新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修 課件 第一章 新能源汽車知識

catalogue新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修1.1.1新能源汽車的發(fā)展背景1.1.2新能源汽車的概念1.1.3新能源汽車的分類及特點1.1.4國內(nèi)外主要新能源汽車簡介1.1.5我國新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢了解新能源汽車的概念和我國新能源汽車的發(fā)展?fàn)顩r；掌握新能源汽車的類型及技術(shù)特點，會利用相關(guān)文獻(xiàn)檢索國內(nèi)外新能源汽車知識；了解國內(nèi)外主要新能源汽車廠商和品牌；了解新能源汽車的發(fā)展趨勢。學(xué)習(xí)目標(biāo)新能源汽車發(fā)展概述新能源汽車一體化汽車實訓(xùn)教室，配備如下實訓(xùn)設(shè)備、儀器儀表等。（１）設(shè)備：純電動吉利帝豪EV450/北汽EV200汽車，新能源汽車實訓(xùn)臺等；（２）安全防護用具。在實訓(xùn)前，須學(xué)習(xí)實訓(xùn)室安全管理制度。新能源汽車發(fā)展概述學(xué)習(xí)準(zhǔn)備1.1.1新能源汽車的發(fā)展背景2012年7月9日，由國務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》正式明確了我國節(jié)能與新能源汽車發(fā)展的技術(shù)路線和主要目標(biāo)：以純電驅(qū)動為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向重點推進(jìn)純電動汽車和插電式混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化推廣普及非插電式混合動力汽車、節(jié)能內(nèi)燃機汽車提升我國汽車產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平1.1.1新能源汽車的發(fā)展背景2020年11月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，要求深入實施發(fā)展新能源汽車國家戰(zhàn)略，推動中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，加快建設(shè)汽車強國。1.1.1新能源汽車的發(fā)展背景據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：2019年全年我國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成124.2萬輛和120.6萬輛；2020年全年我國新能源汽車?yán)塾嫯a(chǎn)銷量136萬輛。據(jù)2021年12月10日中央電視臺新聞報道：2021年1～11月我國新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到302.3萬輛。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會2022年1月19日統(tǒng)計數(shù)據(jù)：2021年我國新能源汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到354.5萬輛和352.1萬輛，同比增長均為1.6倍。采用新型動力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車，包括插電式混合動力（含增程式）汽車、純電動汽車和燃料電池汽車等新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、技術(shù)原理先進(jìn)的汽車。2017年1月6日工業(yè)和信息化部（簡稱工信部）發(fā)布的第39號部令《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定》第三條，對新能源汽車進(jìn)行了定義。新能源汽車定義1.1.2新能源汽車的概念氫發(fā)動機汽車超級電容汽車混合動力汽車純電動汽車02010504新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車、氫發(fā)動機汽車、超級電容汽車、燃?xì)馄?、醇類醚類燃料汽車、太陽能汽車、生物柴油汽車等。在我國，新能源汽車主要是指純電動汽車、增程式電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池電動汽車等。新能源汽車部件分布圖如圖1-1（見書P2）所示。新能源汽車結(jié)構(gòu)圖如圖1-2（見書P3）所示。1.1.3新能源汽車的分類及特點其他新能源汽車燃料電池電動汽車0306混合動力汽車混合動力汽車是指油電混合動力汽車（HybridElectricVehicle,HEV），即采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機（柴油機或汽油機）和電動機作為動力源，也有的發(fā)動機經(jīng)過改造使用其他替代燃料，例如壓縮天然氣、丙烷和乙醇燃料等。011.1.3新能源汽車的分類及特點01串聯(lián)式混合動力汽車（SHEV）（１）按混合動力驅(qū)動的連接方式，混合動力汽車可以分為以下三類。1）混合動力汽車的分類1.1.3新能源汽車的分類及特點01混合動力汽車主要由發(fā)動機、發(fā)電機、驅(qū)動電機等三大動力總成以串聯(lián)方式組成的HEV動力系統(tǒng)。串聯(lián)式混合動力汽車的組成如圖1-3所示。03混動式混合動力汽車（PSHEV）綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式結(jié)構(gòu)而組成的電動汽車，由發(fā)動機、電動發(fā)電機和驅(qū)動電機三大動力總成組成。02并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）其發(fā)動機和驅(qū)動電機都是動力總成，兩大動力總成的功率可以互相疊加輸出，也可以單獨輸出。01串聯(lián)式混合動力汽車（SHEV）（１）按混合動力驅(qū)動的連接方式，混合動力汽車可以分為以下三類。1）混合動力汽車的分類1.1.3新能源汽車的分類及特點01混合動力汽車主要由發(fā)動機、發(fā)電機、驅(qū)動電機等三大動力總成以串聯(lián)方式組成的HEV動力系統(tǒng)。串聯(lián)式混合動力汽車的組成如圖1-3所示。（２）按混合動力系統(tǒng)中混合度的不同，混合動力汽車還可以分為以下四類。1）混合動力汽車的分類1.1.3新能源汽車的分類及特點01混合動力汽車微混合動力汽車代表車型是通用的混合動力車。輕混合動力汽車除了能夠?qū)崿F(xiàn)用發(fā)電機控制發(fā)動機的啟動和停止外，還能夠?qū)崿F(xiàn)部分能量吸收和充電調(diào)節(jié)。輕混合動力汽車代表車型是PSA的混合動力版C3和豐田的混合動力版Vitz。①②（２）按混合動力系統(tǒng)中混合度的不同，混合動力汽車還可以分為以下四類。1）混合動力汽車的分類1.1.3新能源汽車的分類及特點01混合動力汽車中混合動力汽車豐田的Prius和Estima都屬于完全混合動力汽車。完全混合動力汽車本田旗下混合動力的Insight、Accord和Civic都屬于這種汽車。中混合動力汽車采用的是高壓電機。③④混合動力汽車混合動力汽車還可以分為普通混合動力汽車、插電式混合動力汽車及增程式混合動力汽車。這里只介紹插電式混合動力汽車。011.1.3新能源汽車的分類及特點1.1.3新能源汽車的分類及特點插電式混合動力汽車比亞迪宋DM如圖1-4所示?；旌蟿恿ζ?11.1.3新能源汽車的分類及特點插電式混合動力汽車是指具有可外接充電功能并且具有一定的純電動續(xù)駛里程的（簡稱PHEV）新型混合動力電動汽車。區(qū)別于傳統(tǒng)汽油動力與純電驅(qū)動結(jié)合的混合動力，插電式混合動力的驅(qū)動原理、驅(qū)動單元與純電動汽車相同，唯一不同的是車上裝備有一臺發(fā)動機。與其他混合動力汽車相比，插電式混合動力汽車具有較大容量的動力電池組、較大功率的電機驅(qū)動系統(tǒng)以及較小排量的發(fā)動機，如圖1-5所示?；旌蟿恿ζ?1具有低排放和低噪聲。介于常規(guī)混合動力電動汽車和純電動汽車之間，出行里程長時可采用以內(nèi)燃機為主的混合動力模式，出行里程短時則采用純電動模式。用電比用燃油便宜，可以降低使用成本。優(yōu)點1.1.3新能源汽車的分類及特點插電式混合動力汽車的優(yōu)點、缺點如下：電池容量小，充電次數(shù)多，導(dǎo)致電池壽命短。既有發(fā)動機，又有電機、電池等，占用車體空間大，重量重，耗油／電高。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，維護保養(yǎng)成本高，要保養(yǎng)發(fā)動機和變速箱，還要保養(yǎng)電池、電動機。價格比同車同型號貴。缺點混合動力汽車01（1）優(yōu)點2）混合動力汽車的特點1.1.3新能源汽車的分類及特點01混合動力汽車P發(fā)動機和電機動力可互補，低速時可用電機驅(qū)動行駛。④電池組的小型化使成本和重量低于電動汽車。③內(nèi)燃機主要工作在最佳工況點附近，燃燒充分，排放氣體較干凈，起步無怠速（怠速停機）。②與傳統(tǒng)汽車相比，由于內(nèi)燃機總是工作在最佳工況，因此油耗非常低。①（2）缺點2）混合動力汽車的特點1.1.3新能源汽車的分類及特點01混合動力汽車長距離高速行駛時的節(jié)油效果不明顯。②系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。①純電動汽車純電動汽車是采用電力驅(qū)動的汽車，是用可充電蓄電池或其他能量儲存裝置為動力源，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)各項要求的車輛。純電動汽車不需要其他能量，如汽油、柴油等，其電力可以通過多種路徑獲得能源，如煤、核能、水力、風(fēng)力、光、熱等，可解除人們對石油資源日見枯竭的擔(dān)心。021.1.3新能源汽車的分類及特點純電動汽車純電動汽車可以通過家用電源（普通插座）、專用充電樁或者特定的充電場所進(jìn)行充電，還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電，使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用，滿足日常的行駛需求，大大提高其經(jīng)濟效益。純電動汽車的構(gòu)造如圖1-6所示。021.1.3新能源汽車的分類及特點1.1.3新能源汽車的分類及特點純電動汽車與內(nèi)燃機汽車的最明顯區(qū)別，是用電動機驅(qū)動裝置和蓄電池組件替代內(nèi)燃機和燃料箱。純電動汽車的電力動力系統(tǒng)主要由電動機驅(qū)動系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)（動力電池組）、輔助系統(tǒng)三個部分組成。純電動汽車02電動機驅(qū)動系統(tǒng)儲能系統(tǒng)（動力電池組）輔助系統(tǒng)電力動力系統(tǒng)1.1.3新能源汽車的分類及特點其中電動機驅(qū)動系統(tǒng)由控制器（電機控制器）、電力電子變換器（逆變器／ＤＣＤＣ）、電動機、機械傳動裝置、驅(qū)動輪組成；儲能系統(tǒng)由儲能單元、能量管理與分配單元組成；輔助系統(tǒng)由整車控制器、舒適系統(tǒng)、輔助電源組成。純電動汽車的優(yōu)點是技術(shù)相對簡單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方就能夠充電；缺點是蓄電池單位重量儲存的能量太少，電動車的電池較貴，特別是充電后續(xù)航距離短，不能跑長途。純電動汽車02燃料電池電動汽車燃料電池電動汽車是一種不燒燃料而直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽揽侩姍C驅(qū)動的汽車。燃料電池電動汽車如圖1-7所示。031.1.3新能源汽車的分類及特點1.1.3新能源汽車的分類及特點燃料電池的工作原理是：電池的陽極（燃料極）輸入氫氣（燃料），氫分子（H2）在陽極催化劑的作用下被離解成為氫離子（H+）和電子（e-），H+穿過燃料電池的電解質(zhì)層向陰極（氧化極）方向運動，e-因無法通過電解質(zhì)層而由一個外部電路流向陰極；在電池陰極輸入氧氣（O2），氧氣在陰極催化劑的作用下離解成為氧原子（O），與通過外部電路流向陰極的e-和燃料穿過電解質(zhì)的H+結(jié)合生成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的水（H2O），完成電化學(xué)反應(yīng)放出熱量。燃料電池電動車汽車031.1.3新能源汽車的分類及特點這種電化學(xué)反應(yīng)與氫氣在氧氣中發(fā)生的劇烈燃燒反應(yīng)是完全不同的，只要陽極不斷輸入氫氣，陰極不斷輸入氧氣，電化學(xué)反應(yīng)就會連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，e-就會不斷通過外部電路流動形成電流，直接變成電能，從而連續(xù)不斷地向汽車提供電力。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機要高2~3倍，因此在能源的利用和環(huán)境保護方面，燃料電池電動汽車具有效率高、噪聲低、清潔、無污染物排出等優(yōu)點，是一種理想車型；但其缺點是燃料電池成本高、壽命短。燃料電池電動車汽車03氫發(fā)動機汽車氫發(fā)動機汽車是以氫氣為動力的汽車。與普通汽車相比，氫發(fā)動機汽車具有明顯的優(yōu)勢。氫氣在燃燒的過程中，只排出水蒸氣而不是二氧化碳等污染性廢氣，既可以無限循環(huán)，又不會污染環(huán)境；它的燃料效率非常高，可以將氫能的60%~80%轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動能，而普通汽車的轉(zhuǎn)化率僅為25%~30%。氫發(fā)動機如圖1-8所示。寶馬7系氫發(fā)動機汽車如圖1-9所示。041.1.3新能源汽車的分類及特點1.1.3新能源汽車的分類及特點圖1-8氫發(fā)動機圖1-9寶馬7系氫發(fā)動機汽車1.1.3新能源汽車的分類及特點中國長安汽車在2007年完成了中國第一臺高效零排放氫內(nèi)燃機的點火，并在2008年北京車展上展出了自主研發(fā)的中國首款氫動力概念跑車“氫程”。國產(chǎn)氫發(fā)動機汽車如圖1-10所示。氫發(fā)動機汽車041.1.3新能源汽車的分類及特點氫發(fā)動機汽車分為兩種：一種是氫內(nèi)燃機車，由內(nèi)燃機燃燒氫（通常通過分解甲烷或電解水來獲得）產(chǎn)生動力來驅(qū)動汽車；另一種是氫燃料電池車，使氫或含氫物質(zhì)與空氣中的氧在燃料電池中反應(yīng)產(chǎn)生電力來推動電動機，由電動機驅(qū)動車輛。氫發(fā)動機汽車的優(yōu)點是利用氫作為能源與空氣中的氧氣反應(yīng)，只產(chǎn)生水蒸氣排放，有效地減少了傳統(tǒng)汽油車對空氣的污染；缺點是能耗低，車輛質(zhì)量降低，抗碰撞性能降低；氫氣存儲困難，加氫站少。氫發(fā)動機汽車04氫內(nèi)燃機車氫燃料電池車超級電容汽車超級電容汽車的外觀與普通無軌電車相似，只是車頂部沒有兩根“辮子”。電車底部裝了一種超級電容，車輛進(jìn)站后的上下客間隙，車頂充電設(shè)備隨即自動升起，搭到充電站的電纜上，通過200A的電流完成充電。國產(chǎn)超級電容客車如圖1-11所示。051.1.3新能源汽車的分類及特點1.1.3新能源汽車的分類及特點新能源客車是公共交通工具的主體。在新能源客車領(lǐng)域，超級電容廣泛應(yīng)用于城市混合動力客車制動能量回收系統(tǒng)。由超級電容模塊組成的制動能量回收系統(tǒng)能夠吸收并存儲車輛在制動時產(chǎn)生的全部動能，當(dāng)客車啟動或加速時將這些能量釋放出來，從而使車輛節(jié)省油耗、減少排放。超級電容汽車05超級電容優(yōu)點1.1.3新能源汽車的分類及特點（１）充電速度快，充電10s可運行3km；（２）循環(huán)使用壽命長，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)為1~50萬次，沒有“記憶效應(yīng)”；（３）大電流放電能力超強，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90％；（４）功率密度高，可達(dá)300~5000Ｗ／ｋｇ，相當(dāng)于電池的5~10倍；超級電容汽車05超級電容優(yōu)點1.1.3新能源汽車的分類及特點超級電容汽車05（５）產(chǎn)品從原材料到生產(chǎn)、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源；（６）充放電線路簡單，無須充電電池那樣的充電電路，安全系數(shù)高，長期使用免維護；（７）超低溫特性好，溫度范圍寬，-40～+70℃均可正常使用；（８）檢測方便，剩余電量可直接讀出；（９）容量范圍通常在0.1~1000Ｆ。1.1.3新能源汽車的分類及特點超級電容汽車05超級電容缺點（１）如果使用不當(dāng)會造成電解質(zhì)泄漏等現(xiàn)象；（２）與鋁電解電容器相比，其內(nèi)阻較大，因而不可以用于交流電路；（３）能量密度低，很難滿足整車需求，一般作為輔助蓄能器，功率輸出隨著行駛里程增加而衰減。其他新能源汽車061.1.3新能源汽車的分類及特點01020304燃?xì)馄嚰状计囈掖计囂柲芷嚻渌履茉雌?61.1.3新能源汽車的分類及特點燃?xì)馄囀侵赣脡嚎s天然氣（CNG）、液化石油氣（LPG）和液化天然氣（LNG）作為燃料的汽車。燃?xì)馄嚺欧判阅芎?，可調(diào)整汽車燃料結(jié)構(gòu)，運行成本低、技術(shù)成熟、安全可靠，所以被世界各國公認(rèn)為當(dāng)前最理想的替代燃料汽車。1)燃?xì)馄嚾細(xì)馄噧?yōu)點1.1.3新能源汽車的分類及特點（１）有較高的經(jīng)濟效益。就汽車窗體頂端發(fā)動機而言，天然氣容易擴散，在發(fā)動機中容易和空氣均勻混合，燃燒比較完全、干凈，不容易產(chǎn)生積碳，抗爆性能好，不會稀釋潤滑油，因而使發(fā)動機的壽命和潤滑油的使用期限大幅度增長，提高了汽車使用的經(jīng)濟性。其他新能源汽車061)燃?xì)馄嚾細(xì)馄噧?yōu)點1.1.3新能源汽車的分類及特點（２）有較好的社會效益。與石油燃料相比，氣體燃料在制備過程中能量損失較小，對大氣的有害排放污染物少，有利于環(huán)境保護。（３）比較安全。CNG、LNG和LPG汽車的氣瓶或氣罐等都很結(jié)實可靠，稍有泄漏，很快就會擴散到大氣中，且氣體燃料系統(tǒng)的各個部件都經(jīng)過嚴(yán)格的檢查。因此，天然氣作為汽車燃料是比較安全的。其他新能源汽車061)燃?xì)馄?.1.3新能源汽車的分類及特點燃?xì)馄嚾秉c（１）由于氣體燃料的能量密度低，燃?xì)馄嚁y帶的燃料量較少，行駛距離較汽油車短。汽油汽車在改用天然氣后功率往往會下降10%~20%左右，將出現(xiàn)爬坡不如汽油車有勁、加速響應(yīng)慢等現(xiàn)象。（２）要在原汽車基礎(chǔ)上增加天然氣燃料系統(tǒng)，特別是氣瓶使原來的汽車的有效空間減少，本身的自重也增加了。（３）天然氣是氣態(tài)燃料，不容易儲存和攜帶，還需要一定的改車投資費，一次性投資費用較大。其他新能源汽車061)燃?xì)馄囯m然燃?xì)馄囉幸陨系牟蛔阒?，但從總的?jīng)濟和社會效益分析，用天然氣作為汽車燃料還是利大于弊。其他新能源汽車061.1.3新能源汽車的分類及特點乙醇俗稱酒精，通俗些說，使用乙醇為燃料的汽車，也可叫乙醇汽車。用乙醇代替石油作為燃料的歷史已經(jīng)很長，無論是在生產(chǎn)上還是在應(yīng)用上該技術(shù)都已很成熟。由于石油資源緊張，汽車能源多元化趨向加劇，使得乙醇汽車又被提上了議事日程。2)乙醇汽車其他新能源汽車061.1.3新能源汽車的分類及特點乙醇汽油是指在汽油組分油中，按體積比加入一定比例的變性燃料乙醇混配而成的一種新型清潔車用燃料。2)乙醇汽車乙醇汽油優(yōu)點1.1.3新能源汽車的分類及特點（１）不僅動力強，而且防爆性好。乙醇汽油采用高壓縮比來提高發(fā)動機的熱效率，能靠其強大的蒸發(fā)量來提高發(fā)動機的進(jìn)氣量，增強發(fā)動機的動力。（２）環(huán)保。乙醇的原料是含氧的，充分燃燒之后能有效降低尾氣的排放量。（３）減少積碳。由于乙醇汽油獨特的燃燒性，火花塞、氣門、排氣室等較容易形成積碳。乙醇汽油能有效消除這些部位的積碳。其他新能源汽車062)乙醇汽車1.1.3新能源汽車的分類及特點乙醇汽油缺點（１）乙醇汽油蒸發(fā)潛熱高，燃料在蒸發(fā)的時候溫降大，在冬季的時候會造成發(fā)動機啟動困難。（２）乙醇汽油的保質(zhì)期比普通汽油要短，保質(zhì)期過后有分層現(xiàn)象。（３）乙醇容易對橡膠件及合成非金屬材料會產(chǎn)生腐蝕等。其他新能源汽車062)乙醇汽車其他新能源汽車061.1.3新能源汽車的分類及特點用甲醇代替石油燃料的汽車更為環(huán)保，一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物等有害物質(zhì)的排放量非常低；甲醇成本比汽油要低得多，加滿一次即可連續(xù)行車四五百公里，而且最難得的是，燃料電池電動汽車無須將油缸進(jìn)行改裝，只需將現(xiàn)有的油缸改存甲醇即可。3)甲醇汽車甲醇環(huán)保、安全，比汽油便宜得多，可以對發(fā)動機、油箱、管道進(jìn)行清洗。優(yōu)點1.1.3新能源汽車的分類及特點其他新能源汽車063)甲醇汽車甲醇汽油的優(yōu)點、缺點如下：長時間使用甲醇會腐蝕噴油泵和油管，以及在氣溫低的情況下發(fā)動機啟動困難。缺點其他新能源汽車061.1.3新能源汽車的分類及特點太陽能汽車是一種靠太陽能來驅(qū)動的汽車。正因為其環(huán)保的特點，太陽能汽車被諸多國家所提倡，太陽能汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也日益蓬勃。在太陽能汽車上裝有密密麻麻像蜂窩一樣的裝置就是太陽能電池板。太陽能電池依據(jù)所用半導(dǎo)體材料的不同，通常分為硅電池、硫化鎘電池、砷化鎵電池等，其中最常用的是硅太陽能電池。4)太陽能汽車其他新能源汽車061.1.3新能源汽車的分類及特點在陽光下，太陽能光伏電池板采集陽光，并產(chǎn)生人們通用的電流。這種能量被蓄電池儲存并為以后行駛提供動力，或者直接提供給發(fā)動機可以邊開邊蓄電，能量通過發(fā)動機控制器帶動車輪運動，推動太陽能汽車前進(jìn)。相比傳統(tǒng)熱機驅(qū)動的汽車，太陽能汽車是真正的零排放。4)太陽能汽車無污染，無噪聲。因為不用燃油，所以太陽能汽車不會排放污染大氣的有害氣體；因為沒有內(nèi)燃機，所以太陽能汽車在行駛時聽不到燃油汽車內(nèi)燃機的轟鳴聲。易于駕駛。無須電子點火，只需踩踏加速踏板便可啟動，利用控制器來改變車速；無須換擋、踩離合器，簡化了駕駛的復(fù)雜性。優(yōu)點1.1.3新能源汽車的分類及特點太陽能電池造價高，技術(shù)不夠成熟，太陽能轉(zhuǎn)換效率不夠高、速度慢，還無法進(jìn)入實用階段；體積龐大，不利于推廣。缺點其他新能源汽車064)太陽能汽車1.國內(nèi)外新能源汽車部分代表車型國內(nèi)外新能源汽車部分代表車型如表1-1所示。1.1.4國內(nèi)外主要新能源汽車簡介生產(chǎn)廠商品牌/車型車輛類型豐田iA5,C-HR雙擎,卡羅拉新能源純電動，油電混合動力，插電式油電混合動力奧迪A6L,e-tron,A8L純電動，油電混合動力，插電式油電混合動力寶馬寶馬i3,寶馬i4,寶馬x5純電動，油電混合動力，插電式混合動力大眾寶來,帕薩特混動,純電動,插電式混合動力特斯拉ModelY,PHEV純電動,插電式混合動力比亞迪漢EV，秦PLUS純電動,插電式混合動力本田繹樂，享域銳，世銳PHEV純電動，油電混合動力，插電式油電混合動力奔馳EQC，C級Coupe，E級混動純電動，油電混合動力，插電式油電混合動力吉利帝豪EV，ICON，繽越ePro純電動，油電混合動力，插電式油電混合動力紅旗E-HS3，H5純電動,油電混合動力2.新能源車型分類新能源車型有純電動車型、油電混合動力車型、插電式油電混合動力車型、增程式電動車型、CNG雙燃料車型。下面介紹前4類。1.1.4國內(nèi)外主要新能源汽車簡介純電動車型油電混合動力車型插電式油電混合動力車型增程式電動車車型2.新能源車型分類在圖1-12所示的127個新能源車企業(yè)／品牌中，純電動車型有101個（見實線部分）。它們可續(xù)航200km以上，一般價格為5~70萬元，也有70萬元以上的。1.1.4國內(nèi)外主要新能源汽車簡介（1）純電動車型2.新能源車型分類如圖1-13所示，油電混合動力車型有29個（見實線部分），一般價格為8~70萬元，也有70萬元以上的。1.1.4國內(nèi)外主要新能源汽車簡介（2）油電混合動力車型2.新能源車型分類如圖1-14所示，插電式油電混合動力車型有36個（見實線部分），一般價格為8~70萬元，也有70萬元以上的。1.1.4國內(nèi)外主要新能源汽車簡介（3）插電式油電混合動力車型2.新能源車型分類如圖1-15所示，增程式電動車型只有6個（見實線部分），一般價格為12~35萬元。1.1.4國內(nèi)外主要新能源汽車簡介（4）增程式電動車車型1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀隨著我國對環(huán)境保護政策的加強，我國越來越重視新能源汽車的發(fā)展，由于科技和產(chǎn)業(yè)變革，新能源汽車已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的中堅力量，新能源汽車行業(yè)也迎來了前所未有的發(fā)展機遇，正從萌芽期向成長期邁進(jìn)，其保有量在5年間增長了9倍多。2020年11月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，要求深入實施發(fā)展新能源汽車國家戰(zhàn)略，推動中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，加快建設(shè)汽車強國。1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀目前國內(nèi)新能源汽車行業(yè)的上市企業(yè)有比亞迪股份有限公司、浙江吉利控股集團有限公司、上海汽車集團股份有限公司、廣州汽車集團股份有限公司、北汽藍(lán)谷新能源科技股份有限公司、中國長安汽車集團股份有限公司等。1.新能源汽車行業(yè)的分類新能源汽車采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置）。表1-2中列出了五種新能源汽車的特點、優(yōu)勢、劣勢。分類特點代表車型優(yōu)勢劣勢純電動汽車(BEV)完全由充電電池提供能量特斯拉、蔚來成本低,技術(shù)成熟,噪聲小等續(xù)航里程短,充電長混合動力汽車（HEV）使用發(fā)動機和電動機驅(qū)動汽車東岡悅達(dá)起亞K5省油降低排放,增強動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜插電式混合動力汽車(PHEV)可外接充器,可純電動行駛,可混合動力行駛.比亞迪奏電池容量大,續(xù)航長.基礎(chǔ)設(shè)施不完善增程式電動汽車（REEV）純電動汽車基礎(chǔ)上增加了增加了增程器BMWi3起步和加速能性好充電困難燃料電池車（FCEV）以氯氣,甲醇為燃料,經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能豐田Mirai污染小,零排放產(chǎn)量小,存儲困難1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀續(xù)航里程電控系統(tǒng)核心模塊IGBT智能網(wǎng)聯(lián)電池充電樁電機基本完成國產(chǎn)化1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2.新能源汽車行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀1）續(xù)航里程2012年5月18日上午9時，在四川新紀(jì)元公司廠區(qū)舉行了“四川造”電動汽車試驗運營啟動儀式。在活動起航現(xiàn)場，一臺改裝后的純電動汽車，攜帶重量符合國家工信部標(biāo)準(zhǔn)（電池質(zhì)量占整車比重的25％以下）的新型鋰電池，通過三電動力總成創(chuàng)新集成，一次充電工況可運行1000kｍ以上。該車運行時間從5月18日上午9點31分開始，5月19日凌晨3點17分結(jié)束，歷時17小時46分鐘，合計工況運營1011km，耗電85kＷ·ｈ，挑戰(zhàn)工況運營1000kｍ成功。本次測試完美書寫了“長續(xù)航”“電池壽命長”“安全性能優(yōu)”“系統(tǒng)集成強”“中國芯”的技術(shù)風(fēng)采。純電動汽車?yán)m(xù)航里程提升現(xiàn)場會如圖1-16所示。1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2）電池在新能源汽車的成本中，電池成本通常要占到40％左右，再加上占10％左右的電機和10％左右的電控成本，“三電”共占電動汽車成本的60％左右，如圖1-17所示。因此，提升電池技術(shù)對新能源汽車來說非常重要。1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀3）電機基本完成國產(chǎn)化目前我國新能源汽車的電機基本完成了國產(chǎn)替代，且集成化程度越來越高。電機驅(qū)動系統(tǒng)是新能源汽車三大核心部件之一，是新能源汽車車輛行駛中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo)。電動汽車的整個驅(qū)動系統(tǒng)包括電動機驅(qū)動系統(tǒng)與機械傳動機構(gòu)兩個部分。電動機驅(qū)動系統(tǒng)主要由電機、功率轉(zhuǎn)換器、控制器、各種檢測傳感器以及電源等部分構(gòu)成。1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀新能源汽車的電機通過從電池中獲取有限的能量產(chǎn)生動作，所以要求其在各種環(huán)境下的效率都要很高，在性能上要比一般工業(yè)用的電機更加嚴(yán)格。電動汽車專用的電機需要滿足高速化、小型輕量化、高效性（一次充電后的續(xù)駛里程長）、低速大轉(zhuǎn)矩情況下大范圍內(nèi)的恒定輸出特性、壽命長以及高可靠性、低噪聲和成本低廉等性能。未來新能源汽車的電機驅(qū)動系統(tǒng)將朝著小型輕量化、高效性、更出色的轉(zhuǎn)矩特性、使用壽命長、可靠性高、電機控制器實現(xiàn)數(shù)字化、控制精度高、噪聲低、價格低廉的方向發(fā)展。3）電機基本完成國產(chǎn)化1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀4）電控系統(tǒng)核心模塊IGBT電控系統(tǒng)核心模塊采用絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）。從功能上來說，IGBT就是一個電路開關(guān)，優(yōu)點就是用電壓控制，飽和壓降小、耐壓高，可在幾十到幾百伏量級電壓、幾十到幾百安量級電流的強電上應(yīng)用。1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀4）電控系統(tǒng)核心模塊IGBT新能源汽車電控系統(tǒng)包括三部分，分別是整車控制器、電機控制器和電池控制器。其中新能源整車控制器和電池控制器相對成熟，電機控制器相對落后，主要是因為核心部件IGBT國內(nèi)能生產(chǎn)的企業(yè)只有中車時代和比亞迪兩家，90%以上依靠進(jìn)口。IGBT模塊成本占據(jù)電控系統(tǒng)成本的40%以上，如果加上充電系統(tǒng)中的IGBT，則成本占比更高。IGBT模塊主要包括母排電極、鍵合引線、芯片、焊層、襯板和基板幾大部分，各個部分之間采用的連接技術(shù)構(gòu)成了IGBT模塊封裝的關(guān)鍵技術(shù)。1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀5）智能網(wǎng)聯(lián)智能網(wǎng)聯(lián)汽車是車聯(lián)網(wǎng)與智能車的有機結(jié)合，是搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享，實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終替代人來操作的新一代汽車，它將改變駕駛員的主導(dǎo)地位。智能網(wǎng)聯(lián)汽車實現(xiàn)了車內(nèi)網(wǎng)、車外網(wǎng)、車際網(wǎng)的無縫連接，具備信息共享、復(fù)雜環(huán)境感知、智能化決策等功能，是AI、信息通信、大數(shù)據(jù)、云計算等戰(zhàn)略性高新技術(shù)的支撐點和戰(zhàn)略制高點。1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀5）智能網(wǎng)聯(lián)2021年7月13日，中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會發(fā)布了《中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告（2021）》，在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，2020年智能網(wǎng)聯(lián)汽車的銷量超過了303萬輛，同比增長了107％。車聯(lián)網(wǎng)為汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級提供了驅(qū)動力，已被提到國家戰(zhàn)略的高度，我國車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)已經(jīng)基本完成?，F(xiàn)在大部分汽車品牌都在向智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展，如大眾、雪佛蘭、起亞、福特、本田、別克、飛思卡爾等。國家非常重視發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車，2021年7月27日，工信部、公安部、交通運輸部印發(fā)了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試與示范應(yīng)用管理規(guī)范（試行）》的通知。1.1.5新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀6）充電樁充電樁是新能源汽車行業(yè)發(fā)展的基石，隨著電動車的不斷放量，充電樁作為配套設(shè)施必須跟上。2021年9月10日，中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟發(fā)布8月充電樁運營數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，2021年8月比2021年7月公共充電樁增加了3.44萬臺，8月同比增長了66.4％。020301智能化輕量化三類新能源汽車的發(fā)展趨勢1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢綜上所述，由于新能源汽車的發(fā)展受到諸多現(xiàn)實因素和技術(shù)要求的限制，以目前的技術(shù)條件來看，想要實現(xiàn)新能源汽車的全方位大發(fā)展，還有待新的突破。當(dāng)前普遍認(rèn)為，汽車工業(yè)的發(fā)展主要集中在純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車三類新能源汽車上，所有新能源汽車都要向輕量化和智能化方向發(fā)展。1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢1.三類新能源汽車的發(fā)展趨勢１）純電動汽車由于電池技術(shù)的原因，純電動汽車微型化已成為其發(fā)展的一個趨勢。以高性能的鎳氫、鎳鎘電池和鋰電池為代表的新一代電池為純電動汽車的發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。目前，純電動汽車的發(fā)展雖然已經(jīng)取得很好的效果，部分車型充滿一次電能行駛400~500ｋｍ，但是在偏僻地方依然無法保證，因為充電樁很少、甚至沒有。此外仍存在不少問題，諸如電池容量、驅(qū)動電機、快速充電、二次污染等方面。目前世界各國研究機構(gòu)和企業(yè)都在加緊進(jìn)行電池的研究，努力實現(xiàn)電動汽車充滿一次電可行駛1000ｋｍ的目標(biāo)。1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢1.三類新能源汽車的發(fā)展趨勢2）混合動力汽車目前世界各大汽車公司無不涉足電動汽車領(lǐng)域，但是由于技術(shù)和經(jīng)濟上存在的各種困難，純電動汽車還有相當(dāng)長的路要走才有可能實現(xiàn)商品化；而混合動力汽車技術(shù)相對比較成熟，由于采用了機電耦合技術(shù)和智能化的整車控制策略，因此實現(xiàn)了整車的高性能，解決了低能耗和低排放等問題。1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢1.三類新能源汽車的發(fā)展趨勢3）燃料電池汽車氫燃料電池汽車相比較于其他幾類新能源汽車來說，是技術(shù)難度最大的一種。氫燃料電池汽車雖較早被投入研發(fā)，但目前為止進(jìn)展不大。氫燃料電池以氫為能量來源，通過電子的得失產(chǎn)生電力來驅(qū)動電機。目前此項技術(shù)仍然處在研發(fā)或者測試階段，無真正意義的產(chǎn)品問世，所以它的未來之路需要繼續(xù)探索。但是，若氫燃料電池汽車在技術(shù)上一旦獲得質(zhì)的突破，它將是未來新能源電動汽車中最為搶手的。1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢2.輕量化目前新能源汽車動力電池外殼用材種類眾多，既有鋼、鐵、鋁合金等金屬材料，也有塑料、碳纖維等非金屬材料，其中鋼材在汽車中的應(yīng)用比例仍然達(dá)到50％以上。國內(nèi)外輕量化的研究主要是對新能源汽車進(jìn)行輕量化方面的研究和設(shè)計，世界的統(tǒng)一觀點為輕量化是解決當(dāng)前汽車節(jié)能減排的最有效措施，也是當(dāng)前汽車工業(yè)追求可持續(xù)發(fā)展的趨勢。汽車的整體質(zhì)量減10％，汽車的油耗也會減少6％～8％，同時也會減少二氧化碳和其他氮化物等有害物質(zhì)的排放。1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢2.輕量化新能源汽車的輕量化可以保證提升自身的動力性，來解決自己的續(xù)航問題，也可以平衡自身的輕量化材料成本。新能源汽車動力電池托盤以前多采用鋼材制造，如今以鋁合金型材為主。鋁合金型材的密度為2.7g／cm3，無論在收縮還是焊接等方面，鋁合金材質(zhì)優(yōu)勢明顯。而鎂合金的密度為1.8g／cm3，碳纖維是1.5g／cm3，用這些材料制造電池托盤可實現(xiàn)大幅減重。非金屬材料在這個領(lǐng)域具有非常好的應(yīng)用優(yōu)勢。非金屬材料在電機上也有廣泛的應(yīng)用，比如聚苯硫醚具有強度高、耐高溫、高阻燃、耐腐蝕的性能，可以代替部分金屬來制造新能源汽車的關(guān)鍵零部件，同時在智能網(wǎng)聯(lián)領(lǐng)域，也可用于傳感器、控制器、執(zhí)行器，以及攝像頭、雷達(dá)等。1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢3.智能化新能源汽車智能化包括自動循跡系統(tǒng)、主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動防撞系統(tǒng)三部分。自動循跡系統(tǒng)主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主動防撞系統(tǒng)1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢3.智能化新能源汽車智能化包括自動循跡系統(tǒng)、主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動防撞系統(tǒng)三部分。自動循跡系統(tǒng)在主循跡橫向控制方法和縱向控制方法的基礎(chǔ)上，提出了智能汽車自適應(yīng)徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償橫向控制方法和兩種改進(jìn)的縱向控制方法，并針對不同的行駛工況提出一種多控制方法變換策略。1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢3.智能化新能源汽車智能化包括自動循跡系統(tǒng)、主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動防撞系統(tǒng)三部分。主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過計算機根據(jù)各種參數(shù)來自動調(diào)節(jié)車輛轉(zhuǎn)向傳動比，能真正解決靈活性、穩(wěn)定性和駕乘舒適性之間的沖突。主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在方向盤系統(tǒng)中安裝了一套根據(jù)車速調(diào)整轉(zhuǎn)向傳動的變速箱。這個系統(tǒng)包含了一個行星齒輪和兩根輸入軸。1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢3.智能化主動防撞系統(tǒng)主動防撞系統(tǒng)是防止汽車發(fā)生碰撞的一種智能裝置。它能夠自動發(fā)現(xiàn)可能與汽車發(fā)生碰撞的車輛、行人或其他障礙物體，發(fā)出警報或同時采取制動、規(guī)避等措施，以避免碰撞的發(fā)生。這個系統(tǒng)由信號采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)組成。新能源汽車智能化包括自動循跡系統(tǒng)、主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動防撞系統(tǒng)三部分。信號采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢3.智能化主動防撞系統(tǒng)新能源汽車智能化包括自動循跡系統(tǒng)、主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動防撞系統(tǒng)三部分。信號采集系統(tǒng)能夠自動檢測出前方障礙物的速度和距離；1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢3.智能化主動防撞系統(tǒng)新能源汽車智能化包括自動循跡系統(tǒng)、主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動防撞系統(tǒng)三部分。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過計算機芯片對兩車距離以及兩車的瞬時相對速度進(jìn)行處理后，能夠自動剎車或者自動鎖死方向盤。1.1.6新能源汽車的發(fā)展趨勢3.智能化主動防撞系統(tǒng)新能源汽車智能化包括自動循跡系統(tǒng)、主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動防撞系統(tǒng)三部分。執(zhí)行機構(gòu)負(fù)責(zé)實施數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)來的指令，發(fā)出警報，能夠自動啟動剎車裝置，鎖死方向盤，自動關(guān)閉車的側(cè)窗、天窗，自動調(diào)整座椅位置；當(dāng)乘客遭受撞擊時，能最大限度受到氣囊的保護。練習(xí)題1、什么是新能源汽車？2、電動汽車可以分為哪三類？3、純電動汽車的基本構(gòu)成及工作原理是什么？4、新能源汽車主要有哪些類型？各自有什么特點？5、我國新能源汽車目前發(fā)展的特點有哪些？1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1.2.2吉利帝豪EV450純電動汽車的基本操作1.2.3我國新能源汽車國家標(biāo)準(zhǔn)新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修了解純電動汽車的工作原理和主要特點；掌握純電動汽車的主要部件名稱、功能和安裝位置；掌握純電動汽車的基本操作方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)新能源汽車的結(jié)構(gòu)、工作原理和基本操作新能源汽車一體化汽車實訓(xùn)教室，配備如下實訓(xùn)設(shè)備、儀器儀表等。（１）設(shè)備：純電動吉利帝豪EV450/北汽EV200汽車，新能源汽車實訓(xùn)臺等；（２）工具量具設(shè)備：絕緣工具、絕緣手套、萬用表等。（３）輔助工具：二氧化碳滅火器、手電筒、抹布。（４）其他材料：教材、課件、電動汽車使用手冊等。學(xué)習(xí)準(zhǔn)備新能源汽車的結(jié)構(gòu)、工作原理和基本操作1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理純電動汽車（ElectricVehicle,EV）是完全由車載可充電電池（如鉛酸電池、鎳氫電池或鋰離子電池）為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通安全法規(guī)各項要求的車輛。純電動汽車主要由動力驅(qū)動子系統(tǒng)、能源子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng)等部分組成。純電動汽車基本結(jié)構(gòu)如圖1-18所示?；窘Y(jié)構(gòu)1）1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1）動力驅(qū)動子系統(tǒng)動力驅(qū)動子系統(tǒng)包括整車控制器、電機控制器、驅(qū)動電機、機械傳動裝置和車輪等。其作用是將存儲在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動能，并能夠在汽車減速制動時，將車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池，這稱為再生制動?；窘Y(jié)構(gòu)1驅(qū)動電機電機控制器機械傳動裝置車輪整車控制器1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1）動力驅(qū)動子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1整車控制器整車控制器負(fù)責(zé)車輛的能量管理，以獲得最佳的能量利用率。整車控制器實時監(jiān)測整車各個部分信息，將反饋到MCU的實時狀態(tài)、參數(shù)、故障信息顯示在儀表盤上，并通過聲、光等信息提醒駕駛員。整車控制器連續(xù)監(jiān)視整車電控系統(tǒng)，進(jìn)行故障診斷，存儲故障代碼，供維修和檢查時使用。根據(jù)故障內(nèi)容，及時進(jìn)行相應(yīng)的安全保護處理。1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1）動力驅(qū)動子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1整車控制器對故障進(jìn)行分級處理時，須確保能夠維持車輛的最基本駕駛，使車輛行駛到最近維修站進(jìn)行維修。當(dāng)鑰匙插入自適應(yīng)巡航控制電源（ACC）擋后，整車控制器上電，反之整車控制器下電，整車控制器只要工作就對控制系統(tǒng)進(jìn)行自檢。整車控制器原理圖如圖1-19所示。整車控制器實物圖如圖1-20所示。1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1）動力驅(qū)動子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1整車控制器1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1）動力驅(qū)動子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1整車控制器1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1）動力驅(qū)動子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1電機控制器在電動汽車中，電機控制器的作用是控制電動車輛的啟動運行、進(jìn)退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài)和車輛剎車等，以及將部分剎車能量存儲到動力電池中。比亞迪E5電機控制器如圖1-21所示。1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1）動力驅(qū)動子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1在電動汽車中，為車輛行駛提供驅(qū)動力的電機稱為驅(qū)動電機，驅(qū)動車輛以外的電機稱為輔助電機。驅(qū)動電機是電動車的心臟，為整車提供動力，將電能轉(zhuǎn)化為動能，以驅(qū)動電動汽車運行。驅(qū)動電機決定了電動汽車的性能。驅(qū)動電機1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1）動力驅(qū)動子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1機械傳動裝置在電動汽車中，機械傳動裝置的作用是將驅(qū)動電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳輸給汽車的驅(qū)動軸，從而帶動汽車車輪行駛。能源子系統(tǒng)包括高壓動力電池、低壓蓄電池、電池管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)等。其作用是向電動機提供驅(qū)動電能、監(jiān)測電源使用情況以及控制充電機向蓄電池充電。高壓動力電池低壓蓄電池充電系統(tǒng)2）能源子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)11.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理高壓動力電池的作用是接收和儲存由車載充電機、發(fā)電機、制動能量回收裝置或外置充電裝置提供的高壓直流電，并且為電動汽車提供高壓直流電。高壓動力電池如圖1-22所示。高壓動力電池2）能源子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)11.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理低壓蓄電池的主要作用是在發(fā)動機啟動或低速運轉(zhuǎn)時，由于汽車發(fā)電機不發(fā)電或者電壓很低，這時發(fā)動機、點火系統(tǒng)及車內(nèi)用電設(shè)備所需要的電能，全部由蓄電池供給。在發(fā)動機正常運行時，發(fā)電機向車內(nèi)用電設(shè)備供電，同時給蓄電池充電；當(dāng)汽車用電設(shè)備用電量過大，超過發(fā)電機的供電能力時，蓄電池與發(fā)電機共同向車內(nèi)用電設(shè)備供電。低壓蓄電池2）能源子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)11.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理同時，蓄電池還是一個大容量電容器，可以吸收車內(nèi)電路中產(chǎn)生的瞬間高壓，從而對車內(nèi)用電設(shè)備進(jìn)行保護。低壓蓄電池如圖1-23所示。低壓蓄電池2）能源子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)11.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理高壓動力電池充電系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電機、調(diào)節(jié)器及充電狀態(tài)指示裝置組成。充電系統(tǒng)的作用一是為蓄電池充電，二是在發(fā)動機工作時向電氣元件提供電量?，F(xiàn)在普遍采用的是交流充電系統(tǒng)。若汽車需要的是直流電，則必須對發(fā)電機所產(chǎn)生的交流電在輸出前先進(jìn)行整流，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。充電系統(tǒng)2）能源子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)11.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理輔助控制子系統(tǒng)包括輔助動力源、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)器、冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)等部件。其作用是借助這些輔助設(shè)備來提高汽車的操縱性和乘員的舒適性。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輔助動力源冷卻系統(tǒng)加熱系統(tǒng)空調(diào)器輔助控制子系統(tǒng)3）輔助控制子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)11.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理3）輔助控制子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1純電動汽車輔助動力源的電能是由動力電池組提供的。電源系統(tǒng)內(nèi)的動力電池輸出電能，通過電機控制器驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生動力，再由減速機構(gòu)將動力傳給驅(qū)動車輪，使電動汽車行駛。純電動汽車電源系統(tǒng)的輔助動力源一般為12V或24V的直流低壓電源，它主要為動力轉(zhuǎn)向、制動力調(diào)節(jié)控制、照明、空調(diào)、電動窗門等各種輔助用電裝置提供電源。純電動汽車沒有啟動機，其蓄電池主要為輔助電氣設(shè)備供電。（１）輔助動力源。1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理3）輔助控制子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用是確保車輛的安全行駛，減少交通事故及保護駕駛員的人身安全，改善駕駛員的工作條件。目前的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）和線控電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由電子控制單元、轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)向）傳感器、電動機、齒輪減速器、機械轉(zhuǎn)向器、車速傳感器以及電源等部件組成。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電氣原理圖如圖1-24所示。（2）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理①當(dāng)整車處于停車下電狀態(tài)時，EPS控制器不工作（EPS控制器不進(jìn)行自檢、不與VCU通信，EPS驅(qū)動電機不工作）；當(dāng)鑰匙開關(guān)處于On擋時，On擋繼電器吸合后EPS控制器開始工作。②當(dāng)EPS控制器正常工作時，EPS控制器根據(jù)來自整車控制器的車速信號、喚醒信號以及來自扭矩傳感器的扭矩信號和EPS驅(qū)動電機的位置、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子位置、電流、電壓信號等進(jìn)行綜合判斷，以控制EPS驅(qū)動電機的扭矩、轉(zhuǎn)速和方向。3）輔助控制子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1（2）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理③轉(zhuǎn)向控制器在上電200ms內(nèi)完成自檢，上電200ms后可以與CAN線交互信息。④當(dāng)EPS控制器檢測到故障時，通過CAN總線向整車控制器發(fā)送故障信息，并采取相應(yīng)的處理措施。3）輔助控制子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1（2）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理3）輔助控制子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1空調(diào)器用于控制車廂內(nèi)的溫度，既能加熱空氣，也能冷卻空氣，將車廂內(nèi)的溫度控制在令人舒適的水平。此外，空調(diào)器還能夠排出廂內(nèi)空氣中的濕氣。（3）空調(diào)器。冷卻系統(tǒng)通常由散熱器、電動水泵、電動風(fēng)扇、節(jié)溫器、冷卻液、溫度表等組成。其作用是對容易產(chǎn)生熱量而過熱的部件進(jìn)行冷卻降溫，通常采用空氣冷卻和水冷卻。（4）冷卻系統(tǒng)。1.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理3）輔助控制子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1一般電動汽車加熱系統(tǒng)由電機電控溫控、動力電池溫控、乘客艙溫控三部分組成。其作用是在發(fā)動汽車之前給電動汽車預(yù)熱，利用充電機提供的外部電源，用各種加熱方法給動力電池加熱，使它達(dá)到最佳放電工作溫度以后，再發(fā)動汽車或者開始充電。PTC加熱器如圖1-25所示。（5）加熱系統(tǒng)。新能源汽車還包括電動機、發(fā)電機、傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、蓄電池等其他部件。4）其他部件基本結(jié)構(gòu)11.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

行駛系統(tǒng)蓄電池發(fā)電機電動機傳動系統(tǒng)（１）電動機。除了驅(qū)動電機外，還有許多其他輔助電機裝置，其主要作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，作為用電設(shè)備或各種機械的動力源。（２）發(fā)電機。發(fā)電機的主要作用是將機械能轉(zhuǎn)化為電能，在電動汽車上起能量回收的作用。（３）傳動系統(tǒng)。因為電動汽車具有良好的牽引特性，所以不需要離合器和變速箱，車速控制由控制器通過調(diào)速系統(tǒng)改變電動機的轉(zhuǎn)速就可以實現(xiàn)。4）其他部件基本結(jié)構(gòu)11.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理（４）行駛系統(tǒng)。行駛系統(tǒng)也就是底盤。和燃油汽車相似，電動汽車行駛系統(tǒng)主要包括車架、車橋、車輪和懸架等。該系統(tǒng)的作用是接收電動機經(jīng)傳動系統(tǒng)傳來的轉(zhuǎn)矩，并通過驅(qū)動輪和路面間的附著作用，產(chǎn)生路面對汽車的牽引力，以確保正常行駛。（５）蓄電池。蓄電池的作用是為電動機提供電能。為了滿足電動汽車對高電壓的需求，通常由多個12V或24V的電池串、并聯(lián)形成的電力電池組作為動力源，動力電池組的電壓在155～400V，以周期性的充電來補充電能。動力電池組是純電動汽車的關(guān)鍵裝備，它儲存的電能及其自身的重量和體積對純電動汽車的性能起決定性的作用。4）其他部件基本結(jié)構(gòu)11.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理純電動汽車以電動機代替燃油機，由電機驅(qū)動，沒有自動變速箱。相對于自動變速箱，電機結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、運行可靠。傳統(tǒng)的內(nèi)燃機能把高效產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速限制在一個比較窄的范圍內(nèi)，這是傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車需要龐大而復(fù)雜的變速機構(gòu)的原因；而電動機可以在相當(dāng)寬廣的速度范圍內(nèi)高效產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，在純電動汽車行駛過程中不需要換擋變速裝置，操縱方便容易，噪聲低。與混合動力汽車相比，純電動汽車使用單一電能源，電控系統(tǒng)大大減少了汽車內(nèi)部機械傳動系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)更簡化，也降低了機械部件摩擦導(dǎo)致的能量損耗及噪聲，節(jié)省了汽車內(nèi)部空間、重量。工作原理21.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理電動汽車和燃油式汽車的主要區(qū)別就在于前者有驅(qū)動電機、調(diào)速控制器、動力電池、車載充電器這四個部件，而且電動汽車的啟動速度取決于驅(qū)動電機的功率和性能。純電動汽車的組成和工作示意圖如圖1-26所示。工作原理21.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理根據(jù)從制動踏板和加速踏板輸入的信號，電子控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令來控制功率轉(zhuǎn)換器的通斷。功率轉(zhuǎn)換器通斷示意圖如圖1-27所示。工作原理21.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理輔助動力源供給系統(tǒng)為動力轉(zhuǎn)向、溫度控制單元、制動及其他輔助裝置提供動力。除了從制動踏板和加速踏板給電動汽車輸入信號外，方向盤輸入也是一個很重要的輸入信號，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)方向盤的角位置來控制汽車靈活地轉(zhuǎn)向。汽車方向盤如圖1-28所示。工作原理21.2.1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理吉利帝豪EV450純電動汽車使用容量為52kWh的三元鋰電池。該電池具有ITCS2.0智能溫控管理系統(tǒng)，可保證車輛在-30～60℃的環(huán)境下正常工作。在快充模式下，電池電量從30%充到80％只需0.5ｈ；而在慢充（交流）模式下，充滿電則需要9h。吉利帝豪RV450純電動汽車在綜合工況下的續(xù)航里程可達(dá)到400km；在60km/h等速情況下，續(xù)航里程將超過450km，最高可達(dá)480km。吉利帝豪RV450車型如圖1-29所示。1.2.2吉利帝豪EV450純電動汽車的基本操作吉利帝豪EV450純電動汽車的外觀和銘牌如圖1-30所示。汽車左前門上有“EV450”標(biāo)志，其中“EV”表示純電動汽車，“450”表示該車一次充滿電可續(xù)航450kｍ，標(biāo)志中的藍(lán)色車牌表示新能源汽車。1.外觀和銘牌參數(shù)1.2.2吉利帝豪EV450純電動汽車的基本操作吉利帝豪EV450純電動汽車的銘牌上顯示了車輛的基本信息，包含車輛VIN碼（LB378Y4W9JA170542）、車輛年款（2018年2月）、整車最大總質(zhì)量1970kg、驅(qū)動電機型號TZ220XS503、峰值功率120kW、動力電池額定電壓346V、額定容量150Ah等信息。1.外觀和銘牌參數(shù)1.2.2吉利帝豪EV450純電動汽車的基本操作（１）啟動前先進(jìn)行安全檢查，注意車輛前后有無障礙物，確定車身沒有連接充電線，前機艙和后備箱蓋關(guān)閉可靠。（２）使用智能鑰匙開鎖后須隨身攜帶鑰匙進(jìn)入車內(nèi)，并觀察儀表顯示有無異常。（３）啟動操作：踩下制動踏板，按下“ENGINESTART/STOP”啟停開關(guān)（置于方向盤下方的面板上），觀察儀表顯示，若出現(xiàn)“READY”，則表明上電啟動成功，如圖1-31所示。2.基本操作1.2.2吉利帝豪EV450純電動汽車的基本操作（４）行駛操作：檢查車輛前后無障礙及安全隱患，觀察儀表顯示無異常，然后將換擋手柄置于Ｄ或Ｒ擋，如圖1-32所示，松開電子手剎，輕踩加速踏板，車輛開始向前或后移動。（５）停車熄火：需要停車熄火時，踩下制動踏板，待車輛停穩(wěn)后，換擋桿置于Ｐ擋，按下手剎按鈕，關(guān)閉車窗、車燈及其他電氣設(shè)備，按下“ENGINESTART/STOP”啟停開關(guān)，待儀表上的“READY”消失，車輛即為熄火（下電）狀態(tài)。2.基本操作1.2.2吉利帝豪EV450純電動汽車的基本操作1988年，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會成立了電動車輛標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，正式開始研究制定我國新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)。截至2007年，該委員會已制定并發(fā)布了新能源汽車相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共計42項，形成了整車、動力電池、驅(qū)動電機等相關(guān)檢測評價和產(chǎn)品認(rèn)證能力。1.2.3我國新能源汽車國家標(biāo)準(zhǔn)這些標(biāo)準(zhǔn)也是新能源汽車修檢的技術(shù)依據(jù)；分別于2011年、2015年、2016年、2017年、2021年又相繼推出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國正在使用的純電動汽車國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如表1-3所示（見本書P26），電動汽車儀表表盤顯示符號標(biāo)志及其含義如表1-4所示（見本書P26-27）。1.2.3我國新能源汽車國家標(biāo)準(zhǔn)練習(xí)題1、與傳統(tǒng)汽車相比，電動汽車特有哪些部件？作用是什么？2、吉利帝豪EV450純電動汽車與北汽EV200純電動汽車各有什么特點？3、純電動汽車的基本構(gòu)成及工作原理是什么？1.3.1動力電池主要性能指標(biāo)1.3.2電動汽車對動力電池的工作要求1.3.3動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理1.3.4電動汽車蓄電池的種類及特點1.3.5電池管理系統(tǒng)(BMS)1.3.6動力電池的故障檢測新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修了解純電動汽車動力電池及其性能指標(biāo)；掌握純電動汽車的動力電池工作要求及結(jié)構(gòu)；掌握純電動汽車蓄電池的種類及特點；了解動力電池管理系統(tǒng)的工作原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)動力電池及電池管理系統(tǒng)新能源汽車一體化汽車實訓(xùn)教室，配備如下實訓(xùn)設(shè)備、儀器儀表等。（１）設(shè)備：純電動吉利帝豪EV450/北汽EV200汽車，新能源汽車實訓(xùn)臺等；（２）工具量具設(shè)備：絕緣工具、絕緣手套、萬用表、檢測儀等。（３）輔助工具：二氧化碳滅火器、手電筒、抹布。（４）其他材料：教材、課件、電動汽車使用手冊等。學(xué)習(xí)準(zhǔn)備動力電池及電池管理系統(tǒng)電動汽車上的動力電池主要是化學(xué)電池，即利用化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的電池，可以分為原電池、蓄電池和燃料電池；物理電池一般作為輔助電源使用，如超級電容器等。動力電池是電動汽車的儲能裝置，要評定動力電池的實際效應(yīng)，主要是看其性能指標(biāo)。動力電池的性能指標(biāo)主要有電壓、容量、內(nèi)阻、能量、功率、輸出效率、自放電率、放電倍率、使用壽命等，根據(jù)動力電池種類不同，其性能指標(biāo)也有差異。1.3.1動力電池主要性能指標(biāo)1.3.1動力電池主要性能指標(biāo)電池電壓分為端電壓、額定電壓、開路電壓、工作電壓、充電終止電壓和放電終止電壓等。電壓1額定電壓工作電壓放電終止電壓端電壓充電終止電壓開路電壓額定電壓：由極板材料的電極電位和內(nèi)部電解液的濃度決定。鉛酸蓄電池的額定電壓為2V，金屬氫化物鎳蓄電池的額定電壓為1.2V，磷酸鐵鋰電池的額定電壓為3.2V，錳酸鋰離子電池的額定電壓為3.7V。1.3.1動力電池主要性能指標(biāo)充電終止電壓：當(dāng)蓄電池充足電時，極板上的活性物質(zhì)已達(dá)到飽和狀態(tài)，若再繼續(xù)充電，電池的電壓也不會上升，此時的電壓稱為充電終止電壓。鉛酸蓄電池的充電終止電壓為2.7~2.8Ｖ，金屬氫化物鎳蓄電池的充電終止電壓為1.5Ｖ，鋰離子蓄電池的充電終止電壓為4.25Ｖ。放電終止電壓：當(dāng)電池在一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件下放電時，電池的電壓將逐漸降低，當(dāng)電池不再繼續(xù)放電時，電池的最低工作電壓稱為放電終止電壓。金屬氫化物鎳蓄電池的放電終止電壓為１Ｖ，鋰離子蓄電池的放電終止電壓為3.0Ｖ。電壓11.3.1動力電池主要性能指標(biāo)容量是指完全充滿電的蓄電池在規(guī)定條件下所釋放的總的電量，即等于放電電流與放電時間的乘積，單位為A·h或kA·h。單元電池活性物質(zhì)的數(shù)量決定單元電池含有的電荷量，而活性物質(zhì)的含量則由電池使用的材料和體積決定，通常電池體積越大，容量就越高。電池的容量可以分為額定容量、小時率容量、理論容量、實際容量、荷電狀態(tài)等。容量21.3.1動力電池主要性能指標(biāo)電池的內(nèi)阻是指電流流過電池內(nèi)部時所受到的阻力，一般是蓄電池中電解質(zhì)、正負(fù)極、隔板等電阻的總和。電池內(nèi)阻越大，電池自身消耗掉的能量也越多，電池的使用效率就越低。內(nèi)阻很大的電池在充電時發(fā)熱很嚴(yán)重，使電池的溫度急劇上升，對電池和充電機的影響都很大。隨著電池使用次數(shù)的增加，電解液的消耗及電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性的降低，蓄電池的內(nèi)阻會有不同程度的升高。絕緣電阻是指電池端子與電池箱或車體之間的電阻。內(nèi)阻31.3.1動力電池主要性能指標(biāo)電池的能量是指在一定放電條件下電池所能輸出的電能，單位為W·h或kW·h，它影響電動汽車的續(xù)駛里程。電池的能量分為總能量、理論能量、實際能量、比能量、能量密度、充電能量、放電能量等。（１）總能量?？偰芰渴侵感铍姵卦谄鋲勖芷趦?nèi)電能輸出的總和。（２）理論能量。理論能量是電池的理論容量與額定電壓的乘積，是指標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件下電池所輸出的能量。能量41.3.1動力電池主要性能指標(biāo)（３）實際能量。實際能量是電池實際容量與平均工作電壓的乘積，表示在一定條件下電池所能輸出的能量。（４）比能量。比能量指的是單位重量或單位體積的能量，電池的比能量就是參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小。（５）能量密度。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。（６）充電能量。充電能量是指通過充電機輸入蓄電池的電能。（７）放電能量。放電能量是指蓄電池放電時輸出的電能。能量41.3.1動力電池主要性能指標(biāo)電池的功率是指電池在一定的放電條件下，單位時間內(nèi)所輸出的能量大小，單位為W或kW。電池的功率決定了電動汽車在加速和爬坡時的能力。功率51.3.1動力電池主要性能指標(biāo)在電化學(xué)轉(zhuǎn)換這個可逆的過程中有一定的能量損耗，所以采用動力電池作為能量存儲器，充電時將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，放電時再將電能釋放出來。通常用電池的容量效率和能量效率來表示輸出效率。（１）容量效率。容量效率是指電池放電時輸出的容量與充電時輸入的容量之比。（２）能量效率。能量效率也稱電能效率，是電池放電時輸出的能量與充電時輸入的能量之比。影響能量效率的原因是電池存在內(nèi)阻，它使電池充電電壓增加，放電電壓下降。內(nèi)阻的能量損耗以電池發(fā)熱的形式被損耗掉。輸出效率61.3.1動力電池主要性能指標(biāo)自放電率是指電池在存放期間容量的下降率，就是電池?zé)o負(fù)荷時自身放電使容量損失的速度，它表示蓄電池擱置后容量變化的特性。自放電率71.3.1動力電池主要性能指標(biāo)電池放電電流的大小用“放電倍率”表示，就是電池的放電倍率用放電時間表示或者說以一定的放電電流放完額定容量所需的小時數(shù)來表示。由此可見，放電時間越短，即放電倍率越高，則放電電流越大。放電倍率等于額定容量與放電電流之比。放電倍率81.3.1動力電池主要性能指標(biāo)使用壽命是指電池在規(guī)定條件下的有效壽命期限。電池發(fā)生內(nèi)部短路或損壞而不能使用，或容量達(dá)不到規(guī)范要求時電池失效，這時電池的使用壽命終止。使用壽命91.純電動汽車電池的工作要求純電動汽車行駛完全依賴電池的能量，電池容量越大，可以實現(xiàn)的續(xù)駛里程就越長，但電池的體積、重量也越大。純電動汽車要根據(jù)道路情況和行駛工況的不同來選配電池，具體要求歸納如下：（１）電池組要有足夠的能量和容量，以保證典型的連續(xù)放電不超過1C（C為電池額定容量，單位為A·h），典型峰值放電一般不超過3C。1.3.2電動汽車對動力電池的工作要求動力電池是電動汽車的主要能量載體和動力來源，也是電動汽車整車成本的主要組成部分。在電動汽車上普遍使用的電池主要有鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池等。1.純電動汽車電池的工作要求（２）電池的放電要能實現(xiàn)深度放電（如80％）而不影響其壽命，在必要時能實現(xiàn)滿負(fù)荷放電甚至全負(fù)荷放電。（３）需要安裝電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)，能顯示電池組的剩余電量和實現(xiàn)溫度控制。（４）由于動力電池組體積和質(zhì)量大，電池箱的設(shè)計、電池的空間布置和安裝問題都需要認(rèn)真研究。1.3.2電動汽車對動力電池的工作要求1.3.2電動汽車對動力電池的工作要求2.混合動力汽車對電池的工作要求與純電動汽車相比，混合動力汽車對電池的容量要求有所降低，但要求為整車實時提供足夠的瞬時功率，盡可能提供大電流。由于混合動力汽車構(gòu)型的不同，串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動力汽車對電池的要求也有差別。（１）串聯(lián)式混合動力汽車完全由電機驅(qū)動，發(fā)動機、發(fā)電機總成與電池組一起為電機提供需要的電能，對電池的要求與純電動汽車相似，容量可以小一些。（２）并聯(lián)式混合動力汽車發(fā)動機和電機都可直接為車輪提供驅(qū)動力，整車的功率需求可以由不同的動力組合來滿足。動力電池的容量可以小，但是電池組瞬時提供的功率要滿足汽車加速或爬坡要求，電池的最大放電電流有時可能高達(dá)20C以上。1.3.2電動汽車對動力電池的工作要求

3.插電式混合動力汽車（PHEV）對電池的工作要求PHEV對動力電池的要求兼顧了純電動和混合動力兩種模式。PHEV在設(shè)計上既要實現(xiàn)在城市里以純電動汽車模式行駛，又能實現(xiàn)在高速公路上以混合動力模式行駛。如本田的ClarityPHEV純電駕駛最高時速達(dá)到160km/h，系統(tǒng)綜合續(xù)航里程超過800km。又如2021年5月25日，賽力斯官方宣布，賽力斯華為智選SF5于5月29正式開啟交付，即賽力斯SF5華為智選高性能電驅(qū)轎跑SUV。該系統(tǒng)綜合續(xù)航里程可達(dá)到1000km。１.動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)新能源汽車的車載電源系統(tǒng)主要由動力電池系統(tǒng)（動力電池模組、電池管理系統(tǒng)、動力電池箱、輔助元器件）和輔助動力源組成。動力電池模組由多個電池模塊或單體電芯串聯(lián)組成；電池管理系統(tǒng)是整個動力電池系統(tǒng)的神經(jīng)中樞；動力電池箱用來放置動力電池模組；輔助元器件主要包括動力電池系統(tǒng)內(nèi)部的電子電器元件，如熔斷器、繼電器、分流器、接插件、緊急開關(guān)、煙霧傳感器、維修開關(guān)以及電子電器元件以外的輔助元器件，如密封條、絕緣材料等。輔助動力源是供給新能源汽車其他各種輔助裝置所需能源的動力電源，一般為12V或24V的直流低壓電源，其作用是給動力轉(zhuǎn)向、制動力調(diào)節(jié)控制、照明、電動窗門等各種輔助裝置提供所需的能源。1.3.3動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理１.動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動力電池系統(tǒng)的組成如圖1-33所示。1.3.3動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理１.動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電池單體是構(gòu)成動力電池模塊的最小單元，一般由正極、負(fù)極、電解質(zhì)及外殼等構(gòu)成，實現(xiàn)電能與化學(xué)能之間的直接轉(zhuǎn)換。電池模塊是一組并聯(lián)的電池單體的組合，該組合的額定電壓與電池單體的額定電壓相等，是電池單體在物理結(jié)構(gòu)和電路上連接起來的最小分組，可作為一個單元替換。動力電池系統(tǒng)則是由多個電池模塊或單體電芯串聯(lián)組成的一個組合體。1.3.3動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理2.動力電池系統(tǒng)的工作原理動力電池系統(tǒng)使用可靠的高壓接插件與高壓控制盒相連，輸出的直流電由電動機控制器轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗝}沖高壓電，驅(qū)動電動機工作；系統(tǒng)內(nèi)的BMS實時采集各電芯的電壓、各傳感器的溫度值、電池系統(tǒng)的總電壓值和總電流值等數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控動力電池的工作狀態(tài)，并通過CAN線與ECU或充電機進(jìn)行通信，對動力電池系統(tǒng)充放電等進(jìn)行綜合管理。動力電池系統(tǒng)放置在一個密封并且屏蔽的動力電池箱內(nèi)。1.3.3動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理目前，在電動汽車上使用的蓄電池主要是鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池，如豐田和本田電動汽車使用鎳氫電池，日產(chǎn)電動汽車使用鋰離子電池，克萊斯勒電動汽車使用鉛酸電池。蓄電池以“電”的漢語餅音“Ｄ”表示，閥控式密封鉛酸蓄電池以“Ｍ”表示，免維護鉛酸蓄電池以“Ｗ”表示。如6DM55，表示單體電池為６只、額定容量為55Ah的電動車輛用閥控式密封鉛酸蓄電池。1.3.4電動汽車蓄電池的種類及特點1.鉛酸蓄電池1）鉛酸蓄電池的基本分類1.3.4電動汽車蓄電池的種類及特點鉛酸蓄電池分為免維護鉛酸蓄電池和閥控式密封鉛酸蓄電池。（１）免維護鉛酸蓄電池。免維護鉛酸蓄電池由于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補充蒸餾水，它具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點，使用壽命一般為普通鉛酸蓄電池的２倍。免維護鉛酸蓄電池有兩種：一種是在購買時一次性加電解液，以后使用中不需要添加補充液；另一種是電池本身出廠時就已經(jīng)加好電解液并封死，用戶不能再加補充液。鉛酸蓄電池是指正極活性物質(zhì)使用二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)使用海綿狀鉛，并以硫酸溶液為電解液的蓄電池。鉛酸蓄電池主要用在低速電動汽車上。1.鉛酸蓄電池1）鉛酸蓄電池的基本分類1.3.4電動汽車蓄電池的種類及特點鉛酸蓄電池分為免維護鉛酸蓄電池和閥控式密封鉛酸蓄電池。（２）閥控式密封鉛酸蓄電池。閥控式密封鉛酸蓄電池在使用期間不用加酸加水維護，電池為密封結(jié)構(gòu)，不會漏酸，也不會排酸霧。電池蓋子上設(shè)有安全閥，當(dāng)電池內(nèi)部氣壓升高到一定值時，溢氣閥自動打開排出氣體，然后自動關(guān)閉。電動汽車使用的動力電池一般是閥控式密封鉛酸蓄電池，如圖1-34所示。鉛酸蓄電池是指正極活性物質(zhì)使用二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)使用海綿狀鉛，并以硫酸溶液為電解液的蓄電池。鉛酸蓄電池主要用在低速電動汽車上。1.鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池是指正極活性物質(zhì)使用二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)使用海綿狀鉛，并以硫酸溶液為電解液的蓄電池。鉛酸蓄電池主要用在低速電動汽車上。2）鉛酸蓄電池的型號含義1.3.4電動汽車蓄電池的種類及特點鉛酸蓄電池是采用稀硫酸作電解液，用二氧化鉛和絨狀鉛分別作為電池的正極和負(fù)極的酸性蓄電池。它通常按用途、結(jié)構(gòu)和維護方式來分類，實際上我國鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號的中間部分就包含其類型。通常鉛酸蓄電池型號用三段式來表示：第一段用數(shù)字表示串聯(lián)的單體電池數(shù)，第二段用兩組字母分別表示其用途和特征，第三段用數(shù)字表示額定容量。如型號6DAW150表示為由６個單體電池串聯(lián)組合（通常單體電池電壓為2.0V）成為額定電壓12V、用于電動道路車輛的干荷電式、免維護及額定容量為150A·h的蓄電池，其中特征就是按其結(jié)構(gòu)和維護方式來劃分的。鉛酸蓄電池的型號含義如圖表15所示(本書P32）。2.鋰離子電池1.3.4電動汽車蓄電池的種類及特點鋰離子電池與其他蓄電池比較，具有電壓高、質(zhì)量能量密度高、充放電壽命長、無記憶效應(yīng)、無污染、快速充電、自放電率低、工作溫度范圍寬、安全可靠和