《新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理》課件 項(xiàng)目一 任務(wù)一新能源汽車概念與分類

《新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理》目錄CONTENTS

項(xiàng)目一新能源汽車概述0102項(xiàng)目二動力蓄電池系統(tǒng)04項(xiàng)目四充電系統(tǒng)03項(xiàng)目三驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)05項(xiàng)目五電動輔助系統(tǒng)項(xiàng)目一新能源汽車概述01項(xiàng)目一新能源汽車概述

新能源汽車概述任務(wù)一新能源汽車概念與分類任務(wù)二純電動汽車基本結(jié)構(gòu)任務(wù)三新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢任務(wù)一新能源汽車概述與分類學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解新能源汽車的概念；2.掌握新能源汽車的分類；3.了解混合動力汽車；4.了解燃料電池電動汽車。任務(wù)一新能源汽車概述與分類一、新能源汽車的概念

新能源汽車是指除汽油、柴油發(fā)動機(jī)之外所有其它能源汽車，包括燃料電池汽車、混合動力汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等。目前中國市場上在售的新能源汽車多是混合動力汽車和純電動汽車。按照中華人民共和國國家發(fā)展與改革委員會公告定義，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(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。任務(wù)一新能源汽車概述與分類二、新能源汽車的分類

新能源汽車包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發(fā)動機(jī)汽車、其他新能源汽車等。任務(wù)一新能源汽車概述與分類二、新能源汽車的分類1.純電動汽車純電動汽車(BladeElectricVehicles，BEV)是一種采用單一蓄電池作為儲能動力源的汽車，它利用蓄電池作為儲能動力源，通過電池向電動機(jī)提供電能，驅(qū)動電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而推動汽車行駛。優(yōu)點(diǎn)：相對簡單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。缺點(diǎn)：蓄電池單位重量儲存的能量太少，還因電動車的電池較貴，又沒形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，故購買價格較貴；至于使用成本，有些使用結(jié)果比汽車貴，有些結(jié)果僅為汽車的1/7~1/3，這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠汀㈦妰r格。任務(wù)一新能源汽車概述與分類二、新能源汽車的分類2.混合動力汽車混合動力汽車(HybridElectricVehicle，HEV)是指驅(qū)動系統(tǒng)由兩個或多個能同時運(yùn)轉(zhuǎn)的單個驅(qū)動系聯(lián)合組成的車輛，車輛的行駛功率依據(jù)實(shí)際的車輛行駛狀態(tài)由單個驅(qū)動系單獨(dú)或多個驅(qū)動系共同提供。因各個組成部件、布置方式和控制策略的不同，混合動力汽車有多種形式。優(yōu)點(diǎn)：（1）采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，發(fā)動機(jī)相對較小（downsize），此時處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。（2）可方便地回收下坡時的動能。（3）在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)“零”排放。（4）有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。（5）可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。（6）可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。（7）整車由于多個動力源，可同時工作，整車的動力性優(yōu)良。缺點(diǎn)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜；長距離高速行駛省油效果不明顯。任務(wù)一新能源汽車概述與分類二、新能源汽車的分類3.燃料電池汽車燃料電池電動汽車(FuelCellElectricVehicle，F(xiàn)CEV)是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下．在燃料電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為主要動力源驅(qū)動的汽車。優(yōu)點(diǎn)：（1）零排放或近似零排放。（2）減少了機(jī)油泄露帶來的水污染。（3）降低了溫室氣體的排放。（4）燃油電池的轉(zhuǎn)化效率高（60%左右），整車燃油經(jīng)濟(jì)性良好。（5）運(yùn)行平穩(wěn)、無噪聲。缺點(diǎn)：燃料電池成本高昂，同時使用成本（氫）也昂貴。任務(wù)一新能源汽車概述與分類二、新能源汽車的分類4.氫發(fā)動機(jī)汽車氫發(fā)動機(jī)汽車是以氫發(fā)動機(jī)為動力源的汽車。一般發(fā)動機(jī)使用的燃料是柴油或汽油，氫發(fā)動機(jī)使用的燃料是氣體氫。氫發(fā)動機(jī)汽車是一種真正實(shí)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。優(yōu)點(diǎn)：排放物是純水，行駛時不產(chǎn)生任何污染物。缺點(diǎn)：氫燃料成本過高，而且氫燃料的存儲和運(yùn)輸按照技術(shù)條件來說非常困難，因?yàn)闅浞肿臃浅Ｐ。瑯O易透過儲藏裝置的外殼逃逸。另外最致命的問題，氫氣的提取需要通過電解水或者利用天然氣，如此一來同樣需要消耗大量能源，除非使用核電來提取，否則無法從根本上降低二氧化碳排放。任務(wù)一新能源汽車概述與分類二、新能源汽車的分類5.超級電容汽車優(yōu)點(diǎn)：充電時間短、功率密度大、容量大、使用壽命長、免維護(hù)、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等。缺點(diǎn)：能量密度低，很難滿足整車需求，故一般作為輔助蓄能器；功率輸出隨著行駛里程加長而衰減等。任務(wù)一新能源汽車概述與分類三、混合動力電動汽車混合動力電動汽車(HEV)，是指能夠至少從下述兩類車載儲能中獲得動力的汽車：一是可消耗的燃料，二是可再充電能/能量儲存裝置。（一）按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式1.串聯(lián)式混合動力電動汽車（SHEV）任務(wù)一新能源汽車概述與分類三、混合動力電動汽車2.并聯(lián)式混合動力電動汽車（PHEV）任務(wù)一新能源汽車概述與分類三、混合動力電動汽車3.混聯(lián)式混合動力電動汽車（CHEV）任務(wù)一新能源汽車概述與分類三、混合動力電動汽車（二）按照動力混合程度1.微度混合型。微度混合型又稱起-?；旌蟿恿ζ?，電動機(jī)僅作為內(nèi)燃機(jī)的起動機(jī)或發(fā)電機(jī)使用，不具備純電動行駛模式。在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的起動電動機(jī)(一般為12V)上加裝傳動帶，形成發(fā)電-起動一體式電機(jī)(BSG)，用來控制發(fā)動機(jī)快速起動和停止。一般情況下，電動機(jī)的峰值功率和發(fā)動機(jī)的額定功率比≤5%，在城市循環(huán)工況下節(jié)油率一般為5%～10%。任務(wù)一新能源汽車概述與分類三、混合動力電動汽車（二）按照動力混合程度2.輕度混合型。輕度混合型汽車中，電池、電動機(jī)功率所占的比例增大。采用集成起動電動機(jī)(ISG)，仍以發(fā)動機(jī)為主要動力源。電動機(jī)作為輔助動力源被安裝在發(fā)動機(jī)和變速器之間并與主動力相連，提供輔助驅(qū)動力矩，但不能單獨(dú)驅(qū)動車輛行駛。起動發(fā)動機(jī)時，被用作起動機(jī)；在減速和下坡時，進(jìn)行能量回收時，被用作發(fā)電機(jī)。一般情況下，電動機(jī)的峰值功率和發(fā)動機(jī)的額定功率比為10%～15%。任務(wù)一新能源汽車概述與分類三、混合動力電動汽車（二）按照動力混合程度3.中度混合型。中度混合型同樣采用了ISG系統(tǒng)，以發(fā)動機(jī)或電動機(jī)為動力源的混合動力電動汽車。與輕度混合動力電動汽車不同之處在于：采用的是高壓驅(qū)動電動機(jī)，在汽車加速或者大負(fù)荷工況時，驅(qū)動電動機(jī)能夠輔助發(fā)動機(jī)驅(qū)動車輛，補(bǔ)充發(fā)動機(jī)本身動力輸出的不足，提高整車性能。一般情況下，驅(qū)動電動機(jī)的峰值功率和發(fā)動機(jī)的額定功率比為15%～40%，在城市循環(huán)工況下節(jié)油率可以達(dá)到20%～30%。如：本田Insight、Accord和Civic。任務(wù)一新能源汽車概述與分類四、燃料電池汽車

燃料電池電動汽車(FCEV),又稱燃料電池汽車,是一種用車載燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為動力的汽車。車載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經(jīng)重整所得到的高含氫重整氣。與通常的純電動汽車比較，其動力方面的不同在于燃料電池電動汽車的電力來自車載燃料電池裝置，純電動汽車所用的電力來自由電網(wǎng)充電的動力蓄電池。任務(wù)一新能源汽車概述與分類四、燃料電池汽車

（一）燃料電池電動汽車的分類1.按燃料的來源方式（1）直接燃料式燃料電池汽車：直接燃料式燃料電池汽車中的車載燃料（主要為純氫，少數(shù)使用甲醇等其他燃料）作為燃料電池組的陽極燃料。采用純氫作為燃料的燃料電池汽車，氫燃料的儲存方式有高壓儲氫、液氫儲存和金屬儲氫等。（2）重整式燃料電池汽車：重整式燃料電池汽車使用甲醇、汽油、天然氣、液化石油氣等燃料，在汽車上通過重整器生成氫氣，再將氫提供給燃料電池組作為陽極燃料。任務(wù)一新能源汽車概述與分類四、燃料電池汽車

2.按有無輔助源（1）純?nèi)剂想姵厝剂想姵仄嚕杭內(nèi)剂想姵厝剂想姵仄囈匀剂想姵刈鳛槲ㄒ粍恿υ?，汽車所有功率?fù)荷都由燃料電池承擔(dān)，下圖為純?nèi)剂想姵厝剂想姵仄嚨膭恿ο到y(tǒng)結(jié)構(gòu)。（2）燃料電池/輔助源混合驅(qū)動燃料電池汽車：燃料電池/輔助源混合驅(qū)動燃料電池汽車上除了燃料電池外，還配備了輔助源(常用的為蓄電池和超級電容)，車輛驅(qū)動功率由燃料電池和輔助源共同承擔(dān)。當(dāng)前的燃料電池汽車多數(shù)采用混合驅(qū)動型結(jié)構(gòu)。任務(wù)一新能源汽車概述與分類四、燃料電池汽車

（二）燃料電池電動汽車的的優(yōu)缺點(diǎn)1.燃料電池/輔助源混合驅(qū)動燃料電池汽車的優(yōu)點(diǎn)（1）輔助源的加入提高了燃料電池汽車的動態(tài)響應(yīng)能力和低溫起動性能，降低了對燃料電池的動態(tài)性能要求。（2）通過調(diào)節(jié)輔助源功率，可將燃料電池設(shè)定在最佳的負(fù)荷條件下工作，提高燃料電池的工作效率，有利于提高整車的能量效率。（3）目前燃料電池的成本還很高，輔助源的加入使整車可選用功率小一些的燃料電池組，可以在一定程度上降低燃料電池組和整車成本。（4）輔助源可以回收汽車制動時的部分動能，增加整車的能量效率。2.燃料電池/輔助源混合驅(qū)動燃料電池汽車的缺點(diǎn)（1）動力電池的使用使得整車的質(zhì)量增加，動力性和經(jīng)濟(jì)性受到一定影響。（2）系統(tǒng)比較復(fù)雜，系統(tǒng)的控制以及各部件布置的難度較大。任務(wù)一新能源汽車概述與分類四、燃料電池汽車

（三）燃料電池電動汽車的特點(diǎn)1.綠色環(huán)保。燃料電池沒有化學(xué)燃燒過程，當(dāng)使用氫作燃料時，排放物只有水，屬于零排放，當(dāng)使用甲醇、汽油等作為直接燃料或用于重整制氫時，生產(chǎn)物除水之外只有少量的CO2，排放很低。2.能量效率高。燃料電池的工作過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程，不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)換效率較高，可以達(dá)到50％以上。3.車輛的續(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?yán)m(xù)駛里程短的缺點(diǎn)，燃料電池汽車的長途行駛能力接近于傳統(tǒng)燃油汽車。4.低噪聲。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)以外無其他運(yùn)動部件，因此與內(nèi)燃機(jī)汽車相比，運(yùn)行過程中噪聲和振動都較小。5.部件布置靈活。在空間和重量上都可對燃料電池組、電動機(jī)、輔助設(shè)備等部件進(jìn)行靈活的布置。任務(wù)一新能源汽車概述與分類任務(wù)一作業(yè)1.混合動力電動汽車按動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式分類為哪幾種？（）A.串聯(lián)型B.并聯(lián)型C.混聯(lián)型