新能源汽車2023/9/8新能源汽車2023/8/31目錄第一章總述 第一節新能源汽車的定義與分類 第二節我國新能源汽車的現狀和發展前景 第三節我國新能源汽車的政策、法規和標準 第四節國內外新能源汽車一覽

第二章電動汽車基礎 第一節電動機 第二節蓄電池第三節其他類型動力蓄電池

第四節逆變器與變頻器 第五節空調與轉向系統

2023/9/8目錄第一章總述 2023/8/32第三章純電動汽車 第一節純電動汽車的結構及其行駛性能 第二節純電動汽車的基礎設施建設 第三節純電動汽車車型實例 第四章混合動力汽車

第一節混合動力汽車的結構 第二節混合動力汽車分類和工作原理

第五章燃料電池電動汽車 第一節燃料電池電動汽車的類型與基本結構 第二節燃料電池汽車的發展歷史及現狀

2023/9/8第三章純電動汽車 2023/8/33第六章其他新能源汽車 第一節燃氣汽車 第二節生物醇類汽車 第三節太陽能汽車 第七章電動汽車的維修與保養 第一節電動汽車的故障維修 第二節電動汽車的維護與保養 第三節電動汽車故障維修經典實例

2023/9/8第六章其他新能源汽車 2023/8/34第一章綜述

在斷加劇的“人、車、自然”的矛盾之下，人們開始把目光從傳統的燃油汽車轉向新能源汽車。我國作為能源消費大國，發展新能源汽車產業是低碳經濟時代必然的選擇。我國是一個世界汽車生產和銷售大國，傳統汽車制造業落后于國外發達國家，但是在新能源汽車研發領域，我們有成本和市場優勢，在技術水平及產業化方面，我國與國外基本處于同一起跑線上。因此，新能源汽車的產業發展也將成為汽車行業的新導向。本章主要對新能源汽車的定義、分類和發展以及相關的政策法規進行簡單的介紹。2023/9/8第一章綜述

在斷加劇的“人、車、自然”的矛盾之下，人們開始5第一節新能源汽車的定義與分類一、新能源汽車的定義新能源又稱非常規能源，是指傳統能源之外的各種能源形式。也指剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。新能源汽車（英文名稱：Newenergyvehicles）是指采用非常規的車用燃料（即除汽油、柴油發動機之外）作為動力來源（或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。2023/9/8第一節新能源汽車的定義與分類2023/8/36二、新能源汽車的分類1.混合動力汽車混合動力是指那些采用傳統燃料的，同時配以電動機/發動機來改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同，主要又可以分為汽油混合動力和柴油混合動力兩種。2.插電式混合動力汽車（增程式、插電式）插電式混合動力汽車是可以在正常使用情況下從非車載裝置中獲取電能，以滿足車輛具有一定的純電動續駛里程的混合動力汽車，可分為增程式混合動力和混聯插電式混合動力汽車。2023/9/8二、新能源汽車的分類2023/8/373.純電動汽車電動汽車顧名思義就是由車載可充電蓄電池或其他能量儲存裝置提供電能、由電機驅動的汽車。（1）城市純電動汽車（UrbanElectricVehicle,UEV）城市純電動汽車的車速和續駛里程都較低，適合于城市短距離交通，主要車型是小型純電動汽車和城市公交車。（2）全純電動汽車（AllElectricVehicle，AEV）全純電動汽車裝有足夠容量的動力電池，車速和續駛里程基本可滿足日常較遠距離的行駛要求。2023/9/83.純電動汽車2023/8/384.燃料電池汽車燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學反應產生電流，依靠電機驅動的汽車。5.氫動力汽車氫氣不含碳，燃燒后不增加大氣中溫室氣體，而且可以通過利用太陽能、風能等可再生能源電解水得到，因此被認為是人類的終極能源。6.天然氣和甲醇汽車（1）天然氣汽車天然氣汽車是以天然氣為燃料的一種氣體燃料汽車。天然氣的甲烷含量一般在90%以上，是一種很好的汽車發動機燃料。2023/9/84.燃料電池汽車2023/8/39按照所使用天然氣燃料狀態的不同，天然氣汽車可以分為：1）壓縮天然氣（CNG）汽車。壓縮天然氣是指壓縮到20.7—24.8MPa的天然氣，儲存在車載高壓氣瓶中。2）液化天然氣（LNG）汽車。液化天然氣是指常壓下、溫度為-162度的液體天然氣，儲存于車載絕熱氣瓶中。3）液化石油氣（LPG）是一種在常溫常壓下為氣態的烴類混合物，比空氣重，有較高的辛烷值，具有混合均勻、燃燒充分、不積碳、不稀釋潤滑油等優點，能夠延長發動機使用壽命，而且一次載氣量大、行駛里程長。2023/9/8按照所使用天然氣燃料狀態的不同，天然氣汽車可以分為：202310第二節我國新能源汽車的現狀和發展前景一、新能源汽車的發展現狀進入21世紀以來，我國汽車產業高速發展，已經成為世界汽車生產和銷售大國。新能源汽車方面，通過自主研制，開發出混合動力、插電式混合動力、純電動和燃料電池汽車等各類整車產品，形成了多品種、全系列的各類整車和零部件生產及配套體系，產業集中度不斷提高，產品技術水平明顯提升，初步掌握了電動汽車整車設計、系統集成等關鍵技術，但在總體的技術水平與國外相比尚存在較大差距，特別是產品工程化能力亟待加強。我國新能源汽車也在快速發展，對于中國這個石油資源匱乏和環境壓力大的國家來說，大力發展新能源汽車有著非常重大的現實意義和戰略意義。2023/9/8第二節我國新能源汽車的現狀和發展前景2023/8/311圖1-8中國新能源汽車產業發展路線全景圖2023/9/82023/8/312二、新能源汽車的發展前景1、

混合動力汽車發展現狀2、插電式混合動力汽車發展現狀3、純電動汽車發展現狀4、燃料電池發展現狀2023/9/8二、新能源汽車的發展前景2023/8/313第三節我國新能源汽車的政策、法規和標準從2009年2月國家科技部推出“十城千輛”計劃開始，到2013年9月國務院及財政部、國家發展改革委、工業和信息化部已經發布了一系列的相關政策法規。電動車輛現有標準體系,自“九五”以來，組織制定并由標準化主管部門批準發布電動車輛相關的國家標準和行業標準49項。2023/9/8第三節我國新能源汽車的政策、法規和標準2023/8/314

第四節國內、外新能源汽車一覽一、美國新能源汽車1.凱迪拉克Escalade-混合動力汽車2.別克君越eAssist混合動力汽車二、德國新能源汽車1.奔馳S400混合動力汽車2.寶馬i8混合動力超跑車3.大眾途銳混合動力汽車4.奧迪Q5混合動力汽車2023/9/8第四節國內、外新能源汽車一覽2023/8/315三、日本新能源汽車1.雷克薩斯LS600hL混合動力汽車2.豐田凱美瑞尊瑞混合動力汽車3.本田Insight混合動力汽車4.日產聆風純電動汽車四、中國新能源汽車1.上汽榮威E50純電動汽車2.比亞迪E6純電動汽車3.長城哈弗M3EV純電動汽車4.沃爾沃C30純電動汽車五、韓國新能源汽車2013現代索納塔混合動力汽車2023/9/8三、日本新能源汽車2023/8/316第二章電動汽車基礎蒸汽機啟動了18世紀第一次產業革命以后，19世紀末到20世紀上半葉電機又引起了第二次產業革命，使人類進入了電氣化時代。20世紀下半葉的信息技術引發了第三次產業革命，是生產和消費從工業化向自動化，智能化時代轉變；推動了新一代高性能電機驅動系統與伺服系統的研究與發展。21世紀伊始，世界汽車工業又站在了革命的門檻上；電動車（包括純電動車，混合動力汽車，燃料電池電動車）概念的提出，將會是未來世界汽車工業發展的新方向。不過就當今世界科技水平來說，電動汽車的電動機、蓄電池等核心的研究更具有現實意義，應該作為新能源汽車發展新方向的第一步。2023/9/8第二章電動汽車基礎2023/8/317第一節

電動機一、電動汽車電動機相關的概念1.電動機的定義電動機（Motors）是把電能轉換成機械能的一種設備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產生旋轉磁場并作用于轉子鼠籠式閉合鋁框形成磁電動力旋轉扭矩。2.負載性質

負載性質是指負載類型及其機械特性，是連續運行的負載還是斷續運行的負載，是恒定的力矩，還是變化的力矩，是恒轉速運行還是變速運行等。3.負載容量負載容量是針對電動機功率和轉矩的大小而確定，電機功率的選擇應滿足配套機械負載必需的容量，不要過大也不可以過小。2023/9/8第一節電動機2023/8/318二、電動汽車用電動機分類電動汽車驅動電動機種類：2023/9/8二、電動汽車用電動機分類2023/8/319三、電動汽車常用的電動機電動汽車驅動電機主要包括直流電機和交流電機，目前廣泛使用的交流電機有：交流感應電機、開關磁阻電機和永磁電機（包括無刷直流電機和永磁同步電機）。1.直流電動機（DCM）1）定義：直流電動機（directcurrentmotor，DCmotor）將直流電能轉換為機械能的轉動裝置。電動機定子提供磁場，直流電源向轉子的繞組提供電流，換向器使轉子電流與磁場產生的轉矩保持方向不變。2023/9/8三、電動汽車常用的電動機2023/8/3202）特點（1）調速性能好。（2）起動力矩大。（3）高速性能不佳。3）構造直流電動機的結構分為定子與轉子兩部分。2.交流感應電動機（inductionmotor）1）交流感應電動機定義交流感應電動機又稱交流異步電動機，由定子繞組形成的旋轉磁場與轉子繞組中感應電流的磁場相互作用而產生電磁轉矩驅動轉子旋轉的交流電動機。2023/9/82）特點2023/8/3212）特點交流感應電動機具有結構簡單、堅固耐用、成本低廉、運行可靠、低轉矩脈動和低噪音特點。近年來被廣泛應用于汽車。最大缺點是驅動電路復雜，相對于永磁電機而言，感應電機（異步電機）效率和功率密度偏低。3）工作原理異步電動機定子上有三相對稱的交流繞組，三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時，將在電機氣隙空間產生旋轉磁場，轉子繞組的導體處于旋轉磁場中，轉子導體切割磁力線，并產生感應電動勢，判斷感應電動勢方向。轉子導體通過端環自成閉路，并通過感應電流。異步電動機的設計、生產特別要注意標準化、系列化、通用化。2023/9/82）特點2023/8/3223.永磁無刷電動機簡介與傳統的電勵磁電動機相比，永磁電動機特別是稀土永磁電動機具有結構簡單、運行可靠、體積小、質量小、損耗少、效率高，以及電動機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優點。4.開關磁阻電動機1）開關磁阻電動機的定義開關磁阻電動機（SwitchedReluctanceDrive：SRD）是繼變頻調速系統、無刷直流電動機調速系統之后發展起來的最新一代無級調速系統，是集現代微電子技術、數字技術、電力電子技術、紅外光電技術及現代電磁理論、設計和制作技術為一體的光、機、電一體化高新技術。2023/9/83.永磁無刷電動機簡介2023/8/3232）系統特點①結構簡單；電動機結構簡單、成本低、可用于高速運轉。②起動優點；起動轉矩大，起動電流低。③頻繁起停；適用于頻繁起停及正反向轉換運行。④性能好；可控參數多，調速性能好。⑤效率高損耗小；效率高，損耗小。缺點：轉矩脈沖大，噪音大，相對于永磁電機而言，功率密度和效率偏低。5.永磁電機

永磁電機包括反電動勢為方波的無刷直流電機和反電動勢為正反弦波的永磁同步電機。2023/9/82）系統特點2023/8/3241）無刷直流電機無刷直流電機具有高轉矩密度、高功率密度、位置檢測和控制方法簡單、效率高優點。2）永磁同步電機永磁同步電動機的運行原理與電勵磁同步電動機相同，但它以永磁體提供的磁通替代后者的勵磁繞組勵磁，使電動機結構較為簡單，降低了加工和裝配費用，且省去了容易出問題的集電環和電刷，提高了電動機運行的可靠性；永磁同步電機有如下的特點:（l）高起動力矩、高過載能力（2）運行效率高、節能效果尤為明顯2023/9/81）無刷直流電機2023/8/325四、電動汽車電動機的選用策略車用驅動電機應滿足如下要求：1.體積小，質量輕2.在整個運行范圍內的高效率。3.低速大轉矩特性及寬范圍恒功率特性4.良好的環境適應性和高可靠性。5.價格低2023/9/8四、電動汽車電動機的選用策略2023/8/326第三節

蓄電池一、電池的定義與分類1、電池的定義電池（Battery）指盛有電解質溶液和金屬電極以產生電流的杯、槽或其他容器或復合容器的部分空間。2、電池的記憶效應和消除方法如果電池屬鎳鎘電池，長期不徹底充、放電，會在電池內留下痕跡，降低電池容量，這種現象被稱為電池記憶效應。3、電池的分類電池的分類有不同的方法，其分類方法大體上可分為四大類：

1）按電解液種類分類2）按工作性質分類3）按貯存方式劃分4）按電池所用正、負極材料劃分2023/9/8第三節蓄電池2023/8/327圖2-6化學蓄電池的分類

2023/9/8圖2-6化學蓄電池的分類2023/8/328

3.電池主要性能指標①比能量②能量密度③比功率④功率密度⑤壽命⑥充放電效率⑦自放電率⑧按一定標準規律的放電2023/9/83.電池主要性能指標2023/8/329二、電動汽車常用的蓄電池1、動力電池的定義動力電池即為工具提供動力來源的電源，多指為電動汽車、電動列車、電動自行車、高爾夫球車提供動力的蓄電池。動力電池組是電動汽車的關鍵裝備，它儲存的電能、質量和體積，對電動汽車的性能起到決定性的影響。2、動力電池的分類電動汽車的動力電池可以分為二次電池、超級電容器和飛輪電池三大類。①二次電池-也稱可充電電池。主要有鉛酸蓄電池、鎳-氫電池、鋰離子電池、鎳-金屬氫化物電池。②超級電容器-又叫電化學電容器，是新型雙電層電容器，具有電容量大的特點③飛輪電池-亦稱飛輪儲能器，利用飛輪高速旋轉儲存和釋放電能的裝置。2023/9/8二、電動汽車常用的蓄電池2023/8/3303、電動汽車常用的蓄電池目前，在電動汽車上使用的蓄電池主要是鉛酸電池、鎳氫電池（MH-Ni）和鋰離子電池，如克萊斯勒ESX2采用鉛酸電池，豐田Prius和本田Insight用鎳氫電池，日產Tino用鋰離子電池。1.鉛蓄電池鉛蓄電池可分為兩類：注水式鉛蓄電池和閥控式鉛蓄電池。2.鎳氫電池鎳氫電池是90年代發展起來的一種新型電池。它的正極活性物質主要由鎳制成，負極活性物質主要由貯氫合金制成，是一種堿性蓄電池。2023/9/83、電動汽車常用的蓄電池2023/8/3313.鋰離子電池鋰離子電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場的新型高能蓄電池。鋰離子電池具有工作電壓高、比能量高、充放電壽命長、無記憶效應、無污染、快速充電、自放電率低、工作溫度范圍寬、安全可靠和能夠制造成任意形狀等優點。主要集中在大容量、長壽命和安全性三個方面。三、蓄電池能量管理技術目前，蓄電池能量管理技術是混合動力汽車的關鍵技術之一。通常，能量管理技術決定了蓄電池的使用壽命以及充放電速度等技術指標。蓄電池能量管理系統直接檢測及管理電動汽車的儲能電池運行全過程，包括蓄電池充放電過程管理、電池溫度檢測、電池電壓電流檢測、電量估計、單體電池故障診斷等幾個方面。2023/9/83.鋰離子電池2023/8/332第四節其他類型動力蓄電池一、超級電容器超級電容器從儲能機理上面分的話，超級電容器分為雙層電容器和贗電容器。是一種新型儲能裝置，它具有充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節約能源和綠色環保等特點。超級電容器用途廣泛。超級電容器（supercapacitor，ultracapacitor），又叫雙電層電容器（ElectricalDouble-LayerCapacitor）、電化學電容器（ElectrochemcialCapacitor，EC），黃金電容、法拉電容，通過極化電解質來儲能。1）充放電時間超級電容器可以快速充放電，峰值電流僅受其內阻限制，甚至短路也不是致命的。實際上決定于電容器單體大小，對于匹配負載，小單體可放10A，大單體可放1000A。2023/9/8第四節其他類型動力蓄電池2023/8/3332）優點在很小的體積下達到法拉級的電容量；無須特別的充電電路和控制放電電路；和電池相比過充、過放都不對其壽命構成負面影響；從環保的角度考慮，它是一種綠色能源；超級電容器可焊接，因而不存在像電池接觸不牢固等問題；3）缺點如果使用不當會造成電解質泄漏等現象；和鋁電解電容器相比，它內阻較大，因而不可以用于交流電路；4）超級電容器與電池的比較的優點超級電容器不同于電池，在某些應用領域，它可能優于電池。有時將兩者結合起來，將電容器的功率特性和電池的高能量存儲結合起來，不失為一種更好的途徑。5）應用前景2023/9/82）優點2023/8/334二、飛輪電池技術飛輪電池是90年代才提出的新概念電池，它突破了化學電池的局限，用物理方法實現儲能。1、飛輪電池的能量傳遞模式飛輪儲能電池系統包括三個核心部分：一個飛輪，電動機—發電機和電力電子變換裝置。2、飛輪電池的基本工作原理基本工作原理：飛輪電池中有一個電機，充電時該電機以電動機形式運轉，在外電源的驅動下，電機帶動飛輪高速旋轉，將外界輸入的電能通過電動機轉化為飛輪轉動的動能儲存起來；當外界需要電能時，又通過發電機將飛輪的動能轉化為電能，輸出到外部負載。2023/9/8二、飛輪電池技術2023/8/3353、飛輪電池的優點飛輪電池兼顧了化學電池、燃料電池和超導電池等儲能裝置的諸多優點，主要表如下幾個方面：

（1）能量密度高（2）能量轉換效率高（3）體積小、重量輕（4）工作溫度范圍寬（5）使用壽命長（6）低損耗、低維護4、飛輪電池的應用2023/9/83、飛輪電池的優點2023/8/336三、磷酸亞鐵鋰電池

磷酸亞鐵鋰（LiFeP）為近年來新開發的鋰離子電池電極材料，人們習慣稱其為磷酸鐵鋰。作為正極活性物質使用，主要用于動力鋰離子電池，憑借其良好的性能，在電動汽車上具有較好的發展前景。LiFeP電池的工作原理是：電池充電時，正極材料中的鋰離子脫出來，經過電解液，穿過隔膜進入到負極材料中；電池放電時，鋰離子又從負極中脫出來，經過電解液，穿過隔膜回到正極材料中。2023/9/8三、磷酸亞鐵鋰電池2023/8/337目前磷酸鐵鋰正極材料具有以下的優點：（1）優良的安全性（2）對環境友好（3）耐過充性能優良（4）高的可逆容量（5）工作電壓適中（6）電壓平臺特性好，非常平穩（7）與大多數電解液系統兼容性好，儲存性能好（8）無記憶效應（9）結構穩定，循環壽命長10）可以大電流充電（11）充電時體積略有減小，與碳基負極材料配合時的體積效應好。2023/9/8目前磷酸鐵鋰正極材料具有以下的優點：2023/8/338第四節逆變器與變頻器一、逆變器及其控制技術1.逆變器的概念及工作原理逆變器（inverter）是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉變成交流電（一般為220V，50Hz正弦波）。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。2.逆變器的分類1）按波弦性質主要分兩類，一類是正弦波逆變器，另一類是方波逆變器。2）按照源流性質（1）有源逆變器（2）無源逆變器2023/9/8第四節逆變器與變頻器2023/8/3393.逆變器控制技術（1）開環和單電壓環控制技術1）系統動態響應速度緩慢:2）負載適應性差:（2）電壓電流雙環反饋控制技術二、變頻器及其控制方式1.變頻器的概念及工作原理變頻器（Variable-frequencyDrive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。2023/9/83.逆變器控制技術2023/8/3402.變頻器的分類目前主要分為交—直—交變頻器和交—交變頻器兩大類。（1）交一直一交變頻器1）可控整流器調壓、逆變器調頻方式。2)不控整流器整流、斬波器調壓、逆變器調頻方式。3)不控整流器整流、脈寬調制型(WPM)逆變器同時實現調壓調頻方式。（2）交一交變頻器交一交變頻器可直接將電網頻率交流變成頻率可調交流,無需中間直流環節,從而可提高整個變頻裝置的變換效率。3.變頻器控制方式(1)正弦脈寬調制（SPWM）控制方式(2)電壓空間矢量（SVPWM）控制方式(3)矢量控制（VC）方式(4)直接轉矩控制（DTC）方式2023/9/82.變頻器的分類2023/8/341第五節

空調與轉向系統一、電動汽車空調系統汽車空調的功能就是把車廂內的溫度、濕度、空氣清潔度及空氣流動性保持在使人感覺舒適的狀態。（一）電動汽車空調系統研究現狀（二）電動汽車空調系統分類和工作原理根據電動汽車特有性質，目前電動汽車空調可采用熱電（偶）空調系統和電動熱泵型空調系統。1、熱電（偶）電動汽車空調系統該項技術具有很多適合電動汽車使用的特點，并且與傳統機械壓縮式空調系統相比，熱電空氣調節具有以下特點:2023/9/8第五節空調與轉向系統2023/8/342（1）熱電元件工作需要直流電源；（2）改變電流方向即可產生制冷、制熱的逆效果；（3）熱電制冷片熱慣性非常小，制冷時間很短，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達到最大溫差；（4）調節組件工作電流的大小即可調節制冷速度和溫度，溫度控制精度可達0.001℃，并且容易實現能量的連續調節；（5）在正確設計和應用條件下，其制冷效率可達90%以上，而制熱效率遠大于1；（6）體積小、重量輕、結構緊湊，有利于減小電動汽車的整備質量;可靠性高、壽命長并且維護方便，沒有轉動部件，因此無振動、無摩擦、無噪聲且耐沖擊。2023/9/8（1）熱電元件工作需要直流電源；2023/8/3432、熱泵型電動汽車空調系統該熱泵型空調系統是在原有燃油汽車上進行改進的，壓縮機是由永磁直流無刷電機直接驅動，該系統與普通的熱泵空調系統并無本質區別，由于在電動車上使用，壓縮機等主要部件有其特殊性。二、電動汽車轉向系統1.PRIUS汽車的電動助力轉向系統（1）轉向器（2）助力電動機總成（3）轉矩傳感器2023/9/82、熱泵型電動汽車空調系統2023/8/344（二）電動汽車電動助力轉向優點(1)更加節省能源和環保。(2)助力效果相對更好。(3)質量大大減輕(4)安全性能更好。(5)提高了轉向系統的回正性能。2023/9/8（二）電動汽車電動助力轉向優點2023/8/345第三章

純電動汽車

第一節純電動汽車的結構及其行駛性能一、純電動汽車的基本結構純電動汽車的定義：純電動汽車（BladeElectricVehicles，簡稱BEV）是指以車載電源（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池）為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。純電動汽車結構可分為三個子系統，即電力驅動子系統、主能源子系統和輔助控制子系統。（如右圖所示）2023/9/8第三章純電動汽車

第一節純電動汽車的結構及其行駛性能20246二、純電動汽車的電驅動的典型結構形式根據目前普遍接受的按照動力驅動

系統的不同進行分類的典型結構形式，大體分為六種。（如右圖所示）

（C-離合器D-差速器G-變速器M-電動機FG-定速比減速器GB-變速器）

電驅動的典型結構形式2023/9/82023/8/347三、純電動汽車的動力性能1）純電動汽車的驅動力電動汽車的電動機輸出轉矩M，使驅動輪與地面間產生相互作用，從而地面給車輪產生一個反向的作用力Ft，Ft汽車前進方向一致，因而Ft即為驅動力。所以有式中Ft—驅動力（N）；M—電動機輸出轉矩（Nm）；ig—減速器或者變速器傳動比；i0—主減速器傳動比；η—電動汽車機械傳動效率；r—驅動輪半徑（m）。2023/9/8三、純電動汽車的動力性能2023/8/348

2023/9/8

2023/8/349四、純電動汽車的幾個重要指標1.比功率比功率（Kw/Kg）是衡量汽車動力性能的一個綜合指標，具體是指汽車發動機最大功率與汽車總質量之比。一般來講，對同類型汽車而言，比功率越大，汽車的動力性越好。2.比能量比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時；kg是千克（重量單位），L是升（體積單位）。電池類型鋰/亞硫酰氯電池鋅空氣電池鈉硫蓄電池鎳氫蓄電池鎳鎘蓄電池比能量200Wh/kg以上200Wh/kg109Wh/kg75~80Wh/kg55Wh/kg簡要介紹幾種常見電池的比能量：2023/9/8四、純電動汽車的幾個重要指標電池類型鋰/亞硫酰氯電池鋅空氣電50五、純電動汽車關鍵技術發展電動汽車必須解決好4個方面的關鍵技術：電池技術、電機驅動及其控制技術、電動汽車整車技術以及能量管理技術。2023/9/8五、純電動汽車關鍵技術2023/8/351六、純電動汽車的優勢及存在的問題1.純電動汽車的優勢電動汽車較少的部件意味著維修成本。現今，電機的效率在80%-95%之間，而內燃機效率只有5%-25%，電動車提供了更高的效率。并且眾所周知電動汽車的能源費用也是非常的小。因而總體費用減少了。2.純電動汽車的不足電動汽車最大的不足是續駛里程短，充電時間長達數小時。目前的電動汽車續駛里程在150km左右，雖然這對于90%的上班族己足夠，但傳統內燃機汽車行駛里程一般在300-400km左右，此外，由于電機電池技術的限制，目前，電動車的價格昂貴，因而它還不能完全取代內燃機汽車。2023/9/8六、純電動汽車的優勢及存在的問題2023/8/352第二節純電動汽車的基礎設施建設一、國內基礎設施建設基礎1.概述（1）交流充電樁，交流充電樁是一種安裝在電動車外，與交流電網連接，通過車載充電機給電動汽車電池提供交流電源的充電裝置。主要技術要求1）環境條件要求

工作環境溫度：-20℃～+50℃；相對濕度：5%～95%；海拔高度：≤1000m；抗震能力：地面水平加速度0.3g；地面垂直加速度0.15g；2023/9/8第二節純電動汽車的基礎設施建設2023/8/3532）結構要求交流充電樁殼體應堅固；結構上須防止手輕易觸及露電部分；交流充電樁應選用厚度1.0cm以上鋼組合結構，表面采用浸塑處理，并充分考慮

散熱的要求。充電樁應有良好的防電磁干擾的屏蔽功能；充電樁應有足夠的支撐強度，應提供必要設施。2023/9/82）結構要求2023/8/3543）電源要求輸入電壓：單相220V；輸出功率：單相220V/5KW；頻率：50Hz±2Hz；允許電壓波動范圍為：單相220V±15%；4）電氣要求插頭與插座正確連接確認成功后，帶負載可分合電路方可閉合，實現對插座的供電；漏電保護裝置應安裝在供電電纜進線側；低壓配電設備及線路的保護應滿足《低壓配電設計規范》（GB/50053）中的相關規定；2023/9/83）電源要求2023/8/355（2）直流充電站1）充電站配電系統配電系統為充電站的運行提供電源，它不僅提供充電所需電能，而且還要滿足照明、控制設備的需要，包括變配電所有設備、配電監控系統等。2）充電站充電系統充電系統是整個充電站的核心部分，根據電能補給方式的不同，氛圍地面單相充電和整車充電兩種充電系統，通常情況下，充電站采用單箱充電方式為更換下來的電池進行充電。單箱充電方式有利于提高電池組的均衡性，延長電池使用壽命。2023/9/8（2）直流充電站2023/8/3563）充電站電池調度系統電池調度系統對所有的電池實時進行數量、質量和狀態的額監控和管理，具備電池存儲、電池更換、電池重新配組、電池組均衡、電池組實際容量測試、電池故障的應急處理等功能。電池更換是電池調度系統的核心。

4）充電站監控系統

充電監控系統是電動汽車充電站高效安全運行的保證，它實現對整個充電站的監控、調度和管理。該系統包括充電機監控、嚴肅報警監視、配電監控和視頻監控等。2.基礎設施情況充電站采用第一次現場拼裝，之后像集裝箱一樣可以根據需要進行整體移動。偏遠公路和用電無保障地域可采用太陽能和風能等形式。2023/9/83）充電站電池調度系統2023/8/357國內充電站的典型情況2008年建成的北京奧運電動公交車充電站采用電池更換方式，具有國際先進水平，是目前已建成的國際規模最大的充電站。2009年，在北京市北四環健翔橋建成了北京純電動乘用車示范充電站。2010年初建成的上海世博會充電站用于滿足120輛純電動公交車的電能補充需求。2023/9/8國內充電站的典型情況2023/8/358二、運營模式從目前電動汽車充電方式及服務綜合體系情況來看，主要有以下三種運營模式。1）電池組租賃模式即把汽車和電池區分開來，用戶不擁有電池，只需購買不含電池組的電動汽車本體，采用租賃方式到電動汽車能源供應企業租賃電池組2）現場直接充電模式現在國際上主要有慢充、快充及速充三種技術模式的充電站2023/9/8二、運營模式2023/8/3593）充換結合模式其主要是在電動汽車上配備一塊基本型的電池，其充電采用慢充或快充模式，而其底盤上設置一空間可以安裝另一塊租賃電池，其采用速換模式，可以滿足電動汽車長途出行的需求。2023/9/83）充換結合模式2023/8/360第四節純電動汽車車型實例1.瑞麒M1-EV純電動汽車瑞麒M1-EV純電動汽車搭載了336V功率的電驅動系統，

并配備了60Ah的高性能鋰電池。此外瑞麒M1-EV還可

利用220V的民用電源進行充電，充電時間一般在6-8

小時；2.奇瑞的S18D增程電動汽車作為專為都市精英量身打造的“城市酷尚SUV”S18D配備

了自動開啟的增程器，其特點是以純電動驅動為主，配

備了8kW的增程器，可以解決在極端情況下的電動汽車

續航里程問題，達到300km的長續航里程。增程器將自

動啟動并為其繼續提供電能或直接驅動電機，以實現高

達數百km的續航能力。2023/9/8第四節純電動汽車車型實例2023/8/3613.高爾夫blue-e-motion高爾夫Blue-e-Motion基于全球最暢銷的緊湊車型之一

的高爾夫所打造，是大眾汽車新能源汽車技術的重要

成果。高爾夫電動車的動力來源于其先進的電池系統，

該系統是由以180個鋰離子電池單元組成的30個電池模

塊所構成，容量為26.5千瓦時。此外，駕駛者通過自動變速器的排檔或方向盤上的換

檔撥片，分4級（D-D3）來調節制動能量回收系統的

強度。4.英菲尼迪LE概念車菲尼迪LE概念車基于日產聆風打造，是一款三廂造型緊湊級車型，車頭造型來源于G37車型，由于是一臺

純電動車型，其前進氣格柵采用全封閉設計，英菲尼

迪的前車標后面，則是它的充電插口。動力系統是該

車最大的亮點，搭載了一臺由24kW鋰電池供電的電機

，最大功率達100kW，扭矩最大達到325牛米。2023/9/83.高爾夫blue-e-motion2023/8/3625.福特TransitConnect電動汽車TransitConnect電動車是福特推出的首款電動車，已于2010年年末開始向北美市場交車，不過這并不是常見的轎車，而是一款商用載貨車型，最高時速可達120km/h，續駛里程為130km，擁有3.8m3的載貨空間和500kg的載重能力。6.特斯拉電動汽車特斯拉ModelS是特斯拉真正意義上的第一款完全自主研發的車型，也是目前特斯拉在售的唯一車型，而且市場表現還不錯，之后還有望增加四驅版本車型。在外觀設計上，ModelS采用了一種很討巧的方式，它堅持自己的獨特路線，擁有非主流的四門轎跑造型，并且在諸如隱形門把手等細節設計上凸顯了它的科技感。2023/9/85.福特TransitConnect電動汽車2023/8/363從組成來看，ModelS主要是由電池組、底盤懸架系統和車體三大部件組成。ModelS的電池組提供60KWh、85KWh和85KWhPerformance三個容量版本，最大輸出功率分別為225kW、270kW和310kW，因此在性能上ModelS的實力不容小視。2023/9/8從組成來看，ModelS主要是由電池組、底盤懸架系統和車體64第四章混合動力汽車第一節混合動力汽車的結構一、混合動力汽車的定義混合動力汽車（HybridElectricalVehicle，簡稱HEV）是指同時裝備兩種動力來源——熱動力源（由傳統的汽油機或者柴油機產生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。二、混合動力汽車的主要動力總成元件1．發動機混合動力汽車可以廣泛地采用四沖程內燃機（包括汽油機和柴油機）、二沖程內燃機（包括汽油機和柴油機）、轉子發動機、燃氣輪機和斯特林發動機等。2023/9/8第四章混合動力汽車第一節混合動力汽車的結構2023/8/3652．驅動電機混合動力汽車的電機可以選擇直流電機、交流異步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機等。3．電池混合動力汽車常用的動力電池包括飛輪電池、超級電容、電化學電池、燃料電池、儲能器和鋅空氣電池等。4.動力分配裝置在并聯和混聯系統中，機械的動力分配裝置是耦合發動機和電動機功率的關鍵部件。2023/9/82．驅動電機2023/8/366三、混合動力汽車的智能控制系統發動機和混合動力系統都分別有各自的ECU和控制軟件，將它們集成在混合動力車輛中后，利用CAN總線將它們連接起來，實現信息共享和統一指揮。實現了當混合動力系統工作時，發動機按混合動力系統的指令工作。當混合動力系統關閉或有故障時，發動機按油門踏板指令工作。混合動力汽車的控制系統有以下的功能：1）使混合動力汽車的動力性能能夠達到或接近現在內燃機汽車的水平。2）最大限度的發揮電動機驅動的輔助作用，使混合動力汽車的燃油消耗量盡量降低，實現發動機的節能化。2023/9/8三、混合動力汽車的智能控制系統2023/8/3673）實現多能源控制，混合動力汽車關鍵的控制技術，是對內燃機驅動系統和對電動機驅動系統實現雙重控制。發動機與電動機系統的動力系統應進行最有效的組合和實現最佳的匹配。4）在環保方面，達到“超低污染”的環保標準。5）操作裝置和操縱方法上繼承或沿用內燃機汽車主要操作裝置和操縱方法。2023/9/83）實現多能源控制，混合動力汽車關鍵的控制技術，是對內燃機驅68四、混合動力汽車的發動機在混合動力電動汽車上，熱力發動機又被稱為混合動力單元。在并聯混合動力電動汽車上，混合動力單元通過傳動軸驅動車輪，同時電動機也承擔一部分功能，因而使得混合動力單元能夠采用尺寸更小、效率更高的熱力發動機；在串聯混合動力電動汽車上，混合動力單元驅動一臺發電機產生電能，由于汽車的行駛與發動機沒有直接的聯系，因此混合動力單元也能夠采用小型高效的發動機，且其運行工況可以固定于較小的高功率區。1.阿特金森循環發動機的定義阿特金森循環是一種1882年由JamesAtkinson發明的內燃機形式。阿特金森循環發動機提高了效率，現階段用在某些混合動力車輛上。2023/9/8四、混合動力汽車的發動機2023/8/3692.阿特金森循環發動機的工作原理阿特金森循環發動機其實并不需要在普通發動機上做太大修改，只是改變氣門開閉的時機。普通汽車發動機是基于所謂奧托循環的，它包括吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程。在奧托循環發動機里，在吸氣行程中油氣混合物被吸入汽缸，當活塞到達下死點后，進氣門關閉，油氣混合物被封閉在汽缸中；在壓縮和做功行程中分別被壓縮和點燃。這樣，膨脹比就幾乎等于發動機的壓縮比，很難提高。與此相對照地，在阿特金森循環中，在活塞到達下死點后上升時，吸氣氣門仍然開放，這樣有一部分混合氣體被推回到進氣歧管，進而提高了爆炸的膨脹比，利于提高燃油效率。2023/9/82.阿特金森循環發動機的工作原理2023/8/3703.阿特金森循環發動機的缺點（1）獨特的進氣方式讓低速扭矩很差（2）長活塞行程不利于高轉速運轉4.阿特金森循環發動機的應用2023/9/83.阿特金森循環發動機的缺點2023/8/371第二節混合動力汽車分類和工作原理一、按結構布置形式分類根據混合動力驅動模式、結構布置形式及動力傳輸路線分類，混合動力系統主要分為以下三類：1）串聯式混合動力電動汽車（SeriesHybridElectricVehicle，SHEV）；2）并聯式混合動力電動汽車（ParallelHybridElectricVehicle，PHEV）；3）混聯式混合動力電動汽車（ParallelSeriesHybridElectricVehicle，PSHEV）。1．串聯式串聯式混合動力汽車（SHWV）以電動機作為驅動裝置，發動機作為輔助動力裝置，以提高行駛里程。2023/9/8第二節混合動力汽車分類和工作原理2023/8/3722023/9/82023/8/373①在市區行駛時，如果電池完全充滿，則選用純電池驅動方式。傳動系統能量流如圖4-9所示。2023/9/8①在市區行駛時，如果電池完全充滿，則選用純電池驅動方式。傳動74②當電池電量較低時，發動機被啟動，并將其設置在最大功率工作點上，發動機輸出的功率與汽車所需功率的差值將通過發電機為電池充電。如圖4-10所示。

2023/9/8②當電池電量較低時，發動機被啟動，并將其設置在最大功率工作點75③當汽車發動機提供的最大功率低于汽車所需的功率時，電池將提供這部分差額功率。如圖4-11所示。2023/9/8③當汽車發動機提供的最大功率低于汽車所需的功率時，電池將提供76④在剎車或減速時，電動機起到發電機的作用，使部分動能轉化為電能存儲在電池里。如圖4-12.2023/9/8④在剎車或減速時，電動機起到發電機的作用，使部分動能轉化為電772.并聯式混合動力汽車（PHEV）PHEV采用發動機和電動機兩套驅動系統。可采用發動機單獨驅動、電動機單獨驅動或發動機和電動機聯合驅動3種工作模式。與串聯相比，PHEV的優點是并聯僅用到電動機和發動機，并且發動機和電動機的最大功率較小。2023/9/82.并聯式混合動力汽車（PHEV）2023/8/378①在起步、坡道或加速階段，發動機運轉，發動機只為耦合器提供總功率的一部分，離合器閉合將扭矩輸入變速箱，同時動力電池組釋放電能，經逆變器將直流電轉換為交流電，給動力電機供電，動力電機也將扭矩輸入變速箱驅動電機轉動，發動機和電機共同將動力輸入變速箱、后橋從而驅動車輛加速行駛。實現“功率輔助”是目的，傳動傳統能量流如圖4-17所示。2023/9/8①在起步、坡道或加速階段，發動機運轉，發動機只為耦合器提供總79②當車輛制動、減速、停車時，驅動橋傳來的慣性扭矩，經變速箱帶動電機運轉，電機轉換為發電機工作狀態，起到發動機的作用。所發出的交流電經逆變器轉換為直流電，對電池組進行充電。如圖4-18所示。2023/9/8②當車輛制動、減速、停車時，驅動橋傳來的慣性扭矩，經變速箱80③當電池電量較低時，發動機被啟動，并將其設置在最大功率工作點上，發動機輸出的功率與汽車所需功率的差值將通過發電機為電池充電，如圖4-19所示2023/9/8③當電池電量較低時，發動機被啟動，并將其設置在最大功率工作點81④在市區行駛時，如果電池完全充滿，則選用純電池驅動方式，離合器分離，動力電池組釋放電能，經逆變器將直流電轉換為交流電，給動力電機供電，動力電機將扭矩輸入變速箱、后橋，從而驅動車輛行駛。傳動系統能量流如圖4-20所示。2023/9/8④在市區行駛時，如果電池完全充滿，則選用純電池驅動方式，離合82⑤在高速巡航時，由發動機驅動，此時相當于傳統燃油汽車運行。當車輛采用發動機單獨驅動模式運行時，發動機運轉，離合器閉合，將扭矩輸入電機、變速箱、后橋，從而驅動車輛行駛。如圖4-21所示。2023/9/8⑤在高速巡航時，由發動機驅動，此時相當于傳統燃油汽車運行。當833.混聯式混合動力汽車的特點。

混聯混合動力汽車HEV在結構上綜合了SHEV和PHEV的特點。它主要偏向于并聯結構，但又包含一些串聯結構的特點。與SHEV相比，它增加了機械動力傳輸路線;與PHEV相比，它增加了電能的傳輸路線。2023/9/83.混聯式混合動力汽車的特點。2023/8/384①在高速巡航時，由發動機單獨驅動。此時相當于傳統燃油汽車運行。傳動系統能量流如圖4-24所示。2023/9/8①在高速巡航時，由發動機單獨驅動。此時相當于傳統燃油汽車運行85②在市區行駛時，如果電池完全充滿，則選用純電池驅動方式。傳動系統能量流如圖4-25所示。2023/9/8②在市區行駛時，如果電池完全充滿，則選用純電池驅動方式。傳動86③在剎車或減速時，電動機起到發動機的作用，將部分動能轉化為電能存儲到電池里，如圖4-26所示。2023/9/8③在剎車或減速時，電動機起到發動機的作用，將部分動能轉化為電87④在起步或加速階段，發動機只為耦合器提供總功率的一部分，剩下的功率要由電機來提供，實現“功率輔助”是目的，傳動傳統能量流如圖4-27所示。2023/9/8④在起步或加速階段，發動機只為耦合器提供總功率的一部分，剩下88⑤當電池電量較低時，發動機被啟動，并將其設置在最大功率工作點上，發動機輸出的功率與汽車所需功率的差值將通過發電機為電池充電，如圖4-28所示2023/9/8⑤當電池電量較低時，發動機被啟動，并將其設置在最大功率工作點89二、按照對電能的依賴程度分類按照對電能的依賴程度分類，混合動力汽車還可分為弱混合、中混合、強混合以及外插電式混合（PlugInHybirid）幾種1）弱混混合動力系統2）輕混合動力系統3）中混合動力系統4）完全混合動力系統5）外插電式混合動力系統6）不可外接充電型三、其它劃分型式1.按照行駛模式的選擇方式劃分2.按照車輛用途劃分3.按照與發動機混合的可再充電能量儲存系統不同可以劃分為。2023/9/8二、按照對電能的依賴程度分類2023/8/390第五章燃料電池電動汽車

第一節燃料電池電動汽車的類型與基本結構一、燃料電池類型及其性能分析燃料電池可分為堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC）等。1．質子交換膜燃料電池質子交換膜燃料電池單體主要由膜電極（陽極、陰極）、

質子交換膜和集流板組成。2．堿性燃料電池堿性燃料電池的電解質為堿性的氫氧化鉀（KOH），故稱為堿性燃料電池。堿性燃料電池一般以石墨、鎳和不銹鋼作為堿性燃料電池的結構材料。堿性燃料電池按燃料性質不同，化學反應溫度為80～260℃。2023/9/8第五章燃料電池電動汽車

第一節燃料電池電動汽車的類型與基本結913．磷酸燃料電池磷酸燃料電池是以磷酸為電解質，故稱為磷酸燃料電池。磷酸燃料電池以磷酸（100%）為電解質。是由燃料電極、

隔板、隔膜、空氣電極氧電極和冷卻板組成。4．熔融碳酸鹽燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）通常采用含鋰和鉀的碳酸鹽為電解質，陰極為鎳的氧化物，陽極為鎳合金，正常工作溫度為650oC。在這樣高的溫度下，電池陰陽極電化學反應都很快，不需要使用貴金屬作催化劑，通常以氧化鎳為主。2023/9/83．磷酸燃料電池4．熔融碳酸鹽燃料電池2023/8/3925．固體氧化物燃料電池固體氧化物燃料電池的電解質是固體氧化物，催化劑和電池的結構材料，也都是固體氧化物。故稱為固體氧化物燃料電池。燃料電池的結構材料，用Al2O3、Ca0.1Zr0.9O2固體氧化物作為結構材料支撐管。固體氧化物燃料電池在燃燒反應過程中的溫度可達800～1000℃。可以直接使用甲醇和烴類燃料。2023/9/85．固體氧化物燃料電池2023/8/393二、燃料電池電動汽車的類型與其結構燃料電池汽車定義：燃料電池電動汽車（FCEV）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電化學反應產生的電能，并作為主要動力源驅動的汽車。1．燃料電池單獨驅動FCEV優點：（1）結構簡單，便于實現系統控制和整體布置；（2）系統部件少，有利于整車的輕量化；（3）較少的部件使得整體的能量傳遞效率高。缺點：（1）燃料電池功率大、成本高；（2）對燃料電池系統的動態性能和可靠性提出了很高的要求；（3）不能進行制動能量回收。2023/9/8二、燃料電池電動汽車的類型與其結構2023/8/3942．燃料電池與輔助蓄電池聯合驅動FCEV優點：（1）由于增加了比功率價格相對低廉得多的蓄電池組，系統對燃料電池的功率要求較純燃料電池結構形式有很大的降低，從而大大地降低了整車成本；（2）燃料電池可以在比較好的設定的工作條件下工作，工作時燃料電池的效率較高；（3）制動能量回饋的采用可以回收汽車制動時的部分動能，該措施可能會增加整車的能量效率。缺點：（1）蓄電池的使用使得整車的質量增加，動力性和經濟型受到影響，這一點在能量復合型混合動力汽車上表現更為明顯；（2）蓄電池充放電過程會有能量損耗；（3）系統變得復雜，系統控制和整體布置難度增加。2023/9/82．燃料電池與輔助蓄電池聯合驅動FCEV2023/8/3953．燃料電池與超級電容聯合驅動FCEV這種結構形式與燃料電池+蓄電池結構相似，只是把蓄電池換成超級電容。相對于蓄電池，超級電容充放電效率高，能量損失小，比蓄電池功率密度大，在回收制動能量方面比蓄電池有優勢，循環壽命長，但是超級電容的能量密度較小。4．燃料電池與輔助蓄電池和超級電容聯合驅動的FCEV這種結構的優點相比燃料電池+蓄電池的結構形式的優點更加明顯，尤其是在部件效率，動態特性，制動能量回饋等方面。而其缺點也一樣更加明顯：（1）增加了超級電容，系統質量將可能增加；（2）系統更加復雜化，系統控制和整體布置的難度也隨之增大。2023/9/83．燃料電池與超級電容聯合驅動FCEV2023/8/396三、燃料電池電動汽車的關鍵技術1．燃料電池系統燃料電池是燃料電池汽車發展的最關鍵技術之一。燃料電池技術發展趨勢可用耐久性、低溫啟動溫度、凈輸出比功率以及制造成本四個要素來評判。2．車載儲氫系統儲氫技術是氫能利用走向規模化應用的關鍵。目前，常見的車載儲氫系統有高壓儲氫、低溫儲存液氫和金屬氫化物儲氫三種基本方案。3．車載蓄電系統車載蓄電系統包括鉛酸電池、鎳氫蓄電池、鋰離子電池等蓄電池及電化學超級電容器。4．電機及其控制技術驅動電機是燃料電池電動汽車的心臟，它正向著大功率、高轉速、高效率和小型化方向發展。5．整車布置燃料電池汽車在整車布置上存在以下關鍵問題：燃料電池發動機及電機的相關布置動力電池組的車身布置、氫氣瓶的安全布置高壓電安全系統的車身布置問題。6．能源動力系統的能量管理策略能量管理策略對燃料經濟性影響很大，且受到動力系統參數和行駛工況的雙重影響。完成能量管理策略的工況適應性開發后，其核心問題轉變為功率分配優化，2023/9/8三、燃料電池電動汽車的關鍵技術2023/8/397四、燃料電池汽車的優勢及其問題1.燃料電池汽車的獨特優勢1）清潔無污染2）燃料補充方便，快捷，續航力遠超普通純電動汽車。3）效能高。4）動力性能優異。2.燃料電池汽車的存在的問題（1）性能與成本問題（2）燃料供應與基礎設施問題2023/9/8四、燃料電池汽車的優勢及其問題2023/8/398第二節

燃料電池汽車的發展歷史及現狀一、燃料電池的發展歷史燃料電池在大規模產業化之前，已經有很長的發展歷史。1839年格羅夫（WillianGrove）發明了第一個燃料電池，是把封有鉑電極的玻璃管浸在稀硫酸中，先由電解產生氫和氧，接著連接外部負載，這樣氫和氧就發生電池反應，產生電流。20世紀30年代末，F.T.Bacon（培根）的AFC研究工作方為燃料電池創立了聲名，并在60年代早期第一個應用于太空計劃，其改進后被作為阿波羅登月計劃的宇宙飛船用電池。Bacon電池使燃料電池由實驗走向實用，具有里程碑意義。2023/9/8第二節燃料電池汽車的發展歷史及現狀2023/8/399二、燃料電池電動汽車的國外發展現狀國外的燃料電池技術發展比較早，20世紀六七十年代美國首先將燃料電池應用于航空航天領域，此后燃料電池逐漸向民用領域發展。美國能源部組織的國家燃料電池汽車研究計劃；以巴拉德動力系統公司的技術為依托，由戴姆勒克萊斯勒公司、福特汽車公司等跨國公司投資合作的燃料電池汽車項目。在1998年1月北美底特律國際汽車展上福特展出了P2000燃料電池概念車，使用了DBB公司生產的燃料電池堆，時速可達144.8km/h。2023/9/8二、燃料電池電動汽車的國外發展現狀2023/8/31001994年戴姆勒奔馳公司與Ballard合作推出了第一輛FCEV車型為NECAR1和NECAR1，采用MB190廂式車體，裝載Ballard生產的50kW質子交換膜燃料電池，一次填充燃料續駛里程為130km，最高車速90km/h。1968年通用推出的Electrovan是世界上第一輛FCEV。2002年推出了全新的概念車型HY-WIRE，該車采用線控駕駛技術，它的燃料電池、電機和控制器全部集成在11英寸厚的板狀底盤中豐田研究FCEV始于1992年，1996推出了第一款FCEV車型RAV4FCEV，該車采用金屬氫化物儲氫技術，一次填充燃料續駛里程250km，最高車速100km/h。三、燃料電池電動汽車的國內研究現狀我國政府也非常重視燃料電池發電技術的研究，科技部1997年將燃料電池列為“九五”重大科技攻關項目，“十五”國家重大科技專項之一的”電動汽車專項”將燃料電池汽車列為重要內容，國家投入近9億元。“十一五”期間，國家繼續支持“節能與新能源汽車”的研究，主要包括電動車重大專題和能源領域中的高溫燃料電池。2023/9/81994年戴姆勒奔馳公司與Ballard合作推出了第一輛FC101小閱讀：燃料電池電動汽車典型車型1.我國研發的燃料電池汽車2002年5月，上海燃料電池汽車動力系統公司與同濟大學新能源汽車工程中心試制成功“春暉1號”燃料電池電動汽車。2004年，武漢理工大學與東風公司合作研制成功25kW燃料電池電動轎車——“楚天一號”，2004年6月，由上汽集團、同濟大學聯合開發的我國第二代燃料電池轎車——“超越2號”，隨后又開發了“超越3號”和“超越4號”燃料電池汽車。2.本田FCXlarity燃料電池汽車本田FCXlarity燃料電池汽車本田獨創的垂直系統單元結構（VFlow）燃料電池堆技術為核心，實現了燃料電池車所特有的獨特外觀設計和劃時代的駕乘感覺。，與上一代FCX搭載的HondaFC燃料電池箱相比，功率由86kW提高至100kW，最大扭矩達到256N?ｍ2023/9/8小閱讀：燃料電池電動汽車典型車型2023/8/31023.豐田新型燃料電池混合動力車”FCHV-adv”豐田新型燃料電池混合動力車”FCHV-adv”的動力系統由燃料電池和鎳氫蓄電池組成。除了提高燃料電池車性能外，還降低了系統輔助裝置的能耗，并且改進了再生制動系統，使燃料效率比原FCHV提高25%。4.梅賽德斯-奔馳Citaro燃料電池公共汽車梅賽德斯-奔馳Citaro公共燃料電池汽車外形尺寸為11.95×2.55×3.7m，可乘坐70人。該車采用PEM氫燃料電池，以氫氣為核心燃料，并應用600V電動機加以驅動，其輸出范圍可達到200千瓦（269馬力）。最高車速可達80km/h，耗氫量為17~23kg/100km，一箱燃料可以行駛200~250km2023/9/83.豐田新型燃料電池混合動力車”FCHV-adv”2023/1035.現代途勝燃料電池汽車現代途勝燃料電池汽車搭載了最大功率27hp的電動馬達，以及16萬立方厘米的壓縮氫氣儲存量。同時據現代的說法，這臺氫氣燃料車的行駛距離高達600多km。6.雪佛蘭Equinox燃料電池汽車雪佛蘭Equinox燃料電池汽車使用了通用第四代氫燃料電池系統，該燃料電池組由440塊串聯電池組成，電力輸出可達93kW，在車載73kW同步電動機的共同驅動下，0~100km/h的加速只要12s，最高時速可達160km/h。2023/9/85.現代途勝燃料電池汽車2023/8/3104第六章其他新能源汽車第一節燃氣汽車一、燃氣汽車的分類1.單燃氣汽車單一燃料燃氣汽車主要包括天然氣（NG）汽車和液化石油氣（LPG）汽車。根據天然氣的保存方法，天然氣汽車大體可分為兩種類型：液化天然氣汽車（LNG）、壓縮天然氣汽車(CNG)。2.雙燃料燃氣汽車

雙燃料燃氣汽車可以根據工況的不同，分開獨立使用兩種燃料其中的一種。由于汽油、柴油的特性有很大不同，人們只限于把汽油機改裝或開發成兩用燃料機。故雙燃料燃氣汽車一般分成：“CNG—汽油”汽車和“LPG—汽油”汽車。二、燃氣汽車的獨特的優勢及問題1．燃氣汽車的主要優點（1）燃氣汽車是清潔燃料汽車。天然氣汽車的排放污染大大低于以汽油為燃料的汽車（2）天然氣汽車有顯著的經濟效益。可降低汽車營運成本。可節省維修費用。2023/9/8第六章其他新能源汽車第一節燃氣汽車2023/8/3105（3）比汽油汽車更安全與汽油相比，壓縮天然氣本身就是比較安全的燃料。這表現在：燃點高。密度低。辛烷值高。2．燃氣汽車目前存在的問題（1）標準規范欠缺。主要反映在燃氣汽車及其相關設施，如目前車用液化石油氣加氣站和車用壓縮天然氣加氣站的設計規范、車用氣體燃料（LPG、CNG）等國家標準尚未完成；加氣站建設和燃料質量的保證上還存在較多的問題，影響了燃氣汽車的正常運行和發展。（2）關鍵零部件的技術水平還有差距，環保效果不夠顯著。清潔汽車是以排放水平為標準來衡量的，它與所用燃料有關，更重要的是依賴所采用的技術水平。而我國采用的各類汽車尾氣凈化技術亟待進行篩選、優化和集成，并實現產業化。（3）燃氣汽車加氣站等基礎設施建設滯后，關鍵設備與產業化有待突破。燃氣汽車加氣站投資規模較大，主要原因之一是進口關鍵設備如高性能天然氣壓縮機、脫硫及深度脫水裝置等，價格昂貴，而國產設備的性能和可靠性，有待進一步提高。2023/9/8（3）比汽油汽車更安全2023/8/3106三、燃氣汽車車型實例1.雪鐵龍愛麗舍手動雙燃料汽車愛麗舍新一代CNG全新適配了專用雙燃料發動機，提高了壓縮比，不僅確保在使用汽油時可獲得78kw的最大功率和142Nm的最大扭矩，在使用天然氣時其最大功率和最大扭矩仍然能達到70kw和125Nm，功率損耗僅為10%。2.長安悅翔-CNG雙燃料汽車90km等速燃氣消耗量6.1立方，對一般家庭來說，65升氣瓶一次加滿后能跑200km，大大降低了消費者的用車成本，因而在重慶、四川、甘肅等天然氣資源豐富、充氣站點多的地區大受歡迎。長安推出的1.6L手動舒適型，完全符合消費者經濟適用的需求。2023/9/8三、燃氣汽車車型實例2023/8/31073.現代伊蘭特雙燃料汽車伊蘭特CNG雙燃料車，是國內第一家燃氣供給系統采用原廠流水線一體化設計制造非線外改裝的CNG雙燃料車，此外伊蘭特CNG雙燃料車型還采用全套進口壓縮天然氣供氣裝置，選用帶截止閥的65L大容量的鋼質內膽環向纏繞氣瓶，使用更為安全可靠。4.捷達CNG雙燃料汽車捷達CNG雙燃料車除秉承了捷達一貫的皮實耐用、性能穩定、維修成本低的特點，同時因為使用價格低廉的天然氣做動力，大大降低了車輛的使用成本。捷達雙燃料轎車采用DreamXXI型燃氣順序噴射系統，消除產生回火的外界條件2023/9/83.現代伊蘭特雙燃料汽車2023/8/31085.大眾Golf2.0L雙燃料汽車運用天然氣作為燃料的新款高爾夫采用了2.0升四缸發動機，使用汽油或者是天然氣做為燃料，當以汽油為燃料時可發出85千瓦（115馬力）的動力，若用天然氣則是75千瓦（102馬力）。汽油箱依舊是55升容量，最大一次行程是890km。2023/9/85.大眾Golf2.0L雙燃料汽車2023/8/3109第二節生物c醇類汽車一、醇類汽車的分類及特點分析（一）甲醇燃料的特點甲醇是一種易溶于水的無色透明液體，具有質輕、略有臭味、易燃、易揮發、含氧高、閃點高、辛烷值高的特點，甲醇作為燃料，其燃燒特性接近于目前現實使用的液體燃料，其抗爆性好、燃燒時不產生黑煙、排放少、火焰熱輻射比汽油的小、不易造成鄰近的二次火災。（二）乙醇燃料的特點乙醇俗稱酒精，它在常溫、常壓下是一種易燃、易揮發的無色透明液體，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略帶刺激性。以玉米為原料的淀粉質發酵生產乙醇工藝技術成熟，產品質量較好，是目前世界乙醇生產的最主要的工藝。二、醇類代用燃料汽車示范和推廣出現的問題（一）甲醇燃料汽車示范推廣存在的問題1.燃燒甲醇燃料會對汽車性能造成影響：①氣阻現象。②供油系統。③腐蝕現象。④金屬元器件早期磨損問題。2023/9/8第二節生物c醇類汽車2023/8/31102.受原料成本和國際市場等影響，甲醇價格不穩定。（二）乙醇燃料汽車推廣存在的問題1.傳統汽車使用乙醇燃料出現的問題通過對部分國產車燃用乙醇汽油進行行車試驗和相關試驗和拆解分析，沒發現嚴重影響汽車性能的問題，但部分零部件出現了不同程度的溶漲、腐蝕現象2.制取乙醇技術尚待完善，制取乙醇成本尚待降低中國的燃料乙醇技術剛剛開始，有關廢渣的處理還沒有成熟的工藝。原有糧食酒精廠大部分由于廢渣量較小，很多作為飼料或其他副產品，但對于燃料乙醇企業，由于廢渣量較大，這方面還沒有較經濟可行的處理辦法。2023/9/82.受原料成本和國際市場等影響，甲醇價格不穩定。2023/8111三、醇類汽車車型實例1.薩博BioPower100概念車薩博BioPower100概念車采用2.0升直列四缸排列，配合渦輪增壓技術，并且這臺特殊的純燃料乙醇（E100）發動機達到了量產水準。其最大功率高達220kW，最大扭矩可達400Nm。薩博BioPower100概念車從靜止加速到100km/h僅需6.6s2.生物乙醇燃料車型沃爾沃C30沃爾沃汽車公司的靈活燃料（FlexiFuel）車型使用E85燃料（85%可再生生物乙醇和15%汽油）。沃爾沃推出的小型車（C30、S40和V50）及大型車（V70和S80）均提供有FlexiFuel車型。2023/9/8三、醇類汽車車型實例2023/8/31123.三種燃料驅動的蓮花Exige270E蓮花的這款Exige270E瞄準了中國高端跑車市場，最大亮點是使用了蓮花全新開發的生物燃料引擎。這臺具有優異環保性能的全新四缸引擎，可以使用甲醇、生物乙醇和汽油燃料這三種燃料驅動。可以達到270馬力，以及255km/h的最高時速和3.88秒的百km加速時間。4.乙醇動力的福特敞篷跑車FFV（FlexibleFuelV