1、新能源汽车全册配套最完整新能源汽车全册配套最完整 精品课件精品课件 项目一项目一 新能源汽车的基本概念与发展新能源汽车的基本概念与发展 学习目标学习目标 u了解了解新能源汽车的定义与分类；新能源汽车的定义与分类； u了解了解发展新能源汽车的重要意义发展新能源汽车的重要意义。 学习任务描述学习任务描述 新能源汽车，是进入二十一世纪以来，汽车技术发展的重要新能源汽车，是进入二十一世纪以来，汽车技术发展的重要 方向。那么，为什么要推广新能源汽车？新能源汽车指的是方向。那么，为什么要推广新能源汽车？新能源汽车指的是 什么？哪些又能够被称为汽车新能源？新能源汽车有哪些类什么？哪些又能够被称为汽车新能源？
2、新能源汽车有哪些类 型？型？ 学习任务学习任务 u1. 了解新能源汽车的定义与分类了解新能源汽车的定义与分类 u2. 了解新能源汽车的发展了解新能源汽车的发展 u3. 新能源汽车动力电池新能源汽车动力电池 u4. 电机的基础知识电机的基础知识 学习任务学习任务 u1. 了解新能源汽车的定义与分类了解新能源汽车的定义与分类 u2. 了解新能源汽车的发展了解新能源汽车的发展 u3. 新能源汽车动力电池新能源汽车动力电池 u4. 电机的基础知识电机的基础知识 引导问题引导问题1： 什么是新能源汽车？什么是新能源汽车？ 采用非常规的车用燃料作为动力来源采用非常规的车用燃料作为动力来源 或使用常规的车用
3、燃料、采用新型车载动力装置或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置 代表车型代表车型1 丰田普锐斯丰田普锐斯 代表车型代表车型2 雷克萨斯雷克萨斯RX450h 引导问题引导问题1： 什么是新能源汽车？什么是新能源汽车？ 新能源汽车新能源汽车是指采用是指采用非常规的车用燃料非常规的车用燃料作为动力来源（或使作为动力来源（或使 用常规的车用燃料，采用用常规的车用燃料，采用新型车载动力装置新型车载动力装置），综合车辆的），综合车辆的 动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进，具动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进，具 有新技术、新结构的汽车。有新技术、新结构的汽车。 新能源汽车
4、的发展旨在通过技术创新，新能源汽车的发展旨在通过技术创新，重点在能源消耗、环重点在能源消耗、环 境污染等方面，改善汽车相关性能。境污染等方面，改善汽车相关性能。因此其在排放与能源消因此其在排放与能源消 耗方面，较传统内燃机汽车具有更大的优势。耗方面，较传统内燃机汽车具有更大的优势。 什么是新能源汽车？（视频）什么是新能源汽车？（视频） 新能源汽车十大战将（视频）新能源汽车十大战将（视频） 引导问题引导问题2： 为什么要发展新能源汽车？为什么要发展新能源汽车？ 截止截止2011年年11月国家统计局数据，中国汽车保有量达月国家统计局数据，中国汽车保有量达1.04亿亿 辆，全球汽车保有量同期已突破辆
5、，全球汽车保有量同期已突破10亿辆。亿辆。 据中汽协相关数据显示，据中汽协相关数据显示，2013年中国汽车市场总需求量约为年中国汽车市场总需求量约为 2080万辆，并呈上升趋势，并且随着经济与社会的发展，汽万辆，并呈上升趋势，并且随着经济与社会的发展，汽 车的销量也一直呈上升趋势。车的销量也一直呈上升趋势。 汽车发展给人类生活带来便利的同时，也带来了汽车发展给人类生活带来便利的同时，也带来了环境污染环境污染与与 能源短缺能源短缺等问题。等问题。 环境问题环境问题 中国, 13.0% 美国, 24.6% 俄罗斯, 6.4% 日本, 5.1% 印度, 4.1% 德国, 3.9% 英国, 2.5%
6、加拿大, 2.2% 意大利, 1.9% 法国, 1.7% 韩国, 1.7% 乌克兰, 1.6% 其他, 31.3% 图2：世界主要国家CO2排放比例 能源大量消耗带来温室气体排放问题，能源大量消耗带来温室气体排放问题， 是造成气候变化主要原因。是造成气候变化主要原因。 /通用格式 /通用格式 /通用格式/通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 日本欧洲中国韩国美国 2009年实际排放量法定目标 汽车平均CO2排放量（克/千米） 2015 2015 2015 2015 2
7、016 时间 图3：各国汽车减排目标 各国纷纷制订标准，降低汽车排放中各国纷纷制订标准，降低汽车排放中 二氧化碳对环境的影响。二氧化碳对环境的影响。 汽车尾气污染汽车尾气污染 2011年汽车排放年汽车排放 能源问题能源问题 图：国际原油价格（美元/桶） /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 2002/1/4 2003/1/4 2004/1/4 2005/1/4 2006/1/4 2007/1/4 2008/1/4 2009/1/4 2010/1/4 石油价格长期上升趋势明显，油价日益高昂已成为经济不能承受之重。石
8、油价格长期上升趋势明显，油价日益高昂已成为经济不能承受之重。 能源问题能源问题 图：图： 我国对进口石油依存度预测我国对进口石油依存度预测 引导问题引导问题2： 为什么要发展新能源汽车？为什么要发展新能源汽车？ 汽车尾气已经成为了空气污染的重要原因，开发新能源汽车，汽车尾气已经成为了空气污染的重要原因，开发新能源汽车， 减少环境污染，是汽车技术发展的必然趋势。减少环境污染，是汽车技术发展的必然趋势。 开发出新能源汽车，减少对化石燃料的依存度，对国家未来开发出新能源汽车，减少对化石燃料的依存度，对国家未来 发展至关重要。发展至关重要。 从环境保护与能源的角度，新能源汽车是未来汽车发展的必从环境保
9、护与能源的角度，新能源汽车是未来汽车发展的必 然趋势，也是我国未来社会与经济发展的必然需求。然趋势，也是我国未来社会与经济发展的必然需求。 新能源汽车之辩（视频）新能源汽车之辩（视频） 引导问题引导问题3： 汽车新能源有哪些？汽车新能源有哪些？ 引导问题引导问题3： 汽车新能源有哪些？汽车新能源有哪些？ 全球范围内，全球范围内， 地球为人类提地球为人类提 供的能源主要供的能源主要 包括化石燃料包括化石燃料 （煤、石油、（煤、石油、 天然气等）、天然气等）、 水能、生物能、水能、生物能、 风能、太阳能、风能、太阳能、 潮汐能、地热潮汐能、地热 能、核能等能、核能等 引导问题引导问题3： 汽车新能
10、源有哪些？汽车新能源有哪些？ 汽车新能源主要包括汽车新能源主要包括电能电能、氢能源氢能源、天燃气天燃气（液化（液化 石油气石油气LPG，Liquefied Petroleum Gas；压缩天压缩天 然气然气CNG，Compressed Natural Gas）、）、醇类燃醇类燃 料料、二甲醚二甲醚（DME，Dimethyl Ether）、）、太阳能太阳能等等 。下表下表为各种新能源优缺点。为各种新能源优缺点。 新能源新能源优点优点缺点缺点备注备注 电能电能1 来源丰富；来源丰富； 2 直接污染及噪声小；直接污染及噪声小； 3 结核简单，维修方便。结核简单，维修方便。 1 蓄电池能量密度小，汽车
11、续驶蓄电池能量密度小，汽车续驶 里程短，动力性较着；里程短，动力性较着； 2 电池重量大，寿命短，成本较电池重量大，寿命短，成本较 高；高； 3 蓄电池充电时间长。蓄电池充电时间长。 1 目前应用相对有限，多目前应用相对有限，多 应用于公共交通领域；应用于公共交通领域； 2 公认的未来汽车的主流。公认的未来汽车的主流。 氢能源氢能源1 来源丰富；来源丰富； 2 污染很小；污染很小； 3 氢能源的辛烷值高，热值高。氢能源的辛烷值高，热值高。 1 氢生产成本高；氢生产成本高； 2 气态氢能量密度小，储运不便，气态氢能量密度小，储运不便， 液态氮技术难度大，成本高；液态氮技术难度大，成本高； 3 需
12、开发专用发动机需开发专用发动机 1 制氢及储运等技术仍不制氢及储运等技术仍不 成熟；成熟； 2 应用范围较少。应用范围较少。 天然气天然气1 资源丰富；资源丰富； 2 污染小；污染小； 3 辛烷值高。辛烷值高。 1 需要建设配套保障设施（加气需要建设配套保障设施（加气 站等），投资强度大；站等），投资强度大； 2 能量密度较小，续驶里程受限；能量密度较小，续驶里程受限； 3 动力性较低；动力性较低； 4 储带不便。储带不便。 醇类燃料醇类燃料1 来源较丰富；来源较丰富； 2 辛烷值高；辛烷值高； 3 污染较小污染较小 1 毒性较大；毒性较大； 2 对金属及橡胶件具有腐蚀性；对金属及橡胶件具有腐
13、蚀性； 3 冷起动性能较差。冷起动性能较差。 二甲醚二甲醚1 来源较丰富；来源较丰富； 2 污染小；污染小； 3 十六烷值高。十六烷值高。 1 毒性较大；毒性较大； 2 动力性较低；动力性较低； 3 储带不便；储带不便； 4 二甲醚生产成本较高。二甲醚生产成本较高。 太阳能太阳能1 来源丰富，可再生；来源丰富，可再生； 2 污染小。污染小。 1 效率低；效率低； 2 成本高。成本高。 应用尚需较长时间应用尚需较长时间 各种汽车新能源对比各种汽车新能源对比 引导问题引导问题4： 新能源汽车分类新能源汽车分类 引导问题引导问题4： 新能源汽车分类新能源汽车分类 根据新能源汽车生产企根据新能源汽车生
14、产企 业及产品准入管理规则业及产品准入管理规则 的规定，新能源汽车包括的规定，新能源汽车包括 混合动力电动汽车（混合动力电动汽车（HEV， Hybrid Electric Vehicle）、）、 纯电动汽车（纯电动汽车（BEV， Battery Electric Vehicle）、燃料电池电动）、燃料电池电动 汽车（汽车（FCEV，Fuel Cells Electric Vehicle）、天燃）、天燃 气汽车以及其他新能源气汽车以及其他新能源 （如高效储能器、二甲醚）（如高效储能器、二甲醚） 汽车等各类别产品。汽车等各类别产品。 混合动力电动汽车混合动力电动汽车 u混合动力电动汽车，是混合动力
15、电动汽车，是由多于一种的能量转换器提供驱动由多于一种的能量转换器提供驱动 动力的混合型电动汽车动力的混合型电动汽车，即使用，即使用蓄电池蓄电池和和副能量副能量单元单元的的电电 动汽车动汽车。 u目前混合动力电动汽车多采用传统燃料的燃油发动机与电目前混合动力电动汽车多采用传统燃料的燃油发动机与电 力的混合力的混合方式方式，其关键技术为混合动力系统，它直接影响其关键技术为混合动力系统，它直接影响 到混合动力电动汽车的整车性能到混合动力电动汽车的整车性能。 u混合动力电动汽车的混合动力电动汽车的优势在于其可通过平均需用功率确定优势在于其可通过平均需用功率确定 内燃机的最大功率，内燃机的最大功率，使内
16、燃机处于油耗低、污染小的最优使内燃机处于油耗低、污染小的最优 工况下工作，通常可以降低排放；混合动力电动汽车所使工况下工作，通常可以降低排放；混合动力电动汽车所使 用的电池可回收制动等工况下的能量用的电池可回收制动等工况下的能量 u混合动力电动汽车也存在价格高、续驶里程小、动力性相混合动力电动汽车也存在价格高、续驶里程小、动力性相 对不足等问题。目前国内外有应用较成熟的车型。对不足等问题。目前国内外有应用较成熟的车型。 纯电动汽车纯电动汽车 u纯电动汽车，是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶纯电动汽车，是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶 ，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。，符合道路
17、交通、安全法规各项要求的车辆。 u纯电动汽车完全采用可充电式电池驱动，关键部件在于电纯电动汽车完全采用可充电式电池驱动，关键部件在于电 动发电机与蓄电池，而动发电机与蓄电池，而纯电动汽车的应用受限的难点在于纯电动汽车的应用受限的难点在于 电力储存技术。电力储存技术。 u纯电动汽车应用前景广泛，具有纯电动汽车应用前景广泛，具有无污染、低噪声、高能效无污染、低噪声、高能效 等优点。但蓄电池单位重量储存的能量太小，充电后持续等优点。但蓄电池单位重量储存的能量太小，充电后持续 行驶里程不理想行驶里程不理想。 u目前电动汽车产业发展，必须重新构建配套基础设施网络目前电动汽车产业发展，必须重新构建配套基础
18、设施网络 （充电站），需要大量的投入。（充电站），需要大量的投入。 燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车 u燃料电池电动汽车，是利用燃料电池，将燃料中的化学能燃料电池电动汽车，是利用燃料电池，将燃料中的化学能 直接转化为电能实现动力驱动的新型汽车。直接转化为电能实现动力驱动的新型汽车。 u与内燃机汽车相比，燃料电池电动汽车是通过电池直接将与内燃机汽车相比，燃料电池电动汽车是通过电池直接将 化学能转化为电能，利用电机驱动，而不是利用燃料的燃化学能转化为电能，利用电机驱动，而不是利用燃料的燃 烧过程。其能量转换效率较内燃机要高烧过程。其能量转换效率较内燃机要高2-3倍。倍。 u燃料电池化学反应过程不会
19、产生污染物，噪声低。但燃料燃料电池化学反应过程不会产生污染物，噪声低。但燃料 电池组的生产、集成及产业化仍待发展。电池组的生产、集成及产业化仍待发展。 天然气汽车天然气汽车 u天然气汽车，是以天然气作为燃料的汽车天然气汽车，是以天然气作为燃料的汽车，又称为，又称为“蓝色蓝色 动力动力”汽车。按天然气的化学成分和形态，可以分为压缩汽车。按天然气的化学成分和形态，可以分为压缩 天然气汽车（天然气汽车（CNG）、液化天然气汽车（）、液化天然气汽车（LNG）和液化）和液化 石油气汽车（石油气汽车（LPG）。）。 u天然气燃料具有天然气燃料具有低污染、低成本、安全性高低污染、低成本、安全性高优点，但动力
20、优点，但动力 性能较低、不便储运。性能较低、不便储运。 u由于考虑到大规模应用，须建立相应的加气站及为加气站由于考虑到大规模应用，须建立相应的加气站及为加气站 输送天然气的管道，投入较大。目前国内在天然气汽车具输送天然气的管道，投入较大。目前国内在天然气汽车具 有一定的发展，多应用于公共交通领域。有一定的发展，多应用于公共交通领域。 其他新能源汽车其他新能源汽车 u除上述新能源汽车外，还包括有醇、醚类燃料也应用于新除上述新能源汽车外，还包括有醇、醚类燃料也应用于新 能源汽车。例如乙醇汽车用的燃料是乙醇汽油。目前此类能源汽车。例如乙醇汽车用的燃料是乙醇汽油。目前此类 汽车技术相对成熟，在美国、巴
21、西等乙醇资源丰富的国家汽车技术相对成熟，在美国、巴西等乙醇资源丰富的国家 发展迅速。发展迅速。 u二甲醚汽车是用二甲醚作为压燃式发动机的燃料，目前有二甲醚汽车是用二甲醚作为压燃式发动机的燃料，目前有 两类应用范围：一是将二甲醚作为点火促进物质；二是将两类应用范围：一是将二甲醚作为点火促进物质；二是将 纯液态二甲醚进行直接燃烧。我国在二甲醚汽车开发上已纯液态二甲醚进行直接燃烧。我国在二甲醚汽车开发上已 取得重要进展，成功开发并应用了二甲醚城市公交客车。取得重要进展，成功开发并应用了二甲醚城市公交客车。 类型类型 指标指标 混合动力混合动力纯电动纯电动燃料电池燃料电池天然气天然气醇醇/醚醚 车辆性
22、能车辆性能好好一般一般一般一般差差一般一般 能量密度能量密度较好较好差差差差差差一般一般 能源储存性能源储存性一般一般差差差差差差一般一般 排放性能排放性能较好较好好好好好一般一般一般一般 能 量 转 换 效能 量 转 换 效 率率 好好较好较好好好差差差差 能源来源能源来源一般一般较好较好好好差差一般一般 购车成本购车成本一般一般一般一般差差较好较好较好较好 燃料成本燃料成本较好较好好好差差较好较好较好较好 加油加油/电便利电便利 性性 好好较好较好差差差差一般一般 表表1-2 各种新能源汽车比较各种新能源汽车比较 学习任务学习任务 u1. 了解新能源汽车的定义与分类了解新能源汽车的定义与分
23、类 u2. 了解新能源汽车的发展了解新能源汽车的发展 u3. 新能源汽车动力电池新能源汽车动力电池 u4. 电机的基础知识电机的基础知识 引导问题引导问题1：国外新能源汽车的发展：国外新能源汽车的发展 u1. 混合动力电动汽车的发展混合动力电动汽车的发展 u2. 纯电动汽车的发展纯电动汽车的发展 u3. 燃料电池汽车的发展燃料电池汽车的发展 u4. 天然气汽车的发展天然气汽车的发展 1. 混合动力电动汽车的发展混合动力电动汽车的发展 u在传统内燃机汽车基础上在传统内燃机汽车基础上耦合增加一套由驱动电耦合增加一套由驱动电 机和动力蓄电池组成的辅助动力系统机和动力蓄电池组成的辅助动力系统 u日本最
24、早开始混合动力电动汽车的开发，并成功日本最早开始混合动力电动汽车的开发，并成功 实现产业化。实现产业化。1997年年10月，日本丰田汽车推出了月，日本丰田汽车推出了 第一代普锐斯（第一代普锐斯（Prius）问世）问世。 u欧洲混合动力电动汽车技术起步较晚，采取与美欧洲混合动力电动汽车技术起步较晚，采取与美 国合作方式共同应用混合动力总成技术，将其主国合作方式共同应用混合动力总成技术，将其主 要应用于传统动力的油耗较高的车型上，以改善要应用于传统动力的油耗较高的车型上，以改善 动力性与排放。动力性与排放。 第三代第三代NHW30普锐斯普锐斯 第二代第二代NHW20普锐斯普锐斯 第一代第一代NHW
25、11普锐斯普锐斯第一代第一代NHW10普锐斯普锐斯 u混合动力技术是由发动机驱动向纯电动驱动发展混合动力技术是由发动机驱动向纯电动驱动发展 的必经过程。的必经过程。 u如何应用混合动力技术，实现节油减排，且将成如何应用混合动力技术，实现节油减排，且将成 本控制在一定范围，成为各大汽车公司发展混合本控制在一定范围，成为各大汽车公司发展混合 动力电动汽车的关键问题。动力电动汽车的关键问题。 u根据车用能源的使用情况，混合动力电动汽车的根据车用能源的使用情况，混合动力电动汽车的 发展有发动机与电机集成、传动系与电机集成两发展有发动机与电机集成、传动系与电机集成两 种趋势，而最终目标则是纯电动。种趋势
26、，而最终目标则是纯电动。 1. 混合动力电动汽车的发展混合动力电动汽车的发展 2. 纯电动汽车的发展（通过小型化实现商业化）纯电动汽车的发展（通过小型化实现商业化） 图：典型纯电动汽车组成框图图：典型纯电动汽车组成框图 电子控制器功率转换器 三相感 应电动 机 固定速比变 速器和差速 器 车轮 车轮 能量管 理系统 动力电 池 辅助动 力源 动力转 向系统 蓄电池 充电器 空调器 电力动力系 统 电源系统辅助系统 交流电源 转向 盘 制动踏 板 加速踏 板 小排量燃油轿车小排量燃油轿车増程式小型电动轿车増程式小型电动轿车小型化纯电动轿车小型化纯电动轿车 轻型电动车轻型电动车微型电动车微型电动车
27、小型化纯电动轿车小型化纯电动轿车 锂电池锂电池轮毂电机轮毂电机 + 电动化底盘电动化底盘 + 家用电源充电家用电源充电 +核心技术方向核心技术方向： 日产Leaf大众E-UP 雪铁龙C-ZERO大众高尔夫 u 燃料电池电动汽车是指动力系统主要由燃料电池发动机、燃料箱（氢燃料电池电动汽车是指动力系统主要由燃料电池发动机、燃料箱（氢 瓶）、电机、动力蓄电池等组成，采用燃料电池发电作为主要能量源，瓶）、电机、动力蓄电池等组成，采用燃料电池发电作为主要能量源， 通过电机驱动车辆前进。通过电机驱动车辆前进。燃料电池汽车具有效率高、节能环保（以氢燃料电池汽车具有效率高、节能环保（以氢 气为能源、排放物为水
28、、运行平稳噪声小）等优点气为能源、排放物为水、运行平稳噪声小）等优点 u 通过长时间、持续稳步的对燃料电池汽车技术研发与应用的支持，国通过长时间、持续稳步的对燃料电池汽车技术研发与应用的支持，国 外燃料电池汽车产品的可靠性、环境适应性取得了重大突破，示范运外燃料电池汽车产品的可靠性、环境适应性取得了重大突破，示范运 行不断深入，并陆续推出用于租赁商业化示范的先进燃料电池汽车，行不断深入，并陆续推出用于租赁商业化示范的先进燃料电池汽车， 燃料电池汽车进入技术与市场示范阶段。燃料电池汽车进入技术与市场示范阶段。 u 燃料电池已经发明很久，最初主要应用于航天和军事领域，后来，随燃料电池已经发明很久，
29、最初主要应用于航天和军事领域，后来，随 着世界能源危机爆发及环境污染日益加剧，以质子交换模式为代表的着世界能源危机爆发及环境污染日益加剧，以质子交换模式为代表的 燃料电池技术受到世界各国及大型汽车公司的普遍重视，纷纷投入巨燃料电池技术受到世界各国及大型汽车公司的普遍重视，纷纷投入巨 资研发各类燃料电池电动汽车资研发各类燃料电池电动汽车 3.燃料电池汽车的发展（新能源汽车终极奋斗的目标）燃料电池汽车的发展（新能源汽车终极奋斗的目标） 4.天然气汽车的发展（新能源汽车终极奋斗的目标）天然气汽车的发展（新能源汽车终极奋斗的目标） u 天然气作为汽车燃料于本世纪天然气作为汽车燃料于本世纪30年代初意大
30、利人率先采用，到年代初意大利人率先采用，到1939年，年， 意大利已有意大利已有1万辆汽车燃用天然气。万辆汽车燃用天然气。 u 欧洲法、荷等国为补充其液体燃料不足，相继采用了压缩煤气汽车。欧洲法、荷等国为补充其液体燃料不足，相继采用了压缩煤气汽车。 u 目前世界上拥有压缩天然气汽车共目前世界上拥有压缩天然气汽车共100多万辆，高压加气站多万辆，高压加气站3000多座，多座， 主要分布在意大利、阿根廷、俄罗斯、美国、加拿大和新西兰等国主要分布在意大利、阿根廷、俄罗斯、美国、加拿大和新西兰等国。 引导问题引导问题2： 国内新能源汽车发展（混合动力汽车）国内新能源汽车发展（混合动力汽车） u 从世界
31、范围来看，我国电动汽车的研制与国外发达国家几乎站在同一从世界范围来看，我国电动汽车的研制与国外发达国家几乎站在同一 起跑线上。起跑线上。“九五九五”期间，科技部将电动汽车项目列入国家重大科技期间，科技部将电动汽车项目列入国家重大科技 产业工程项目，投入近产业工程项目，投入近1亿元。亿元。 u 从技术发展角度上而言，我国已经掌握电动汽车电池技术、燃料电池从技术发展角度上而言，我国已经掌握电动汽车电池技术、燃料电池 技术、天然气发动机、整车控制系统等相关核心技术，并在部分技术技术、天然气发动机、整车控制系统等相关核心技术，并在部分技术 上领先于世界水平。上领先于世界水平。 u 目前，整车方面已初步
32、形成产品开发的系统配套、管理机制和团队组目前，整车方面已初步形成产品开发的系统配套、管理机制和团队组 合，纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池汽车样车均已成功研合，纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池汽车样车均已成功研 发，关键零部件、燃料电池发动机已形成系统，高功率镍氢电池、锂发，关键零部件、燃料电池发动机已形成系统，高功率镍氢电池、锂 离子电池性能有了较大提高，多能源控制系统初步形成。离子电池性能有了较大提高，多能源控制系统初步形成。 国内部分混合动力汽车及相关技术国内部分混合动力汽车及相关技术 引导问题引导问题2： 国内新能源汽车发展（混合动力汽车）国内新能源汽车发展（混合动力汽车）
33、 u 在在混合动力电动汽车的核心混合动力电动汽车的核心电池技术电池技术研发方面，我国已自主研制研发方面，我国已自主研制 出容量为出容量为 的镍氢和锂离子动力电池系列产品，能量密度和功率密度接的镍氢和锂离子动力电池系列产品，能量密度和功率密度接 近国际水平，同时突破了安全技术瓶颈，在世界上首次规模应用于近国际水平，同时突破了安全技术瓶颈，在世界上首次规模应用于城城 市市公交大客车；公交大客车； u 目前，国内汽车企业已将混合动力电动汽车作为未来主流竞争型产品目前，国内汽车企业已将混合动力电动汽车作为未来主流竞争型产品 在战略上高度重视，一汽、东风、上汽、长安、奇瑞、比亚迪等都已在战略上高度重视，
34、一汽、东风、上汽、长安、奇瑞、比亚迪等都已 投入了大量的人力、物力，混合动力车型已完成样车开发，并有部分投入了大量的人力、物力，混合动力车型已完成样车开发，并有部分 车型已经实现小批量上市。车型已经实现小批量上市。 u 比亚迪公司基于其在铁电池技术的技术创新，已经掌握高铁电池的核比亚迪公司基于其在铁电池技术的技术创新，已经掌握高铁电池的核 实技术，且此项技术在国际上处于领先水平。此种电池具有高能高容实技术，且此项技术在国际上处于领先水平。此种电池具有高能高容 量、原材料丰富、成本低廉、绿色无污染等优点。量、原材料丰富、成本低廉、绿色无污染等优点。 引导问题引导问题2： 国内新能源汽车发展（纯电
35、动汽车）国内新能源汽车发展（纯电动汽车） u 国家科委、计委在国家科委、计委在“八五八五”、“九五九五”期间组织了纯电动汽车的攻关，期间组织了纯电动汽车的攻关， 现在又将纯电动汽车列入现在又将纯电动汽车列入“十五十五”国家国家863计划电动汽车重大专项。计划电动汽车重大专项。 u 东风公司是国内最早从事电动汽车研发的汽车企业之一，开发了游览东风公司是国内最早从事电动汽车研发的汽车企业之一，开发了游览 车、多功能车、工业专用车和高尔夫球车等车、多功能车、工业专用车和高尔夫球车等4大系列、近大系列、近20个品种的纯个品种的纯 电动车，包括东风纯电动轿车（电动车，包括东风纯电动轿车（EQ7160EV
36、）、纯电动富康轿车（）、纯电动富康轿车（ EQ7140EV）、纯电动客车（）、纯电动客车（EQ6690EV）等。）等。 u 目前在纯电动汽车的电池和电机研制方面，我国与世界先进水平差距目前在纯电动汽车的电池和电机研制方面，我国与世界先进水平差距 较小，有些甚至处于领先地位。如深圳雷天绿色电动源有限公司开发较小，有些甚至处于领先地位。如深圳雷天绿色电动源有限公司开发 的锂离子电池续驶能力达到的锂离子电池续驶能力达到 ，最高时速可达，最高时速可达 ，单台车电池成本，单台车电池成本4万元万元 左右；左右； u 在整车开发方面，天津清源电动车辆有限责任公司和一汽天津夏利在整车开发方面，天津清源电动车辆
37、有限责任公司和一汽天津夏利 股份有限公司牵头，中国汽车技术研究中心、天津大学、天津和平海股份有限公司牵头，中国汽车技术研究中心、天津大学、天津和平海 湾公司和天津蓝天高科公司等十几个单位共同参与合作开发出湾公司和天津蓝天高科公司等十几个单位共同参与合作开发出XL2000 纯电动轿车。纯电动轿车。 国内部分纯电动汽车国内部分纯电动汽车 引导问题引导问题2： 国内新能源汽车发展（纯电动汽车）国内新能源汽车发展（纯电动汽车） u 比亚迪汽车，基于自主的比亚迪汽车，基于自主的“铁电池铁电池”技术，开发了混合动力电动汽车技术，开发了混合动力电动汽车 与纯电动汽车，其中比亚迪与纯电动汽车，其中比亚迪e6成
38、为了第一款规模化运营的纯电动汽车成为了第一款规模化运营的纯电动汽车 产品。表产品。表1-7为为e6关键信息表。关键信息表。 引导问题引导问题2： 国内新能源汽车发展（燃料电池汽车）国内新能源汽车发展（燃料电池汽车） u 国内燃料电池的研发起步并不晚，甚至可以追溯到国内燃料电池的研发起步并不晚，甚至可以追溯到1958年，然而发展年，然而发展 很慢，直到九十年代才开始加快发展。很慢，直到九十年代才开始加快发展。 u 在国家在国家“十五十五”“”“863”计划电动汽车关键技术重大科技专项和计划电动汽车关键技术重大科技专项和“十一十一 五五”节能与新能源汽车重大项目支持下，我国燃料电池汽车技术研发节能
39、与新能源汽车重大项目支持下，我国燃料电池汽车技术研发 取得重要进展，基本掌握了取得重要进展，基本掌握了整车、动力系统与关键零部件整车、动力系统与关键零部件的核心技术的核心技术; 建立了具有建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台技术平台;形成了形成了燃燃 料电池发动机、动力电池、料电池发动机、动力电池、DC/DC变换器、驱动电机、储氢与供氢系变换器、驱动电机、储氢与供氢系 统等关键零部件配套研发体系统等关键零部件配套研发体系，具有百量级燃料电池汽车动力系统平，具有百量级燃料电池汽车动力系统平 台与整车生产能力。台与整车生产能力。 国内部分燃料电池汽
40、车国内部分燃料电池汽车 n 研制的研制的“超越超越”系列、系列、“上海牌上海牌”、“帕萨特帕萨特”、“奔腾奔腾”、“志翔志翔”等等 燃料电池汽车经受住了大规模、高温、大强度示范考核，成功服务于燃料电池汽车经受住了大规模、高温、大强度示范考核，成功服务于2008 北京奥运会和北京奥运会和2010年年上海世博会上海世博会。 引导问题引导问题2： 国内新能源汽车发展（天然气汽车）国内新能源汽车发展（天然气汽车） u 20世纪世纪80年代中期，我国引进了部分年代中期，我国引进了部分CNG加气站设备，在四川建立了加气站设备，在四川建立了 我国第一个我国第一个CNG加气站；加气站；1993年年中国石油天然
41、气总公司中国石油天然气总公司系统系统引进国外引进国外 有关技术并于有关技术并于1996年将加气站装置年将加气站装置和和汽车改装汽车改装部件部件引进技术国产化、引进技术国产化、 技术标准规范化。技术标准规范化。 u 目前目前，我国天然气汽车多集中在商用车领域，并达到一定规模。据相，我国天然气汽车多集中在商用车领域，并达到一定规模。据相 关数据显示，中国天然气汽车产业在政府和市场的双重驱动下，保有关数据显示，中国天然气汽车产业在政府和市场的双重驱动下，保有 量已从量已从2000年的不足年的不足1万辆发展到目前的万辆发展到目前的100万余辆，成长为万余辆，成长为世界第六世界第六 大天然气汽车市场大天
42、然气汽车市场。 u 通过十多年的研发与应用，目前已经形成了较完善天然气城市公交汽通过十多年的研发与应用，目前已经形成了较完善天然气城市公交汽 车、出租汽车的应用体系，且建设覆盖中大型城市的加气站网络。车、出租汽车的应用体系，且建设覆盖中大型城市的加气站网络。 国内部分天然气汽车国内部分天然气汽车 n 天然气天然气“十二五十二五”规划预计规划预计2015年我国天然气消费量为年我国天然气消费量为2300亿亿 立方米左右，用气普及率将进一步提高，供应能力将超过立方米左右，用气普及率将进一步提高，供应能力将超过2600亿立方亿立方 米（包括煤层气、页岩气及煤制天然气等非常规天然气和进口天然米（包括煤层
43、气、页岩气及煤制天然气等非常规天然气和进口天然 气），到气），到2015年天然气占一次能源消费总量的比重达到年天然气占一次能源消费总量的比重达到7.5%。而随。而随 着煤层气、页岩气等非常规天然气的不断开发利用，我国能源着煤层气、页岩气等非常规天然气的不断开发利用，我国能源“气化气化” 进程将进一步加快。进程将进一步加快。 引导问题引导问题3： 新能源汽车的发展政策新能源汽车的发展政策 u 新能源汽车在世界各国都得到了重视，尤其欧美及日本。表新能源汽车在世界各国都得到了重视，尤其欧美及日本。表1-8列出了列出了 部分欧洲国家对新能源汽车的政策，可以看到政府推广新能源汽车的部分欧洲国家对新能源汽
44、车的政策，可以看到政府推广新能源汽车的 推广。推广。 u 从技术发展的角度，欧美国家著名汽车公司以传统内燃机汽车为基础从技术发展的角度，欧美国家著名汽车公司以传统内燃机汽车为基础 ，研发新型能源（天然气、乙醇、二甲醚等）发动机技术，以提高汽，研发新型能源（天然气、乙醇、二甲醚等）发动机技术，以提高汽 车经济性及排放性，同时也在混合动力电动汽车、动力电池（包括）车经济性及排放性，同时也在混合动力电动汽车、动力电池（包括） 技术投入巨大，并且取得了一定的研究与市场成果。技术投入巨大，并且取得了一定的研究与市场成果。 u 日本则以混合动力电动汽车为突破口，重点发展电动汽车，同时积极日本则以混合动力电
45、动汽车为突破口，重点发展电动汽车，同时积极 发展新型燃料电池汽车等新能源汽车技术。发展新型燃料电池汽车等新能源汽车技术。 u 进入进入21世纪，新能源汽车的发展在国内受到关注，世纪，新能源汽车的发展在国内受到关注，政府也出台了相应政府也出台了相应 的新能源汽车的刺激政策，并且在新能源汽车发展作为重点产业进行的新能源汽车的刺激政策，并且在新能源汽车发展作为重点产业进行 扶持。表扶持。表1-9为我国节能与新能源汽车产业发展规划（为我国节能与新能源汽车产业发展规划（20122020 年）部分内容。年）部分内容。 学习任务学习任务 u1. 了解新能源汽车的定义与分类了解新能源汽车的定义与分类 u2.
46、了解新能源汽车的发展了解新能源汽车的发展 u3. 新能源汽车动力电池（视频）新能源汽车动力电池（视频） u4. 电机的基础知识电机的基础知识 引导问题引导问题1： 动力电池的基本概念动力电池的基本概念 1.电压电压： u 工作电压工作电压：电池在一定负载条件下实际的放电电压，如铅酸蓄电池的：电池在一定负载条件下实际的放电电压，如铅酸蓄电池的 工作电压工作电压为为1.8V-2V ，镍氢电池的工作电压，镍氢电池的工作电压：1.1V-1.5V ，锂离子电池，锂离子电池 的工作电压的工作电压：2.75-3.6V ； u 额定电压额定电压：电池工作时公认的标准电压，如镍镉电池额定电压：电池工作时公认的标
47、准电压，如镍镉电池额定电压：1.2V ，铅酸蓄电池的额定电压，铅酸蓄电池的额定电压：2V ； u 终止电压终止电压：放电终止时的电压值，通常与负载、使用要求有关；：放电终止时的电压值，通常与负载、使用要求有关； u 充电电压充电电压：外电路直流电压对电池充电的电压。一般，充电电压要大：外电路直流电压对电池充电的电压。一般，充电电压要大 于开路电压，如镍镉电池的充电电压于开路电压，如镍镉电池的充电电压：1.45-1.5V ，锂离子电池的充电，锂离子电池的充电 电压电压：4.1-4.2V ，铅酸蓄电池的充电电压：，铅酸蓄电池的充电电压： 2.25-2.7V。 引导问题引导问题1： 动力电池的基本概
48、念动力电池的基本概念 2.容量与比容量：容量与比容量： u 容量容量是指在充电以后，在一定放电条件下所能释放出的电量，其单位是指在充电以后，在一定放电条件下所能释放出的电量，其单位 为为 ，容量与放电电流大小有关，与充放电截止电压有关。，容量与放电电流大小有关，与充放电截止电压有关。 u 比容量比容量是指单位质量或单位体积的电池所能给出的电量。是指单位质量或单位体积的电池所能给出的电量。 u 额定容量额定容量，是指设计与制造电池时，按照国家或相关部门颁布的标准，是指设计与制造电池时，按照国家或相关部门颁布的标准 ，保证电池在一定的放电条件下能够放出的最低限度的电量。，保证电池在一定的放电条件下
49、能够放出的最低限度的电量。 u 实际容量实际容量，是指电池在定的放电条件下实际放出的电量。它等于放电，是指电池在定的放电条件下实际放出的电量。它等于放电 电流与放电时间的乘积。电流与放电时间的乘积。 u 值得注意的是，实际电池中正负极容量不等，多为负极容量过剩。值得注意的是，实际电池中正负极容量不等，多为负极容量过剩。 引导问题引导问题1： 动力电池的基本概念动力电池的基本概念 3. 功率功率与比功率与比功率 u 电池的功率是指电池在一定放电制度下，单位时间内输出的能量电池的功率是指电池在一定放电制度下，单位时间内输出的能量 ，单，单 位为位为 。比功率则是指单位质量或单位体积电池输出的功率，
50、单位。比功率则是指单位质量或单位体积电池输出的功率，单位为为 KW/kg 或或KW/L 。 4. 放电率放电率 u 放电率放电率是指放电时的速率，常用是指放电时的速率，常用“时率时率”和和“倍率倍率”表示。时率是指表示。时率是指 以放电时间表示的放电速率，即以一定的放电电流放完额定容量所需以放电时间表示的放电速率，即以一定的放电电流放完额定容量所需 的时间。倍率是指电池在规定时间内放出额定容量所输出的电流值，的时间。倍率是指电池在规定时间内放出额定容量所输出的电流值， 数值上等于额定容量的倍数。数值上等于额定容量的倍数。 u 放电深度放电深度（Depth of discharge，DOD）表示
