新能源汽車概論-電子課件

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頁新能源汽車概論2011年7月

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頁目錄第1章緒論第2章新能源汽類型第3章電動汽車儲能裝置第4章電動汽車電機驅動系統(tǒng)第5章電動汽車的能量管理與回收系統(tǒng)第6章電動汽車充電技術第7章新材料和新技術應用

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頁第1章緒論1.1新能源汽車的定義和分類1.2發(fā)展新能源汽車的必要性1.3新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

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頁1.1.1新能源汽車的定義新能源汽車英文為“Newenergyvehicles”，我國2009年7月1日正式實施了《新能源汽車生產企業(yè)及產品準入管理規(guī)則》，明確指出：新能源汽車是指采用非常規(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），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。

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頁1.1.2新能源汽車的分類

新能源汽車包括的范圍較廣，一般可分為電動汽車、氣體燃料汽車、生物燃料汽車和氫燃料汽車等。1．電動汽車電動汽車包括純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車。純電動汽車是以電池為儲能單元，以電動機為驅動系統(tǒng)的車輛；混合動力電動汽車是指同時裝備兩種動力源——熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機產生）與電動力源（電池與電動機）的汽車；燃料電池電動汽車是采用燃料電池作電源的電動汽車。

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頁1.1.2新能源汽車的分類2．氣體燃料汽車氣體燃料汽車是利用可燃氣體作能源驅動的汽車。汽車的氣體代用燃料種類很多，常見的有天然氣和液化石油氣。根據汽車使用可燃氣體的形態(tài)不同，燃料可分為三種：壓縮天然氣CNG（CompressedNaturalGas），主要成分為甲烷；液化天然氣LNG（LiquefiedNaturalGas），甲烷經深度冷凍液化；液化石油氣LPG（LiquefiedPetroleumGas），主要成分是丙烷和丁烷的混合物。

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頁1.1.2新能源汽車的分類3．生物燃料汽車燃用生物燃料或燃用摻有生物燃料之燃油的汽車稱為生物燃料汽車，與傳統(tǒng)汽車相比，結構上無重大改動，排放總體上較低，包括乙醇燃料汽車和生物柴油汽車等。4．氫燃料汽車氫燃料汽車是以氫為主要能量驅動的汽車。一般汽車是使用汽油或柴油作為內燃機的燃料，而氫燃料汽車則是使用氣體氫作為內燃機的燃料。氫內燃機在汽車上的應用方式又有3種：純氫內燃機、氫/汽油雙燃料內燃機、氫-汽油混合燃料內燃機。

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頁1.2發(fā)展新能源汽車的必要性

1.2.1石油短缺1.2.2環(huán)境污染1.2.3氣候變暖

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頁1.2.1石油短缺在上海首發(fā)的2010年《BP世界能源統(tǒng)計》顯示，截至2009年底，全球已探明石油儲量為13331億桶，以2009年的開采速度，可開采45.7年。以同樣的方式計算，現(xiàn)有天然氣儲量能滿足62.8年的開采，而煤炭儲量可開采119年。世界汽車保有量增長預測

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頁1.2.2環(huán)境污染燃油汽車在行駛過程中會產生大量的有害氣體，不但污染環(huán)境，還大大地影響人類健康。汽車尾氣排放的主要污染物為一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOX）、鉛（Pb）、細微顆粒物及硫化物等。這些一次污染物還會通過大氣化學反應生成光化學煙霧、酸沉降等二次污染物。全球大氣污染42%源于交通車輛產生的污染。隨著城市機動車數量的快速增長，機動車排氣污染已成為城市大氣污染的主要貢獻者。一些城市機動車排放的污染物對多項大氣污染指標的貢獻率已達到70%。機動車排放污染已對城市大氣污染構成了嚴重威脅。因此，必須研究改善城市機動車排放污染的對策和措施。

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頁1.2.3氣候變暖能源的大量消耗帶來溫室氣體排放問題。二氧化碳是全球最重要的溫室氣體，是造成氣候變化的主要原因，而它主要來自化石燃料的燃燒。據世界上許多科學家預測，未來50~100年人類將完全進入一個變暖的世界。由于人類活動的影響，溫室氣體和硫化物氣溶膠的濃度增加過快，未來100年全球平均地表溫度將上升1.4℃~5.8℃，到2050年我國平均氣溫將上升2.2℃。氣候變化風險加劇。交通領域二氧化碳排放成為關注重點。據IEA估計，汽車二氧化碳總排放量將從1990年的29億噸增加到2020年的60億噸。汽車對地球環(huán)境造成了巨大影響。

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頁1.3新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

在汽車一百多年的發(fā)展歷史中，為能源危機所迫，人類另尋出路開始研發(fā)新能源汽車，新能源汽車量產的歷史只有十余年。面對全球范圍日益嚴峻的能源形勢和環(huán)保壓力，近年來，世界主要汽車生產國都把發(fā)展新能源汽車作為提高產業(yè)競爭能力、保持經濟社會可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措，新能源汽車成為市場新的增長點。目前，新一輪的新能源汽車研發(fā)、示范和產業(yè)化已經開始，而且得到各國政府和企業(yè)的高度重視。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀1．美國發(fā)展電動汽車等各種新能源車，對于汽車大國美國來說，早在150年前就不是新話題。美國人托馬斯·達文波特1834年就制造出第一輛直流電機驅動的電動汽車并獲專利。在早期的美國汽車消費市場上，電動汽車還曾與蒸汽車和內燃機車三分天下。但隨著美國得克薩斯州石油的開發(fā)和內燃機技術大大提高，電動汽車漸失優(yōu)勢，從此停滯大半個世紀。如今石油資源緊缺、大氣污染嚴重，以電動汽車為中心的新能源汽車才重受關注。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀通用、福特和克萊斯勒三大品牌曾是美國汽車市場的領導者，近年來，尤其是國際金融危機發(fā)生以來，此格局發(fā)生了很大變化，日系、歐系、甚至是韓系車在美國市場步步為營，再加上石油資源壓力和日益盛行環(huán)保要求，美國開始在新能源汽車領域發(fā)力。當前國際上車用替代燃料發(fā)展主要是乙醇和生物柴油等非化石類燃料，美國一直致力于提高乙醇以及生物柴油等可再生資源的使用量。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀2007年1月24日，時任美國總統(tǒng)布什發(fā)表國情咨文，宣布了替代能源和節(jié)能政策，提出美國努力在未來10年之內將汽油使用量降低20％。為此，政府也對生產燃料乙醇制定了優(yōu)惠政策。同時，美國政府也鼓勵以混合動力電動汽車為代表的其它新能源汽車的使用。美國的混合動力電動汽車在2004年前后進入商業(yè)化推廣階段，2007年5月初，美國國內收入局(IRS)調整針對環(huán)保車輛的稅收優(yōu)惠措施，規(guī)定消費者購買通用汽車、福特、豐田、日產等公司生產的符合條件的混合動力車，可以享受到250～2600美元不等的稅款抵免優(yōu)惠。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀推動新能源汽車發(fā)展是奧巴馬政府能源政策的組成部分。希望通過發(fā)展和利用新能源，使美國擺脫對海外石油的過度依賴。通過進一步制定嚴格的汽車燃油排放標準和新能源汽車政策，以及通過政府采購節(jié)能汽車，消費者購買節(jié)能汽車減稅，設立新能源汽車的政府資助項目，投資促進新能源汽車基礎設施建設等策略，美國政府進一步推動汽車產品朝著“小型化”和“低能耗”的方向發(fā)展。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀在奧巴馬簽署生效的經濟刺激計劃中，把充電式混合動力電動汽車，作為刺激經濟和拯救汽車業(yè)的一張王牌。在他的倡導下，聯(lián)邦政府為推進充電式混合動力電動汽車計劃，在短短幾個月內緊鑼密鼓地出臺了一系列強力措施，斥資140億美元支持動力電池、關鍵零部件的研發(fā)和生產，支持充電基礎設施建設，消費者購車補貼和政府采購。美國還設立了一個總量為250億美元的基金，以低息貸款方式支持廠商對節(jié)能和新能源汽車的研發(fā)和生產，目標是每年汽車燃油經濟性提高一倍。日產和福特公司分別獲得59億和16億美元的貸款，成為該基金的第一批受益者。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀驅動混合動力電動汽車行駛的電池組技術是需要突破的關鍵。美國能源部將設立20億美元的政府資助項目，用以扶持新一代電動汽車所需的電池組及其部件的研發(fā)。為此，道氏化學、韓國LG等四家電池制造商宣布了在密歇根州的投資計劃，總額達17億美元，它們也相應得到了總額5.4億美元的稅收優(yōu)惠。這一攬子計劃形成了美國新能源汽車產業(yè)化和市場化的第一推動力。所有新能源政策，更加明確了研發(fā)汽車新產品的方向和目標。預計到2012年，美國聯(lián)邦政府購車中一半是充電式混合動力電動汽車或純電動汽車，到2015年，美國本土將有100萬輛混合動力電動汽車投入使用。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀2010年4月1日在紐約舉行的國際汽車展上，新一代的新能源汽車如電動汽車、油電混合動力電動汽車和體積小的節(jié)能車毫無懸念地占據了中心舞臺。在同一天，美國奧巴馬政府公布新規(guī)定，首次為新轎車和輕型卡車訂立溫室效應氣體排放標準，從目前的每加侖汽油平均跑25英里，提高到2016年前跑35.5英里，鼓勵發(fā)展新一代省油的油電混合動力電動汽車、效率更高的引擎和電動汽車，從而終結了美國聯(lián)邦管理官員與汽車制造商長達30年的激烈爭執(zhí)，這個目標比現(xiàn)行美國法律所作規(guī)定提早了四年。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀美國總統(tǒng)奧巴馬提出在2015年以前推廣100萬輛這種環(huán)保汽車。為鼓勵美國消費者購買，他還宣布將給予購買插電式電動汽車的人每輛車7500美元抵稅額。美國政府提高氣體排放新標準就是一個有劃時代意義的措施。美國政府估計這一標準將耗費汽車制造業(yè)520億美元，但政府提供的補助新能源汽車買主每人7500美元抵稅的辦法，可為汽車制造業(yè)帶來2400億美元生意。據統(tǒng)計，美國有超過24家制造商開始制造或計劃推出電動汽車。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀在國外，成立聯(lián)盟已成為國外發(fā)展新能源產業(yè)的重要途徑之一，2009年，美國電動汽車汽車產業(yè)鏈上的各方發(fā)起成立了美國電動汽車聯(lián)盟(TheElectrificationCoalition，即EC)，成員涵蓋雷諾汽車、江森自控、太平洋燃氣和電力公司、A123電池系統(tǒng)公司、聯(lián)邦快遞公司等企業(yè)國。美國電動汽車聯(lián)盟主要致力于從政策和行動上推動大規(guī)模實施電動汽車計劃，最終改變美國經濟、環(huán)境和對化石能源嚴重依賴的現(xiàn)狀，實現(xiàn)美國電動汽車運輸的革命性變化。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀美國電動汽車聯(lián)盟提出的電動汽車發(fā)展目標和行動計劃，主要內容有：1）到2040年美國將擁有2.5億輛電動車，其中3/4的輕型車需求由電動汽車提供，美國基本上擺脫進口石油依賴；2）爭取到2020年，全美擁有電動汽車1400萬輛，近1/4的輕型汽車需求由純電動汽車或插入式電動汽車提供；3）呼吁聯(lián)邦政府撥款1300億美元，資助電動車電池開發(fā)生產和傳統(tǒng)汽車廠商的轉型；呼吁出臺有吸引力的鼓勵民眾使用電動車和建設電動汽車基礎設施的稅收激勵或財務補助政策措施，先行在美國33個重點城市展開，以期到2013年，全美有75萬輛電動汽車上路，到2018年全美初步形成良好的電動汽車生態(tài)系統(tǒng)。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀2．日本日本新能源汽車的產業(yè)化成果在全球范圍內是最好的。在新能源汽車方面，日本主要走混合動力電動汽車的技術路線。日本在混合動力電動汽車技術領域，領先世界。以豐田普銳斯為代表的日本混合動力電動汽車，在世界低污染汽車開發(fā)銷售領域已經占據了領頭地位。歐美市場上已上市的混合動力電動轎車，一半以上是由日本汽車公司生產銷售，豐田普銳斯混合動力車截至2010年7月底銷量已經超過了268萬輛，預計到2015年累計銷量將達到500萬輛，成為目前最成功的混合動力車型。與此同時，日本還快速發(fā)展燃料電池汽車技術，豐田和本田汽車公司已成為當今世界燃料電池汽車市場上的重要企業(yè)。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀豐田的第四代充電式油電混合動力電動汽車普銳斯將于2014年左右面市。豐田還將未來的汽車動力劃分為三大類：第一類是用于近距離移動的小型家庭車輛，為純電動汽車；第二類是一般家庭用乘用車，為混合動力和插入式混合動力電動汽車，包括用汽油、輕型燃油、生物燃料、天然氣以及合成燃料等；第三類是用于長途運輸的商用車，為燃料電池汽車。在這些動力中，豐田汽車所認為的終極燃料將是利用電力和水取得的。除豐田外，其它幾家日本汽車企業(yè)也在開發(fā)新一代的新能源動力汽車，如本田的InsightIMG混合動力汽車、日產Leaf和三菱i-MiEV純電動汽車等。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀日本政府在2009年6月啟動了“新一代汽車”計劃，所謂“新一代汽車”，實際指的就是環(huán)保汽車，包括混合動力電動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車等。該計劃力爭在2050年使環(huán)保汽車占據汽車市場總量的一半左右，為了實現(xiàn)這一計劃，日本政府通過援建電動汽車基礎設施、減稅和發(fā)放補貼等促進環(huán)保汽車發(fā)展。2010年4月12日，日本經濟產業(yè)省提出了截至2020年使混合動力電動汽車和純電動汽車等“新一代汽車”占新車銷量達到20%~50%的報告《新一代汽車戰(zhàn)略2010》，報告中還提出了截至2020年將建設普通充電站200萬座、快速充電站5000座的目標。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀為推進新能源汽車以及環(huán)保汽車，日本從2009年4月1日起實施“綠色稅制”，它的適用對象包括純電動汽車、混合動力電動汽車、清潔柴油汽車、天然氣汽車以及獲得認定的低排放且燃油消耗量低的車輛。同時，另外一項“補助金”政策可支付混合動力汽車與汽油原型車差價的一半。更重要的是近年來，由于實現(xiàn)了規(guī)模化生產，混合動力電動汽車的價格有了很大的下降空間，實際購買時基本上消除了兩者之間的差價。反過來又進一步促進了混合動力電動汽車的銷售規(guī)模，從而進入了良性循環(huán)。同時，節(jié)油更使消費者嘗到了使用混合動力車的甜頭。總之，政府的政策啟動起到了關鍵作用，但企業(yè)拿得出質量可靠的產品起到了保證作用。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀此外，日本實施低排放車認定制度。高、中檔轎車和經濟型轎車都可以向國土交通省申請接受低排放車認定。消費者可根據所購車輛的排放水平享受不同的減稅待遇，購置以天然氣為燃料或混合動力電動汽車等低公害車輛的地方公共團體，還可得到政府的補助金。在日本政府的積極扶持下，日本主要汽車生產廠家也無一例外地提出了自己的新能源汽車戰(zhàn)略。豐田公司宣布在未來幾年里，將混合動力電動汽車車型增加到10種；日產公司也將于2012年批量生產純電動汽車，投放日本和歐洲市場；三菱汽車、富士重工也在積極推進純電動汽車商業(yè)化。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀3．德國德國在新能源汽車方面也做出了重要貢獻。寶馬也是氫動力發(fā)動機車型研究的先行者，早在2004年寶馬所研發(fā)的H2R賽車就在法國南方小鎮(zhèn)Miramas高速賽道創(chuàng)造了9項世界記錄。2007年，其向外界推出了7系氫動力車型，這臺發(fā)動機是基于寶馬760i的6.0LV12發(fā)動機改進而來，按照雙模式驅動的要求，在汽油模式下燃油通過直接噴射供應，同時在發(fā)動機進氣系統(tǒng)中集成了氫供應管路。德國政府表示，到2020年，可再生能源要占全部能源消耗的47%，因此，2020年德國境內的新能源汽車要超過100萬輛。在2009年年初德國政府通過的500億歐元的經濟刺激計劃中，很大一部分用于電動汽車研發(fā)、“汽車充電站”網絡建設和可再生能源開發(fā)。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀4．法國1973年雷諾汽車集團已研制出電動汽車。標致-雪鐵龍與雷諾兩大汽車公司一直在積極研制電動汽車，1990年標致-雪鐵龍公司的J-5和C-25電動貨車投入生產，該公司1995年正式將標致106和雪鐵龍AX電動轎車投入生產。從1995年7月1日開始，政府給購買電動汽車的用戶提供5000法郎補貼，法國電力公司從自身利益考慮，向電動汽車制造廠生產的電動汽車每輛提供一萬法郎的補助。這些措施給電動汽車在法國發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境。上世紀90年代中期，法國開始推廣電動汽車和天然氣汽車。1999年，政府要求所有市政部門的電動汽車及天然氣汽車比例必須占市政部門擁有車輛總數的20%以上，以此帶動整個社會選擇環(huán)保車型。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀法國政府規(guī)定，自2008年1月1日起，政府按所購買新車的尾氣二氧化碳排放量多少，對車主給予相應的現(xiàn)金“獎罰”，以鼓勵購買低排量環(huán)保車型。按規(guī)定，凡購買尾氣二氧化碳排放量介于130克至100克的新車，車主可獲得現(xiàn)金200至1000歐元不等的環(huán)保獎勵。若購買超低能耗、低排放的新能源汽車如電動汽車，獎勵金額則高達5000歐元。反之，如果尾氣二氧化碳排放量在160克以上，將按遞增方式向車主征收環(huán)保稅，稅額從200至2600歐元不等。此外，法國政府還鼓勵報廢能耗大的舊車，并給予一定數額的現(xiàn)金獎勵。在這些補貼、征稅等政策的指導下，眾多汽車商和消費者都將目光投向了更為環(huán)保的小排量汽車和新能源汽車。

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頁1.3.1國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀在政府優(yōu)惠政策的帶動下，汽車生產商們也都聞風而動，雷諾－日產聯(lián)盟預計在2010年到2011年間將第一批電動汽車投入市場，并從2012年開始批量生產；標致－雪鐵龍則與日本三菱汽車公司合作，準備在2011年初推出環(huán)保電動汽車；法國電池生產商博洛雷集團及其合作伙伴意大利的皮寧法里納公司也計劃從2010年起聯(lián)手試水電動汽車市場。進入21世紀，國外各大汽車公司紛紛制訂新的新能源汽車開發(fā)計劃。在這個“環(huán)保競技場”上，包括通用、奔馳、大眾、寶馬、豐田、本田、福特、克萊斯勒、日產等先行者，更是當仁不讓地扮演了新能源車的主角。

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頁1.3.2國內新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀2001年，新能源汽車研究項目被列入國家“十五”期間的“863”重大科技課題，并規(guī)劃了以汽油車為起點，向氫動力車目標挺進的戰(zhàn)略?！笆晃濉币詠?，中國提出“節(jié)能和新能源汽車”戰(zhàn)略，政府高度關注新能源汽車的研發(fā)和產業(yè)化。2006年6月，“十一五”的“863”計劃節(jié)能與新能源汽車重大項目通過論證。其重點任務是推進燃料電池汽車研發(fā)和示范運行，實現(xiàn)混合動力汽車規(guī)模產業(yè)化，拓展純電動汽車的應用范圍，進一步擴大代用燃料汽車的推廣應用；促進節(jié)能與新能源汽車產業(yè)政策、法規(guī)和相關標準的研究與制訂，完善相關檢測評價能力，形成知識產權保護和投融資服務體系，構建節(jié)能與新能源汽車公共服務平臺，建立中國節(jié)能與新能源汽車產業(yè)聯(lián)盟；把握交通能源動力系統(tǒng)轉型的重大機遇，建立以企業(yè)為主體的產學研結合的自主研發(fā)創(chuàng)新體系。

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頁1.3.2國內新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀2006~2007年，中國新能源汽車產業(yè)取得了重大的發(fā)展，中國自主研制的純電動、混合動力和燃料電池三類新能源汽車整車產品相繼問世；混合動力和純電動客車實現(xiàn)了規(guī)模示范；純電動汽車實現(xiàn)批量出口；燃料電池轎車研發(fā)進入世界先進行列。

2008年，新能源汽車在國內已呈全面出擊之勢。比亞迪、奇瑞、吉利、長安、哈飛等車企，紛紛在各大國際車展上頻頻亮相，展出了自行研發(fā)的燃料電池汽車及混合動力汽車，從而在這場新能源的競技中，取得了不可估量的首發(fā)權。

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頁1.3.2國內新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀2008年7月11日，科技部和北京市舉行了奧運新能源汽車示范運行交車儀式。各類車型共計595輛交付使用。新能源汽車包括：上海動力、同濟大學與上海大眾等單位聯(lián)合研制的20輛燃料電池轎車；奇瑞汽車有限公司研制生產的40輛BSG、10輛ISG混合動力轎車；長安汽車有限公司研制生產的25輛杰勛牌混合動力轎車；京華客車有限公司、北京理工大學等單位聯(lián)合研制生產的50輛純電動公交車；中通客車控股公司研制生產的5輛純電動客車；一汽集團研制的10輛解放牌混合動力客車和5輛奔騰牌混合動力轎車；東風汽車公司研制生產的15輛東風混合動力客車和410輛純電動場地車，北汽福田汽車股份有限公司聯(lián)合清華大學研制了3輛低地板燃料電池客車等。

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頁1.3.2國內新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀據統(tǒng)計，北京奧運會、殘奧會期間，這595輛汽車累計運行371.4萬公里，載客441.7萬人次，執(zhí)行公務用車970次。我國自主研發(fā)的新能源車輛通過了這次規(guī)?；?、集中化、高強度的運行考核，用科技成果和實際行動實現(xiàn)了奧林匹克中心區(qū)域交通“零排放”，在中心區(qū)域的周邊地區(qū)和奧林匹克交通優(yōu)先路線上的“低排放”。2010年上海世博會期間，也有超過1000輛新能源汽車在世博場館和周邊運行。其中世博會園區(qū)以新能源汽車實現(xiàn)公共交通的零排放，包括120輛純電動客車、36輛超級電容客車和6輛燃料電池汽車通過公交車形式示范運行，140輛純電動場館車和100輛燃料電池觀光車通過特定形式滿足公共需求，可減少二氧化碳排放1.3萬噸；園區(qū)周邊則以符合國Ⅳ標準的混合動力汽車實現(xiàn)低排放。

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頁1.3.2國內新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀為推動節(jié)能與新能源汽車規(guī)?；a業(yè)化，促進我國汽車產業(yè)加快結構調整、實現(xiàn)跨越式發(fā)展，奧運會后，財政部、科技部發(fā)出了《關于開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣工作試點工作的通知》，決定在北京、上海、重慶、長春、大連、杭州、濟南、武漢、深圳、合肥、長沙、昆明、南昌等25個城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作。鼓勵試點城市率先在公交、出租、公務、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務領域推廣使用節(jié)能與新能源汽車?！锻ㄖ访鞔_中央財政重點對試點城市購置混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池等節(jié)能與新能源汽車給予一次性定額補助。補助標準主要依據節(jié)能與新能源汽車與同類傳統(tǒng)汽車的基礎差價，并適當考慮規(guī)模效應、技術進步等因素確定。

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頁1.3.2國內新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀具體補貼標準為：乘用車和輕型商用車中，混合動力汽車按照節(jié)油率分為五檔補貼標準，最高每輛車補貼5萬元；純電動汽車每輛可補貼6萬元；燃料電池汽車每輛補貼25萬元。十米以上城市公交客車另有標準，其中混合動力汽車分為使用鉛酸電池和使用鎳氫電池、鋰離子電池兩類，最高補貼額分別為8萬元/輛和42萬元/輛；純電動汽車補貼標準為50萬元/輛；燃料電池汽車的補貼標準最高為60萬元/輛。

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頁1.3.2國內新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀2009年1月14日國務院常務會議原則通過汽車產業(yè)調整振興規(guī)劃，決定實施新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略，重點強調將以新能源汽車為突破口，加強自主創(chuàng)新，形成新的競爭優(yōu)勢。這一決定將推動中國新能源汽車盡快實現(xiàn)產業(yè)化，也將為中國在新能源汽車領域走在世界前列、形成競爭優(yōu)勢奠定基礎。2010年8月18日，國務院國資委在北京召開中央企業(yè)電動汽車產業(yè)聯(lián)盟成立大會。產業(yè)聯(lián)盟的成立是國務院國資委和中央企業(yè)深入貫徹落實科學發(fā)展觀，加快轉變經濟發(fā)展方式，發(fā)揮整體優(yōu)勢，大力培育戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重大舉措。

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頁1.3.2國內新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀由工業(yè)和信息化部牽頭制訂的《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃（2011－2020年）》，它將成為引領我國新能源汽車產業(yè)發(fā)展的重要政策?！兑?guī)劃》草案顯示，中央財政將在未來10年中，投入巨資支持節(jié)能與新能源汽車核心技術的研發(fā)和推廣，資金數額達到上千億元。中國汽車業(yè)“十二五”規(guī)劃初稿已定，新能源汽車被列為中國汽車行業(yè)今后五年發(fā)展的重中之重。中國汽車業(yè)“十二五”規(guī)劃中，將提出到2015年，中國國內新能源汽車的年銷量達到百萬輛的目標。新能源汽車的發(fā)展重點將以汽車電動化和動力混合化兩大技術結合為標志，進行產品換代與產業(yè)升級。

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頁1.3.2國內新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀2010年9月8日，國務院總理溫家寶主持召開國務院常務會議，審議并原則通過《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》。新能源汽車被確定為我國的戰(zhàn)略性新興產業(yè)并將在今后加快推進。第25屆世界電動汽車大會暨展覽會于2010年11月5日在深圳開幕，本屆大會為期5天，主題是“可持續(xù)動力革命”。大會吸引了來自20多個國家的300多家汽車、零部件廠商，其中送展整車的企業(yè)超過60家，送展車輛超過220輛。參展的國際企業(yè)有大眾、豐田、通用、寶馬、奔馳、日產、西門子、富士電機、博世、德爾福、博格華納在內的頂級國際汽車整車和關鍵零部件集團；國內企業(yè)有一汽、上汽、東風、長安、廣汽集團、中聚雷天、比亞迪、五洲龍、珠海銀通、奇瑞、吉利等企業(yè)行業(yè)主流和排頭兵企業(yè)參展。

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頁1.3.3新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展趨勢1.新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略我國以電動汽車為代表的新能源汽車，發(fā)展的總體戰(zhàn)略是：（1）戰(zhàn)略定位：發(fā)展電動汽車，是在中國以煤為主的能源結構下，煤基能源交通應用的最佳方式，是我國汽車工業(yè)應對能源、環(huán)境和氣候變化挑戰(zhàn)、保持可持續(xù)發(fā)展的最佳途徑；是我國應對金融危機、培育新興產業(yè)和新的經濟增長點的戰(zhàn)略選擇；是在國際汽車業(yè)“轉移”與“轉型”的大背景下，實現(xiàn)我國汽車產業(yè)從大國向強國轉型、實現(xiàn)自主發(fā)展的最佳選擇。

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頁1.3.3新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展趨勢（2）戰(zhàn)略目標：把握電動汽車的歷史機遇，實施電動汽車國家戰(zhàn)略，全面掌握電動汽車核心技術，帶動汽車共性技術的全面提升，形成具有國際競爭力的電動汽車及關鍵零部件工業(yè)體系，加快汽車動力系統(tǒng)電氣化轉型，構建可持續(xù)發(fā)展的交通能源體系，實現(xiàn)我國由汽車大國向汽車強國的轉變。

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頁1.3.3新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展趨勢（3）自主創(chuàng)新目標：建立完善的自主創(chuàng)新開發(fā)體系，全面掌握電動汽車核心技術，形成具有國際先進水平的產品開發(fā)能力，自主開發(fā)的各類產品具有國際競爭力；整車、動力系統(tǒng)和電子控制等共性技術達到國際先進水平；先進動力電池、驅動電機、燃料電池及發(fā)動機、多能源動力總成控制系統(tǒng)等關鍵技術達到國際領先水平。（4）產業(yè)發(fā)展目標：建立起電動汽車整車及關鍵零部件的產品開發(fā)、生產、供應和售后服務保障體系，電動汽車規(guī)?；a能力和網絡化服務能力滿足市場需要。小型純電動汽車、大型純電動商用車、輕度混合動力汽車和PLUG-IN混合動力汽車形成比較優(yōu)勢；先進動力電池、驅動電機等關鍵零部件及其核心材料產業(yè)化規(guī)模和競爭力保持領先。

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頁1.3.3新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展趨勢（5）市場環(huán)境目標：完善電動汽車消費和使用環(huán)境，各類電動汽車大規(guī)模進入市場，緩解能源和環(huán)境形勢緊張的局面；混合動力汽車成為市場主導產品，純電動汽車得到大規(guī)模應用，燃料電池汽車小批量進入市場，充電站、加氫站等基礎設施基本滿足電動汽車應用需求。（6）政策法規(guī)目標：發(fā)揮標準引領作用，建立健全完善的電動汽車標準體系，積極參與國際標準化研究和制定工作，爭取在優(yōu)勢產品和技術領域發(fā)揮主導作用；充分利用政策法規(guī)的激勵和約束機制，系統(tǒng)規(guī)劃、超前部署，建立有利于電動汽車發(fā)展的政策法規(guī)環(huán)境。

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頁1.3.3新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展趨勢（7）戰(zhàn)略途徑：大力實施汽車產業(yè)轉型戰(zhàn)略；堅持自主創(chuàng)新，積極開發(fā)新一代能源動力系統(tǒng)，加快電動汽車的發(fā)展，瞄準未來汽車競爭制高點，加速車用能源動力系統(tǒng)向電氣化“轉型”；利用國際汽車業(yè)“轉移”的機遇，全面提升汽車共性關鍵技術水平，滿足當前汽車節(jié)能和排放法規(guī)不斷升級的需要，同時服務于我國汽車產業(yè)轉型戰(zhàn)略。

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頁1.3.3新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展趨勢2.新能源汽車發(fā)展趨勢(1)突破電池技術是關鍵。作為動力源，現(xiàn)在還沒有任何一種電池能與石油相提并論，動力電池已成為限制電動汽車發(fā)展的瓶頸。(2)驅動電機呈多樣化發(fā)展。美國傾向于采用交流感應電機，其主要優(yōu)點是結構簡單、可靠，質量較小，但控制技術較復雜。日本多采用永磁無刷直流電機，優(yōu)點是效率高，起動轉矩大，質量較小，但成本高，且有高溫退磁、抗振性較差等缺點。德國、英國等大力開發(fā)開關磁阻電機，優(yōu)點是結構簡單、可靠，成本低，缺點是質量較大，易于產生噪聲。

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頁1.3.3新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展趨勢(3)由于受續(xù)駛里程的影響，純電動汽車向超微型發(fā)展。這種汽車降低了對動力性和續(xù)駛里程的要求，充電過程比較簡單，車速不高，較適合于市內或社區(qū)小范圍內使用。(4)混合動力汽車是內燃機汽車和純電動汽車之間的過渡產品，既充分發(fā)揮了現(xiàn)有內燃機技術優(yōu)勢，又盡可能發(fā)揮電機驅動無污染的優(yōu)勢。發(fā)展混合動力汽車有兩條技術路線值得重視：一是轎車混合動力的模塊化。通過功能模塊的發(fā)展與組合逐步推進汽車動力的電氣化。二是城市客車混合動力系統(tǒng)的平臺化。發(fā)電機組+驅動電機+儲能裝置構成了混合動力系統(tǒng)的基本技術平臺。混合動力汽車可以大幅度降低油耗，減少污染物排放，且技術成熟。

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頁1.3.3新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展趨勢(5)燃料電池汽車成為競爭的焦點。燃料電池汽車在成本和整體性能上，特別是續(xù)駛里程和補充燃料時間上明顯優(yōu)于其它電池的電動汽車，并且燃料電池所用的燃料來源廣泛，又可再生，并可實現(xiàn)無污染、零排放等環(huán)保標準。因此，燃料電池汽車已成為世界各大汽車公司21世紀激烈競爭的焦點。燃料電池及氫動力發(fā)動機車型被看作是新能源汽車最終的解決方案。

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頁(6)開發(fā)新一代車用能源動力系統(tǒng)，發(fā)展新能源汽車。重點發(fā)展各種液體代用燃料發(fā)動機及其混合動力汽車，逐步過渡到采用生物燃料的混合動力汽車和可充電的混合動力汽車；進一步發(fā)展以天然氣為主體的氣體燃料基礎設施，分步建設長期可持續(xù)利用的氣體燃料供應網絡；以天然氣發(fā)動機為基礎，發(fā)展各種燃氣動力，尤其是天然氣/氫氣內燃機及其混合動力；發(fā)展新一代燃料電池發(fā)動機及其混合動力；大力推進動力電池的技術進步，發(fā)展適合中國國情的純電動汽車尤其是微型純電動汽車。以城市公交車輛為重點，以點帶面，穩(wěn)步推進新能源汽車示范與商業(yè)化。1.3.3新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展趨勢

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頁謝謝！

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頁第2章新能源汽車類型2.1純電動汽車2.2混合動力電動汽車2.3燃料電池電動汽車2.4氣體燃料汽車2.5生物燃料汽車2.6氫燃料汽車2.7太陽能汽車

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頁2.1純電動汽車2.1.1純電動汽車的類型2.1.2純電動汽車的結構原理2.1.3純電動汽車驅動系統(tǒng)布置形式2.1.4純電動汽車的特點2.1.5電動汽車的關鍵技術2.1.6純電動汽車車型實例

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頁2.1.1純電動汽車的類型純電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。一般采用高效率充電蓄電池為動力源。純電動汽車無需再用內燃機，因此，純電動汽車的電動機相當于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機，蓄電池相當于原來的油箱，電能是二次能源，可以來源于風能、水能、熱能、太陽能等多種方式。純電動汽車可分為2種類型，即用純蓄電池作為動力源的純電動汽車和裝有輔助動力源的純電動汽車。

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頁2.1.1純電動汽車的類型1.用純蓄電池作為動力源的純電動汽車用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車，只裝置了蓄電池組，它的電力和動力傳輸系統(tǒng)如圖所示。

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頁2.1.1純電動汽車的類型2.裝有輔助動力源的純電動汽車用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車，蓄電池的比能量和比功率較低，蓄電池組的質量和體積較大。因此，在某些純電動汽車上增加輔助動力源，如超級電容器、發(fā)電機組、太陽能等，由此改善純電動汽車的啟動性能和增加續(xù)駛里程。裝有輔助動力源的純電動汽車的電力和動力傳輸系統(tǒng)如圖所示。

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頁2.1.2純電動汽車的結構原理燃油汽車主要由發(fā)動機，底盤、車身和電氣四大部分組成，純電動汽車的結構與燃油汽車相比，主要增加了電力驅動控制系統(tǒng)，而取消了發(fā)動機，電力驅動控制系統(tǒng)的組成與工作原理如圖2.4所示，它由電力驅動主模塊、車載電源模塊和輔助模塊三大部分組成。當汽車行駛時，由蓄電池輸出電能(電流)通過控制器驅動電動機運轉，電動機輸出的轉矩經傳動系統(tǒng)帶動車輪前進或后退。電動汽車續(xù)駛里程與蓄電池容量有關，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。

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頁2.1.2純電動汽車的結構原理

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頁2.1.2純電動汽車的結構原理1．電力驅動主模塊電力驅動主模塊主要包括中央控制單元、驅動控制器、電機、機械傳動裝置和車輪等。它的功用是將存儲在蓄電池中的電能高效地轉化為車輪的動能，并能夠在汽車減速制動時，將車輪的動能轉化為電能充入蓄電池。中央控制單元根據加速踏板和制動踏板的輸入信號，向驅動控制器發(fā)出相應的控制指令，對電動機進行啟動、加速、減速、制動控制。驅動控制器是按中央控制單元的指令和電動機的速度、電流反饋信號，對電動機的速度、驅動轉矩和旋轉方向進行控制。驅動控制器必須和電動機配套使用。電機在電動汽車中被要求承擔電動和發(fā)電的雙重功能，即在正常行駛時發(fā)揮其主要的電動機功能，將電能轉化為機械能；在減速和下坡滑行時又被要求進行發(fā)電，將車輪的慣性動能轉化為電能。機械傳動裝置是將電動機的驅動轉矩傳輸給汽車的驅動軸，從而帶動汽車車輪行駛。

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頁2.1.2純電動汽車的結構原理2．車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。它的功用是向電動機提供驅動電能、監(jiān)測電源使用情況以及控制充電機向蓄電池充電。純電動汽車的常用電源有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。純電動汽車的能量管理主要是指電池管理系統(tǒng)，它的主要功用是對電動汽車用電池單體及整組進行實時監(jiān)控、充放電、巡檢、溫度監(jiān)測等。充電控制器是把交流電轉化為相應電壓的直流電，并按要求控制其電流。

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頁2.1.2純電動汽車的結構原理輔助系統(tǒng)主要包括輔助動力源、動力轉向系統(tǒng)、駕駛室顯示操縱臺和各種輔助裝置等。輔助系統(tǒng)除輔助動力源外，依據不同車型而不同。輔助動力源主要由輔助電源和DC/DC功率轉換器組成，其功用是供給電動汽車其它各種輔助裝置所需要的動力電源，一般為12V或24V的直流低壓電源，它主要給動力轉向、制動力調節(jié)控制、照明、空調、電動窗門等各種輔助裝置提供所需的能源。動力轉向系統(tǒng)是為實現(xiàn)汽車的轉彎而設置的，它由轉向盤、轉向器、轉向機構和轉向輪等組成。作用在轉向盤上的控制力，通過轉向器和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度，實現(xiàn)汽車的轉向。

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頁2.1.2純電動汽車的結構原理駕駛室顯示操縱臺類同于傳統(tǒng)汽車駕駛室的儀表盤，不過其功能根據電動汽車驅動的控制特點有所增減，其信息指示更多地選用數字或液晶屏幕顯示。輔助裝置主要有照明、各種聲光信號裝置、車載音箱設備、空調、刮水器、風窗除霜清洗器、電動門窗、電控玻璃升降器、電控后視鏡調節(jié)器、電動座椅調節(jié)器、車身安全防護裝置控制器等。它們主要是為提高汽車的操控性、舒適性、安全性而設置的，根據需要進行選用。

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頁2.1.3純電動汽車驅動系統(tǒng)布置形式

電動汽車的驅動系統(tǒng)是電動汽車的核心部分，其性能決定著電動汽車運行性能的好壞。電動汽車的驅動系統(tǒng)布置取決于電機驅動系統(tǒng)的方式，可以有多種多樣。常見的驅動系統(tǒng)布置形式如圖所示。

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頁2.1.3純電動汽車驅動系統(tǒng)布置形式(1)傳統(tǒng)的驅動模式。圖（a）與傳統(tǒng)汽車驅動系統(tǒng)的布置方式一致，帶有變速器和離合器，只是將發(fā)動機換成電動機，屬于改造型電動汽車。這種布置可以提高電動汽車的起動轉矩，增加低速時電動汽車的后備功率。(2)電動機-驅動橋組合式驅動模式。圖（b）和（c）取消了離合器和變速器，但具有減速差速機構，由1臺電動機驅動兩車輪旋轉。優(yōu)點是可以繼續(xù)沿用當前發(fā)動機汽車中的動力傳動裝置，只需要一組電動機和逆變器。這種方式對電動機的要求較高，不僅要求電動機具有較高的起動轉矩，而且要求具有較大的后備功率，以保證電動汽車的起動、爬坡、加速超車等動力性。

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頁2.1.3純電動汽車驅動系統(tǒng)布置形式(3)電動機-驅動橋整體式驅動模式。圖（d）是將電動機裝到驅動軸上，直接由電動機實現(xiàn)變速和差速轉換。這種傳動方式同樣對電動機有較高的要求，大起動轉矩和后備功率，不僅要求控制系統(tǒng)有較高的控制精度，而且要具備良好的可靠性，從而保證電動汽車行駛的安全、平穩(wěn)。(4)輪轂電機驅動模式。圖（e）和（f）同圖（d）布置方式比較接近，將電動機直接裝到了驅動輪上，由電動機直接驅動車輪行駛。

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頁2.1.4純電動汽車的特點

（1）無污染，噪聲低。純電動汽車不產生排氣污染，對環(huán)境保護和空氣的潔凈是十分有益的，有“零污染”的美稱；電動汽車無內燃機產生的噪聲，電動機噪聲小。（2）能源效率高，多樣化。電動汽車的能源效率已超過汽油機汽車，特別是在城市運行。電動汽車停止時不消耗電量，在制動過程中，電動機可自動轉化為發(fā)電機，實現(xiàn)制動減速時能量的再利用。另一方面，電動汽車的應用可有效地減少對石油資源的依賴，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、太陽能、風力、潮汐等能源轉化。除此之外，如果夜間向蓄電池充電，還可以避開用電高峰，有利于電網均衡負荷，減少費用。

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頁2.1.4純電動汽車的特點（3）結構簡單，使用維修方便。電動汽車較內燃機汽車結構簡單，運轉、傳動部件少，維修保養(yǎng)工作量小，當采用交流感應電動機時，電動機無需保養(yǎng)維護，更重要的是電動汽車易操縱。（4）動力電源使用成本高，續(xù)駛里程短。目前電動汽車尚不如內燃機汽車技術完善，尤其是動力電池的壽命短，使用成本高。電池的儲能量小，一次充電后行駛里程不理想，電動車的價格較貴。但隨著電動汽車技術的發(fā)展，電動汽車存在的缺點會逐步得到解決。

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頁2.1.5電動汽車的關鍵技術

1．電池及管理技術電池是一直制約電動汽車發(fā)展的關鍵因素。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭，關鍵就是要開發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長、成本低的高效電池。電池組性能直接影響整車的加速性能、續(xù)駛里程以及制動能量回收的效率等。電池的成本和循環(huán)壽命直接影響車輛的成本和可靠性，所有影響電池性能的參數必須得到優(yōu)化。為了達到最佳的性能和壽命，需將電池包的溫度控制在一定范圍內，減小包內不均勻的溫度分布以避免模塊間的不平衡，以此避免電池性能下降，且可以消除相關的潛在危險。

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頁2.1.5電動汽車的關鍵技術2．電機及控制技術電動汽車的驅動電機是電動汽車的關鍵部件。要使電動汽車有良好的使用性能，驅動電機應具有較寬的調速范圍及較高的轉速，足夠大的啟動轉矩，體積小、質量輕、效率高且有動態(tài)制動強和能量回饋的性能。電動汽車所用的電動機正在向大功率、高轉速、高效率和小型化方向發(fā)展。隨著電機及驅動系統(tǒng)的發(fā)展，控制系統(tǒng)趨于智能化和數字化。變結構控制、模糊控制、神經網絡、自適應控制、專家系統(tǒng)、遺傳算法等非線性智能控制技術，都將各自或結合應用于電動汽車的電動機控制系統(tǒng)。它們的應用將使系統(tǒng)結構簡單、響應迅速、抗干擾能力強，參數變化具有魯棒性，可大大提高整個系統(tǒng)的綜合性能。

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頁2.1.5電動汽車的關鍵技術3．整車控制技術新型純電動汽車整車控制系統(tǒng)是兩條總線的網絡結構，即驅動系統(tǒng)的高速CAN總線和車身系統(tǒng)的低速總線。高速CAN總線每個節(jié)點為各子系統(tǒng)的ECU，低速總線按物理位置設置節(jié)點，基本原則是基于空間位置的區(qū)域自治。實現(xiàn)整車網絡化控制，其意義不只是解決汽車電子化中出現(xiàn)的線路復雜和線束增加問題，網絡化實現(xiàn)的通訊和資源共享能力成為新的電子與計算機技術在汽車上應用的一個基礎，同時也為X-by-Wire技術提供有力的支撐。

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頁2.1.5電動汽車的關鍵技術4．整車輕量化技術(1)通過對整車實際使用工況和使用要求的分析，對電池的電壓、容量、驅動電動機功率、轉速和轉矩、整車性能等車輛參數的整體優(yōu)化，合理選擇電池和電動機參數。(2)通過結構優(yōu)化和集成化、模塊化優(yōu)化設計，減輕動力總成、車載能源系統(tǒng)的重量。(3)積極采用輕質材料，如電池箱的結構框架、箱體封皮、輪轂等采用輕質合金材料。(4)利用CAD技術對車身承載結構件進行有限元分析研究，用計算和試驗相結合的方式，實現(xiàn)結構最優(yōu)化。

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頁2.1.6純電動汽車車型實例

1.奇瑞瑞麒純電動汽車

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頁2.1.6純電動汽車車型實例2.奇瑞QQ純電動汽車

第73

頁2.1.6純電動汽車車型實例3.比亞迪E6

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頁2.1.6純電動汽車車型實例4.吉利熊貓純電動汽車EK-1

第75

頁2.1.6純電動汽車車型實例5.長安奔奔

第76

頁2.1.6純電動汽車車型實例6.寶馬MiniE純電動汽車

第77

頁2.1.6純電動汽車車型實例7.三菱iMiEV純電動汽車

第78

頁2.1.6純電動汽車車型實例

8.日產Leaf純電動汽車

第79

頁2.1.6純電動汽車車型實例9.奔馳smartfortwo純電動汽車

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頁2.2混合動力電動汽車

2.2.1混合動力電動汽車的定義與分類2.2.2混合動力電動汽車的結構原理2.2.3混合動力電動汽車的特點2.2.4混合動力電動汽車車型實例

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頁2.2.1混合動力電動汽車的定義與分類1.混合動力電動汽車的定義從狹義上講，混合動力電動汽車是指同時裝備兩種動力源——熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機產生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。通過在混合動力電動汽車上使用電機，使得動力系統(tǒng)可以按照整車的實際運行工況要求靈活調控，而發(fā)動機保持在綜合性能最佳的區(qū)域內工作，從而降低油耗與排放。也可以認為混合動力電動汽車通常是指既有蓄電池可提供電力驅動，又裝有一個相對小型內燃機的汽車。

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頁2.2.1混合動力電動汽車的定義與分類從廣義上來講，混合動力電動汽車指的是裝備有兩種具有不同特點驅動裝置的車輛。這兩個驅動裝置中有一個是車輛的主要動力來源，它能夠提供穩(wěn)定的動力輸出，滿足汽車穩(wěn)定行駛的動力需求，由于內燃機在汽車上成功的應用，使之成為首選的驅動裝置；另外還有一個輔助驅動裝置，它具有良好的變工況特性，能夠進行功率的平衡，能量的再生與存儲，目前應用最多的是電混合系統(tǒng)。國際電子技術委員會對混合動力車輛的定義為：在特定的工作條件下，可以從兩種或兩種以上的能量存儲器、能量源或能量轉化器中獲取驅動能量的汽車。其中至少一種存儲器或轉化器要安裝在汽車上?；旌蟿恿﹄妱悠囍辽儆幸环N能量存儲器、能量源或能量轉化器可以傳遞電能。串聯(lián)式混合動力車輛只有一種能量轉化器可以提供驅動力，并聯(lián)式混合車輛則不止一種能量轉化器提供驅動力。

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頁2.2.1混合動力電動汽車的定義與分類2．混合動力電動汽車的分類混合動力電動汽車分類方法較多，主要介紹6種分類方法。（1）按照動力系統(tǒng)結構形式劃分。根據混合動力電動汽車零部件的種類、數量和連接關系，可以將其分為串聯(lián)式混合動力電動汽車(SHEV)、并聯(lián)式混合動力電動汽車(PHEV)和混聯(lián)式混合動力電動汽車(PSHEV)。串聯(lián)式混合動力電動汽車是指車輛行駛系統(tǒng)的驅動力只來源于電動機的混合動力電動汽車。結構特點是發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，電能通過電機控制器輸送給電動機，由電動機驅動汽車行駛。另外，動力電池也可以單獨向電動機提供電能驅動汽車行駛。

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頁2.2.1混合動力電動汽車的定義與分類并聯(lián)式混合動力電動汽車是指車輛行駛系統(tǒng)的驅動力由電動機及發(fā)動機同時或單獨供給的混合動力電動汽車。結構特點是并聯(lián)式驅動系統(tǒng)可以單獨使用發(fā)動機或電動機作為動力源，也可以同時使用電動機和發(fā)動機作為動力源驅動汽車行駛?；炻?lián)式混合動力電動汽車是指具備串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種混合動力系統(tǒng)結構的混合動力電動汽車。結構特點是可以在串聯(lián)混合模式下工作，也可以在并聯(lián)混合模式下工作，同時兼顧了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點。

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頁2.2.1混合動力電動汽車的定義與分類（2）按照混合度劃分。按照電動機相對于燃油發(fā)動機的功率比大小，可以將其分為微混合型混合動力電動汽車、輕度混合（弱混合）型混合動力電動汽車、中度混合型混合動力電動汽車和重度混合（強混合）型混合動力電動汽車。微混合型混合動力電動汽車是以發(fā)動機為主要動力源，不具備純電動行駛模式的混合動力電動汽車。只具備停車怠速停機功能的混合動力電動汽車是一種典型的微混合模式。一般情況下，電動機的峰值功率和發(fā)動機的額定功率比≤5%。

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頁2.2.1混合動力電動汽車的定義與分類輕度混合（弱混合）型混合動力電動汽車是以發(fā)動機為主要動力源，電動機作為輔助動力，在車輛加速和爬坡時，電動機可向車輛行駛系統(tǒng)提供輔助驅動力矩，但不能單獨驅動車輛行駛的混合動力電動汽車。一般情況下，電動機的峰值功率和發(fā)動機的額定功率比為5%～15%。中度混合型混合動力電動汽車是以發(fā)動機和/或電動機為動力源的混合動力電動汽車。一般情況下，電動機的峰值功率和發(fā)動機的額定功率比為15%～40%。重度混合（強混合）型混合動力電動汽車是以發(fā)動機和/或電動機為動力源，且電動機可以獨立驅動車輛行駛的混合動力電動汽車。一般情況下，電動機的峰值功率和發(fā)動機的額定功率比＞40％。

第87

頁2.2.1混合動力電動汽車的定義與分類（3）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力電動汽車和不可外接充電型混合動力電動汽車?？赏饨映潆娦突旌蟿恿﹄妱悠囀且环N被設計成可以在正常使用情況下從非車載裝置中獲取能量的混合動力電動汽車。不可外接充電型混合動力電動汽車是一種被設計成在正常使用情況下從車載燃料中獲取全部能量的混合動力電動汽車。

第88

頁2.2.1混合動力電動汽車的定義與分類（4）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選擇功能的混合動力電動汽車和無手動選擇功能的混合動力電動汽車。有手動選擇功能的混合動力電動汽車是指具備行駛模式手動選擇功能的混合動力電動汽車，車輛可選擇的行駛模式包括熱機模式、純電動模式和混合動力模式三種。無手動選擇功能的混合動力電動汽車是指不具備行駛模式手動選擇功能的混合動力電動汽車，車輛的行駛模式根據不同工況自動切換。

第89

頁2.2.1混合動力電動汽車的定義與分類（5）按照車輛用途劃分。按照車輛用途可以分為混合動力電動乘用車、混合動力電動客車和混合動力電動貨車。（6）按照與發(fā)動機混合的可再充電能量儲存系統(tǒng)劃分。按照與發(fā)動機混合的可再充電能量儲存系統(tǒng)不同，可以劃分為動力蓄電池式混合動力電動汽車、超級電容器式混合動力電動汽車、機電飛輪式混合動力電動汽車和動力蓄電池與超級電容器組合式混合動力電動汽車。

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2.2.2混合動力電動汽車的結構原理

1.串聯(lián)式混合動力電動汽車串聯(lián)式混合動力電動汽車系統(tǒng)結構主要由發(fā)動機、發(fā)電機、驅動電動機和蓄電池組等部件組成。發(fā)動機僅僅用于發(fā)電，發(fā)電機發(fā)出的電能通過電動機控制器直接輸送到電動機，由電動機產生的電磁力矩驅動汽車行駛。發(fā)動機發(fā)電機電動機電池組

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2.2.2混合動力電動汽車的結構原理

2.并聯(lián)式混合動力電動汽車并聯(lián)式混合動力電動汽車系統(tǒng)結構主要是由發(fā)動機、電動機/發(fā)電機和蓄電池等部件組成，有多種組合型式，可以根據使用要求選用。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)采用發(fā)動機和電動機兩套獨立的驅動系統(tǒng)驅動車輪。

發(fā)動機變速器電動機電池組

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2.2.2混合動力電動汽車的結構原理

3.混聯(lián)式混合動力電動汽車混聯(lián)式驅動系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，主要由發(fā)動機、發(fā)電機、電動機、行星齒輪機構和蓄電池組等部件組成。

發(fā)電機發(fā)動機電動機電池組

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頁2.2.3混合動力電動汽車的特點

混合動力電動汽車是將原動機、電動機、能量存儲裝置(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)揮內燃機汽車和電動汽車的優(yōu)點，避免各自的不足，是當今最具實際開發(fā)意義的低排放和低油耗汽車。較之純電動汽車，混合動力電動汽車具有如下的優(yōu)點：(1)由于有原動機作為輔助動力，蓄電池的數量和質量可減少，因此汽車自身重量可以減?。?2)汽車的續(xù)駛里程和動力性可達到內燃機的水平；(3)借助原動機的動力，可帶動空調、真空助力、轉向助力及其它輔助電器，無需消耗蓄電池組有限的電能，從而保證了駕車和乘坐的舒適性。

第94

頁2.2.3混合動力電動汽車的特點

較之內燃機汽車，混合動力電動汽車具有如下的優(yōu)點：(1)可使原動機在最佳的工況區(qū)域穩(wěn)定運行，避免或減少了發(fā)動機變工況下的不良運行，使得發(fā)動機的排污和油耗大為降低；(2)在人口密集的商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等地可用純電動方式驅動車輛，實現(xiàn)零排放；(3)可通過電動機提供動力，因此可配備功率較小的發(fā)動機，并可通過電動機回收汽車減速和制動時的能量，進一步降低了汽車的能量消耗和排污。

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頁2.2.4混合動力電動汽車車型實例1.普銳斯混合動力電動汽車

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頁2.2.4混合動力電動汽車車型實例2.凱美瑞混合動力電動汽車

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頁2.2.4混合動力電動汽車車型實例3.雷克薩斯混合動力電動汽車

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頁2.2.4混合動力電動汽車車型實例4.凱迪拉克凱雷德混合動力電動汽車

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頁2.2.4混合動力電動汽車車型實例

5.福特林肯混合動力車電動汽車

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頁2.2.4混合動力電動汽車車型實例6.比亞迪DM雙?；旌蟿恿﹄妱悠?/p>

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頁2.2.4混合動力電動汽車車型實例7.吉利帝豪混合動力電動汽車

第102

頁2.3燃料電池電動汽車

2.3.1燃料電池電動汽車的類型2.3.2燃料電池電動汽車的結構原理2.3.3燃料電池電動汽車的特點2.3.4燃料電池電動汽車車型實例

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頁2.3.1燃料電池電動汽車的類型1．純燃料電池驅動的FCEV純燃料電池電動汽車只有燃料電池一個動力源，汽車的所有功率負荷都由燃料電池承擔。

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頁2.3.1燃料電池電動汽車的類型2．燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅動(FC+B)的FCEV

第105

頁2.3.1燃料電池電動汽車的類型3．燃料電池與超級電容聯(lián)合驅動(FC+C)的FCEV這種結構形式與燃料電池+蓄電池結構相似，只是把蓄電池換成超級電容。相對于蓄電池，超級電容充放電效率高，能量損失小，比蓄電池功率密度大，在回收制動能量方面比蓄電池有優(yōu)勢，循環(huán)壽命長，但是超級電容的能量密度較小。隨著超級電容技術的不斷進步，這種結構將成為一種新的重要研究方向。

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頁2.3.1燃料電池電動汽車的類型4．燃料電池與輔助蓄電池和超級電容聯(lián)合驅動(FC+B+C)的FCEV

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頁2.3.2燃料電池電動汽車的結構原理

第108

頁2.3.2燃料電池電動汽車的結構原理燃料電池電動汽車的動力系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動機、輔助動力源、DC/DC變換器、DC/AC逆變器、電動機和動力電控系統(tǒng)等組成。1.燃料電池發(fā)動機在FCEV所采用的燃料電池發(fā)動機中，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)、反應生成物的處理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電能轉換系統(tǒng)等。只有這些輔助系統(tǒng)匹配恰當和正常運轉，才能保證燃料電池發(fā)動機正常運轉。

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頁2.3.2燃料電池電動汽車的結構原理以氫為燃料的燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)

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頁2.3.2燃料電池電動汽車的結構原理以氫氣為燃料的FCEV的總布置基本結構模型

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頁2.3.2燃料電池電動汽車的結構原理2.輔助動力源在FCEV上燃料電池發(fā)動機是主要電源，另外還配備有輔助動力源。根據FCEV的設計方案不同，其所采用的輔助動力源也有所不同，可以用蓄電池組、飛輪儲能器或超大容量電容器等共同組成雙電源系統(tǒng)。3.DC/DC變換器FCEV的燃料電池需要裝置單向DC/DC變換器，蓄電池和超級電容器需要裝置雙向DC/DC變換器。

第112

頁2.3.2燃料電池電動汽車的結構原理4.驅動電動機燃料電池電動汽車用的驅動電動機主要有直流電動機、交流電動機、永磁電動機和開關磁阻電動機等。燃料電池汽車驅動電機的選型必須結合整車開發(fā)目標，綜合考慮電動機的特點。驅動電動機的詳細內容見第4章。5.動力電控系統(tǒng)燃料電池汽車的動力電控系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動機管理系統(tǒng)(FCE-ECU)、蓄電池管理系統(tǒng)(BMS)、動力控制系統(tǒng)(PCU)及整車控制系統(tǒng)(VMS)組成，而原型車的變速器系統(tǒng)會簡化很多。

第113

頁2.3.3燃料電池電動汽車的特點(1)效率高。燃料電池的工作過程是化學能轉化為電能的過程，不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉換效率較高，可以達到30%以上。(2)續(xù)駛里程長。采用燃料電池系統(tǒng)作為能量源，克服了純電動汽車續(xù)駛里程短的缺點，其長途行駛能力及動力性已經接近于傳統(tǒng)汽車。(3)綠色環(huán)保。燃料電池沒有燃燒過程，以純氫作燃料，生成物只有水，屬于零排放。采用其它富氫有機化合物用車載重整器制氫作為燃料電池的燃料，生產物除水之外還可能有少量的CO2，接近零排放。

第114

頁2.3.3燃料電池電動汽車的特點(4)過載能力強。燃料電池除了在較寬的工作范圍內具有較高的工作效率外，其短時過載能力可達額定功率的200％或更大。(5)低噪音。燃料電池屬于靜態(tài)能量轉換裝置，除了空氣壓縮機和冷卻系統(tǒng)以外無其它運動部件，因此與內燃機汽車相比，運行過程中噪音和振動都較小。(6)設計方便靈活。燃料電池汽車可以按照X－By－Wire的思路進行汽車設計，改變傳統(tǒng)的汽車設計概念，可以在空間和重量等問題上進行靈活的配置。

第115

頁2.3.3燃料電池電動汽車的特點燃料電池電動汽車的主要缺點有：(1)燃料電池汽車的制造成本和使用成本過高。(2)輔助設備復雜，且質量和體積較大。

(3)起動時間長，系統(tǒng)抗振能力有待進一步提高。

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頁2.3.4燃料電池電動汽車車型實例1.雪佛蘭Equinox氫燃料電池電動汽車

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頁2.3.4燃料電池電動汽車車型實例2.奔馳燃料電池B級F-Cell電動汽車

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頁2.3.4燃料電池電動汽車車型實例3.“上海牌”燃料電池電動汽車

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頁2.3.4燃料電池電動汽車車型實例

4.帕薩特領馭氫燃料電池電動汽車

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頁2.3.4燃料電池電動汽車車型實例5.奇瑞燃料電池電動汽車

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頁2.3.4燃料電池電動汽車車型實例6．長安志翔燃料電池電動汽車

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頁2.4氣體燃料汽車

2.4.1天然氣汽車2.4.2液化石油氣汽車

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頁2.4.1天然氣汽車天然氣汽車是指以天然氣作為燃料的汽車。按照所使用天然氣燃料狀態(tài)的不同，天然氣汽車可以分為壓縮天然氣汽車（CNGV）和液化天然氣汽車（LNGV）。

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頁2.4.1天然氣汽車

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頁2.4.2液化石油氣汽車以液化石油氣為燃料的汽車稱為液化石油氣汽車。液化石油氣汽車和天然氣汽車結構類似，增加一套燃氣供給系統(tǒng)。液化石油氣汽車與燃油汽車相比，具有污染少、經濟性和安全性好等優(yōu)點，受到各國的重視。為適應汽車能源變革的大趨勢，世界上各汽車制造商都紛紛投資開發(fā)液化石油氣汽車，并制訂各種優(yōu)惠政策，推廣使用液化石油氣汽車。

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頁2.4.2液化石油氣汽車

第127

頁2.5生物燃料汽車

生物燃料是指通過生物資源生產的醇類燃料和生物柴油等，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。生物燃料汽車就是以生物燃料為能源的汽車。2.5.1甲醇燃料汽車2.5.2乙醇燃料汽車2.5.3二甲醚燃料汽車

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頁2.5.1甲醇燃料汽車甲醇燃料汽車是指利用甲醇燃料做能源驅動的汽車。甲醇作為燃料在汽車上的應用主要有摻燒和純甲醇替代兩種。

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頁2.5.1甲醇燃料汽車

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頁2.5.2乙醇燃料汽車乙醇汽車是使用車用乙醇汽油作為主要的動力燃料的機動車。一直以來，生物乙醇燃料備受爭議，因為有人批評大規(guī)模使用乙醇作為燃料，會導致食品價格上漲，此外，傳統(tǒng)的制造乙醇過程中會消耗很多能源，因此，從所謂的“油井到車輪”全過程來看，乙醇燃料并不環(huán)保。但是，通用汽車打算結束這種爭論，在2008年北美車展上，通用汽車大打“E85牌”，推出了多款E85乙醇燃料車，同時，作為推動車用能源多樣化的戰(zhàn)略手段，正式宣布與美國Coskata能源公司攜手，在乙醇燃料技術領域內開展合作。

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頁二甲醚作為環(huán)保、清潔、安全的新型替代能源，已經得到國際社會的公認。二甲醚是汽車發(fā)動機，特別是柴油發(fā)動機燃料的理想替代品。2.5.3二甲醚燃料汽車

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頁氫燃料汽車是在傳統(tǒng)內燃機的基礎上加以修改后可以直接用氫為燃料燃燒，產生動力，是一種真正實現(xiàn)零排放的交通工具，排放出的是純凈水，其具有無污染，零排放，儲量豐富等優(yōu)勢，因此，氫動力汽車是傳統(tǒng)汽車最理想的替代方案。2.6氫燃料汽車

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頁2.6氫燃料汽車

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頁太陽能汽車是利用太陽能電池將太陽能轉換為電能，并利用該電能作為能源驅動行駛的汽車，它是電動汽車的一種。太陽能汽車主要由太陽能電池組、自動陽光跟蹤系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、控制器、機械系統(tǒng)等組成。2.7太陽能汽車

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頁謝謝！

第136

頁第3章電動汽車儲能裝置3.1概述3.2蓄電池3.3燃料電池3.4超級電容器3.5飛輪電池

第137

頁3.1概述3.1.1電池的類型3.1.2電池的性能指標3.1.3電動汽車對動力蓄電池的要求

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頁3.1.1電池的類型電池分為化學電池、物理電池和生物電池三大類。1．化學電池化學電池是利用物質的化學反應發(fā)電，按工作性質分為原電池、蓄電池、燃料電池和儲備電池。原電池是指電池放電后不能用簡單的充電方法使活性物質復原而繼續(xù)使用的電池。蓄電池是指電池在放電后可以通過充電的方法使活性物質復原而繼續(xù)使用的電池，這種充放電可以達數十次到上千次循環(huán)。燃料電池又稱連續(xù)電池，是指參加反應的活性物質從電池外部連續(xù)不斷地輸入電池，電池就連續(xù)不斷地工作而提供電能。儲備電池是指電池正負極與電解質在儲存期間不直接接觸，使用前注入電解液或者使用其它方法使電解液與正負極接觸，此后電池進入待放電狀態(tài)。

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頁3.1.1電池的類型化學電池按電解質分為酸性電池、堿性電池、中性電池、有機電解質電池、非水無機電解質電池、固體電解質電池等。化學電池按電池的特性分為高容量電池、密封電池、高功率電池、免維護電池、防爆電池等?；瘜W電池按正負極材料分為鋅錳電池系列、鎳鎘鎳氫系列、鉛酸系列、鋰電池系列等。

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頁3.1.1電池的類型2．物理電池物理電池是利用光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電的電池，如太陽能電池、超級電容器、飛輪電池等。3．生物電池生物電池是利用生物化學反應發(fā)電的電池，如微生物電池、酶電池、生物太陽電池等。迄今已經實用化的車用動力蓄電池有傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。在物理電池領域中，超級電容器也應用于電動汽車中。生物燃料電池在車用動力中應用前景也十分廣闊，以氫為燃料的燃料電池和氧化物燃料電池的研發(fā)已進入重要發(fā)展階段。

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3.1.2電池的性能指標電池的性能指標主要有電壓、容量、內阻、能量、功率、輸出效率、自放電率、使用壽命等，根據電池種類不同，其性能指標也有差異。1．電壓電壓分為端電壓、開路電壓、額定電壓、充電終止電壓和放電終止電壓等。電池的端電壓是指電池正極與負極之間的電位差；開路電壓是指電池在沒有負載情況下的端電壓；額定電壓是電池在標準規(guī)定條件下工作時應達到的電壓；蓄