新能源汽车包括混合动力电动汽车（HybridElectricVehicle，HEV）、纯电动汽车（ElectricVehicle，EV）、燃料电池电动汽车（FuelCellElectricVehicle，FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等。1.混合动力电动汽车

混合动力电动汽车是指那些既采用传统燃料，又配以电动机/发动机，来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。典型车型代表有本田雅阁混动、丰田凯美瑞双擎、比亚迪·汉混动、吉利星越L混动等。典型工作任务（1）串联式混合动力电动汽车（SHEV）串联式混合动力电动汽车有时候也被定义为增程式电动汽车。其功率源至少为两种不同的能量装置，例如传统的将燃料的化学能转化为机械能输出的内燃机和能储存电能的电池系统。

串联式混合动力电动汽车从总体结构上看比较简单，易于控制，其特点更加趋近于纯电动汽车。发动机、发电机、驱动电机三大部件总成在电动汽车上布置起来，有较大的自由度，但各自的功率较大，外形较大，重量也较大，在中小型电动汽车上布置有一定的困难。另外，在发动机-发电机-电机驱动系统中的热能-电能-机械能的能量转换过程中，能量损失较大。故串联式混合动力电动汽车适用于大型汽车上，但小型汽车上也有应用。典型工作任务（2）并联式混合动力电动汽车（ParallelHybridElectricVehicle，PHEV）并联式混合动力电动汽车总体结构如图所示。发动机和电机共同驱动汽车，发动机与电机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系统提供转矩，也可以共同驱动。典型车型代表有本田Insight、本田飞度混合动力等。

并联式混合动力驱动系统具有以下优点：与串联式混合动力驱动系统相比，并联式混合动力驱动系统的发动机通过机械传动机构直接驱动汽车，没有串联式在热能—电能—机械能转换过程中的能量损耗。缺点：发动机与驱动系统之间采用机械连接，使得发动机的运行工况要受到汽车行驶工况的影响。典型工作任务（3）混联式混合动力电动汽车（Power-SplitHybridElectricVehicle，PSHEV）混联驱动系统是串联式和并联式的综合，主要由发动机、发电机、功率变换器、电机控制器、驱动电机、动力耦合器、动力电磁系统等部件组成。典型的混联式混合动力电动汽车总体结构

混联式驱动系统的控制策略是，行驶时优先使用纯电动模式，在动力蓄电池的荷电状态（SOC）降到一定限值时，切换到混合动力模式下行驶。在混合动力模式下，启动和低速时使用串联式系统的发电机发电，电机驱动汽车行驶；加速、爬坡、高速时使用并联式系统，主要由发动机驱动汽车行驶，发动机的多余能量可带动发电机发电，给动力蓄电池充电。典型工作任务2.纯电动汽车

纯电动汽车是完全由动力蓄电（如锂离子电池）提供动力源的汽车，完全以车载电源为动力，用电动机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求。

纯电动汽车动力部分由电驱动系统、能源装置和辅助控制装置3个子系统组成。其中，电驱动系统由电子控制器、功率变换器、电机、机械传动装置和车轮组成，主要作用是根据制动踏板和加速踏板传感器传来的驾驶人动作信息，控制功率变换器将主能源系统提供的电能输送到电动机-发电机组，电动机-发电机组将电能转换为机械能，驱动车轮旋转。比亚迪E5前舱结构图典型工作任务3.燃料电池汽车

燃料电池汽车是指以燃料电池系统作为单一动力源，或者以燃料电池系统与可充电储能系统作为混合动力源的电动汽车。在催化剂的作用下，燃料电池电动汽车用氢气、甲醇、天然气、汽油等作为反应物与空气中的氧在电池中反应，进而产生电能为汽车提供动力源。

燃料电池电动汽车在很多性能和设计方面与电动汽车都有相似之处，但它是将氢、甲醇、天然气、汽油等通过化学反应能转化成电能，而纯电动汽车是靠充电补充电能。燃料电池电动汽车主要由动力蓄电池、驱动电机、动力控制单元、高压储氢罐、燃料电池反应堆、燃料电池升压逆变器等组成。典型工作任务任务二了解国内外新能源汽车典型车型一、国外新能源汽车典型车型1.美国——特斯拉

特斯拉（Tesla）是美国一家电动汽车及能源公司，总部位于帕洛阿托（PaloAlto），产销电动汽车、太阳能板及储能设备。2003年7月1日，马丁·艾伯哈德和马克·塔彭宁创“特斯拉汽车”，以纪念物理学家尼古拉·特斯拉。

特斯拉是全球第一家实现自动驾驶技术量产的车企，它的技术领先主要体现在以下5点：①拥有较高程度的自动驾驶技术；②电池管理系统（BMS）上有技术优势；③V3超级充电桩技术解决了电动汽车的痛点；④OTA技术；⑤集中式电子电气架构。典型工作任务2.欧洲——大众

在新能源汽车市场的驱动下，大众在战略上也开始转型。大众在新能源汽车这条路上也探索了很长一段时间，曾经推出过途锐GET、迈腾GETConcept和探岳GETConcept三款混动车型。2019年，大众推出了首款纯电动汽车——ID.3，纯电动平台是大众汽车从2018年宣布的MEB的开始。第一款基于MEB的车型是ID.3，它在2019年法兰克福车展上亮相，但由于软件问题而推迟上市，直到2020年7月才开始销售。而2021年2月，ID.4开始在德国销售。典型工作任务3.日本新能源汽车

日本油电混合动力（简称混动）汽车迅速发展，至今在国际市场销量领先。据统计，日本丰田普锐斯销量达到100万辆，远超过其他同类品牌。如今日本国内混动汽车市场占有率达到11％。可以说，在混动技术研发应用方面，日本走在世界前列，有效促进日本汽车产业油耗水平大幅降低。日本纯电动汽车占日本汽车市场比重很低，市场占比增长幅度也微乎其微，这表明日本纯电动汽车发展仍处于萌芽阶段，日本政府和日本汽车企业尚未制定系统的目标规划支持和引导纯电动汽车行业发展。典型工作任务二、国内新能源汽车

从2022年全年总成绩来看：特斯拉2022年全球共交付131万辆车，同比增长40%；比亚迪2022年全年新能源汽车累计销量186.35万辆，同比增长208.64%，代表车型唐EV如图1-15所示；广汽埃安2022年全年累计销量达27.1万辆，同比增长126%；造车新势力亦不容小觑，哪吒汽车强势收官，2022年全年累计销量超15万辆；理想汽车、蔚来汽车紧随其后，2022年总交付量分别超13万辆和12万辆；小鹏汽车和零跑汽车2022年度累计交付量均破10万大关。国产新能源汽车能够在国外大卖，不仅仅是价格，还有更多是来自产品本身的竞争力。如今，中国新能源汽车的电池、电机、电控——“三电”技术已经在全球领先。其中，最大的竞争力就是来自动力蓄电池，眼下，全球动力蓄电池销售前十的企业中，有一半以上来自中国。大量的科技创新，电池、电机、电控到智能网联、智能辅助驾驶系统、网联系统，都得到了快速发展。政策、资本、科技和市场共同发力，才有今天中国新能源汽车引领世界的成就。理想L92024款Ultra典型工作任务拓展阅读比亚迪汽车的成立史

1990年，王传福在北京有色金属研究院硕士毕业，并留在该院工作，按部就班地历任副主任、主任、高级工程师、副教授，还曾带出过一批研究生。1995年，王传福发现作为自己研究领域之一的电池面临着巨大的投资机会。当时要花2万~3万元才能买到一部“大哥大”，而欲买者还趋之若鹜。王传福意识到手提电话的发展对充电电池的需求会与日俱增。而在他这个教授看来，技术不是什么问题，只要能够上规模，就能做出大事业。1995年2月，王传福在深圳注册了比亚迪实业。2003年，比亚迪公司成为全球第二大充电电池生产商，而就在这一年，比亚迪再次作出一个重大的决定，那就是进军汽车行业。做电动汽车是比亚迪进入汽车业的初衷，王传福认为，电动汽车、混动汽车和车用动力蓄电池具有庞大的潜力，同时能够将比亚迪制造电池的技术有效利用。在收购秦川汽车后，比亚迪汽车公司得以正式创立。典型工作任务任务三了解新能源汽车发展历程

从1834年第一辆电动汽车诞生，到2022年新能源汽车在国际各大车展中唱起主角，新能源汽车已经走过了将近188年的历程。典型工作任务（1）第一阶段电动汽车诞生。1834年美国人托马斯·达文波特发明的第一辆蓄电池汽车是世界上最早的电动汽车。到了20世纪初，美国汽车市场上电动汽车、内燃机汽车和蒸汽机汽车各占三分之一的份额。1910年，内燃机汽车开始采用大规模流水线生产，成本大幅降低，同时电动汽车面临着续驶里程短、充电站等基础设施不完善的问题，因此电动汽车一度退出市场。（2）第二阶段电动汽车重获重视。20世纪60年代，美国政府由于数千万辆汽车对城市空气的严重污染，重新对电动汽车加以重视。20世纪70年代初，欧佩克石油禁运危机之后，汽油价格一路飙升，欧美等国家和地区对电动汽车的兴趣也愈加浓厚。政府对电动汽车研发增加拨款，各地纷纷建立研发基地，导致了第二轮电动汽车研发高潮的到来。典型工作任务（3）第三阶段混合动力等其他车型的发展。随着人们对可持续发展认识的提高，越来越多的知名公司投入到混合动力和纯电动汽车的研发上。随着混合动力汽车车型的不断增多，产销规模的逐渐增大，许多车型表现出了良好的节能与环保性能，这标志着混合动力电动汽车市场已经成熟。1997年，丰田公司在全球率先开始销售混合动力电动汽车普锐斯，并快速获得了全球市场的认可。到2007年，该车销量突破100万辆。典型工作任务（4）第四阶段纯电动汽车市场化发展。随着各国对于新能源汽车加大了研发和投入，电动汽车专用铅蓄电池在技术上也有了重大的突破，电池也由单一的铅蓄电池进化出多种类型的高性能电池，而且锂离子动力蓄电池的出现，让电动汽车行业困扰已久的续驶里程问题得到了解决，极大地促进了电动汽车新能源汽车构造与维修的发展。2019年，特