新能源汽车概述一课件.pptx

1、一、新能源汽车的定义一、新能源汽车的定义 根据节能与新能源汽车产业发展规划（20122020年）所指新能源汽车主要包括纯电动汽车(BEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)及燃料电池汽车(FCEV)。节能汽车是指以内燃机为主要动力系统(混合动力汽车HEV)，综合工况燃料消耗量优于下一阶段目标值的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。二、新能源汽车的分类二、新能源汽车的分类1、纯电动汽车（BEV)纯电动汽车具有本身零排放，能量利用率高，结构简单，工作噪声小本身零排放，能

2、量利用率高，结构简单，工作噪声小等优点。但就目前来说，市场占有率却不高，其主要原因是续驶里程短，续驶里程短，一般一百公里左右；充电时间长；蓄电池使用寿命短，且电池成本高电池成本高等问题，而且电力电力基础设施建设基础设施建设也影响了电动汽车产业化的发展。但从长远发展来看，纯电动汽车是推广发展方向。混合动力汽车混合动力汽车（HEV）是指具有两个或两个以上动力源的汽车。大多数混合动力汽车包含一个发动机、一个或多个电动机，动力电池作为电动机的储能模块提供电能。混合动力电动汽车充分利用了发动机和电动机两种动力源的优点，通过自动控制形成最佳匹配。混合动力汽车使内燃机工作在低油耗、少污染的最佳工况下工作，因

3、此最大的优点就是节能低排，混合动力汽车一般比传统燃料汽车燃油消耗降低30%-50%。但混合动力汽车存在的问题是长时间高速行驶并不省油。优点：1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电 2、电池可回收制动时、下坡时、怠速时的能量。3、可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。缺点：长距离高速行驶基本不能省油。混合动力电动汽车的分类混合动力电动汽车的分类（1）按按照动力系统的连接方

4、式照动力系统的连接方式连接方式分类连接方式分类：串联式混合动力电动汽车（串联式混合动力电动汽车（SHEV）并联式混合动力电动汽车（并联式混合动力电动汽车（PHEV）混联式混合动力电动汽车（混联式混合动力电动汽车（PSHEV）（2）按混合程度分类）按混合程度分类 微混混合动力电动汽车微混混合动力电动汽车 轻混混合动力电动汽车轻混混合动力电动汽车 中中混混合动力电动汽车混混合动力电动汽车 重重混混合动力电动汽车混混合动力电动汽车 (3)是否外接电源是否外接电源分类分类 (4)燃料种类不同燃料种类不同：汽油混合动力：汽油混合动力 柴油混合动力柴油混合动力非插电式混合非插电式混合动力动力汽车汽车 (5

5、)按照行驶模式的选择方式划分：按照行驶模式的选择方式划分：插电式混合动力插电式混合动力汽车汽车 手动手动选择、自动选择选择、自动选择 按照燃料种类的不同，混合动力分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆以汽油混合动力为主，而国际市场以柴油混合动力车型为主。按照按照动力系统结构形式（混合动力汽车零部件的种类、数量和连接关系）动力系统结构形式（混合动力汽车零部件的种类、数量和连接关系）划分，可分为划分，可分为串联式混合动力汽车（串联式混合动力汽车（SHEV）、并联式混合动力汽车）、并联式混合动力汽车（PHEV）、混联式混合动力汽车（）、混联式混合动力汽车（PSHEV）三种。

6、三种。串联式混合动力电动汽车组成：发动机、发电机和驱动电动机各部件功用：发动机仅仅用于发电；发电机发出的电能直接输送到电动机；电能向电池充电；电动机产生的电磁力矩驱动汽车行走串联式混合动力电动汽车优点：（1）发动机能够经常保持在稳定、高效、低污染的运转状态，使有害排放气体控制在最低范围；（2）总体结构比较简单，易于控制，只有电动机的电力驱动系统，其特点更加趋近于纯电动汽车；三大部件总成在电动汽车上布置起来，有较大的自由度。缺点：（1）三大部件总成各自的功率较大，外形较大，质量也较大，在中小型电动汽车上布置有一定的困难；（2）另外在发动机发电机电动机驱动系统中的热能电能机械能的能量转换过程中，能

7、量损失较大。适用范围：串联式混合动力驱动系统较适合在大型客车并联式混合动力电动汽车 特点：（1）采用发动机和电机两套独立的驱动系统驱动车轮。（2）发动机和电机通常通过不同的离合器来驱动车轮，可以采用发动机单独驱动、电机单独驱动、或者发动机和电机混合驱动三种工作模式。（3）当发动机提供的功率大于车辆所需驱动功率时或者车辆制动时，电机工作于发电状态，给蓄电池充电。（4）与串联式相比，无需另外配置发电机。串联式与并联式驱动系统对比 不相同点：串联式发动机发电，电机驱动车轮，能量转换损失较大并联式发动机为主动力，电机作为辅助动力仅在加速时使用相同点：均可降低对动力电池的性能的要求，进而控制电池成本混联

8、式混合动力电动汽车结构上：综合了串联式和并联式的特点混联式驱动系统是串联式与并联式的综合。发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能输送给电动机或蓄电池，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。典型应用：丰田THS-II不同类型的混合动力汽车结构及性能比较：不同类型的混合动力汽车结构及性能比较：项目串联式并联式混联式公路行驶燃油经济性较优优优城市行驶燃油经济性优较优优无路行驶燃油经济性较优优优低排放性能优较优较优成本低较低较低复杂程度简单较复杂复杂控制难易程度简单较复杂复杂按照电机相对于燃油发动机的功率比大小分为按照电机相对于燃油发动机

9、的功率比大小分为重度混合型重度混合型、中度混合、中度混合型、轻度混合型以及微混合型型、轻度混合型以及微混合型混合动力汽车。混合动力汽车。微混合动力系统微混合动力系统简称BSG系统。这种混合动力系统是在传统内燃机的起动电机（一般为12V）上加装皮带驱动的启动电机，该电机用来控制发动机的启动和停止，取消了发动机的怠速，从而降低了油耗和排放。微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里，电机的电压通常有两种：12V和42V。其中42V主要用于柴油混合动力系统。代表的车型是PSA的混合动力混合动力版C3和丰田的混合动力版Vitz轻混合动力

10、系统轻混合动力系统简称ISG系统。该混合动力系统采用了集成启动电机。与微混合动力系统相比，轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止，还能够实现：（1）在减速和制动工况下，对部分能量进行吸收；（2）在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在20以下。中混合动力系统中混合动力系统该混合动力系统同样采用了ISG系统。与轻度混合动力系统不同，中混合动力系统采用的是高压电机。另外，中混合动力系统还增加了一个功能：在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而

11、更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高，可以达到30左右，目前技术已经成熟，应用广泛。重度混合动力系统重度混合动力系统重度混合型混合动力汽车，是指以发动机或电机为动力源，且电机可以独立驱动车辆行驶的混合动力汽车。一般情况下，电机的峰值功率占发动机额定功率的40%以上。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度可以达到甚至超过50。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向按按能否外接电源进行充电能否外接电源进行充电按能否外接电源进行充电，分为插电式混合动力插电式混合动力(Plug-in Hybrid Electric VehiclePlug-in Hybrid

12、 Electric Vehicle)和非插电式混合动力。和非插电式混合动力。不可外接充电型混合动力汽车是指被设计成在正常使用情况下从车载燃料中获取全部能量的混合动力汽车。插电式混合动力汽车又称外接充电式混合动力汽车（PHEV），是最新一代混合动力汽车，备受各国政府及汽车厂商关注，并有望在几年后广泛使用。如图所示，插电式混合动力的特征是可由电能单独驱动，并配备一个大容量的可外部充电的蓄电池组，显著的特性是可通过外部电源进行充电，充电后可续航一定的里程。同非插电式混合动力电动汽车相比，插电式混合动力汽车的电池相对比较大，可以外部充电，并具备纯电模式行驶的能力，电池电量耗尽后再以混合动力模式（串联或

13、并联）行驶，并适时向电池充电。如普锐斯插电版在纯电模式可以行使 30公里，其结构如图2-13所示。插电式混合动力汽车从结构上可以分为：插电式混合动力汽车从结构上可以分为：串联式、并联式和混联式串联式、并联式和混联式三种类型。三种类型。串联插电式混合动力汽车也叫串联插电式混合动力汽车也叫增程插电式增程插电式混合动力汽车，其结构如混合动力汽车，其结构如图所示。图所示。增程式混合动力汽车并联插电式混合动力汽车结构图如图所示。并联插电式混合动力汽车结构图如图所示。混联插电式混合动力汽车结构如图所示。混联插电式混合动力汽车结构如图所示。普通混合动力汽车（HEV）节能汽车3、插电式混合动力汽车（PHEV)

14、混合动力电动汽车的特点 1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。2、可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。5、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。6：长距离高速行驶时不省油；7：价格高于现行内燃机汽车

15、。与纯电动汽车比较：（1）由于有原动机作为辅助动力，蓄电池的数量和质量可减少；（2）汽车的续驶里程和动力性可达到内燃机的水平；（3）借助原动机的动力，可带动空调、真空助力、转向助力及其它辅助电器，无需消耗蓄电池组有限的电能，从而保证了驾车和乘坐的舒适性。与内燃机汽车比较：（1）可使原动机在最佳的工况区域稳定运行，避免或减少了发动机变工况下的不良运行，使得发动机的排污和油耗大为降低；（2）在人口密集的商业区、居民区等地可用纯电动方式驱动车辆，实现零排放；（3）可通过电动机提供动力，因此可配备功率较小的发动机，并可通过电动机回收汽车减速和制动时的能量，进一步降低了汽车的能量消耗和排污。混合动力电动

16、汽车的特点 燃料电池汽车 评价参数主要包括有新能源汽车的续航里程、驱动功率、充电时间以及使用的方便性，这里使用的方便性通常指的是汽车与外部的互联性能。三、新能源汽车的性能评价参数三、新能源汽车的性能评价参数新能源汽车主要评价参数 1.续航里程 续航里程（续驶里程）是新能源汽车首要的参数，如果是纯电动汽车，是指从充满电的状态下到实验结束时所行驶的距离，以公里作为单位。续航里程关系着车主的使用经济利益，也关系着整车的技术性能。江淮iEV6纯电动汽车及参数 如果是混合动力汽车，续航里程会分成两个组成部分，这包括有纯电动行驶里程和燃油行驶里程。而在这个续航里程里面，纯电动行驶里程也同样是衡量一辆混合动

17、力新能源汽车的重要指标参数。纯电动续航里程越大的混合动力汽车被认为是性能更加优越的。荣威550混合动力汽车 续航里程受多种因素影响，这包括外部因素和内部因素。外部因素指的是车辆外部的运行环境对车辆的影响。例如道路的坡度、风力的风向和大小、气温、道路温度、道路的种类、交通拥挤状态甚至司机的驾车习惯都会影响到续航。泥泞的道路 内部因素主要是指车辆自身的设计部件参数，其中最主要的是车辆设计动力电池容量与技术性能，此外还包括车辆本身的质量以及对能量的利用率等。（1）动力电池的容量动力电池的容量一般指的是电池的额定容量，是指动力电池在设计的放电条件下，电池保证给出的最低电量。这个参数表征了动力电池储存能

18、量的能力。（2）动力电池的类型 动力电池作为新能源汽车特别是纯电动汽车能源提供装置，也是最为核心的部件。目前动力电池的能量密度、循环寿命、技术成熟度以及成本等关键性指标成为制约电动汽车大规模产业化的因素 目前市场上主流的动力电池主要有：铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池。特斯拉采用的18650锂电池电池类型优点缺点铅酸电池 可以大电流进行放电、使用温度范围很宽、可逆性好、原材料来源丰富、制造工艺简便、价格便宜。单位体积存储的电量较少、材料存在污染性、且有毒。镍氢电池 单位体积存储的电量多、可快速充放电、低温性能良好、可密封、耐过充过放能力强、安全可靠、对环境无污染、无记忆效应。价格高锂电池 开路电

19、压高（单体电池电压高达3.63.8V），同体积存储的电量比镍氢电池还要大、循环寿命长、无公害、无记忆效应、自放电小。过充放电的保护问题、成本很高、不能用大电流放电。三种类型电池的优缺点比较 （3）电池电压 电池电压在新能源汽车中主要指的是整个动力电池组的电压。这个参数用于衡量电动汽车采用的导线质量以及电池自身容量的大小。电动汽车动力电池无论是采用什么类型的电池，都是由很多的单个电池单元进行并、串联组成的。这样用于提高整个电池的容量和输出电压。电动汽车内部动力电池连接特点 2.驱动功率 驱动功率是衡量新能源汽车动力性的重要指标，直接影响到汽车的能和最高车速。纯电动汽车的驱动功率唯一的来源就是驱动

20、电机；而混合动力汽车的驱动功率在纯电动行驶模式下，是由电机来提供的，在混合动力驱动模式下一般是内燃机与电机的组合。宝马i3驱动电机 目前应用在新能源电动汽车中的驱动电机主要有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机4种形式。其中永磁同步电机作为目前市场上电动汽车的首选驱动电机。4种典型电动机的性能特征种典型电动机的性能特征性能及类型直流电动机异步电动机永磁同步电动机开关磁阻电动机转速范围/rpm40006000120002000040001000015000功率密度低中高较高电动机重量重中轻轻电动机体积大中小小可靠性一般好优良好结构坚固性差好好好控制器成本低高高一般 （1）电机功率电机最

21、大功率是指该车的电机可以实现的最大功率输出，功率使用kW做单位。在纯电动汽车上，最大功率往往反映是最高车速，用来描述汽车的动力性能，体现电机在瞬间超负荷运转的能力。很多纯电动汽车或是混合动力汽车可能会搭载有2台及以上的电机，这主要是因为单一的电机随着功率的提升其体积也会随之增加。普锐斯混合动力变速器内的电机 此外，有的车型还会单独布置前驱电机或后驱电机，即可能会出现一台电机输出的动力仅传递到前轮上，另一台电机输出的动力仅传递到后轮上的情况。（2）电机扭矩 电机最大扭矩，也是电机最重要的参数，常用单位为Nm（牛米）。电机最大扭矩与电机的转速和功率有关，在功率一定的情况下，扭力越大转速就越低，扭力越小转速就越高。电机扭矩关系图 3.充电时间 新能源汽车其中还有一个很重要的参数就是充电时间，是指采用指定的方式，对一辆新能源汽车的电池电量处于最低状态下，进行充满电所需要的时长。目前，大多数的纯电动汽车快充需要30分钟可充50%，11.5小时就充满了，慢充需要612小时左右。4.百公里耗电量 传统汽车的车主需要支付燃油的费用，而电动汽车需要支付充电的费用，相对于传统汽车的百公里油耗而言，新能源汽车（电动汽车）涉及到百公里耗电量。电动汽车主要电力消耗分布 如果从新能源汽车使用经济性的角度评价，百公里耗电量给车主提供的最直观的感受就是带来的新能源汽车行驶费用降低。耗电量示意图