第11章

新能源汽車2024/10/8第11章

新能源汽車11.1電動汽車與新能源汽車的定義及分類11.2純電動汽車11.3

混合動力電動汽車11.4燃料電池電動汽車2024/10/8211.1電動汽車與新能源汽車的定義及分類1.電動汽車的定義及分類全部或部分由電機驅(qū)動，并配置大容量電能儲存裝置的汽車統(tǒng)稱為電動汽車。包括：（1）純電動汽車

驅(qū)動能量完全由電能提供的、由電機驅(qū)動的汽車。（2）混合動力電動汽車

一是可消耗的燃料；二是可再充電能/能量儲存裝置。（3）燃料電池電動汽車

以燃料電池系統(tǒng)作為單一動力源或者是以燃料電池系統(tǒng)與可充電儲能系統(tǒng)作為混合動力源的電動汽車11.1電動汽車與新能源汽車的定義及分類1.電動汽車的定義及分類油電混動至純電動汽車的演變11.1電動汽車與新能源汽車的定義及分類2.新能源汽車的定義及分類2012年，國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》。在該規(guī)劃中明確指出：新能源汽車是指采用新型動力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車，主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車。而節(jié)能汽車是指以內(nèi)燃機為主要動力系統(tǒng)，綜合工況燃料消耗量提前達到下一階段目標(biāo)值標(biāo)準(zhǔn)的汽車?，F(xiàn)階段我國新能源汽車主要包括純電動汽車、插電式混合動力電動汽車、增程式電動汽車、燃料電池電動汽車和氫能發(fā)動機汽車等其他新能源汽車等各類產(chǎn)品。其中增程式電動汽車是一種特殊的混合動力電動汽車。11.2純電動汽車純電動汽車的電動機相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機，蓄電池或其他能量儲存裝置相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車油箱中的燃料。一、

純電動汽車的優(yōu)缺點：1.優(yōu)點:1）無污染、噪聲小；2）結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便；3）節(jié)約能源且能量轉(zhuǎn)換效率高；4）可在夜間利用電網(wǎng)的廉價“谷電”進行充電，起到平抑電網(wǎng)的峰谷差的作用。11.2純電動汽車一、

純電動汽車的優(yōu)缺點：2.缺點：1）續(xù)駛里程較短

目前電動汽車尚不如內(nèi)燃機汽車技術(shù)完善，龍其是動力蓄電池的壽命短，使用成本高，儲能量小，一次充電后行駛里程較短。2）成本高

目前，純電動汽車主要采用鋰離子蓄電池，成本較高。3）鋰離子蓄電池的安全性有待進一步提高。4）配套不完善

電動汽車的使用還遠(yuǎn)不如內(nèi)燃機汽車使用方便，還要加大配套基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。11.2純電動汽車二、純電動汽車基本結(jié)構(gòu)主要可分為三個子系統(tǒng)：車載電源系統(tǒng)（電動源）、驅(qū)動電機系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)1.車載電源系統(tǒng)主要包括：動力電池、電池管理系統(tǒng)（BMS）和充電機控制器等。11.2純電動汽車二、純電動汽車基本結(jié)構(gòu)2.驅(qū)動電機系統(tǒng)主要包括電機控制器（MCU）、驅(qū)動電機、機械傳動裝置和車輪等。它將儲存在動力電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪動能，并能夠在汽車減速制動時，將車輪動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在動力電池中。11.2純電動汽車二、純電動汽車基本結(jié)構(gòu)3.電氣控制系統(tǒng)包含低壓電氣子系統(tǒng)、高壓電氣子系統(tǒng)和整車網(wǎng)絡(luò)化控制子系統(tǒng)三部分。11.2純電動汽車三、純電動汽車的運行原理當(dāng)汽車行駛時，由動力電池輸出電能通過控制器會驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，驅(qū)動電機輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系統(tǒng)帶動車輪前進或后退。11.3混合動力電動汽車混合動力車型一般在車身上標(biāo)識“HYBRID”表明其身份?；旌蟿恿χ竷煞N不同的動力系統(tǒng)的組合，它們以不同的工作原理工作。目前大家對混合動力技術(shù)的理解是一個發(fā)動機和一個電動機的組合。電動機可以用作產(chǎn)生電能的發(fā)電機、驅(qū)動車輛的電動機或發(fā)動機的起動機。11.3混合動力電動汽車混合動力電動汽車的主要特點：1）采用小排量的發(fā)動機，降低了燃油消耗。2）可以使發(fā)動機經(jīng)常工作在高效低排放區(qū)，提高了能量轉(zhuǎn)換效率，降低了排放。3）將制動、下坡時的能量回收到蓄電池中再次利用，降低了燃油消耗。4）在繁華市區(qū)，可關(guān)停發(fā)動機，由電動機單獨驅(qū)動，實現(xiàn)“零”排放。5）電動機和發(fā)動機聯(lián)合驅(qū)動提高了車輛動力性，增強了駕駛樂趣。6）利用現(xiàn)有的加油設(shè)施，具有與傳統(tǒng)燃油汽車相同的續(xù)駛里程。11.3混合動力電動汽車一、混合動力汽車的類型及基本驅(qū)動形式1.按動力耦合方式分類分為：串聯(lián)式混合動力（SeriesHybridElectricVehicle，SHEV）、并聯(lián)式混合動力（ParallelHybridElectricVehicle，PHEV）和混聯(lián)式混合動力（CombinedHybridElectricVehicle，CHEV）。1）串聯(lián)式混合動力汽車（SHEV）11.3混合動力電動汽車一、混合動力汽車的類型及基本驅(qū)動形式1.按動力耦合方式分類2）并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）11.3混合動力電動汽車一、混合動力汽車的類型及基本驅(qū)動形式1.按動力耦合方式分類3）混聯(lián)式混合動力汽車（CHEV）11.3混合動力電動汽車一、混合動力汽車的類型及基本驅(qū)動形式1.按動力耦合方式分類4）混串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)11.3混合動力電動汽車一、混合動力汽車的類型及基本驅(qū)動形式2.根據(jù)混動程度分類分為：微混合動力系統(tǒng)、中度混合動力系統(tǒng)、全混合動力系統(tǒng)。1）微混合動力系統(tǒng)11.3混合動力電動汽車一、混合動力汽車的類型及基本驅(qū)動形式2.根據(jù)混動程度分類分為：微混合動力系統(tǒng)、中度混合動力系統(tǒng)、全混合動力系統(tǒng)。2）中度混合動力系統(tǒng)11.3混合動力電動汽車一、混合動力汽車的類型及基本驅(qū)動形式2.根據(jù)混動程度分類分為：微混合動力系統(tǒng)、中度混合動力系統(tǒng)、全混合動力系統(tǒng)。3）全混合動力系統(tǒng)11.3混合動力電動汽車二、增程式混合動力電動汽車組成與工作原理1.增程式混合動力汽車定義及基本組成設(shè)計理念是在純電動汽車動力傳動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一個增程器（小功率的發(fā)動機-發(fā)電機組等），延長動力電池組一次充電續(xù)駛里程，滿足日常行駛的需要。主要由動力電池和小型發(fā)動機組成。11.3混合動力電動汽車二、增程式混合動力電動汽車組成與工作原理2.增程式混合動力電動汽車工作原理串聯(lián)插電式混合動力電動汽車的區(qū)別在于增程式混合動力電動汽車的能量傳遞路線體現(xiàn)出兩種動力系統(tǒng)，但是只有一種驅(qū)動方式，即電機驅(qū)動。1）純電動模式2）增程模式11.3混合動力電動汽車二、增程式混合動力電動汽車組成與工作原理3.增程式混合動力電動汽車的特點（1）增程式混合動力汽車與純電動汽車相比最大的優(yōu)點是續(xù)駛里程得到了很大提高。在相同行駛里程條件下，增程式混合動力汽車的動力電池組比較小。充電所需時間少?？赏ㄟ^發(fā)電機組給空調(diào)提供動力，降低了動力電池組能耗，解決了用空調(diào)時車輛續(xù)駛里程不減少的問題。（2）增程式混合動力汽車與常規(guī)混合動力汽車增程式混合動力汽車采取電池擴容的方式解決了電池驅(qū)動的續(xù)駛能力問題。同時在電能補充裝置的作用下，電池處于良性平臺充放電，保證了電池的使用壽命。11.3混合動力電動汽車三、插電式混合動力汽車組成與工作原理車載的動力電池組可以利用電力網(wǎng)(包括家用電源插座）進行補充充電。同時，與一般混合動力電動汽車相此，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。1.插電式混合動力汽車組成11.3混合動力電動汽車三、插電式混合動力汽車組成與工作原理2.插電式混合動力汽車的工作原理1）純電動模式

2）增程工作模式11.3混合動力電動汽車三、插電式混合動力汽車組成與工作原理2.插電式混合動力汽車的工作原理3）能量回收模式4）直驅(qū)工作模式11.3混合動力電動汽車三、插電式混合動力汽車組成與工作原理3.插電式混合動力汽車的特點1）可以利用外部電網(wǎng)對車載動力電池組充電。2）有一定容量的動力電池，在純電動模式下獨立行駛，有一定的純電動續(xù)駛里程。3）其驅(qū)動電機功率和轉(zhuǎn)矩比較大，在純電動模式下足以完成汽車起動、加速、爬坡等各種工況行駛。4）在長途行駛狀況下，優(yōu)先在純電動模式下行駛，在動力電池的荷電狀態(tài)值降到一定限值時，切換到混合動力模式下行駛，發(fā)動機直接驅(qū)動汽車行駛或者帶動發(fā)電機發(fā)電供電機驅(qū)動汽車，并補充動力電池電能。11.4燃料電池電動汽車燃料電池電動汽車主要有以下優(yōu)點：1）能量轉(zhuǎn)換效率高；2）對環(huán)境污染??；3）運行平穩(wěn)、低噪聲；4）燃料電池所使用的氫燃料來源廣泛；5）能源補充快；6）燃料電池堆配置靈活；7）續(xù)駛里程長，性能優(yōu)于其他電池的電動汽車。11.4燃料電池電動汽車一、燃料電池電動汽車基本組成1）燃料電池2）高壓儲氫罐3）輔助動力源4）燃料電池升壓器(DC/DC變換器）5）驅(qū)動電機6）整車控制器11.4燃料電池電動汽車二、燃料電池電動汽車簡介1.豐田Mirai燃料電池汽車豐田Mirai車上有兩套電池，是典型的“燃料電池池動力電池”的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。11.4燃料電池電動汽車二、燃料電池電動汽車簡介2.現(xiàn)代ix35燃料電池汽車車身可以分為三個部分，分別是后部的氫儲存區(qū)、中部的電池及逆變器、前部的燃料電池及動