汽车发动机构造与维修 课件 项目二 新能源汽车的总体认知

新能源汽车的总体认知本节内容CONTENTS新能源汽车的定义与分类01新能源汽车的发展0201新能源汽车的定义与分类1.什么是新能源汽车?2.为什么要发展新能源汽车？3.汽车新能源有哪些？4.新能源汽车分类一、新能源汽车的定义与分类1.什么是新能源汽车?（定义）代表车型1丰田普锐斯代表车型2雷克萨斯RX450h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一、新能源汽车的定义与分类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。新能源汽车的发展旨在通过技术创新，重点在能源消耗、环境污染等方面，改善汽车相关性能。因此其在排放与能源消耗方面，较传统内燃机汽车具有更大的优势。什么是新能源汽车？（视频）新能源汽车十大战将（视频）1.什么是新能源汽车?（定义）一、新能源汽车的定义与分类2.为什么要发展新能源汽车？据中汽协相关数据显示，2013年中国汽车市场总需求量约为2080万辆，并呈上升趋势，并且随着经济与社会的发展，汽车的销量也一直呈上升趋势。截止2017年3月国家统计局数据，中国汽车保有量已经突破2亿辆。传统能源汽车的发展给人类生活带来便利的同时，也带来了环境污染与能源短缺等问题。一、新能源汽车的定义与分类2.为什么要发展新能源汽车？图2：世界主要国家CO2排放比例能源大量消耗带来温室气体排放问题，是造成气候变化主要原因。汽车平均CO2排放量（克/千米）20152015201520152016时间

图3：各国汽车减排目标各国纷纷制订标准，降低汽车排放中二氧化碳对环境的影响。一、新能源汽车的定义与分类2.为什么要发展新能源汽车？雾霾天气汽车尾气一、新能源汽车的定义与分类2.为什么要发展新能源汽车？汽车尾气一、新能源汽车的定义与分类2.为什么要发展新能源汽车？石油价格长期上升趋势明显，油价日益高昂已成为经济不能承受之重。一、新能源汽车的定义与分类2.为什么要发展新能源汽车？图：我国对进口石油依存度以及预测一、新能源汽车的定义与分类2.为什么要发展新能源汽车？汽车尾气已经成为了空气污染的重要原因，开发新能源汽车，减少环境污染，是汽车技术发展的必然趋势。开发出新能源汽车，减少对化石燃料的依存度，对国家未来发展至关重要。从环境保护与能源的角度，新能源汽车是未来汽车发展的必然趋势，也是我国未来社会与经济发展的必然需求。新能源汽车之辩（视频）一、新能源汽车的定义与分类2.为什么要发展新能源汽车？新能源汽车发展已经进入了关键阶段随着国内新能源汽车补贴政策的出台，新能源汽车产业化发展进入实质性推广阶段中国制造２０２５”(简称“«２０２５»”)和“十三五”规划把发展新能源汽车列为战略新兴产业对新能源汽车研发、生产、购买、充电设施建设等上下游产业均给出了较为完善的政策扶持体系新能源汽车正在成为市场新的增长点一、新能源汽车的定义与分类2.为什么要发展新能源汽车？电动车崛起：德国宣布2030年停售燃油车

2017年6月20日消息，德国经济部副部长RainerBaake提出了一项新规定指出，到2030年，德国将禁止出售传统内燃机汽车，达到新车零排放的目标。

目前，德国新能源汽车保有量达155000台，政府希望到2020年，电动车保有量突破50万。为了促进乘用车转型，德国政府正积极鼓励消费者购买纯电动车型。

此前挪威也宣布正在制定新的法案，打算在2025年后全面禁售汽油车和柴油车。一、新能源汽车的定义与分类电能电能生物能太阳能汽车新能源3.汽车新能源有哪些？一、新能源汽车的定义与分类全球范围内，地球为人类提供的能源主要包括化石燃料（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……3.汽车新能源有哪些？一、新能源汽车的定义与分类3.汽车新能源有哪些？汽车新能源主要包括电能、氢能源、天燃气（液化石油气LPG，LiquefiedPetroleumGas；压缩天然气CNG，CompressedNaturalGas）、醇类燃料、二甲醚（DME，DimethylEther）、太阳能等。下表为各种新能源优缺点。新能源优点缺点备注电能来源丰富；直接污染及噪声小；结构简单，维修方便。蓄电池能量密度小，汽车续驶里程短，动力性较着；电池重量大，寿命短，成本较高；蓄电池充电时间长。目前应用相对有限，多应用于公共交通领域；公认的未来汽车的主流。一、新能源汽车的定义与分类新能源优点缺点备注氢能源来源丰富；污染很小；氢能源的辛烷值高，热值高。氢生产成本高；气态氢能量密度小，储运不便，液态氮技术难度大，成本高；需开发专用发动机制氢及储运等技术仍不成熟；应用范围较少。天然气资源丰富；污染小；辛烷值高。需要建设配套保障设施（加气站等），投资强度大；能量密度较小，续驶里程受限；动力性较低；储带不便。一、新能源汽车的定义与分类新能源优点缺点备注醇类燃料来源较丰富；辛烷值高；污染较小毒性较大；对金属及橡胶件具有腐蚀性；冷起动性能较差。

二甲醚来源较丰富；污染小；十六烷值高。毒性较大；动力性较低；储带不便；二甲醚生产成本较高。

太阳能来源丰富，可再生；污染小。效率低；成本高。应用尚需较长时间一、新能源汽车的定义与分类4.新能源汽车分类一、新能源汽车的定义与分类4.新能源汽车分类根据《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（HEV，HybridElectricVehicle）纯电动汽车（BEV，BatteryElectricVehicle）燃料电池电动汽车（FCEV，FuelCellsElectricVehicle）、天燃气汽车其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。一、新能源汽车的定义与分类★混合动力电动汽车混合动力电动汽车，是由多于一种的能量转换器提供驱动动力的混合型电动汽车，即使用蓄电池和副能量单元的电动汽车。目前混合动力电动汽车多采用传统燃料的燃油发动机与电力的混合方式，其关键技术为混合动力系统，它直接影响到混合动力电动汽车的整车性能。混合动力电动汽车的优势在于其可通过平均需用功率确定内燃机的最大功率，使内燃机处于油耗低、污染小的最优工况下工作，通常可以降低排放；混合动力电动汽车所使用的电池可回收制动等工况下的能量混合动力电动汽车也存在价格高、续驶里程小、动力性相对不足等问题。目前国内外有应用较成熟的车型。比亚迪•汉•DM一、新能源汽车的定义与分类★纯电动汽车纯电动汽车，是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。纯电动汽车完全采用可充电式电池驱动，关键部件在于电动发电机与蓄电池，而纯电动汽车的应用受限的难点在于电力储存技术。纯电动汽车应用前景广泛，具有无污染、低噪声、高能效等优点。但蓄电池单位重量储存的能量太小，充电后持续行驶里程不理想。目前电动汽车产业发展，必须重新构建配套基础设施网络（充电站），需要大量的投入。特斯拉model3一、新能源汽车的定义与分类★燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车，是利用燃料电池，将燃料中的化学能直接转化为电能实现动力驱动的新型汽车。与内燃机汽车相比，燃料电池电动汽车是通过电池直接将化学能转化为电能，利用电机驱动，而不是利用燃料的燃烧过程。其能量转换效率较内燃机要高2-3倍。燃料电池化学反应过程不会产生污染物，噪声低。但燃料电池组的生产、集成及产业化仍待发展。丰田Mirai一、新能源汽车的定义与分类★天然气汽车天然气汽车，是以天然气作为燃料的汽车，又称为“蓝色动力”汽车。按天然气的化学成分和形态，可以分为压缩天然气汽车（CNG）、液化天然气汽车（LNG）和液化石油气汽车（LPG）。天然气燃料具有低污染、低成本、安全性高优点，但动力性能较低、不便储运。由于考虑到大规模应用，须建立相应的加气站及为加气站输送天然气的管道，投入较大。目前国内在天然气汽车具有一定的发展，多应用于公共交通领域。奥迪A5Sportbackg-tron一、新能源汽车的定义与分类★其他新能源汽车除上述新能源汽车外，还包括有醇、醚类燃料也应用于新能源汽车。例如乙醇汽车用的燃料是乙醇汽油。目前此类汽车技术相对成熟，在美国、巴西等乙醇资源丰富的国家发展迅速。二甲醚汽车是用二甲醚作为压燃式发动机的燃料，目前有两类应用范围：一是将二甲醚作为点火促进物质；二是将纯液态二甲醚进行直接燃烧。我国在二甲醚汽车开发上已取得重要进展，成功开发并应用了二甲醚城市公交客车。一、新能源汽车的定义与分类

类型指标混合动力纯电动燃料电池天然气醇/醚车辆性能好一般一般差一般能量密度较好差差差一般能源储存性一般差差差一般排放性能较好好好一般一般能量转换效率好较好好差差能源来源一般较好好差一般购车成本一般一般差较好较好燃料成本较好好差较好较好加油/电便利性好较好差差一般表1-2各种新能源汽车比较02新能源汽车的发展1.国外新能源汽车的发展2.国内新能源汽车发展3.新能源汽车的发展政策1.国外新能源汽车的发展（1）混合动力电动汽车的发展（2）纯电动汽车的发展（3）燃料电池汽车的发展（4）天然气汽车的发展二、新能源汽车的发展（1）混合动力电动汽车的发展二、新能源汽车的发展在传统内燃机汽车基础上耦合增加一套由驱动电机和动力蓄电池组成的辅助动力系统日本最早开始混合动力电动汽车的开发，并成功实现产业化。1997年10月，日本丰田汽车推出了第一代普锐斯（Prius）问世。欧洲混合动力电动汽车技术起步较晚，采取与美国合作方式共同应用混合动力总成技术，将其主要应用于传统动力的油耗较高的车型上，以改善动力性与排放。混合动力技术是由发动机驱动向纯电动驱动发展的必经过程。如何应用混合动力技术，实现节油减排，且将成本控制在一定范围，成为各大汽车公司发展混合动力电动汽车的关键问题。根据车用能源的使用情况，混合动力电动汽车的发展有发动机与电机集成、传动系与电机集成两种趋势，而最终目标则是纯电动。（1）混合动力电动汽车的发展二、新能源汽车的发展第三代NHW30普锐斯第二代NHW20普锐斯第一代NHW11普锐斯第一代NHW10普锐斯（2）纯电动汽车的发展（通过小型化实现商业化）二、新能源汽车的发展图：典型纯电动汽车组成框图

电子控制器功率转换器三相感应电动机固定速比变速器和差速器车轮车轮能量管理系统动力电池辅助动力源动力转向系统蓄电池充电器空调器电力动力系统电源系统辅助系统交流电源转向盘制动踏板加速踏板小排量燃油轿车増程式小型电动轿车小型化纯电动轿车轻型电动车微型电动车小型化纯电动轿车锂电池轮毂电机+电动化底盘+家用电源充电+核心技术方向：（2）纯电动汽车的发展（通过小型化实现商业化）二、新能源汽车的发展日产Leaf大众E-UP雪铁龙C-ZERO大众高尔夫（3）燃料电池汽车的发展（新能源汽车终极奋斗的目标）二、新能源汽车的发展燃料电池电动汽车是指动力系统主要由燃料电池发动机、燃料箱（氢瓶）、电机、动力蓄电池等组成，采用燃料电池发电作为主要能量源，通过电机驱动车辆前进。燃料电池汽车具有效率高、节能环保（以氢气为能源、排放物为水、运行平稳噪声小）等优点通过长时间、持续稳步的对燃料电池汽车技术研发与应用的支持，国外燃料电池汽车产品的可靠性、环境适应性取得了重大突破，示范运行不断深入，并陆续推出用于租赁商业化示范的先进燃料电池汽车，燃料电池汽车进入技术与市场示范阶段。燃料电池已经发明很久，最初主要应用于航天和军事领域，后来，随着世界能源危机爆发及环境污染日益加剧，以质子交换模式为代表的燃料电池技术受到世界各国及大型汽车公司的普遍重视，纷纷投入巨资研发各类燃料电池电动汽车。（3）燃料电池汽车的发展（新能源汽车终极奋斗的目标）二、新能源汽车的发展（4）天然气汽车的发展（新能源汽车终极奋斗的目标）二、新能源汽车的发展天然气作为汽车燃料于本世纪30年代初意大利人率先采用，到1939年，意大利已有1万辆汽车燃用天然气。欧洲法、荷等国为补充其液体燃料不足，相继采用了压缩煤气汽车。目前世界上拥有压缩天然气汽车共100多万辆，高压加气站3000多座，主要分布在意大利、阿根廷、俄罗斯、美国、加拿大和新西兰等国。2.国内新能源汽车发展（混合动力汽车）二、新能源汽车的发展从世界范围来看，我国电动汽车的研制与国外发达国家几乎站在同一起跑线上。“九五”期间，科技部将电动汽车项目列入国家重大科技产业工程项目，投入近1亿元。从技术发展角度上而言，我国已经掌握电动汽车电池技术、燃料电池技术、天然气发动机、整车控制系统等相关核心技术，并在部分技术上领先于世界水平。目前，整车方面已初步形成产品开发的系统配套、管理机制和团队组合，纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池汽车样车均已成功研发，关键零部件、燃料电池发动机已形成系统，高功率镍氢电池、锂离子电池性能有了较大提高，多能源控制系统初步形成。2.国内新能源汽车发展（混合动力汽车）二、新能源汽车的发展国内部分混合动力汽车及相关技术2.国内新能源汽车发展（混合动力汽车）二、新能源汽车的发展在混合动力电动汽车的核心——电池技术研发方面，我国已自主研制出容量为的镍氢和锂离子动力电池系列产品，能量密度和功率密度接近国际水平，同时突破了安全技术瓶颈，在世界上首次规模应用于城市公交大客车；目前，国内汽车企业已将混合动力电动汽车作为未来主流竞争型产品在战略上高度重视，一汽、东风、上汽、长安、奇瑞、比亚迪等都已投入了大量的人力、物力，混合动力车型已完成样车开发，并有部分车型已经实现小批量上市。比亚迪公司基于其在铁电池技术的技术创新，已经掌握高铁电池的核实技术，且此项技术在国际上处于领先水平。此种电池具有高能高容量、原材料丰富、成本低廉、绿色无污染等优点。2.国内新能源汽车发展（纯电动汽车）二、新能源汽车的发展国家科委、计委在“八五”、“九五”期间组织了纯电动汽车的攻关，现在又将纯电动汽车列入“十五”国家863计划电动汽车重大专项。东风公司是国内最早从事电动汽车研发的汽车企业之一，开发了游览车、多功能车、工业专用车和高尔夫球车等4大系列、近20个品种的纯电动车，包括东风纯电动轿车（EQ7160EV）、纯电动富康轿车（EQ7140EV）、纯电动客车（EQ6690EV）等。目前在纯电动汽车的电池和电机研制方面，我国与世界先进水平差距较小，有些甚至处于领先地位。如深圳雷天绿色电动源有限公司开发的锂离子电池续驶能力达到，最高时速可达，单台车电池成本4万元左右；在整车开发方面，天津清源电动车辆有限责任公司和一汽天津夏利股份有限公司牵头，中国汽车技术研究中心、天津大学、天津和平海湾公司和天津蓝天高科公司等十几个单位共同参与合作开发出XL2000纯电动轿车。2.国内新能源汽车发展（纯电动汽车）二、新能源汽车的发展纯电动观光车东风I-Car纯电动概念车宇通纯电动客车2.国内新能源汽车发展（纯电动汽车）二、新能源汽车的发展比亚迪汽车，基于自主的“铁电池”技术，开发了混合动力电动汽车与纯电动汽车，其中比亚迪e6成为了第一款规模化运营的纯电动汽车产品。表1-7为e6关键信息表。2.国内新能源汽车发展（燃料电池汽车）二、新能源汽车的发展国内燃料电池的研发起步并不晚，甚至可以追溯到1958年，然而发展很慢，直到九十年代才开始加快发展。在国家“十五”“863”计划电动汽车关键技术重大科技专项和“十一五”节能与新能源汽车重大项目支持下，我国燃料电池汽车技术研发取得重要进展，基本掌握了整车、动力系统与关键零部件的核心技术;建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台;形成了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC变换器、驱动电机、储氢与供氢系统等关键零部件配套研发体系，具有百量级燃料电池汽车动力系统平台与整车生产能力。2.国内新能源汽车发展（燃料电池汽车）二、新能源汽车的发展研制的“超越”系列、“上海牌”、“帕萨特”、“奔腾”、“志翔”等燃料电池汽车经受住了大规模、高温、大强度示范考核，成功服务于2008北京奥运会和2010年上海世博会。国内部分燃料电池汽车2.国内新能源汽车发展（天然气汽车）二、新能源汽车的发展20世纪80年代中期，我国引进了部分CNG加气站设备，在四川建立了我国第一个CNG加气站；1993年中国石油天然气总公司系统引进国外有关技术并于1996年将加气站装置和汽车改装部件引进技术国产化、技术标准规范化。目前，我国天然气汽车多集中在商用车领域，并达到一定规模。据相关数据显示，中国天然气汽车产业在政府和市场的双重驱动下，保有量已从2000年的不足1万辆发展到目前的100万余辆，成长为世界第六大天然气汽车市场。通过十多年的研发与应用，目前已经形成了较完善天然气城市公交汽车、出租汽车的应用体系，且建设覆盖中大型城市的加气站网络。2.国内新能源汽车发展（天然气汽车）二、新能源汽车的发展《天然气“十二五”规划》预计2015年我国天然气消费量为2300亿立方米左右，用气普及率将进一步提高，供应能力将超过2600亿立方米（包括煤层气、页岩气及煤制天然气等非常规天然气和进口天然气），到2015年天然气占一次能源消费总量的比重达到7.5%。而随着煤层气、页岩气等非常规天然气的不断开发利用，我国能源“气化”进程将进一步加快。国内部分天然气汽车3.新能源汽车的发展政策二、新能源汽车的发展从培育战略性新兴产业角度看，发展电气化程度比较高的“纯电驱动”电动汽车，是我国新能源汽车技术的发展方向和重中之重。要在坚持节能与新能源汽车“过渡与转型”并行互动、共同发展的总体原则指导下，规划电动汽车技术发展战略。(１)确立“纯电驱动”的技术转型战略顺应全球汽车动力系统电动化技术变革总体趋势，发挥我国的有利条件和比较优势，面向“纯电驱动”实施汽车产业技术转型战略，加快发展“纯电驱动”电动汽车产品，实施这一技术转型战略，要依靠自主创新，坚持自主发展，突破电动汽车核心技术瓶颈。同时要充分利用国际资源，进一步提升我国汽车共性基础技