新能源汽車節(jié)能技術(shù)第一章

緒論目錄contents

新能源汽車的分類與發(fā)展歷程01能量轉(zhuǎn)換與節(jié)能的基本原理02新能源汽車節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)03新能源汽車節(jié)能途徑和技術(shù)04新能源汽車的分類與發(fā)展歷程01節(jié)能的必要性能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是當(dāng)今國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、外交關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著全球能源的日益枯竭，使得各國(guó)的外交與政治都帶上了濃厚的資源意味，出現(xiàn)了能源外交與能源政治。俄烏沖突照片我國(guó)的能源總量豐富，但人均占有量遠(yuǎn)低于世界平均水平，且存在結(jié)構(gòu)性短缺（如油氣不足）。能源類型中國(guó)儲(chǔ)量全球占比中國(guó)人均世界人均主要國(guó)家人均對(duì)比煤炭1,400億噸13%100噸135噸美國(guó)：310噸俄羅斯：500噸

石油260億桶1.5%18桶240桶俄羅斯：1,070億桶（人均7,300桶）天然氣12.4萬(wàn)億m34.1%8,900m316,800m3伊朗：人均32,000m3

我國(guó)能源及人均占有量節(jié)能的必要性我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品的能耗高于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。2024年，我國(guó)人均GDP為1.3萬(wàn)美元，世界第74位，整體工業(yè)能耗強(qiáng)度是世界平均水平的1.5倍。2020年，我國(guó)人均一次能源消費(fèi)量約3.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤，接近全球均值，但僅為美國(guó)（10噸級(jí)）的35%、加拿大（15噸級(jí)）的23%。我國(guó)和世界主要國(guó)家的能源利用效率對(duì)比年份2010201520182020人均消費(fèi)量（千克標(biāo)準(zhǔn)煤/kgce）2618307833053531我國(guó)人均能源消費(fèi)量國(guó)家/地區(qū)中國(guó)歐盟美國(guó)日本世界平均單位GDP能耗（噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元）0.3100.160.250.120.21相當(dāng)于中國(guó)水平100%52%81%39%68%節(jié)能的必要性2020年9月22日，第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，習(xí)近平首次向全球宣布，我國(guó)將在2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和。節(jié)能技術(shù)的研究是非常必要的！標(biāo)題：《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》發(fā)文機(jī)關(guān)：工信部節(jié)能的必要性我國(guó)汽車能源現(xiàn)狀73.57272.1>70>70中國(guó)原油對(duì)外依存度超70%，替代能源的重要性與日俱增近年來(lái)，中國(guó)對(duì)原油需求的增長(zhǎng)早已打破了能源自給自足的供求格局，雖然2019年我國(guó)原油產(chǎn)量呈現(xiàn)正增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但原油進(jìn)口量也突破了5億噸。根據(jù)石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)，2019年我國(guó)原油對(duì)外依存度突破70%，遠(yuǎn)超50%的國(guó)際警戒線。因此，發(fā)展電能、氫能等替代能源也提升到了國(guó)家戰(zhàn)略高度，增強(qiáng)我國(guó)在世界能源市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，減輕潛在的國(guó)際局勢(shì)動(dòng)蕩所帶來(lái)的負(fù)面影響。多個(gè)國(guó)家已通過(guò)禁售燃油車法案，減輕對(duì)石油的依賴；我國(guó)海南省也制定了在2030年禁止銷售燃油車的發(fā)展目標(biāo)。國(guó)家禁售計(jì)劃荷蘭2025年禁售燃油車挪威2025年禁售燃油車印度2030年全面禁售燃油車德國(guó)2030年全面禁售傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車法國(guó)2040年全面禁售燃油車部分國(guó)家禁售燃油車計(jì)劃表新能源汽車現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.氣候變暖、環(huán)境污染及能源危機(jī)與新能源汽車的關(guān)系自汽車問(wèn)世以來(lái)，由于需要消耗燃油并排放廢氣，汽車對(duì)氣候變暖、環(huán)境污染以及能源危機(jī)的影響是汽車行業(yè)無(wú)法回避的問(wèn)題。（1）汽車對(duì)氣候變暖的影響二氧化碳是大氣主要的溫室氣體之一，汽車每燃燒1kg汽油排出3.08kg的二氧化碳。當(dāng)二氧化碳含量升高時(shí)，會(huì)增強(qiáng)大氣對(duì)太陽(yáng)光中紅外線輻射的吸收，阻止地球表面的熱量向外散發(fā)，使地球表面的平均氣溫上升。新能源汽車現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（2）汽車對(duì)環(huán)境污染的影響伴隨我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，大城市大氣環(huán)境污染問(wèn)題日益突出。北京、廣州、上海、重慶等大城市，導(dǎo)致市區(qū)大氣污染以機(jī)動(dòng)車為重要污染源。許多國(guó)家的大、中城市的空氣污染有五成以上來(lái)源于汽車尾氣。新能源汽車現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（3）汽車對(duì)能源危機(jī)的影響近年來(lái)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，已成為全球第一大汽車市場(chǎng)。2009年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量已經(jīng)躍居全球第一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球石油儲(chǔ)量?jī)H夠再用約40年，能源短缺已經(jīng)成為全球問(wèn)題。新能源汽車現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（4）發(fā)展新能源汽車的意義從能源利用方式上汽車從傳統(tǒng)汽車到混合動(dòng)力汽車，再發(fā)展到純電動(dòng)汽車。1)降低環(huán)境污染新能源汽車，特別是純電動(dòng)汽車和燃料電池電動(dòng)汽車在本質(zhì)上是一種零排放汽車，一般無(wú)直接排放污染物，間接污染物主要產(chǎn)生于非可再生能源的發(fā)電與氫氣制取過(guò)程。新能源汽車現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)2)節(jié)約能源據(jù)測(cè)算，傳統(tǒng)燃油從開(kāi)采到汽車?yán)玫钠骄芰坷寐蕛H14%左右，采用混合動(dòng)力技術(shù)后，能量利用率可以提高30%以上。另外，插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和純電動(dòng)汽車可以利用電網(wǎng)夜間波谷充電，提高電網(wǎng)的綜合效率。3)優(yōu)化能源消耗結(jié)構(gòu)目前，我國(guó)交通運(yùn)輸石油消耗量約占石油總消耗量的一半。由于電動(dòng)汽車具有能源來(lái)源多元化的特點(diǎn)，各種可再生能源可以轉(zhuǎn)化為電能或化學(xué)能加以有效利用;同時(shí)，利用電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電，增加了電力在交通能源領(lǐng)域中的應(yīng)用，減少了對(duì)石油資源的依賴，優(yōu)化了交通能源構(gòu)成。我國(guó)能源現(xiàn)狀——政策環(huán)境國(guó)家、地方政策雙輪驅(qū)動(dòng)，持續(xù)推動(dòng)新能源汽車發(fā)展浪潮目前，新能源汽車產(chǎn)業(yè)已上升至國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，成為了不可逆的發(fā)展方向。2020年，國(guó)家出臺(tái)多項(xiàng)政策鼓勵(lì)新能源汽車發(fā)展，降低了新能源企業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻，提高了產(chǎn)品要求，完善了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，延長(zhǎng)了新能源汽車財(cái)政補(bǔ)貼。10月份，國(guó)務(wù)院常委會(huì)會(huì)議通過(guò)了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，為未來(lái)15年的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，地方層面也紛紛出臺(tái)政策鼓勵(lì)新能源汽車消費(fèi)。國(guó)家與地方的政策體系逐漸成型，給予了新能源汽車行業(yè)發(fā)展極大的支持，預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)政策扶持將仍然發(fā)揮不可或缺的作用。我國(guó)能源現(xiàn)狀——政策環(huán)境2021

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國(guó)務(wù)院《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》明確到2035年，新能源汽車成為主流。促進(jìn)新能源汽車的技術(shù)創(chuàng)新，提升續(xù)航能力與智能化水平。強(qiáng)調(diào)完善充電設(shè)施建設(shè)，提升電池回收和管理體系。提供財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠，支持國(guó)內(nèi)外企業(yè)投資新能源汽車產(chǎn)業(yè)。。2024

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國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)、財(cái)政部、工業(yè)和信息化部等《關(guān)于促進(jìn)新能源汽車消費(fèi)的若干措施》提高新能源汽車購(gòu)買補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)低收入群體提供購(gòu)車優(yōu)惠。各地設(shè)置新能源汽車購(gòu)買、使用的地方性補(bǔ)貼。鼓勵(lì)新能源車企業(yè)推出適合不同消費(fèi)群體的車型。。2024

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國(guó)家能源局《新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2024-2025年）》加快充電設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化全國(guó)范圍內(nèi)的布局。啟動(dòng)智能充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提升充電效率和使用體驗(yàn)。鼓勵(lì)地方政府與私人企業(yè)共同投資建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施。2024

-工業(yè)和信息化部、國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局《新能源汽車動(dòng)力電池回收利用管理辦法》

規(guī)范新能源汽車動(dòng)力電池的回收與循環(huán)利用。建立健全回收體系，推動(dòng)電池生產(chǎn)企業(yè)與回收企業(yè)的合作。近幾年中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)部分相關(guān)政策概覽——國(guó)家層面 我國(guó)能源現(xiàn)狀——政策環(huán)境北京市-

2024《北京市新能源汽車補(bǔ)貼政策》提供北京市內(nèi)購(gòu)買新能源汽車的額外地方補(bǔ)貼。針對(duì)純電動(dòng)、插電混合動(dòng)力等不同類型車型進(jìn)行補(bǔ)貼，補(bǔ)貼額度按車型和購(gòu)車時(shí)長(zhǎng)設(shè)定。上海市

-2024《上海市新能源汽車促進(jìn)方案（2024-2025）》提供更高額度的購(gòu)車補(bǔ)貼，尤其是對(duì)新能源出租車、共享車等特定用途車輛。增設(shè)新能源車專用停車位，并提供優(yōu)惠政策。提供充電設(shè)施建設(shè)補(bǔ)助，吸引社會(huì)資本參與。浙江省-

2024《浙江省新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)支持政策》提供補(bǔ)貼和獎(jiǎng)勵(lì)，支持地方企業(yè)建設(shè)充電站點(diǎn)。提高新能源汽車在公共領(lǐng)域的使用比例，包括公交、出租車、物流車輛等。廣東省

-2024《廣東省新能源汽車產(chǎn)業(yè)支持政策》針對(duì)新能源汽車制造企業(yè)和供應(yīng)鏈企業(yè)提供財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)和稅收優(yōu)惠。支持充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，優(yōu)先撥付相關(guān)財(cái)政資金。鼓勵(lì)省內(nèi)科研院所和企業(yè)開(kāi)展新能源汽車技術(shù)的自主研發(fā)和創(chuàng)新。近幾年中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)部分相關(guān)政策概覽——地方層面 010203新能源汽車發(fā)展歷程新能源汽車的定義及分類我國(guó)新能源汽車的發(fā)展新能源汽車的分類與發(fā)展歷程01新能源汽車的定義歷史：最早出現(xiàn)于上世紀(jì)60年代。來(lái)源：國(guó)家工信部于2020年8月19日正式發(fā)布的修改后的《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》。定義：采用新型動(dòng)力系，完全或者主要依靠新型能源驅(qū)動(dòng)的汽車。核心：能源的“新”和驅(qū)動(dòng)方式的“電”化特征：非傳統(tǒng)燃料：不使用或極少使用汽油、柴油。電能驅(qū)動(dòng)：主要依靠電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)行駛（純電、插電混動(dòng)、增程式、燃料電池最終也是用電驅(qū)動(dòng)電機(jī)）。低/零排放：在行駛過(guò)程中實(shí)現(xiàn)低尾氣排放或零尾氣排放（尤其是純電和燃料電池車）。01新能源汽車的分類新能源汽車的分類動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)汽車（ElectricVehicle，BEV）增程式電動(dòng)汽車（ExtendedRangeElectricVehicle，E-REV）混合動(dòng)力汽車（HybridElectricVehicle，HEV）燃料電池電動(dòng)汽車（FuelCellElectricVehicle，F(xiàn)CEV）氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車驅(qū)動(dòng)方式前驅(qū)動(dòng)新能源汽車后驅(qū)動(dòng)新能源汽車四驅(qū)動(dòng)新能源汽車使用特點(diǎn)城市型新能源汽車長(zhǎng)途型新能源汽車商用型新能源汽車能源類型電動(dòng)汽車氫燃料汽車天然氣汽車其他新能源汽車超級(jí)電容器、飛輪等高效儲(chǔ)能器的汽車01新能源汽車的分類（1）電動(dòng)汽車：是一種采用蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源的汽車。電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)自于電池組，電池組通過(guò)充電器充電，行駛時(shí)電池組給電動(dòng)機(jī)提供電源，產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)汽車的電控系統(tǒng)可以根據(jù)車速、制動(dòng)等狀態(tài)以及駕駛?cè)藛T的操作意愿，對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)汽車的加速、減速、制動(dòng)等操作。目前，我國(guó)純電動(dòng)汽車已成為整車企業(yè)研發(fā)和市場(chǎng)推廣的核心，關(guān)鍵技術(shù)如整車控制、動(dòng)力總成匹配與集成設(shè)計(jì)已成熟，并進(jìn)入量產(chǎn)階段。2024年全年，我國(guó)純電動(dòng)乘用車銷量累計(jì)約為771.9萬(wàn)輛，占新能源汽車總銷量的60.0%；產(chǎn)量約為775.8萬(wàn)輛，占新能源汽車總產(chǎn)量的60.2%。2025年1–2月，純電動(dòng)乘用車銷量持續(xù)保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)，中國(guó)在全球純電動(dòng)車市場(chǎng)的份額約為63%。近年來(lái)，不僅在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，純電動(dòng)車型越來(lái)越多走出國(guó)門(mén)，形成了規(guī)模領(lǐng)先、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與市場(chǎng)拓展并行的產(chǎn)業(yè)格局。國(guó)產(chǎn)純電動(dòng)車

比亞迪e6全球首款純電動(dòng)出租車01新能源汽車的分類（2）增程式電動(dòng)汽車：是一種配有車外接充電和車載供電功能的純電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車。增程式電動(dòng)汽車的運(yùn)行模式可以根據(jù)需要采用電動(dòng)模式、增程模式或混合動(dòng)力模式。增程式電動(dòng)汽車是介于電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車之間的一種過(guò)渡車型，具有電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的特征。該定義最早是由美國(guó)通用汽車公司Tate等人提出，而其圍繞著「增程式電動(dòng)汽車」推出過(guò)最有名的車型便是「通用雪佛蘭Volt」、「通用邁銳寶混動(dòng)」和「別克君越混動(dòng)」等。2021年我國(guó)新能源汽車中BEV、PHEV車型銷量分別為291.6萬(wàn)輛和60.3萬(wàn)輛，占比分別為83%和17%，其中REEV銷量約為10萬(wàn)輛。2021年全年，增程式電動(dòng)汽車銷量在新能源汽車銷量中占比約3%，在PHEV車型中的占比約17.4%。2022年增程式電動(dòng)汽車銷量在新能源汽車銷量中占比增加至3.6%。通用雪佛蘭Volt（2016）01新能源汽車的分類混合動(dòng)力汽車：是指驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由兩個(gè)或多個(gè)能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合組成的汽車。汽車的行駛功率依據(jù)實(shí)際的行駛狀態(tài)由單個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單獨(dú)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共同提供?；旌蟿?dòng)力汽車一般分為常規(guī)（油電）混合動(dòng)力汽車和插電式混合動(dòng)力汽車（P-HEV）。中國(guó)混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，主要企業(yè)包括比亞迪、吉利、長(zhǎng)安、上汽和理想等。比亞迪在插電混合動(dòng)力(PHEV)領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位，吉利和長(zhǎng)安等則通過(guò)推出多款PHEV和HEV車型積極布局。上汽通過(guò)榮威、名爵品牌推進(jìn)新能源戰(zhàn)略，理想和賽力斯則是當(dāng)前中國(guó)增程式電動(dòng)車(REEV)市場(chǎng)的領(lǐng)先者。比亞迪F3DM01新能源汽車的分類我國(guó)混合動(dòng)力汽車主要企業(yè)：比亞迪：插電混合動(dòng)力(PHEV)領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位吉利和長(zhǎng)安：推出多款PHEV和HEV車型積極布局上汽通過(guò)榮威、名爵：推進(jìn)新能源戰(zhàn)略理想和賽力斯則是當(dāng)前中國(guó)增程式電動(dòng)車(REEV)市場(chǎng)的領(lǐng)先者。03

氫燃料電池電動(dòng)汽車：是利用氫氣和空氣中的氧氣在催化劑的作用下，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?jiǎng)恿υ打?qū)動(dòng)的汽車。燃料電池電動(dòng)汽車與電動(dòng)汽車的主要區(qū)別在于動(dòng)力電池的工作原理不同。中汽協(xié)最新數(shù)據(jù)顯示，2024年12月，全國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成302輛和268輛，分別同比下降76.7%與82.3%；2024年全年，全國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)分別為5548輛和5405輛，同比減少10.4%和12.6%，自2021年起保持的燃料電池汽車全年累計(jì)產(chǎn)銷同比增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)就此中斷。豐田未來(lái)豐田未來(lái)是豐田制造的一款中型氫燃料電池汽車（FCV），是第一款量產(chǎn)并商業(yè)銷售的FCV。

Mirai在2014年11月的洛杉磯車展上亮相。截至2022年11月，全球銷量合計(jì)21475輛；最暢銷的市場(chǎng)是美國(guó)（11,368輛）、日本（7,435輛）和世界其他地區(qū)（2,622輛）。03

氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車：是以氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的汽車。氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)將氫氣燃燒所產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)污染物零排放，在運(yùn)行過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保的目標(biāo)，是當(dāng)前較為理想的一種新能源汽車。氫內(nèi)燃車和氫燃料電池車不同。氫內(nèi)燃車是傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機(jī)車的帶小量改動(dòng)的版本。氫內(nèi)燃車直接燃燒氫，產(chǎn)生水蒸氣排出。正在研究用液態(tài)氫或氫化物，減少占用的空間。1807年IsaacdeRivas制造了首輛氫內(nèi)燃車?？上г撛O(shè)計(jì)甚不成功。寶馬的氫內(nèi)燃車有更多的力量，比氫燃料電池車更快。寶馬的氫汽車以三百公里每小時(shí)創(chuàng)下了氫汽車的最高速記錄。馬自達(dá)已在開(kāi)發(fā)燒氫的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。其他重要汽車生產(chǎn)商如通用汽車和DaimlerChrysler公司，投資在較慢較弱但較有效的氫燃料電池。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車概念圖紅旗氫發(fā)動(dòng)機(jī)氫10分鐘續(xù)航1500公里濰柴412kW，560馬力，2600N·m氫發(fā)動(dòng)機(jī)

第一階段（1830~1890年）：電動(dòng)汽車誕生。1830年，蘇格蘭發(fā)明家RobertAnderson成功將電動(dòng)機(jī)安裝在一部馬車上。1834年，英國(guó)人ThomasDavenport發(fā)明的第一輛蓄電池汽車是世界上最早的電動(dòng)汽車。1847年，美國(guó)人摩西·法莫制造了第一輛以蓄電池為動(dòng)力可乘坐兩人的電動(dòng)汽車。

第二階段（1890~1920年）：電動(dòng)汽車的衰落。全世界石油生產(chǎn)量增長(zhǎng)了10倍，汽油價(jià)格下跌。1911年，CharlesKettering發(fā)明了內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)技術(shù)。1908年，福特汽車公司推出了T型車。1913年，福特（Ford）建立了內(nèi)燃機(jī)汽車裝配流水線，每10秒就有一臺(tái)T型車駛下生產(chǎn)線。汽油車的價(jià)格從1909年的850美元降到1925年的260美元。內(nèi)燃機(jī)汽車應(yīng)用方便、價(jià)格低廉。

第三階段：電動(dòng)汽車的復(fù)蘇。20世紀(jì)60年代，發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)城市空氣產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染。20世紀(jì)70年代初，石化能源緊張和一系列石油禁運(yùn)危機(jī)之后，汽油價(jià)格一路飆升。電動(dòng)汽車良好的環(huán)保性能和能擺脫對(duì)石油的依賴性，重新得到社會(huì)各界的重視。

第四階段：混合動(dòng)力及燃料電池等其它車型的發(fā)展。1997年12月，豐田汽車公司首先在日本市場(chǎng)上推出了世界上第一款批量生產(chǎn)的混合動(dòng)力轎車prius，奠定了日本在混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。

第五階段：電動(dòng)汽車市場(chǎng)化發(fā)展。1994年1月，通用汽車公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車Impact進(jìn)入測(cè)試階段。4年之后，技術(shù)上逐漸成熟的Impact進(jìn)入了試運(yùn)行階段。1996年，通用汽車公司已經(jīng)開(kāi)始制造并銷售EV1電動(dòng)汽車。新能源汽車發(fā)展歷程：5階段02

第一階段（1830~1890年）：電動(dòng)汽車誕生。1830年：蘇格蘭發(fā)明家RobertAnderson將電動(dòng)機(jī)安裝在馬車上。1834年：英國(guó)人ThomasDavenport發(fā)明世界上最早的蓄電池汽車。1847年：美國(guó)人摩西·法莫制造首輛以蓄電池為動(dòng)力、可乘坐兩人的電動(dòng)汽車。1881年：法國(guó)工程師古斯塔夫·特魯夫制造可充電鉛酸電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)三輪汽車，并在巴黎國(guó)際電力科技展展出。1899年：德國(guó)人波爾舍發(fā)明輪轂電動(dòng)機(jī)并推出Lohner-Porsche電動(dòng)汽車。20世紀(jì)初：電動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)汽車在美國(guó)市場(chǎng)各占三分之一份額。1910年后：內(nèi)燃機(jī)汽車因大規(guī)模生產(chǎn)降成本，而電動(dòng)汽車因續(xù)航短、基礎(chǔ)設(shè)施不足逐漸退出市場(chǎng)。新能源汽車發(fā)展歷程：5階段02第一輛以蓄電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車Lohner-Porsche電動(dòng)汽車03第二階段（1890~1920年）：電動(dòng)汽車的衰落。1890年代起：石油開(kāi)采量激增，汽油價(jià)格下跌，燃油車使用成本降低。1908年，福特推出T型車。1911年，CharlesKettering發(fā)明內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)技術(shù)。1913年，福特建立內(nèi)燃機(jī)汽車裝配流水線，每10秒一輛T型車下線。1910~1925年間，汽油車價(jià)格由850美元降至260美元，電動(dòng)汽車雖在電池性能和價(jià)格上有提升，但續(xù)航短、充電慢仍是致命弱點(diǎn)。20世紀(jì)20年代，電動(dòng)汽車在市場(chǎng)上幾乎消失，有軌電車和無(wú)軌電車也逐漸被柴油車取代。1913年福特T型車裝配流水線1906年-1909年紐約電動(dòng)車列隊(duì)03

第三階段（1960~1970年代）：電動(dòng)汽車的復(fù)蘇。1960年代，內(nèi)燃機(jī)汽車造成嚴(yán)重空氣污染，并引發(fā)石油依賴問(wèn)題。1970年代初，石油危機(jī)導(dǎo)致汽油價(jià)格飆升，電動(dòng)汽車因環(huán)保和擺脫石油依賴重新受重視。1976年，美國(guó)通過(guò)《電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車研發(fā)及試用法令》，加大研發(fā)撥款；1978年再次修訂加大支持力度。1970年代，Sebring-Vanguard生產(chǎn)2000余輛CitiCars電動(dòng)汽車，成為市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。70年代末，德國(guó)戴姆勒-奔馳推出LE306電動(dòng)汽車（鉛酸電池180V/180Ah，質(zhì)量1000kg，直流電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速6000r/min）。Citicar（1976款)梅賽德斯-奔馳LE306電動(dòng)面包車03第四階段（1965~2023年）：混合動(dòng)力與燃料電池汽車發(fā)展1965年，國(guó)外汽車廠商設(shè)計(jì)出世界首款氫能汽車。1980年，我國(guó)成功制造第一輛氫燃料電池汽車。1997年12月，豐田推出全球首款批量生產(chǎn)的混合動(dòng)力轎車Prius，奠定其在該領(lǐng)域的領(lǐng)先地位2003年，通用在能源動(dòng)力全球巡展上發(fā)布“氫動(dòng)三號(hào)”，達(dá)商業(yè)化生產(chǎn)指標(biāo)。2023年，我國(guó)氫燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)5600輛和5800輛，核心技術(shù)不斷突破并實(shí)現(xiàn)商用化示范。1997年豐田Prius（Hybrid混合動(dòng)力汽車）福田汽車BJ6123FCEVCH-1燃料電池客車投入運(yùn)營(yíng)03

第五階段（1994年至今）：電動(dòng)汽車市場(chǎng)化發(fā)展。1994年1月，通用生產(chǎn)的Impact電動(dòng)汽車進(jìn)入測(cè)試1996年量產(chǎn)銷售EV1，成為首款由大型制造商現(xiàn)代化批量生產(chǎn)的電動(dòng)車。2008年，特斯拉推出Roadster跑車，打破性能質(zhì)疑。各國(guó)相繼出臺(tái)減排與補(bǔ)貼政策，中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等推動(dòng)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。通用汽車（GM）1996年量產(chǎn)的EV1電動(dòng)汽車特斯拉Roadster跑車2008年成為我國(guó)“新能源汽車元年”，2008年全年新能源汽車的銷量增長(zhǎng)主要是乘用車的增長(zhǎng)，達(dá)到899輛，同比增長(zhǎng)117%。2009年以來(lái)，在我國(guó)各種政策的扶持下，新能源汽車的市場(chǎng)需求大幅增加，我國(guó)新能源汽車駛?cè)肟焖侔l(fā)展軌道。2011－2015年開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，在全社會(huì)推廣新能源城市客車、混合動(dòng)力轎車及小型電動(dòng)汽車。2016－2020年，我國(guó)進(jìn)一步普及新能源汽車、多能源混合動(dòng)力車，插電式電動(dòng)轎車及氫燃料電池轎車逐步進(jìn)入普通家庭。到2021年，我國(guó)新能源汽車銷量已突破百萬(wàn)，新能源汽車保有量已超過(guò)600萬(wàn)輛，占到了全球新能源汽車總量的50%以上。

隨著新能源汽車技術(shù)的不斷突破，在政策和市場(chǎng)的雙重作用下，2022年我國(guó)新能源汽車依然保持爆發(fā)式增長(zhǎng)，全年產(chǎn)銷量分別完成705.8萬(wàn)輛和688.7萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)96.9％和93.4％，連續(xù)8年位居全球第一。2023年，我國(guó)新能源汽車銷量為944.3萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)30.3%。從當(dāng)前行業(yè)的增長(zhǎng)趨勢(shì)來(lái)看，我國(guó)新能源汽車行業(yè)或?qū)⒗^續(xù)維持良好的增勢(shì)。03我國(guó)新能源汽車的發(fā)展紅旗E-HS9純電SUV電動(dòng)汽車寧德時(shí)代汽車電池能量轉(zhuǎn)換與節(jié)能的基本原理0202節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則01節(jié)能的定義能量轉(zhuǎn)換與節(jié)能的基本原理我國(guó)《節(jié)約能源法》（1997制定/2018修訂）指出：“所謂節(jié)約能源，是指加強(qiáng)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、環(huán)境和社會(huì)可接受的措施，從能源生產(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)境，降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費(fèi)，有效、合理的利用能源。節(jié)能包括從能源生產(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)，可以說(shuō)節(jié)能涵蓋了整個(gè)社會(huì)活動(dòng)！經(jīng)濟(jì)建設(shè)角度的節(jié)能：經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；生產(chǎn)的組織管理；產(chǎn)品的工藝路線；產(chǎn)品的技術(shù)層面。節(jié)能的科學(xué)含義這些措施和技術(shù)大致可以分為3個(gè)方面：1.減少排放到環(huán)境中的能力損失；2.高質(zhì)的能量用于需要高品位的地方；設(shè)法提高低品位的能量成為高質(zhì)能量加以利用；3.減少為實(shí)現(xiàn)一定的功能而所需消耗的能量。節(jié)能的科學(xué)含義熱能的數(shù)量和質(zhì)量特性：

一杯室溫下的水具有的熱能是廢熱；而半杯50℃下的熱水則具有一定的利用價(jià)值；兩杯水具有相同數(shù)量的熱能，但熱能的品質(zhì)不同。水/水蒸氣的壓力、溫度越高，具有的熱能品質(zhì)越高，做功能力越大，CO2排放越小。節(jié)能的定義

汽車節(jié)能是指汽車在完成相同運(yùn)輸任務(wù)（運(yùn)量或周轉(zhuǎn)量）前提下，減少燃料或能源的消耗量。為了確實(shí)達(dá)到節(jié)能的目的，新能源汽車節(jié)能研究的內(nèi)容應(yīng)是廣義節(jié)能。主要內(nèi)容：新能源汽車的動(dòng)力總成、底盤(pán)、能量回收、輕量化、電器、智能化等方面。節(jié)能的理論基礎(chǔ)：熱力學(xué)第一定律和第二定律。第一定律指明了節(jié)能的方向，第二定律指明了節(jié)能的程度。熱力學(xué)第一定律和第二定律解決能不能節(jié)能的問(wèn)題。節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則1.熱力學(xué)第一定律能量守恒定律即熱力學(xué)第一定律認(rèn)為：能量既不能創(chuàng)造，也不會(huì)消滅，但各種能量之間可以一定的當(dāng)量轉(zhuǎn)換，當(dāng)能量以一種形式消失時(shí)，必以另一種形式出現(xiàn)。熱力學(xué)第一定律是包括熱現(xiàn)象在內(nèi)的能量守恒定律對(duì)任何物質(zhì)的任何過(guò)程成立。封閉系統(tǒng)：△U=Q十W△U—系統(tǒng)熱力學(xué)能(內(nèi)能)的增量；Q—系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱，得熱為十，失熱為一W—系統(tǒng)與環(huán)境交換的功，得功為十，失功為一第一類能量（儲(chǔ)存能）：內(nèi)能、動(dòng)能、勢(shì)能因體系自身的存在而蓄積的能量，與過(guò)程的始末狀態(tài)有關(guān)，與過(guò)程本身無(wú)關(guān)第二類能量（傳遞能）：熱和功以能量傳遞的形式來(lái)體現(xiàn)，不是狀態(tài)函數(shù)，只與過(guò)程途徑有關(guān)，+、-代表能量傳遞的方向節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則

1.熱力學(xué)第一定律節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則1.熱力學(xué)第一定律1、熱機(jī)工作物質(zhì)作正循環(huán)的機(jī)器，稱為熱機(jī)，它是把熱量持續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化為功的機(jī)器。正循環(huán)的特征：一定質(zhì)量的工作物質(zhì)在一次循環(huán)過(guò)程中要從高溫?zé)嵩次鼰酫1，對(duì)外作凈功W,又向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2。并且工作物質(zhì)回到初態(tài)，內(nèi)能不變。工作物質(zhì)經(jīng)一循環(huán)

W=Q1

-

Q2節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則1.熱力學(xué)第一定律2.制冷機(jī)工作物質(zhì)作逆循環(huán)的機(jī)器，稱為制冷機(jī)，它是把熱量從低溫?zé)嵩闯榈礁邷責(zé)嵩吹臋C(jī)器。逆循環(huán)的特征：制冷機(jī)經(jīng)歷一個(gè)逆循環(huán)后，由于外界對(duì)它作功，可以把熱量由低溫?zé)嵩磦鬟f到高溫?zé)嵩?。在一個(gè)循環(huán)中，外界作功W,從低溫?zé)嵩次諢崃縌2,向高溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌1。并且工作物質(zhì)回到初態(tài)，內(nèi)能不變。節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則1.熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律另一種表述1、第一類永動(dòng)機(jī)不需要外界提供能量，也不需要消耗系統(tǒng)的內(nèi)能，但可以對(duì)外界作功。第一類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，因而是不可能實(shí)現(xiàn)的。2、熱力學(xué)第一定律的另一種表述

第一類永動(dòng)機(jī)是不可能造成的。節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則熱力學(xué)第一定律指明了能量在轉(zhuǎn)遞過(guò)程中在不同物質(zhì)中的分配，可以判斷能量轉(zhuǎn)移到感興趣體系的程度，為節(jié)能工作提供方向。能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程并不是只要守恒就可以隨便轉(zhuǎn)換，比如將低溫物流的能量轉(zhuǎn)換到高溫物流中，要解決這個(gè)問(wèn)題，就需要熱力學(xué)第二定律。熱力學(xué)第二定律有各種不同的表述方法，其中涉及范圍最廣泛的一種說(shuō)法是，自然界中的一切自發(fā)過(guò)程都是不可逆的。自發(fā)過(guò)程是指不需要外界任何輔助條件就能自發(fā)地進(jìn)行的過(guò)程。熱力學(xué)第二定律的兩種表述1.熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體自動(dòng)地傳到高溫物體而不引起其他變化?？藙谛匏贡硎鲋该鳠醾鲗?dǎo)過(guò)程是不可逆的。2.熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱源吸熱使之完全變成有用功而不引起其它變化。開(kāi)氏表述指明功變熱的過(guò)程是不可逆的。2.熱力學(xué)第二定律節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則2.熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律的兩種表述等價(jià)性證明(1)假設(shè)開(kāi)爾文表述不成立

克勞修斯表述不成立假設(shè)用違反開(kāi)爾文表述的單一熱機(jī)與一制冷機(jī)相連組成循環(huán)。效果相當(dāng)于把熱量Q2從低溫?zé)嵩匆频礁邷責(zé)嵩?，而不產(chǎn)生其他影響。(2)假設(shè)克勞修斯表述不成立開(kāi)爾文表述不成立假設(shè)用違反克勞修斯表述的制冷機(jī)與一熱機(jī)相連組成循環(huán)。效果相當(dāng)于從單一熱源吸收熱量對(duì)外做功，而不產(chǎn)生其他影響。Q?=W+Q?節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則法拉第定律描述了電化學(xué)反應(yīng)中電流和化學(xué)物質(zhì)消耗之間的關(guān)系。法拉第一定律指出，在電極界面上發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)的質(zhì)量與通入的電量成正比。這意味著電池的電能大小與反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)量有直接關(guān)系。法拉第二定律說(shuō)明通電于若干個(gè)電解池串聯(lián)的線路中，各個(gè)電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，其物質(zhì)的量相同，這進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了電量與化學(xué)反應(yīng)量的關(guān)系。根據(jù)法拉第定律，動(dòng)力電池中的電流與化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)消耗成正比。換句話說(shuō)，電池放電時(shí)，通過(guò)電極和電解質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)釋放出電子，產(chǎn)生電流，直接與電池放電的化學(xué)反應(yīng)量成正比。因此，為了延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間，可以通過(guò)優(yōu)化電池的設(shè)計(jì)、提高電池的能量密度和效率來(lái)減少化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)消耗，間接降低電池的能量損耗。燃料電池通過(guò)直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，效率比傳統(tǒng)的熱力發(fā)電更高。根據(jù)法拉第定律，燃料電池中的電流量與反應(yīng)中的化學(xué)物質(zhì)消耗成正比。為了提高燃料電池的節(jié)能效率，可以通過(guò)優(yōu)化催化劑、電極和電解質(zhì)的設(shè)計(jì)，減少電化學(xué)反應(yīng)中的損耗，提高電流的利用率。3.法拉第定律節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則3.法拉第定律法拉第定律具體內(nèi)容為：①當(dāng)電流通過(guò)電解質(zhì)溶液時(shí)，在電極(即相界面)上發(fā)生化學(xué)變化物B的物質(zhì)的量與通入的電量成正比；②若幾個(gè)電解池串聯(lián)通入一定的電量后，各個(gè)電極上發(fā)生化學(xué)變化物B的物質(zhì)的量相同。在電極反應(yīng)表達(dá)式中：氧化態(tài)+ze-=還原態(tài)還原態(tài)=ze-+氧化態(tài)其中，z為電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電荷數(shù)，取正值。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度為ξ時(shí)，通過(guò)電極元電荷的物質(zhì)的量為zξ，通過(guò)的電荷數(shù)為zξL(L為阿伏伽德羅常數(shù))。因?yàn)槊總€(gè)電荷所帶電量為e，故通過(guò)的電量為Q=zξLe。定義法拉第常數(shù)為F=Le，得出：通過(guò)電極的電量正比于電極反應(yīng)進(jìn)度與電極反應(yīng)電荷數(shù)之積。Q=zFξ（1-4）此即法拉第定律表達(dá)式。因L=6.0221367×1023以及e=1.60217733×10-19C，故法拉第常數(shù)為F=Le=96485.309C·mol-1。兩個(gè)電極反應(yīng)之和為總的化學(xué)反應(yīng):原電池--電池反應(yīng)電解池--電解反應(yīng)氧化-陽(yáng)極還原-陰極

電解池節(jié)能與能量轉(zhuǎn)換基本準(zhǔn)則法拉第定律本質(zhì)是物質(zhì)守恒定律和電荷守恒定律在電化學(xué)過(guò)程中的具體體現(xiàn)，反映了物質(zhì)變化與電量之間的關(guān)系。法拉第定律不受溫度、壓力、電解質(zhì)溶液的組成和濃度、電極材料和形狀等因素的影響，在水溶液中、非水溶液中或熔融鹽中均可使用。根據(jù)式(1)可以得到電流密度與電化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系，見(jiàn)式（1-5）。I=dQ/dt=zFdξ/dt=zFre

（1-5）式中，re為電化學(xué)反應(yīng)速率。若用物質(zhì)的質(zhì)量m表示，可以得到關(guān)系式（1-6）。m=ItM/zF（1-6）式中，M為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。用電解時(shí)間去除式(1-6)，可以得到生成速率的表達(dá)式，見(jiàn)式（1-7）。dm/dt=IM/(zF)

（1-7）3.法拉第定律節(jié)能的基本思想①能量守恒必須將體系和環(huán)境一起來(lái)考慮，這為節(jié)能工作的可能性提供了理論依據(jù)。②體系能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，節(jié)能工作的方向是減少能量向環(huán)境的轉(zhuǎn)移，這樣體系能量利用率才能提高，節(jié)能工作才有成效。③能量有品位高低，一般情況下，不要將高品位的能量等量轉(zhuǎn)變成低品位能量。④低品位能量不能完全轉(zhuǎn)變成高品位能量，在轉(zhuǎn)變的過(guò)程中需要付出一定的代價(jià)。如利用燃料燃燒產(chǎn)生的熱量做功發(fā)電時(shí)，熱量轉(zhuǎn)化為功的效率有理論上的極限，受到客觀條件的限制較難改變，但可以通過(guò)熱量的梯級(jí)利用，熱量在做功發(fā)電的同時(shí)，還進(jìn)行供暖和制冷，使排放到環(huán)境中的無(wú)效能量大大減少，達(dá)到節(jié)能的目的。新能源汽車節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)0301020304傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)行駛節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)電動(dòng)汽車能量流測(cè)試新能源汽車節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)05新能源汽車的全生命周期評(píng)價(jià)衡量新能源汽車在使用過(guò)程中能源利用效率和減少能源消耗1.動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)常見(jiàn)的新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)有：(1)燃油經(jīng)濟(jì)性：燃油經(jīng)濟(jì)性指汽車行駛過(guò)程中，消耗一定量的燃油所能行駛的距離。常用的是百公里油耗，即車輛在道路上按一定速度行駛一百公里的油耗，單位是升/百公里（L/100km）。Q=100*FC/DQ為百公里油耗（L/100km）；FC為行駛了D公里消耗的燃油量（L）；D為汽車行駛的里程（km）。(2)能效比：能效比指汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與燃料能源輸入之間的比例關(guān)系。能效比越高，表示汽車在相同能源輸入下能夠產(chǎn)生更多的有用功。傳統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)能效比較低，通常在20%到30%之間。EER=Peo/Pei*100%

式中，EER為能效比；Peo為有效輸出功率（kW）；Pei為能源輸入功率（kW）。其中，有效輸出功率指的是汽車在運(yùn)行時(shí)實(shí)際輸出的功率；能源輸入功率指的是消耗能源為發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率。(3)能量經(jīng)濟(jì)性電動(dòng)汽車能量經(jīng)濟(jì)性采用單位行駛距離所耗電網(wǎng)的能量來(lái)度量，即C=E/D式中，C是電動(dòng)汽車能量經(jīng)濟(jì)性（W·h/km）；E是充電期間來(lái)自電網(wǎng)的能量(W·h)；D是充滿電后的續(xù)駛里程(km)。在實(shí)際工程實(shí)踐中，常采用百公里所耗能量來(lái)代替，即C100=0.01C式中，C100為百公里所耗能量(kw·h/100km)。

電動(dòng)汽車能量經(jīng)濟(jì)性的上述指標(biāo)通常在等速法或工況法的條件下測(cè)量計(jì)算獲得。根據(jù)車輛不同類型，等速法是以60km/h或40km/h的車速勻速進(jìn)行，而工況法則按照一定的工況循環(huán)進(jìn)行，如圖所示的NEDC或WLTC。NEDCWLTC1.動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)(4)充放電效率充放電效率是新能源汽車的重要節(jié)能指標(biāo)。充電效率：在充電過(guò)程中，新能源汽車電池接受的電能與實(shí)際儲(chǔ)存電能之間的比例。放電效率：在一定的放電條件下，新能源汽車電池放出的電能與實(shí)際消耗電能的比例。較高的充放電效率意味著更少的能源浪費(fèi)，更快的充電速度和更長(zhǎng)的續(xù)航里程。充電效率：

CE=Es/Ei

放電效率：

DE=Eo/Ed

式中，CE為充電效率；DE為放電效率；Es為儲(chǔ)存電量(kW·h)，Eo為放出電量(kW·h)，分別指電動(dòng)汽車在充放電過(guò)程中實(shí)際儲(chǔ)存與放出的電量；Ei為充電時(shí)所供給電量，Ed為放電時(shí)所消耗電量，分別指電動(dòng)汽車在充放電過(guò)程中實(shí)際獲得與消耗的電量。在計(jì)算新能源汽車的充電效率時(shí)，還需要考慮充電設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率、電池充電過(guò)程中的能量損耗等。1.動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)(5)電機(jī)系統(tǒng)效率驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是新能源汽車的核心，電機(jī)系統(tǒng)效率表示實(shí)際使用中電機(jī)的輸出效率和控制器效率的積。較高的電機(jī)系統(tǒng)效率意味著更少的能源消耗與更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。ηms=ηm*ηc

ηm=Pmo/Pmi

ηc=Pco/Pci

式中，ηms為電機(jī)系統(tǒng)效率；ηm為電機(jī)效率；ηc為控制器效率；Pmo為電機(jī)輸出功率(kW)；Pmi為電機(jī)輸入功率(kW)；Pco為控制器輸出功率(kW)；Pci為控制器輸入功率(kW)。1.動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)(6)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，續(xù)航里程是重要的節(jié)能指標(biāo)。它表示在電動(dòng)模式下，新能源汽車可以行駛的最大距離。較長(zhǎng)的純電續(xù)航里程意味著更少的能源消耗和更低的碳排放。BER=Es/Ec

式中，BER為續(xù)航里程(km)；Ec為能量消耗量(kW·h/km)，指電動(dòng)汽車在規(guī)定工況下行駛單位里程的電池能量消耗量。(7)能量回收效率新能源汽車通常采用能量回收技術(shù)，回收車輛在制動(dòng)或慣性滑行中釋放出的多余能量，并通過(guò)發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能，再儲(chǔ)存在蓄電池中，用于之后的加速行駛，以此達(dá)到節(jié)約電量、優(yōu)化續(xù)航的目的。能量回收效率是指回收到的制動(dòng)能量除以可回收的制動(dòng)能量。較高的能量回收效率意味著更長(zhǎng)的續(xù)航里程。ηbe=BEr/BEre

式中，ηbe為制動(dòng)能量回收效率；BEr為回收到的制動(dòng)能量(kW·h)；BEre為可回收的制動(dòng)能量(kW·h)。1.動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)是指將發(fā)動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力傳遞給汽車輪胎以推動(dòng)車輛前進(jìn)的系統(tǒng)。汽車傳動(dòng)系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)矩合成器、電機(jī)控制器、離合器（或自動(dòng)變速器）、變速器、傳動(dòng)軸、差速器和驅(qū)動(dòng)輪組成。電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)框圖如圖所示。2.傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)

汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能評(píng)價(jià)可以從多個(gè)方面入手，主要包括動(dòng)力損失、傳動(dòng)效率和能源轉(zhuǎn)化效率等。(1)動(dòng)力損失汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中存在多種動(dòng)力損失，這些損失會(huì)影響動(dòng)力總成最終傳遞到車輪上的效率。一般來(lái)說(shuō)，汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力損失可以分為以下幾種主要類型：機(jī)械傳動(dòng)損失：包括齒輪傳動(dòng)、傳動(dòng)軸、萬(wàn)向節(jié)等傳動(dòng)部件的摩擦損耗，以及由于傳動(dòng)鏈條或皮帶傳動(dòng)引起的能量損失。液體動(dòng)力損失：對(duì)于自動(dòng)變速器，液力變矩器和液壓離合器會(huì)導(dǎo)致液體動(dòng)力損失，這是由于在傳輸動(dòng)力時(shí)液體流動(dòng)引起的能量損耗?？諝庾枇p失：包括車輛行駛時(shí)所受到的空氣阻力，這會(huì)消耗一部分動(dòng)力。慣性損失：在加速和減速時(shí)，車輛的慣性會(huì)導(dǎo)致能量的損耗。輪胎和制動(dòng)系統(tǒng)損失：輪胎與地面的摩擦以及制動(dòng)系統(tǒng)的摩擦都會(huì)導(dǎo)致一定程度的能量損失。輔助設(shè)備損失：例如，輔助設(shè)備（空調(diào)、發(fā)電機(jī)等）的工作會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生額外負(fù)荷，從而造成動(dòng)力損失。汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力損失導(dǎo)致動(dòng)力總成的實(shí)際輸出功率小于輸入功率，整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的效率下降。這也就是說(shuō)，為了獲得相同的動(dòng)力輸出，汽車需要更多的能量，導(dǎo)致能量經(jīng)濟(jì)性下降。同時(shí)，汽車傳動(dòng)效率降低，會(huì)導(dǎo)致汽車的動(dòng)力性能（如加速性能）下降。因此，為了提高汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的性能和效率，需要減少動(dòng)力損失。2.傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)(2)傳動(dòng)效率傳動(dòng)效率是電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一個(gè)指標(biāo)，直接關(guān)系到車輛能源利用的效率。①發(fā)動(dòng)機(jī)指從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力到達(dá)車輪的有效轉(zhuǎn)換比例。η=（Poutput/Pinput）×100%其中，Poutput表示發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到車輪的功率，通?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量車輛加速能力或使用底盤(pán)測(cè)功機(jī)來(lái)獲得；Pinput表示從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的總功率，通?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩和轉(zhuǎn)速來(lái)估算。主要影響因素：傳動(dòng)系統(tǒng)的類型（手動(dòng)、自動(dòng)等）、齒輪組件的設(shè)計(jì)和材料、潤(rùn)滑情況以及傳輸過(guò)程中的摩擦損耗等。②電動(dòng)汽車主要影響因素：變速器的機(jī)械傳動(dòng)效率、擋位數(shù)、各擋傳動(dòng)比以及換擋規(guī)律。變速器的機(jī)械傳動(dòng)效率n是由變速器的各種寄生損失決定的，為了提高機(jī)械傳動(dòng)效率、必須減少寄生損失。變速器的擋位數(shù)及各擋傳動(dòng)比影響驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器運(yùn)行的工作點(diǎn)，進(jìn)而影響電機(jī)和電機(jī)控制器的運(yùn)行效率和n，從而間接影響整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)效率。另外，變速器在不同擋位工作時(shí)，變速器的機(jī)械傳動(dòng)效率也會(huì)發(fā)生變化。自動(dòng)變速器的換擋規(guī)律決定了換擋的時(shí)機(jī)，適當(dāng)?shù)膿Q擋規(guī)律可以使驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器經(jīng)常在效率較高的區(qū)域工作，從而提高整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。2.傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)(3)能源轉(zhuǎn)化效率能源轉(zhuǎn)化效率是衡量新能源汽車能源利用程度的重要指標(biāo)，表示新能源汽車能量從動(dòng)力系統(tǒng)傳遞到車輪上的能量轉(zhuǎn)換效率。①以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，分為：發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率（通常為30%~40%）、傳動(dòng)系統(tǒng)效率、輪胎和道路摩擦效率。②電動(dòng)汽車，分為：電池的能量轉(zhuǎn)換效率、電機(jī)的效率（90%以）、傳動(dòng)系統(tǒng)效率、輪胎和道路摩擦效率。③燃料電池汽車，分為：燃料電池堆的效率、電機(jī)的效率、傳動(dòng)系統(tǒng)效率、輪胎和道路摩擦效率。④混合動(dòng)力汽車，能量的來(lái)源有電能和機(jī)械能兩種不同的形式，能源轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算需要先對(duì)電能和燃油消耗量進(jìn)行等效換算。電能和燃油消耗量的等效換算，也有助于對(duì)比電動(dòng)汽車與燃油汽車的能源轉(zhuǎn)換效率。2.傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)3.行駛節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)

汽車行駛節(jié)能評(píng)價(jià)指的是對(duì)汽車在行駛過(guò)程中的能源利用效率進(jìn)行評(píng)估和評(píng)價(jià)的過(guò)程。這個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程涉及到多個(gè)方面，包括車輛本身的設(shè)計(jì)特性、駕駛員的駕駛習(xí)慣以及行駛環(huán)境等因素。

評(píng)價(jià)目的：是為了衡量汽車在實(shí)際行駛中對(duì)能源的利用效率，從而幫助用戶選擇更節(jié)能的汽車或者改進(jìn)現(xiàn)有汽車的行駛節(jié)能性能。評(píng)價(jià)方法：實(shí)際的燃油消耗數(shù)據(jù)、行駛模擬測(cè)試、駕駛行為分析等多種手段。

具體評(píng)價(jià)指標(biāo)：實(shí)際油耗、能源利用效率、輪胎滾動(dòng)阻力等。

評(píng)價(jià)意義：可以幫助制定相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，并且對(duì)環(huán)境保護(hù)和能源資源的有效利用具有積極的意義。4.電動(dòng)汽車能量流測(cè)試

在電動(dòng)汽車整車開(kāi)發(fā)過(guò)程中，能耗是評(píng)價(jià)整車經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵指標(biāo)。

電動(dòng)汽車能量流是評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車能耗規(guī)律、識(shí)別電動(dòng)汽車能耗關(guān)鍵因素的重要方法。電動(dòng)汽車的實(shí)際駕駛場(chǎng)景(如工況、駕駛習(xí)慣、環(huán)境、溫度等)，都會(huì)影響電動(dòng)汽車能量流。

現(xiàn)有的電動(dòng)汽車開(kāi)發(fā)流程往往在零部件或者系統(tǒng)級(jí)別進(jìn)行臺(tái)架驗(yàn)證后，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整車級(jí)別的驗(yàn)證，但是實(shí)際應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生如下問(wèn)題。（1）評(píng)價(jià)維度單一：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試僅考核工況續(xù)駛里程和能耗兩個(gè)整車級(jí)別指標(biāo),對(duì)零部件指標(biāo)如電機(jī)效率、傳動(dòng)效率、DC/DC效率、電池充放電性能等均不考核。（2）結(jié)果分析困難：因?yàn)榱悴考_(tái)架測(cè)試工況和整車工況無(wú)法保證一致，且零部件集成技術(shù)也會(huì)顯著影響整車能耗表現(xiàn),但是無(wú)有效手段將整車能耗分解到零部件，造成整車能耗和續(xù)駛里程不達(dá)標(biāo)時(shí)無(wú)法評(píng)估優(yōu)化方向。4.電動(dòng)汽車能量流測(cè)試

電動(dòng)汽車能量流主要通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試：一是通過(guò)整車臺(tái)架試驗(yàn)，測(cè)試各個(gè)系統(tǒng)、部件的能量占比；二是獲取一定數(shù)量的車輛的樣本，通過(guò)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析獲得各系統(tǒng)的能耗分布。當(dāng)前我國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程和能耗測(cè)試的國(guó)標(biāo)有GB/T18386—2021《電動(dòng)汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法》。最新的GB/T18386標(biāo)準(zhǔn)增加了高溫和低溫兩種典型工況，測(cè)試工況也換成CLTC-P的中國(guó)工況，測(cè)試方法增加了縮短法。該標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前測(cè)試電動(dòng)汽車能量消耗率與測(cè)試?yán)锍痰闹饕罁?jù)，是國(guó)家規(guī)定的能耗公告測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

隨著電動(dòng)汽車銷量增加，市場(chǎng)關(guān)于高低溫里程降低的問(wèn)題也在增加。中國(guó)汽車技術(shù)研究中心推廣的EV-Test測(cè)評(píng)規(guī)程和中國(guó)汽研汽車工程技術(shù)中心推廣的新能源汽車評(píng)價(jià)規(guī)程(以下簡(jiǎn)稱CEVE)是國(guó)內(nèi)兩個(gè)具有代表性的電動(dòng)汽車測(cè)試規(guī)程。

現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T18386—2021使用CLTC-P工況，即中國(guó)乘用車駕駛循環(huán)工況，與EV-Test保持一致，CEVE選擇燃油車測(cè)試法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，即WLTC工況循環(huán)。(1)生命周期評(píng)價(jià)的概念

生命周期評(píng)價(jià)（LifeCyeleAssessment，LCA）是一種評(píng)價(jià)產(chǎn)品、工藝過(guò)程或服務(wù)系統(tǒng)，從原材料的采集、加工到生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售、使用、回收、養(yǎng)護(hù)、循環(huán)利用和最終處理整個(gè)生命周期系統(tǒng)對(duì)環(huán)境負(fù)荷影響的方法。

ISO14000環(huán)境管理系列標(biāo)準(zhǔn)的定義是匯總和評(píng)估一個(gè)產(chǎn)品或服務(wù)體系在整個(gè)生命周期內(nèi)所有投入及產(chǎn)出對(duì)環(huán)境造成的潛在影響的方法。目前，我國(guó)GB/T24040-2008《環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)原則與框架確立》和GB/T24044-2008《環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)要求與指南》也對(duì)生命周期評(píng)價(jià)進(jìn)行了規(guī)范。

在生命周期評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一系列新的理念和方法，如生命周期設(shè)計(jì)（LifeCycleDesign，LCD）、生命周期工程（LifeCycleEngineering，LCE）、生命周期核算分析（LifeCycleCostAnalysis，LCCA）及為環(huán)境而設(shè)計(jì)（DesignforEnvironment，DfE）等，這些方法也在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。5.新能源汽車的全生命周期評(píng)價(jià)5.新能源汽車的全生命周期評(píng)價(jià)(2)生命周期評(píng)價(jià)在新能源汽車上的應(yīng)用

新能源汽車生命周期評(píng)價(jià)就是利用生命周期評(píng)價(jià)的理論方法，系統(tǒng)的、定量的分析和評(píng)價(jià)新能源汽車從原材料開(kāi)采、零部件制造、使用到最終回收再利用的整個(gè)生命周期過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的潛在影響。

針對(duì)機(jī)動(dòng)車的生命周期能耗和排放評(píng)價(jià)，應(yīng)用較多的工具為Argonne開(kāi)發(fā)的GREET模型。針對(duì)不同的燃料類型和車輛，從“井口”到“車輪”（FromWelltoWheel，WTW）的全生命周期對(duì)燃料進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括兩個(gè)主要階段：“從油井到油箱”（Well-to-Tank，WTT）和“從油箱到車輪”（Tank-to-Wheel，TTW），見(jiàn)圖。WTT階段包括一次能源開(kāi)采、運(yùn)輸，燃料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、分配和儲(chǔ)存，以及燃料的加壓過(guò)程；TTW階段即車輛運(yùn)行階段，此階段的研究對(duì)象是機(jī)動(dòng)車行駛中燃料的燃燒和排放。汽車燃料全生命周期研究邊界新能源汽車節(jié)能途徑和技術(shù)04動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)智能能量管理系統(tǒng)動(dòng)力電池的高效冷卻高效智能電機(jī)控制技術(shù)整車結(jié)構(gòu)和輕量化技術(shù)汽車電器的節(jié)能技術(shù)實(shí)時(shí)高效動(dòng)能回收節(jié)能駕駛輔助系統(tǒng)新能源汽車節(jié)能途徑和技術(shù)新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率:提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能、優(yōu)化燃燒與進(jìn)氣系統(tǒng)以及開(kāi)發(fā)替代燃料發(fā)動(dòng)機(jī)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。應(yīng)用缸內(nèi)直噴技術(shù)、增壓技術(shù)、可變氣門(mén)技術(shù)、可變壓縮比技術(shù)、電子節(jié)氣門(mén)等進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)；替代燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可以利用化學(xué)能、氫能、電能等新能源。開(kāi)發(fā)高效的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模式，燃燒系統(tǒng)優(yōu)化。采用朗肯循環(huán)等工作循環(huán)方式，余熱回收等技術(shù)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。低摩擦技術(shù)和附件電動(dòng)化提高有效效率。降低發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失也是提高內(nèi)燃機(jī)熱效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的有效途徑。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)件，采用類金剛石減摩涂層和低摩擦系數(shù)的材料，對(duì)氣門(mén)機(jī)構(gòu)、活塞環(huán)組件和氣缸套表面涂層處理，提高運(yùn)動(dòng)件的耐磨性，降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)摩擦損失。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)的機(jī)油泵、冷卻系統(tǒng)的水泵、風(fēng)扇等零部件，采用電控驅(qū)動(dòng)減少機(jī)械驅(qū)動(dòng)，進(jìn)一步降低機(jī)械損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的有效效率。減少能量傳輸損失和提高傳動(dòng)效率。優(yōu)化變速器，包括多擋位手動(dòng)變速器（MT）、多擋位自動(dòng)變速器（AT）、電控機(jī)械自動(dòng)變速器（AMT）、無(wú)級(jí)變速器（CVT）和雙離合變速器（DCT）。變速器擋位越多，越可使汽車處于最經(jīng)濟(jì)的工況運(yùn)行；同時(shí)輔以換擋提醒裝置，運(yùn)用計(jì)算機(jī)運(yùn)算，比較發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，顯示適合駕駛狀況的最佳擋位，提示駕駛員采取更經(jīng)濟(jì)的駕駛模式，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。Ⅱ.智能能量管理系統(tǒng)優(yōu)化動(dòng)力電池與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。應(yīng)用控制技術(shù)，結(jié)合車載傳感器和外部信息源