新能源汽車(chē)概論第2章新能源汽車(chē)類(lèi)型

第2章新能源汽車(chē)類(lèi)型課題：2.1純電動(dòng)汽車(chē)教學(xué)目的：掌握純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，驅(qū)動(dòng)布置型式和特點(diǎn)了解關(guān)鍵技術(shù)、主要技術(shù)指標(biāo)和主要車(chē)型特點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，驅(qū)動(dòng)布置型式和特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，驅(qū)動(dòng)布置型式和特點(diǎn)類(lèi)型：新授課教學(xué)方法：講練結(jié)合課時(shí)：3引入：純電動(dòng)汽車(chē)是指以車(chē)載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車(chē)輛。一般采用高效率充電蓄電池為動(dòng)力源。純電動(dòng)汽車(chē)無(wú)需再用內(nèi)燃機(jī)，因此，純電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，蓄電池相當(dāng)于原來(lái)的油箱，電能是二次能源，可以來(lái)源于風(fēng)能、水能、熱能、太陽(yáng)能等多種方式。純電動(dòng)汽車(chē)可分為2種類(lèi)型，即用純蓄電池作為動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車(chē)和裝有輔助動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車(chē)。純電動(dòng)汽車(chē)的類(lèi)型1.用純蓄電池作為動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車(chē)用單一蓄電池作為動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車(chē)，只裝置了蓄電池組，它的電力和動(dòng)力傳輸系統(tǒng)如圖所示P27。2.裝有輔助動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車(chē)用單一蓄電池作為動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車(chē)，蓄電池的比能量和比功率較低，蓄電池組的質(zhì)量和體積較大。因此，在某些純電動(dòng)汽車(chē)上增加輔助動(dòng)力源，如超級(jí)電容器、發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能等，由此改善純電動(dòng)汽車(chē)的啟動(dòng)性能和增加續(xù)駛里程。裝有輔助動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車(chē)的電力和動(dòng)力傳輸系統(tǒng)如圖所示。純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理燃油汽車(chē)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)，底盤(pán)、車(chē)身和電氣四大部分組成，純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)與燃油汽車(chē)相比，主要增加了電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，而取消了發(fā)動(dòng)機(jī)，由電力驅(qū)動(dòng)主模塊、車(chē)載電源模塊和輔助模塊三大部分組成。當(dāng)汽車(chē)行駛時(shí)，由蓄電池輸出電能(電流)通過(guò)控制器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)車(chē)輪前進(jìn)或后退。電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程與蓄電池容量有關(guān)，蓄電池容量受諸多因素限制。要提高一次充電續(xù)駛里程，必須盡可能地節(jié)省蓄電池的能量。1.電力驅(qū)動(dòng)主模塊①組成：電力驅(qū)動(dòng)主模塊主要包括中央控制單元、驅(qū)動(dòng)控制器、電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和車(chē)輪等。②功用：將存儲(chǔ)在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車(chē)輪的動(dòng)能，并能夠在汽車(chē)減速制動(dòng)時(shí)，將車(chē)輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池。2.車(chē)載電源模塊電源電源模塊主要包括蓄電池電源、能量管理系統(tǒng)和充電控制器等。它的功用是向電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電能、監(jiān)測(cè)電源使用情況以及控制充電機(jī)向蓄電池充電。3.輔助模塊輔助系統(tǒng)主要包括輔助動(dòng)力源、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、駕駛室顯示操縱臺(tái)和各種輔助裝置等。輔助系統(tǒng)除輔助動(dòng)力源外，依據(jù)不同車(chē)型而不同。三、純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式(1)傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模式。圖（a）與傳統(tǒng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置方式一致，帶有變速器和離合器，只是將發(fā)動(dòng)機(jī)換成電動(dòng)機(jī)，屬于改造型電動(dòng)汽車(chē)。這種布置可以提高電動(dòng)汽車(chē)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，增加低速時(shí)電動(dòng)汽車(chē)的后備功率。電動(dòng)機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)模式。圖（b）和（c）取消了離合器和變速器，但具有減速差速機(jī)構(gòu)，由1臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩車(chē)輪旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)模式。圖（d）是將電動(dòng)機(jī)裝到驅(qū)動(dòng)軸上，直接由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變速和差速轉(zhuǎn)換。(4)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式。圖（e）和（f）同圖（d）布置方式比較接近，將電動(dòng)機(jī)直接裝到了驅(qū)動(dòng)輪上，由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛。純電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)無(wú)污染，噪聲低。純電動(dòng)汽車(chē)不產(chǎn)生排氣污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)和空氣的潔凈是十分有益的，有“零污染”的美稱(chēng)；電動(dòng)汽車(chē)無(wú)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的噪聲，電動(dòng)機(jī)噪聲小。能源效率高，多樣化。電動(dòng)汽車(chē)的能源效率已超過(guò)汽油機(jī)汽車(chē)，特別是在城市運(yùn)行。電動(dòng)汽車(chē)停止時(shí)不消耗電量，在制動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)可自動(dòng)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)減速時(shí)能量的再利用。**電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用可有效地減少對(duì)石油資源的依賴(lài)，可將有限的石油用于更重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽(yáng)能、風(fēng)力、潮汐等能源轉(zhuǎn)化。除此之外，如果夜間向蓄電池充電，還可以避開(kāi)用電高峰，有利于電網(wǎng)均衡負(fù)荷，減少費(fèi)用。（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便。電動(dòng)汽車(chē)較內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)、傳動(dòng)部件少，維修保養(yǎng)工作量小，當(dāng)采用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)無(wú)需保養(yǎng)維護(hù)，更重要的是電動(dòng)汽車(chē)易操縱。（4）動(dòng)力電源使用成本高，續(xù)駛里程短。目前電動(dòng)汽車(chē)尚不如內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)技術(shù)完善，尤其是動(dòng)力電池的壽命短，使用成本高。電池的儲(chǔ)能量小，一次充電后行駛里程不理想，電動(dòng)車(chē)的價(jià)格較貴。但隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)存在的缺點(diǎn)會(huì)逐步得到解決。電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)1．電池及管理技術(shù)(1)關(guān)鍵就是要開(kāi)發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長(zhǎng)、成本低的高效電池。(2)電池組性能直接影響整車(chē)的加速性能、續(xù)駛里程以及制動(dòng)能量回收的效率等。電池的成本和循環(huán)壽命直接影響車(chē)輛的成本和可靠性，所有影響電池性能的參數(shù)必須得到優(yōu)化。2．電機(jī)及控制技術(shù)(1)電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵部件。要使電動(dòng)汽車(chē)有良好的使用性能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)具有較寬的調(diào)速范圍及較高的轉(zhuǎn)速，足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，體積小、質(zhì)量輕、效率高且有動(dòng)態(tài)制動(dòng)強(qiáng)和能量回饋的性能。電動(dòng)汽車(chē)所用的電動(dòng)機(jī)正在向大功率、高轉(zhuǎn)速、高效率和小型化方向發(fā)展。(2)隨著電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展，控制系統(tǒng)趨于智能化和數(shù)字化。3．整車(chē)控制技術(shù)(1)新型純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制系統(tǒng)是兩條總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高速CAN總線(xiàn)和車(chē)身系統(tǒng)的低速總線(xiàn)。(2)實(shí)現(xiàn)整車(chē)網(wǎng)絡(luò)化控制，其意義不只是解決汽車(chē)電子化中出現(xiàn)的線(xiàn)路復(fù)雜和線(xiàn)束增加問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)的通訊和資源共享能力成為新的電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)在汽車(chē)上應(yīng)用的一個(gè)基礎(chǔ)，同時(shí)也為X-by-Wire技術(shù)提供有力的支撐。4．整車(chē)輕量化技術(shù)通過(guò)對(duì)整車(chē)實(shí)際使用工況和使用要求的分析，對(duì)電池的電壓、容量、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、整車(chē)性能等車(chē)輛參數(shù)的整體優(yōu)化，合理選擇電池和電動(dòng)機(jī)參數(shù)。通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和集成化、模塊化優(yōu)化設(shè)計(jì)，減輕動(dòng)力總成、車(chē)載能源系統(tǒng)的重量。積極采用輕質(zhì)材料，如電池箱的結(jié)構(gòu)框架、箱體封皮、輪轂等采用輕質(zhì)合金材料。利用CAD技術(shù)對(duì)車(chē)身承載結(jié)構(gòu)件進(jìn)行有限元分析研究，用計(jì)算和試驗(yàn)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化。純電動(dòng)汽車(chē)的主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)P32純電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例1.比亞迪e6純電動(dòng)汽車(chē)2.北汽E150純電動(dòng)汽車(chē)3.江淮同悅iEV4.上汽榮威E50EV5.日產(chǎn)Leaf純電動(dòng)汽車(chē)6.特斯拉ModelS小結(jié)：學(xué)習(xí)純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，傳動(dòng)系統(tǒng)布置形式和特點(diǎn)作業(yè)：課后習(xí)題課題：2.2增程式電動(dòng)汽車(chē)教學(xué)目的：掌握增程式電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，驅(qū)動(dòng)布置型式和特點(diǎn)了解關(guān)鍵技術(shù)、主要技術(shù)指標(biāo)和主要車(chē)型特點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：增程式電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，驅(qū)動(dòng)布置型式和特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：增程式電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，驅(qū)動(dòng)布置型式和特點(diǎn)類(lèi)型：新授課教學(xué)方法：講練結(jié)合課時(shí)：4引入：根據(jù)美國(guó)通用汽車(chē)公司Tate等人給出的定義，增程式電動(dòng)車(chē)（ExtendedRangeElectricVehicle,E-REV）是指整車(chē)在純電動(dòng)模式下可以達(dá)到其所有的動(dòng)力性能，而當(dāng)車(chē)載可充電電池?zé)o法滿(mǎn)足續(xù)駛里程要求時(shí)，打開(kāi)車(chē)載輔助發(fā)電裝置為動(dòng)力系統(tǒng)提供電能，以延長(zhǎng)續(xù)駛里程。增程式電動(dòng)車(chē)是一種配有地面充電和車(chē)載供電功能的純電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)。其動(dòng)力系統(tǒng)由動(dòng)力電池系統(tǒng)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、整車(chē)控制系統(tǒng)和輔助動(dòng)力系統(tǒng)（APU）組成。一、增程式電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)0.51.組成：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、功率分配裝置、動(dòng)力電池2.電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及牽引力驅(qū)動(dòng)控制裝置組成發(fā)動(dòng)機(jī)→燃油→化學(xué)能→發(fā)電機(jī)→三相交流電→發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器→直流電→功率分配系統(tǒng)→動(dòng)力輸出①需要大功率：功率分配系統(tǒng)→電能→驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng)逆變器→三相交流電→電動(dòng)機(jī)→汽車(chē)②增程模式：增程模塊提供電力有余則為蓄電池充電，平衡系統(tǒng)充放電，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓③停車(chē)：通過(guò)外接電源充電3.系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸由CAN總線(xiàn)完成4.發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置共同組成増程器系統(tǒng)5.増程器只提供電能，來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或者位動(dòng)力電池充電，增加電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程二、増程器的分類(lèi)1.5増程器是增程式電動(dòng)汽車(chē)最重要的組件之一，與汽車(chē)的性能、油耗、燃油替代、原始成本和運(yùn)行成本密切相關(guān)。1.按布置位置分類(lèi)掛車(chē)式増程器插拔式増程器車(chē)載式増程器2.按結(jié)構(gòu)組成分類(lèi)大容量蓄電池増程器燃料電池増程器發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組増程器三、增程式電動(dòng)汽車(chē)原理0.5在電池電量充足時(shí)，動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)，提供整車(chē)驅(qū)動(dòng)功率需求，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不參與工作。當(dāng)電池電量消耗到一定程度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)為電池提供能量對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。當(dāng)電池電量充足時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)又停止工作，由電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)，提供整車(chē)驅(qū)動(dòng)。1.純電動(dòng)模式與發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)無(wú)關(guān)電池是唯一動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2.增程模式條件：電池的電量達(dá)到預(yù)設(shè)的最低值，増程器系統(tǒng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最佳工作狀態(tài)，能量一部分驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，一部分位蓄電池充電四、增程式電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)0.5可純電動(dòng)模式運(yùn)行，所需電池容量小，造價(jià)低且不會(huì)發(fā)生缺電拋錨現(xiàn)象?？刹咫娛椒侥＿\(yùn)行，在混合動(dòng)力基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高節(jié)油率。電池充電功率小，不必建設(shè)大型充電設(shè)施。電池充放電可以淺充淺放，有利于電池壽命。具有外接充電方式，能利用夜間得低價(jià)低谷電充電。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電機(jī)直驅(qū)，易于維修保養(yǎng)，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。節(jié)能:發(fā)動(dòng)機(jī)一直處于最佳工作狀態(tài)，效率高，排放小。減排:綜合節(jié)油率高，現(xiàn)有技術(shù)就可節(jié)油50%以上。五、增程式電動(dòng)汽車(chē)的主要技術(shù)指標(biāo)0.51.動(dòng)力電池能量密度循環(huán)壽命目標(biāo)成本2.車(chē)用電動(dòng)機(jī)成本概率密度最高效率3.電子控制4.整車(chē)平臺(tái)最高車(chē)速純電續(xù)航里程附加成本六、增程式電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例0.51.瑞麟X1增程式電動(dòng)汽車(chē)2.增程式電動(dòng)寬體輕客V80Hybrid3.馬自達(dá)ExtenderEV增程式電動(dòng)汽車(chē)4.雪佛蘭VOLT增程式電動(dòng)汽車(chē)小結(jié)：學(xué)習(xí)增程式電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，傳動(dòng)系統(tǒng)布置形式和特點(diǎn)作業(yè)：課后習(xí)題課題：2.3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)教學(xué)目的：掌握混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，驅(qū)動(dòng)布置型式和特點(diǎn)了解關(guān)鍵技術(shù)、主要技術(shù)指標(biāo)和主要車(chē)型特點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理教學(xué)難點(diǎn)：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理類(lèi)型：新授課教學(xué)方法：講練結(jié)合課時(shí)：引入：所謂混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，是指擁有兩種不同動(dòng)力源的汽車(chē)。這兩種動(dòng)力源在汽車(chē)不同的行駛狀態(tài)(如起步、低中速、勻速，加速，高速，減速或者剎車(chē)等)下分別工作，或者一起工作，通過(guò)這種組合達(dá)到最少的燃油消耗和尾氣排放，從而實(shí)現(xiàn)省油和環(huán)保的目的。例：豐田普銳斯一、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的定義與分類(lèi)1.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的定義1從狹義上講，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力源——熱動(dòng)力源（由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生）與電動(dòng)力源（電池與電動(dòng)機(jī)）的汽車(chē)。既有蓄電池可提供電力驅(qū)動(dòng)，又裝有一個(gè)相對(duì)小型內(nèi)燃機(jī)的汽車(chē)。從廣義上來(lái)講，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)指的是裝備有兩種具有不同特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的車(chē)輛。國(guó)際電子技術(shù)委員會(huì)對(duì)混合動(dòng)力車(chē)輛的定義為：在特定的工作條件下，可以從兩種或兩種以上的能量存儲(chǔ)器、能量源或能量轉(zhuǎn)化器中獲取驅(qū)動(dòng)能量的汽車(chē)。2．混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)分類(lèi)方法較多，主要介紹6種分類(lèi)方法。按照動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式劃分。根據(jù)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)零部件的種類(lèi)、數(shù)量和連接關(guān)系，可以將其分為串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(SHEV)、并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(PHEV)和混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(PSHEV)。①串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指車(chē)輛行駛系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力只來(lái)源于電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。②并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指車(chē)輛行駛系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)或單獨(dú)供給的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。③混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指具備串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。按照混合度劃分。按照電動(dòng)機(jī)相對(duì)于燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率比大小，可以將其分為微混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、輕度混合（弱混合）型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、中度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和重度混合（強(qiáng)混合）型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。①微混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，不具備純電?dòng)行駛模式的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。②輕度混合（弱混合）型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，電?dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力，在車(chē)輛加速和爬坡時(shí)，電動(dòng)機(jī)可向車(chē)輛行駛系統(tǒng)提供輔助驅(qū)動(dòng)力矩，但不能單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。③中度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是以發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。④重度混合（強(qiáng)混合）型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是以發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，且電動(dòng)機(jī)可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。按照外接充電能力劃分。按照是否能夠外接充電，可分為可外接充電型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和不可外接充電型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。①可外接充電型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是一種被設(shè)計(jì)成可以在正常使用情況下從非車(chē)載裝置中獲取能量的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。②不可外接充電型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是一種被設(shè)計(jì)成在正常使用情況下從車(chē)載燃料中獲取全部能量的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。按照行駛模式的選擇方式劃分。按照行駛模式的選擇方式可分為有手動(dòng)選擇功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和無(wú)手動(dòng)選擇功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。①有手動(dòng)選擇功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指具備行駛模式手動(dòng)選擇功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，車(chē)輛可選擇的行駛模式包括熱機(jī)模式、純電動(dòng)模式和混合動(dòng)力模式三種。②無(wú)手動(dòng)選擇功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指不具備行駛模式手動(dòng)選擇功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，車(chē)輛的行駛模式根據(jù)不同工況自動(dòng)切換。按照車(chē)輛用途劃分。按照車(chē)輛用途可以分為混合動(dòng)力電動(dòng)乘用車(chē)、混合動(dòng)力電動(dòng)客車(chē)和混合動(dòng)力電動(dòng)貨車(chē)。按照與發(fā)動(dòng)機(jī)混合的可再充電能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)劃分。按照與發(fā)動(dòng)機(jī)混合的可再充電能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)不同，可以劃分為動(dòng)力蓄電池式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、超級(jí)電容器式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、機(jī)電飛輪式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和動(dòng)力蓄電池與超級(jí)電容器組合式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。二、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理11.串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和蓄電池組等部件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅用于發(fā)電，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制器直接輸送到電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁力矩驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。2.并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要是由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和蓄電池等部件組成，有多種組合型式，可以根據(jù)使用要求選用。并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)采用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。3.混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)和蓄電池組等部件組成。三、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是將原動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、能量存儲(chǔ)裝置(蓄電池)等組合在一起，它們之間的良好匹配和優(yōu)化控制，可充分發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，避免各自的不足，是當(dāng)今最具實(shí)際開(kāi)發(fā)意義的低排放和低油耗汽車(chē)。1.較之純電動(dòng)汽車(chē)，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：（p53表2-5）由于有原動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力，蓄電池的數(shù)量和質(zhì)量可減少，因此汽車(chē)自身重量可以減??；汽車(chē)的續(xù)駛里程和動(dòng)力性可達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的水平；借助原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，可帶動(dòng)空調(diào)、真空助力、轉(zhuǎn)向助力及其它輔助電器，無(wú)需消耗蓄電池組有限的電能，從而保證了駕車(chē)和乘坐的舒適性2.較之內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：（p53表2-6）可使原動(dòng)機(jī)在最佳的工況區(qū)域穩(wěn)定運(yùn)行，避免或減少了發(fā)動(dòng)機(jī)變工況下的不良運(yùn)行，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的排污和油耗大為降低；在人口密集的商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等地可用純電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，實(shí)現(xiàn)零排放；可通過(guò)電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，因此可配備功率較小的發(fā)動(dòng)機(jī)，并可通過(guò)電動(dòng)機(jī)回收汽車(chē)減速和制動(dòng)時(shí)的能量，進(jìn)一步降低了汽車(chē)的能量消耗和排污。四、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)11.驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)時(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的心臟，該系統(tǒng)包括混合動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置和車(chē)輪。而電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置是電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心，針對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)的混合動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要靈活有效地驅(qū)動(dòng)車(chē)輪（或者提供輔助動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪）。對(duì)于現(xiàn)代混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)而言，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要滿(mǎn)足一些基本的要求：1)高功率密度和高瞬時(shí)輸出功率；2)在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)低速或者爬坡時(shí)，能提供低速大轉(zhuǎn)矩輸出，高速時(shí)能為巡航提供高速低轉(zhuǎn)矩特性；3)具有寬調(diào)速范圍，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)；4)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快速；5)在較寬的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩工作區(qū)內(nèi)，保持較高能量效率；6)再生制動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)高的能量回收效率；7)在各種工況下，具有高的可靠性和魯棒性；8)價(jià)格合理。目前用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)力機(jī)種類(lèi)有直流電動(dòng)力機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)力機(jī)、永磁無(wú)刷直流電動(dòng)力機(jī)或永磁同步電動(dòng)力機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)力機(jī)等。2.動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)現(xiàn)代混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能量源是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)商業(yè)化和能否全面推廣的一個(gè)主要問(wèn)題?，F(xiàn)在和將來(lái)一段時(shí)間，如何發(fā)展混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能量源是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的一個(gè)主要研發(fā)內(nèi)容。現(xiàn)代混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展和推廣所考慮的能量源應(yīng)滿(mǎn)足以下幾個(gè)方面的要求：1)高比能量和能量密度；2)高比功率和功率密度；3)快速充電和深度放電的能力；4)可循環(huán)使用，壽命能夠滿(mǎn)足高脈沖大電流充放電；5)高充電和放電效率；6)安全性能高且成本合理；7)免維護(hù)；8)環(huán)保且可以回收；9)能與汽車(chē)工程有機(jī)結(jié)合。目前的電動(dòng)汽車(chē)能源還無(wú)法完全符合上述要求，但是采用多種能源的組合可以符合較多的要求，如選用一種能源滿(mǎn)足能量高，另一種能量滿(mǎn)足功率高，這樣兩種能源組合就可以取得較佳的效果。現(xiàn)在正在應(yīng)用或還在開(kāi)發(fā)的，具有一定前景的能量源有蓄電池、超級(jí)電容、燃料電池和超高速飛輪組合等。目前用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池種類(lèi)有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。需要注意的是，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的電池和其他一般用途的電池在工況和運(yùn)行環(huán)境方面有顯著的不同，因此必須由電化學(xué)專(zhuān)家、汽車(chē)專(zhuān)家和電氣專(zhuān)家共同開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的電池才能滿(mǎn)足要求。3.整車(chē)能量管理控制系統(tǒng)當(dāng)前，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載能量源還比不上燃油汽車(chē)，因此為了最大限度地利用電動(dòng)汽車(chē)鎖帶有的能量源，以便增加行駛里程，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的能量變換系統(tǒng)，并優(yōu)化設(shè)計(jì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能量管理系統(tǒng)。通過(guò)安裝在混合動(dòng)力車(chē)內(nèi)的各種傳感器，能量管理系統(tǒng)可以得到所需要的全部信息，從而可以實(shí)現(xiàn)以下功能：1)優(yōu)化系統(tǒng)能量流；2)可實(shí)時(shí)顯示所剩的能量和可繼續(xù)行駛的里程數(shù)；3)提供最佳的駕駛模式；4)可以制動(dòng)過(guò)程中，獲取能量并存儲(chǔ)；5)根據(jù)外界的氣溫，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)的溫度；6)根據(jù)外界的光照條件，可自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)外的燈光系統(tǒng)；7)分析能源，尤其是蓄電池的工作記錄；8)診斷能源錯(cuò)誤的工作方式，并監(jiān)控能源的運(yùn)行狀況。另外，通過(guò)把能量管理系統(tǒng)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，就可以規(guī)劃能源的最佳利用，鎖定充電站的位置?？傊?，能量管理系統(tǒng)可以最大限度地利用混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能源、優(yōu)化配置，使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)高效運(yùn)行。4.動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配5.能量再生制動(dòng)回收系統(tǒng)6.先進(jìn)車(chē)輛控制技術(shù)在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用五、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的主要技術(shù)指標(biāo)11.動(dòng)力電池鎳氫電池功率型鋰離子電池超級(jí)電池2.車(chē)用電動(dòng)機(jī)能量密度功率密度使用壽命系統(tǒng)目標(biāo)成本3.電子控制P56表2-84.整車(chē)平臺(tái)節(jié)油率附加成本六、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例1普銳斯混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)凱美瑞混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)?yán)卓怂_斯混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)凱迪拉克凱雷德混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)5.福特林肯混合動(dòng)力車(chē)電動(dòng)汽車(chē)6.比亞迪DM雙?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)7.吉利帝豪混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)小結(jié)：學(xué)習(xí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，傳動(dòng)系統(tǒng)布置形式和特點(diǎn)作業(yè)：課后習(xí)題課題：2.4燃料電池電動(dòng)汽車(chē)教學(xué)目的：理解燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的類(lèi)型掌握燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理理解燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)了解燃料電池電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例教學(xué)重點(diǎn)：燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理教學(xué)難點(diǎn)：燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理類(lèi)型：新授課教學(xué)方法：講練結(jié)合課時(shí)：純?nèi)剂想姵仉妱?dòng)汽車(chē)只有燃料電池一個(gè)動(dòng)力源，汽車(chē)的所有功率負(fù)荷都由燃料電池承擔(dān)。純?nèi)剂想姵仉妱?dòng)汽車(chē)只有燃料電池一個(gè)動(dòng)力源，汽車(chē)的所有功率負(fù)荷都由燃料電池承擔(dān)。2．燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(FC+B)的FCEV燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的類(lèi)型11．純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)的FCEV3．燃料電池與超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(FC+C)的FCEV這種結(jié)構(gòu)形式與燃料電池+蓄電池結(jié)構(gòu)相似，只是把蓄電池?fù)Q成超級(jí)電容。4．燃料電池與輔助蓄電池和超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(FC+B+C)的FCEV燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理2燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、輔助動(dòng)力源、DC/DC變換器、DC/AC逆變器、電動(dòng)機(jī)和動(dòng)力電控系統(tǒng)等組成。1.燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在FCEV所采用的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)中，為保證PEMFC組的正常工作，除以PEMFC組為核心外，還裝有氫氣供給系統(tǒng)、氧氣供給系統(tǒng)、氣體加濕系統(tǒng)、反應(yīng)生成物的處理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。只有這些輔助系統(tǒng)匹配恰當(dāng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能保證燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。以氫為燃料的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)①氫氣供應(yīng)、管理和回收系統(tǒng)②氧氣供應(yīng)和管理系統(tǒng)③水循環(huán)系統(tǒng)④電力管理系統(tǒng)以氫氣為燃料的FCEV的總布置基本結(jié)構(gòu)模型①甲醇貯存裝置②燃燒器、加熱器和蒸發(fā)器③重整器④氫氣凈化器2.輔助動(dòng)力源在FCEV上燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)是主要電源，另外還配備有輔助動(dòng)力源。根據(jù)FCEV的設(shè)計(jì)方案不同，其所采用的輔助動(dòng)力源也有所不同，可以用蓄電池組、飛輪儲(chǔ)能器或超大容量電容器等共同組成雙電源系統(tǒng)。起步時(shí)，提供電力行駛時(shí)，儲(chǔ)存電能加速或爬坡時(shí)，雙電源供電模式制動(dòng)時(shí)，儲(chǔ)存反饋電能3.DC/DC變換器FCEV的燃料電池需要裝置單向DC/DC變換器，蓄電池和超級(jí)電容器需要裝置雙向DC/DC變換器。調(diào)節(jié)燃料電池的輸出電壓調(diào)節(jié)整車(chē)能量分配穩(wěn)定整車(chē)直流母線(xiàn)電壓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。燃料電池汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型必須結(jié)合整車(chē)開(kāi)發(fā)目標(biāo)，綜合考慮電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)第4章。動(dòng)力電控系統(tǒng)燃料電池汽車(chē)的動(dòng)力電控系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(FCE-ECU)、蓄電池管理系統(tǒng)(BMS)、動(dòng)力控制系統(tǒng)(PCU)及整車(chē)控制系統(tǒng)(VMS)組成，而原型車(chē)的變速器系統(tǒng)會(huì)簡(jiǎn)化很多。發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)蓄電池管理系統(tǒng)動(dòng)力控制系統(tǒng)整車(chē)控制系統(tǒng)三、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)0.5效率高。燃料電池的工作過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)換效率較高，可以達(dá)到30%以上。續(xù)駛里程長(zhǎng)。采用燃料電池系統(tǒng)作為能量源，克服了純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程短的缺點(diǎn)，其長(zhǎng)途行駛能力及動(dòng)力性已經(jīng)接近于傳統(tǒng)汽車(chē)。綠色環(huán)保。燃料電池沒(méi)有燃燒過(guò)程，以純氫作燃料，生成物只有水，屬于零排放。采用其它富氫有機(jī)化合物用車(chē)載重整器制氫作為燃料電池的燃料，生產(chǎn)物除水之外還可能有少量的CO2，接近零排放。過(guò)載能力強(qiáng)。燃料電池除了在較寬的工作范圍內(nèi)具有較高的工作效率外，其短時(shí)過(guò)載能力可達(dá)額定功率的200％或更大。低噪音。燃料電池屬于靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換裝置，除了空氣壓縮機(jī)和冷卻系統(tǒng)以外無(wú)其它運(yùn)動(dòng)部件，因此與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相比，運(yùn)行過(guò)程中噪音和振動(dòng)都較小。設(shè)計(jì)方便靈活。燃料電池汽車(chē)可以按照X－By－Wire的思路進(jìn)行汽車(chē)設(shè)計(jì)，改變傳統(tǒng)的汽車(chē)設(shè)計(jì)概念，可以在空間和重量等問(wèn)題上進(jìn)行靈活的配置。燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的主要缺點(diǎn)有：燃料電池汽車(chē)的制造成本和使用成本過(guò)高。輔助設(shè)備復(fù)雜，且質(zhì)量和體積較大。起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)抗振能力有待進(jìn)一步提高。四、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)11.燃料電池系統(tǒng)燃料電池是燃料電池汽車(chē)發(fā)展的最關(guān)鍵技術(shù)之一。車(chē)用燃料電池系統(tǒng)的核心是燃料電池堆。燃料電池堆技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可用耐久性、低溫啟動(dòng)溫度、凈輸出比功率以及制造成本4個(gè)要素來(lái)評(píng)判。燃料電池堆研究正在向高性能、高效率和更高耐久性方向努力。降低成本也是燃料電池堆研究的目標(biāo)，控制成本的有效手段是減少材料（電催化劑、電解質(zhì)膜、雙極板等）的費(fèi)用，降低（膜電極制作、雙極板加工和系統(tǒng)裝配等的）加工費(fèi)。但是如何在材料價(jià)格與系統(tǒng)性能之間做一個(gè)平衡，依然需要繼續(xù)研究。以電催化劑為例，非鉑催化劑體系雖然在降低成本上有潛力，但是其性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到車(chē)用燃料電池系統(tǒng)的要求。人們一直在努力降低鉑的使用量，但即便是膜電極中有高負(fù)載量（如Pt擔(dān)載量為1mg/cm2），其性能也不能滿(mǎn)足車(chē)用的功率需求。如何更有效地利用電催化劑的活性組分使活性組分長(zhǎng)期保持活性狀態(tài)，延長(zhǎng)催化劑使用壽命，是催化劑研究應(yīng)該考慮的重點(diǎn)。2.車(chē)載儲(chǔ)氫系統(tǒng)傳統(tǒng)儲(chǔ)氫方法有兩種，一種方法是利用高壓鋼瓶（氫氣瓶）來(lái)儲(chǔ)存氫氣，但鋼瓶?jī)?chǔ)存氫氣的容積小，而且還有爆炸的危險(xiǎn)；另一種方法是儲(chǔ)存液態(tài)氫，但液體儲(chǔ)存箱非常龐大，需要極好的絕熱裝置來(lái)隔熱。近年來(lái)，一種新型簡(jiǎn)便的儲(chǔ)氫方法應(yīng)運(yùn)而生，即利用儲(chǔ)氫合金（金屬氫化物）來(lái)儲(chǔ)存氫氣。儲(chǔ)氫技術(shù)是氫能利用走向規(guī)?；玫年P(guān)鍵。目前常用的車(chē)載儲(chǔ)氫系統(tǒng)有高壓儲(chǔ)氫、低溫儲(chǔ)存液氫和金屬氫化物儲(chǔ)氫3種基本方法。對(duì)于車(chē)載儲(chǔ)氫系統(tǒng)，美國(guó)能源部提出在續(xù)駛里程與標(biāo)準(zhǔn)汽油車(chē)相當(dāng)?shù)娜剂想姵仄?chē)車(chē)載儲(chǔ)氫目標(biāo)是：質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度6Wt%、體積儲(chǔ)氫密度60kg/m2.縱觀現(xiàn)有儲(chǔ)氫方法，除了低溫儲(chǔ)存液氫技術(shù)，其他技術(shù)都不能達(dá)到以上指標(biāo)。而低溫儲(chǔ)存氫氣的成本與能耗都很大，作為車(chē)載儲(chǔ)氫并不是最佳選擇。如何有效減小儲(chǔ)氫系統(tǒng)的重量與體積，是車(chē)載儲(chǔ)氫技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)，一個(gè)比較理想的方案是采用儲(chǔ)氫材料與高壓儲(chǔ)氫復(fù)合的車(chē)載儲(chǔ)氫新模式，即在高壓儲(chǔ)氫容器中裝填重量較輕的儲(chǔ)氫材料，這種裝置與純高壓儲(chǔ)氫方式（﹥40MPa）相比，既可以降低儲(chǔ)氫壓力（約10MPa）又可以提高儲(chǔ)氫能力。復(fù)合式儲(chǔ)氫模式的技術(shù)難點(diǎn)是如何開(kāi)發(fā)吸、放氫性能好，成型加工性良好、質(zhì)量輕的儲(chǔ)氫材料。3.整車(chē)熱管理燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度為60-70°C，實(shí)際的散熱系統(tǒng)工作溫度大致可以控制在60°C。這樣一來(lái)與整車(chē)運(yùn)行環(huán)境溫度相比，溫差不大，造成燃料電池汽車(chē)無(wú)法像傳統(tǒng)汽車(chē)一樣依賴(lài)環(huán)境溫差散熱。轉(zhuǎn)而必須依賴(lài)整車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)提供額外的冷卻動(dòng)力為系統(tǒng)散熱。這樣從動(dòng)力系統(tǒng)效率角度出發(fā)是不經(jīng)濟(jì)的，二者之間的平衡將是熱管理開(kāi)發(fā)方面必須關(guān)注的。目前整車(chē)各零部件的體積留給整車(chē)布置回旋的余地很小，造成散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改良空間不大，無(wú)法采用通用的解決方案應(yīng)對(duì)，必須開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的零部件（如特殊構(gòu)造或布置的冷凝器、高功率的冷卻風(fēng)扇等）。這樣就要求有豐富的整車(chē)散熱系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以支持相關(guān)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，而這點(diǎn)正好是目前國(guó)內(nèi)整車(chē)企業(yè)欠缺的。與整車(chē)散熱系統(tǒng)密切相關(guān)的車(chē)用空調(diào)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)也是整車(chē)企業(yè)必須關(guān)注的。由于燃料電池汽車(chē)沒(méi)有傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，傳統(tǒng)空調(diào)的壓縮機(jī)動(dòng)力源發(fā)生了顛覆性變化，改用純電動(dòng)壓縮機(jī)作為空調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)力源。這樣在整車(chē)散熱系統(tǒng)需求分析時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)性能需求作為整車(chē)散熱系統(tǒng)的“負(fù)載”因素也成為散熱系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的技術(shù)難點(diǎn)。4.整車(chē)與動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)選擇與優(yōu)化設(shè)計(jì)燃料電池汽車(chē)整車(chē)性能參數(shù)是整個(gè)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的信息來(lái)源，而虛擬配置的動(dòng)力系統(tǒng)的特性參數(shù)也影響整車(chē)性能。兩者之間的參數(shù)選擇是一個(gè)多變量多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程，而且參數(shù)選擇與行駛工況和控制策略緊密相關(guān)，只有在建立準(zhǔn)確的仿真模型的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)反復(fù)尋優(yōu)計(jì)算才能達(dá)到較好的設(shè)計(jì)結(jié)果。目前參數(shù)設(shè)計(jì)主要借助于通用的或?qū)Ｓ玫姆抡孳浖M(jìn)行離線(xiàn)仿真，如ADVISOR、EASY5、PSCAD、V2ELPH、FAHRSIM等，其優(yōu)點(diǎn)是方便快捷，適合于在設(shè)計(jì)初期對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行宏觀的預(yù)估和評(píng)價(jià)，但難以對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行深入仔細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。隨著系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的不斷深入，某些已經(jīng)存在的部件或環(huán)節(jié)將會(huì)集成仿真回路進(jìn)行測(cè)試與研究，這些部件包括難建模部件、整車(chē)控制器及駕駛員等。為了實(shí)現(xiàn)虛擬模型與真實(shí)部件的聯(lián)系，必須建立實(shí)時(shí)的仿真開(kāi)發(fā)環(huán)境。目前實(shí)時(shí)仿真在燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域主要用于整車(chē)控制器的在環(huán)仿真。例如，采用dSPACE建立整車(chē)控制的硬件在環(huán)仿真環(huán)境。而集成真實(shí)部件的動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真測(cè)試環(huán)境，將是整車(chē)與動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)選擇與優(yōu)化設(shè)計(jì)的技術(shù)升級(jí)方向。5.多能源動(dòng)力系統(tǒng)的能量管理策略能量管理策略對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性影響很大，且受到動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)和行駛工況的雙重影響。目前的開(kāi)發(fā)方式一般是借助仿真技術(shù)建立一個(gè)虛擬開(kāi)發(fā)環(huán)境，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，從理論分析的角度得到最優(yōu)功率分配策略與能量源參數(shù)和工況特征之間的解析關(guān)系。并從該關(guān)系出發(fā)定量地分析功率緩沖器特性參數(shù)對(duì)最優(yōu)功率分配策略的影響，為功率緩沖器的參數(shù)選擇提供理論依據(jù)。最終目的是定量分析工況特征參數(shù)與最有功率分配策略之間的映射關(guān)系，完成功率分配策略的工況適應(yīng)性研究。完成能量管理策略的工況適應(yīng)性開(kāi)發(fā)后，其核心問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)楣β史峙鋬?yōu)化，當(dāng)然還必須考慮一些限制條件，如蓄電池容量的限制和各部件額定值的限制等。可用作功率分配的決策輸入量很多，如SOC值、總線(xiàn)電壓、車(chē)速、駕駛員功率需求等。按照是否考慮這些變量的歷史狀態(tài)，可以把功率分配策略分為瞬時(shí)與非瞬時(shí)策略?xún)纱箢?lèi)。作為能量管理策略中的一部分，制動(dòng)能量回饋是提高燃料經(jīng)濟(jì)型的重要措施，也是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。必須綜合考慮制動(dòng)穩(wěn)定性、制動(dòng)效能、駕駛員感覺(jué)、蓄電池充電接受能力等限制條件。制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)乎生命安全，而且制動(dòng)過(guò)程通常很短暫，在研究初期一般你不直接進(jìn)行道路試驗(yàn)，而是在建立系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的基礎(chǔ)上在進(jìn)行細(xì)致的仿真研究。五、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的主要技術(shù)指標(biāo)0.51.燃料電池電堆比功率系統(tǒng)比功率低溫儲(chǔ)存與啟動(dòng)壽命2.車(chē)用電動(dòng)機(jī)功率密度最高功率3.電子控制4.整車(chē)平臺(tái)最高車(chē)速續(xù)航里程經(jīng)濟(jì)性六、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例11.榮威950燃料電池電動(dòng)汽車(chē)2.豐田燃料電池電動(dòng)汽車(chē)3.奔馳B級(jí)F-Cell燃料電池電動(dòng)汽車(chē)4.現(xiàn)代途勝ix燃料電池電動(dòng)汽車(chē)小結(jié)：學(xué)習(xí)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，傳動(dòng)系統(tǒng)布置形式和特點(diǎn)作業(yè)：課后習(xí)題課題：2.5其他新能源汽車(chē)教學(xué)目的：理解其他新能源汽車(chē)的類(lèi)型掌握其他新能源汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理理解其他新能源汽車(chē)的特點(diǎn)了解其他新能源汽車(chē)車(chē)型實(shí)例教學(xué)重點(diǎn)：其他新能源汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理教學(xué)難點(diǎn)：其他新能源汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理類(lèi)型：新授課教學(xué)方法：講練結(jié)合課時(shí)：一、氣體燃料汽車(chē)11.天然氣汽車(chē)天然氣汽車(chē)是指以天然氣作為燃料的汽車(chē)。按照所使用天然氣燃料狀態(tài)的不同，天然氣汽車(chē)可以分為壓縮天然氣汽車(chē)（CNGV）和液化天然氣汽車(chē)（LNGV）。壓縮天然氣液化天然氣與同功率的傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相比與普通燃油汽車(chē)相比實(shí)例：①東風(fēng)雪鐵龍愛(ài)麗舍CNG雙燃料汽車(chē)②陜汽德龍F(tuán)3000重卡6×4LNG牽引車(chē)2.液化石油氣汽車(chē)1以液化石油氣為燃料的汽車(chē)稱(chēng)為液化石油氣汽車(chē)。液化石油氣汽車(chē)和天然氣汽車(chē)結(jié)構(gòu)類(lèi)似，增加一套燃?xì)夤┙o系統(tǒng)。液化石油氣與其他燃料比較的優(yōu)點(diǎn)液化石油氣汽車(chē)與燃油汽車(chē)相比，具有污染少、經(jīng)濟(jì)性和安全性好等優(yōu)點(diǎn)，受到各國(guó)的重視。為適應(yīng)汽車(chē)能源變革的大趨勢(shì)，世界上各汽車(chē)制造商都紛紛投資開(kāi)發(fā)液化石油氣汽車(chē)，并制訂各種優(yōu)惠政策，推廣使用液化石油氣汽車(chē)。(4)實(shí)例：①Holden（霍頓）汽油/液化石油氣雙燃料汽車(chē)②寶馬GP3GASPOWERED改裝車(chē)二、生物燃料汽車(chē)1生物燃料是指通過(guò)生物資源生產(chǎn)的醇類(lèi)燃料和生物柴油等，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源開(kāi)發(fā)利用的重要方向。生物燃料汽車(chē)就是以生物燃料為能源的汽車(chē)。1.甲醇燃料汽車(chē)定義：甲醇燃料汽車(chē)是指利用甲醇燃料做能源驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。甲醇作為燃料在汽車(chē)上的應(yīng)用主要有摻燒和純甲醇替代兩種。發(fā)展：甲醇汽車(chē)的地位日益提升。甲醇的資源豐富，可以再生，屬于生物質(zhì)的能源。合成甲醇可以固體（如煤、焦炭）液體（如原油、重油、輕油）木材干餾或氣體（如天然氣及其他可燃性氣體提取。在汽車(chē)上使用甲醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽車(chē)缸內(nèi)燃燒更完全，可以降低尾氣的害物的排放。我國(guó)開(kāi)展甲醇汽車(chē)研發(fā)和應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代，不少省、市及企業(yè)積極參與，取得了大量的技術(shù)成果和寶貴經(jīng)驗(yàn)，形成了一定的規(guī)模?！笆晃濉币詠?lái)，甲醇作為車(chē)用替代燃料逐步發(fā)展，《車(chē)用甲醇汽油（M85）》和《車(chē)用燃料甲醇》兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施，甲醇汽車(chē)開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)等活動(dòng)取得積極成果，特別是在柴油機(jī)上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，為甲醇燃料代替柴油提供了可能。但多年來(lái)由于社會(huì)上對(duì)甲醇汽車(chē)的甲醛排放、安全性等問(wèn)題存有爭(zhēng)議，總體上進(jìn)展不大。2009年全國(guó)政協(xié)委員、吉利控股集團(tuán)董事長(zhǎng)李書(shū)福今年的“兩會(huì)”上，提交了一份《關(guān)于盡快出臺(tái)甲醇車(chē)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的提案》，圍繞甲醇燃料汽車(chē)的發(fā)展機(jī)遇，在國(guó)外甲醇汽車(chē)發(fā)展的局限性及國(guó)內(nèi)在甲醇燃料制造方面的優(yōu)勢(shì)等方面闡述了觀點(diǎn)。2009年7月2日國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布公告稱(chēng)，《車(chē)用甲醇汽油（M85）》標(biāo)準(zhǔn)正式批準(zhǔn)頒布，并將于2009年12月1日起實(shí)施。據(jù)了解，該標(biāo)準(zhǔn)是甲醇汽油的首個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。奇瑞汽車(chē)公司已推出全新的甲醇汽車(chē)（整車(chē)）,其基礎(chǔ)是先前曾對(duì)甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行大量的研發(fā)工作:發(fā)動(dòng)機(jī)本體開(kāi)發(fā):壓縮比變更、火花塞匹配、零部件開(kāi)發(fā)等。燃油系統(tǒng)開(kāi)發(fā):解決油泵、油箱、油管、油濾的耐醇問(wèn)題。冷起動(dòng):設(shè)計(jì)冷起動(dòng)噴嘴,增設(shè)起動(dòng)用注油系統(tǒng)。用單點(diǎn)噴射,發(fā)動(dòng)機(jī)ECU內(nèi)集成冷起動(dòng)系統(tǒng)控制程序,冷起動(dòng)操作自動(dòng)啟停等。電控開(kāi)發(fā):使整體經(jīng)濟(jì)性能和排放性能等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到開(kāi)發(fā)預(yù)期目標(biāo)。車(chē)用潤(rùn)滑油也是影響