电动汽车结构原理与故障诊断概论课件.ppt
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- 电动汽车 结构 原理 故障诊断 概论 课件
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1、电动汽车结构原理与故障诊断电动汽车结构原理与故障诊断第一章 概 论一、汽车面临的挑战与对策二、纯电动汽车的历史与现状三、混合动力汽车的历史与现状四、燃料电池电动汽车的历史与现状一、汽车面临的挑战与对策 1 1、汽车工业的发展、汽车工业的发展 2013 2013年全国汽车产销年全国汽车产销2211.68 2211.68 万辆和万辆和2198.41 2198.41 万辆万辆;2014 2014年全国汽车产销年全国汽车产销2372.29 2372.29 万辆和万辆和2349.192349.19万辆;万辆;2015 2015年全国汽车产销年全国汽车产销2483.8 2483.8 万辆;万辆;2016
2、2016年全国汽车销售年全国汽车销售2803 2803 万辆万辆.一、汽车面临的挑战与对策2 2、汽车工业发展面临的挑战、汽车工业发展面临的挑战能源:能源:国际能源署国际能源署(IEA)(IEA)的统计数据表明,的统计数据表明,20012001年全球年全球57%57%的石的石油消费在交通领域(其中美国达到油消费在交通领域(其中美国达到67%67%),预计到预计到20202020年年交通用油占全球石油总消耗的交通用油占全球石油总消耗的62%62%以上。以上。BPBP公司公司(英国石油公司英国石油公司)预测按照目前的开采速度,可预测按照目前的开采速度,可支配的石化能源仅可供开采支配的石化能源仅可供
3、开采4141年。年。一、汽车面临的挑战与对策2 2、汽车工业发展面临的挑战、汽车工业发展面临的挑战能源:能源:20092009年,我国石油消耗量达年,我国石油消耗量达3.933.93亿吨,成为世界第二大亿吨,成为世界第二大石油消费国。石油消费国。同年国内原油产量为同年国内原油产量为1.891.89亿吨,石油进亿吨,石油进口量口量2.042.04亿吨,对外依存度达到亿吨,对外依存度达到52%52%。20132013年,我国石油消耗量年,我国石油消耗量5.145.14亿吨(预计),进口量亿吨(预计),进口量2.2.8282亿吨。亿吨。按目前发展趋势,我国按目前发展趋势,我国20202020年车用燃
4、油消费量将超过年车用燃油消费量将超过3 3亿亿吨,石油对外依存度超过吨,石油对外依存度超过70%70%。一、汽车面临的挑战与对策2 2、汽车工业发展面临的挑战、汽车工业发展面临的挑战环境:环境:1 1、空气质量、空气质量 我国大城市我国大城市60%60%的的C0C0、50%50%的的NONOx x、30%30%的的CHCH污染均来源于机动污染均来源于机动车的尾气排放。车的尾气排放。2 2、热岛效应、热岛效应 近年来,机动车尾气排放集聚引起的一热岛效应一已导致近年来,机动车尾气排放集聚引起的一热岛效应一已导致城市温度平均升高城市温度平均升高2-42-4。3 3、噪声污染、噪声污染 在城市中,在城
5、市中,80%80%的噪声污染由车辆造成,我国有的噪声污染由车辆造成,我国有5656个城市个城市的交通噪声平均值达到的交通噪声平均值达到74db74db,远远超过国家规定的标准。,远远超过国家规定的标准。一、汽车面临的挑战与对策2 2、汽车工业发展面临的挑战、汽车工业发展面临的挑战 气候变化:气候变化:世界化石能源消耗所产生的温室气体世界化石能源消耗所产生的温室气体(主要为主要为COCO2 2)排放量排放量持续增长,导致的全球气候变化严重危及了生态安全,持续增长,导致的全球气候变化严重危及了生态安全,成为当今世界以及今后长时期内人类所面临的最严峻的成为当今世界以及今后长时期内人类所面临的最严峻的
6、环境与发展挑战。环境与发展挑战。我国政府于我国政府于20092009年年1111月月2626日向世界宣布,到日向世界宣布,到20202020年中国年中国单位国内生产总值单位国内生产总值COZCOZ排放比排放比20052005年下降年下降40%40%45%45%电动汽车定义:电动汽车定义:指指全部或部分全部或部分采用采用电能驱动电动机电能驱动电动机作为动力系统的汽作为动力系统的汽车。车。一、汽车面临的挑战与对策3、电动汽车的分类、电动汽车的分类(一)蓄电池电动汽车(Battery Electric Vehicle),简称BEV或EV 三、混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehi
7、cle),简称HEV四、燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle),简称FCEV3、电动汽车的分类、电动汽车的分类一、汽车面临的挑战与对策电动汽车的技术特征电动汽车的技术特征类类 型型蓄电池电动汽车蓄电池电动汽车混合动力电动汽车混合动力电动汽车燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车驱动方式驱动方式电动机驱动电动机驱动内燃机驱动内燃机驱动电动机驱动电动机驱动电动机驱动电动机驱动能量系统能量系统蓄电池蓄电池超级电容器超级电容器蓄电池蓄电池超级电容器超级电容器内燃机发电单元内燃机发电单元燃料电池燃料电池能源和基础能源和基础设施设施电网充电设备电网充电设备加油站加油站电网充电设
8、备电网充电设备氢气氢气甲醇甲醇乙醇乙醇主要特点主要特点零排放零排放不依赖原油不依赖原油初期成本高初期成本高已经销售已经销售很低排放很低排放行驶里程长行驶里程长依赖原油依赖原油结构复杂结构复杂已有销售已有销售零排放或超低排放零排放或超低排放能源效率高能源效率高不依赖原油不依赖原油行驶里程长行驶里程长成本高成本高研发中研发中主要问题主要问题蓄电池和管理系统蓄电池和管理系统高的驱动性能高的驱动性能充电设施充电设施 多能源管理与优化控制多能源管理与优化控制依赖行驶周期依赖行驶周期蓄电池评估与管理蓄电池评估与管理燃料电池燃料电池燃料处理器燃料处理器燃料系统燃料系统1、纯电动汽车的历史最早的纯电动汽车早在
9、早在1919世纪后半叶的世纪后半叶的18731873年,英国人年,英国人罗伯特罗伯特戴维森戴维森制制作了世界上最初的可供实用的纯电动汽车。这比德国人作了世界上最初的可供实用的纯电动汽车。这比德国人戴姆勒戴姆勒和和奔驰奔驰发明汽油发动机汽车早了发明汽油发动机汽车早了1010年以上。年以上。这是一辆载货车,长这是一辆载货车,长4800mm4800mm,宽,宽1800mm1800mm,使用铁、锌、,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的汞合金与硫酸进行反应的一次电池一次电池。18801880年开始,应用了可以充放电的二次电池,纯电动汽年开始,应用了可以充放电的二次电池,纯电动汽车需求量有了很大提高。车需
10、求量有了很大提高。1、纯电动汽车的历史纯电动汽车的辉煌在在1919世纪下半叶成为重要交通运输工具,写下了纯电动汽世纪下半叶成为重要交通运输工具,写下了纯电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。车在人类交通史上的辉煌一页。18901890年法国和英伦敦的街道上行驶的多为电动大客车,当年法国和英伦敦的街道上行驶的多为电动大客车,当时车用内燃机技术还相当落后,行驶里程短,故障多,维时车用内燃机技术还相当落后,行驶里程短,故障多,维修困难,而纯电动汽车却维修方便。修困难,而纯电动汽车却维修方便。1、纯电动汽车的历史纯电动汽车的辉煌在欧美,纯电动汽车最盛期是在在欧美,纯电动汽车最盛期是在1919世纪末。世纪末
11、。18991899年法国人考门年法国人考门吉纳驾驶一辆吉纳驾驶一辆44kW44kW双电动机双电动机为动力的为动力的后轮驱动纯电动汽车,创造了后轮驱动纯电动汽车,创造了时速时速106km106km的记录。的记录。19001900年美国制造的汽车中,纯电动汽车为年美国制造的汽车中,纯电动汽车为1575515755辆,蒸汽辆,蒸汽机汽车机汽车16841684辆,而汽油机汽车只有辆,而汽油机汽车只有936936辆。辆。早期的纯电动汽车1、纯电动汽车的历史纯电动汽车的衰退进入进入2020世纪以后,内燃机技术的不断进步世纪以后,内燃机技术的不断进步19081908年美国福特汽车公司年美国福特汽车公司T T
12、型车问世,以流水线生产方式型车问世,以流水线生产方式大规模批量制造汽车使汽油机汽车开始普及,致使在市场大规模批量制造汽车使汽油机汽车开始普及,致使在市场竞争中竞争中蒸汽机汽车蒸汽机汽车与与纯电动汽车纯电动汽车由于存在着技术及经济性由于存在着技术及经济性能上的不足,使前者被无情的岁月能上的不足,使前者被无情的岁月淘汰淘汰,后者则呈,后者则呈萎缩萎缩状状态。态。1、纯电动汽车的历史三次重大机遇第一次发生在一百余年前。当时电池和电机的发展较第一次发生在一百余年前。当时电池和电机的发展较内燃机成熟,且石油的运用还没有普及,使纯电动汽内燃机成熟,且石油的运用还没有普及,使纯电动汽车在早期的汽车领域中占有
13、举足轻重地位。车在早期的汽车领域中占有举足轻重地位。第二次机遇上世纪第二次机遇上世纪7070年代石油危机的爆发,给世界各年代石油危机的爆发,给世界各国巨大冲击,人们开始考虑替代石油的其他能源,包国巨大冲击,人们开始考虑替代石油的其他能源,包括风能、太阳能、电能等可再生能源。括风能、太阳能、电能等可再生能源。第三次机遇开始于环境保护日益成为人们所关注的重第三次机遇开始于环境保护日益成为人们所关注的重大课题,开发生产零污染交通工具成为各国所追求的大课题,开发生产零污染交通工具成为各国所追求的目标,使纯电动汽车成为当代汽车发展的主流。目标,使纯电动汽车成为当代汽车发展的主流。2、纯电动汽车的现状再度
14、兴起的缘由自汽车发明以来,汽车的动力主要依赖于石油,由此燃自汽车发明以来,汽车的动力主要依赖于石油,由此燃烧产生的废气对大气的污染日益严重,越来越严格的汽烧产生的废气对大气的污染日益严重,越来越严格的汽车废气排放控制法规正在颁布和实施。车废气排放控制法规正在颁布和实施。在能源方面,世界石油储量占能源总储量的在能源方面,世界石油储量占能源总储量的1313,据世,据世界能源理事会预测,按目前的石油开采速度,世界石油界能源理事会预测,按目前的石油开采速度,世界石油的开采只能支撑的开采只能支撑3030多年。显然,汽车制造业必须由利用多年。显然,汽车制造业必须由利用危害生态环境的单一能源向开发使用多种能
15、源、加强环危害生态环境的单一能源向开发使用多种能源、加强环境保护方面转变。境保护方面转变。2、纯电动汽车的现状再度兴起的缘由20002000年世界人口大约年世界人口大约6060亿,但亿,但20502050年人口将增加到年人口将增加到100100亿,亿,从而汽车数量将从从而汽车数量将从7 7亿增加到亿增加到2525亿。亿。如果车辆都使用内燃机,如果车辆都使用内燃机,石油哪里来?排气污染如何处理?迫使人们去寻找可持续发石油哪里来?排气污染如何处理?迫使人们去寻找可持续发展的交通工具。展的交通工具。面对节能与环保的双重压力,近几年,国内外各国主要将研面对节能与环保的双重压力,近几年,国内外各国主要将
16、研究方向锁定在替代燃料汽车(醇类、天然气、氢气等)和纯究方向锁定在替代燃料汽车(醇类、天然气、氢气等)和纯电动汽车两个主要方向。电动汽车两个主要方向。3、纯电动汽车的特点优点:3、纯电动汽车的特点缺点:缺点:(1 1)日产)日产LEAFLEAF 类型:纯电动车类型:纯电动车功率(功率(KWKW):):90kW(90kW(以上以上)电电 类型:锂离子蓄电池,容量(类型:锂离子蓄电池,容量(AhAh):):2424千瓦时千瓦时最大时速最大时速(Km/h(Km/h):):140km/h(140km/h(以上以上)最大行驶距离(最大行驶距离(KmKm):不小于):不小于160km160km(US LA
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