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课题一 新能源汽车概述

2020-04-17 21:11新能源 人已围观

简介苏州国新有限公司课题一 新能源汽车概述_交通运输_工程科技_专业资料。新能源汽车的定义在不同国家其称谓也有所不同,在日本通常称为低公害汽车。2001年日本国土交通省、环境省和经济产业省制定了...

  课题一 新能源汽车概述_交通运输_工程科技_专业资料。新能源汽车的定义在不同国家其称谓也有所不同,在日本通常称为“低公害汽车”。2001年日本国土交通省、环境省和经济产业省制定了“低公害车开发普及行动计划”。该计划所指的低公害车包括5类:以天然气为燃料的汽车、混合动力汽车、电动汽车、以甲醇为燃料的汽车、排污和效率限制标准严格的清洁汽油汽车。在美国,新能源汽车通常只指“代用燃料汽车”。

  课题一 新能源汽车概述 学习任务 1.解燃油汽车面临的问题。 2.掌握新能源汽车的定义。 3.掌握新能源汽车的分类。 4.了解新能源汽车的结构原理。 5.熟悉新能源汽车的发展现状。 技能要求 1.能够描述各电池的机构组成; 2.能够描述各电池的工作原理; 3.能够分析各电池的放电特性。 任务一 新能源汽车基础知识 一、燃油汽车面临的问题 1. 汽车与能源 汽车消赞的快速增长导致石油消耗快速增加。有资料显示,我国汽油 消耗主要是汽车,我国历年汽车产销量如图1-2所示。 2. 汽车与环境 通常,汽车排放的污染物以及与交通源相关的主要污染物有:一氧化 碳、氮氧化合物、碳氢化合物和微粒等。这些一次污染物还会通过大气化 学反应生成光化学烟雾、酸雨等二次污染。随着机动车保有量的持续增长, 我国机动车污染物排放总量持续攀升。 二、新能源汽车的定义 新能源汽车的定义在不同国家其称谓也有所不同,在日本通常称为 “低公害汽车”。2001年日本国土交通省、环境省和经济产业省制定了 “低公害车开发普及行动计划”。该计划所指的低公害车包括5类:以天 然气为燃料的汽车、混合动力汽车、电动汽车、以甲醇为燃料的汽车、排 污和效率限制标准严格的清洁汽油汽车。在美国,新能源汽车通常只指 “代用燃料汽车”。 三、新能源汽车的分类 1. 电动汽车 电动汽车包括纯电动汽车、混合 动力电动汽车和燃料电池电动汽车。 纯电动汽车是指以电池为储能单元, 以电动机为驱动系统的汽车(如图1-3 所示);混合动力电动汽车是指同时 装备两种动力源----热动力源(由传统 的汽油机或者柴油机产生)与电动力 源(电池与电动机)的汽车(混合动 力汽车HEV的主要组成包括发动机、 电动机和电池)(如图1-4所示);燃 料电池电动汽车是指采用燃料电池作 为电源的电动汽车(如图1-5所示)。 2. 气体燃料汽车 气体燃料汽车是指利用可燃气体作为能源驱动的汽车。汽车的气体代用燃 料种类很多,常见的有天然气和液化石油气。根据汽车使用可燃气体的形态不 同,燃料可分为3种,即压缩天然气,主要成分为甲烷;液化天然气,主要成 分为甲烷经深度冷冻液化;液化石油气,主要成分是丙烷和丁烷的混合物。 汽油/压缩天然气两用燃料汽车、汽油/液化石油气两用燃料汽车等(如图 1-6所示) 柴油-压缩天然气双燃料汽车、柴油一液化石油气双燃料汽车等。(双燃 料汽车如图1-7所示) 3. 生物燃料汽车 燃用生物燃料或燃用接有生物燃料的汽车称为生物燃料汽车,与传统汽车 相比,生物燃料汽车结构上无重大改动,但排放总体上较低,如乙醇燃料汽车 和生物柴油汽车等,如图1-8所示。 4. 氢燃料汽车 氢燃料汽车是指以氢为主要能量驱动的汽车(如图1-9所示)。 任务二 新能源汽车简介 一、纯电动汽车 1. 纯电动汽车类型 (1)用纯电池作为动力源的纯电动汽车 用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车,只装置了蓄电池组,它的电力和 动力传输系统如图1-10所示。 (2)装有辅助动力源的纯电动汽车 装有辅助动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统如图1-11所示。 2. 纯电动汽车的结构原锂 (1)纯电动汽车的结构 (2)纯电动汽车的原锂 电力驱动控制系统的组成与工作原锂如图1-12所示, 3. 纯电动汽车的模块 (1)车载电源模块 (2)辅助模块 (3)电力驱动主模块 4. 纯电动汽车驱动系统布置形式 常见的驱动系统布置形式如图1-13所示。 (1)传统的驱动模式 (2)电动机-驱动桥组合式驱动模式 (3)电动机-驱动桥整体式驱动模式 (4)轮毂电动机驱动模式 二、混合动力汽车 1. 混合动力电动汽车的类型 (1)按照动力系统结构形式划分 (2)按照混合度划分 (3)按照外接充电能力划分 (4)按照行驶模式的选择方式划分 (5)按照车辆用途划分 (6)按照与发动机混合的可再充电能量储存系统划分 2. 混合动力汽车的结构原锂 国际电子技术委员会对混合动力车辆的定义为,在特定的工作条件下, 可以从两种或两种以上的能量存储器、能量源或能量转化器中获取驱动能量 的汽车,其中至少一种存储器或转化器要安装在汽车上如图1-14所示。 (1)串联式混合动力电动汽车 串联式混合动力电动汽车系统结构如图1-15所示。 动力流程如图1-16所示。 (2)并联式混合动力电动汽车 并联式混合动力电动汽车系统结构如图1-17所示。 并联式驱动系统的动力流程如图1-18所示。 并联式混合动力电动汽车的驱动方式,如图1-19所示。 ① 驱动力合成式 ② 转矩合成式(双轴式和单轴式) ③ 转速合成式 (3)混联式混合动力电动汽车 混联式驱动系统是串联式与并联式的综合,其系统结构如图1-20所示。 混联式混合动力电动汽车动力流程如图1-21所示。 三、燃料电池汽车 1. 燃料电池汽车的类型 (1)按燃料特点划分 (2)按燃料氢的存储方式划分 2. 燃料电池电动汽车的结构原理 (1)纯燃料电池驱动(PFC)的FCEV 纯燃料电池驱动的电动汽车只有燃料电池一个动力源,汽车的所有功率负荷 都由燃料电施承担。纯燃料电池驱动的电动汽车的动力系统如图1-22所示。 (2)燃料电池与辅助电池联合驱动(FC+B)的FCEV 纯燃料电池驱动的电动汽车只有燃料电池一个动力源,汽车的所有功率负荷 都由燃料电施承担。纯燃料电池驱动的电动汽车的动力系统如图1-22所示。 (3)燃料电池与超级电容联台驱动(FC+C)的FCEV (4)燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动(FC +B+C)的FCEV 燃料电池与蓄电池和超级电容联合驱动的电动汽车的动力系统如图1-24所示, 该结构也为串联式混合动力结构。 (2)前照灯的结构 前照灯的光学系统包括灯泡、反射镜和配光镜三部分。 目前,汽车前照灯灯泡主要有充气灯泡、卤钨灯泡和发光二极大灯、氙气大 灯。 (3)前照灯的防炫 为了避免前照灯的炫目,并保持良好的路面照明,在现代汽车上,前照灯灯 泡一般有两根灯丝。一根灯丝作为远光,光度较强,灯丝放在反射镜的焦点上; 另一根灯丝作为近光,光度较弱,位于焦点的上方和前方。当夜行无迎面来车时 可接通远光灯丝,使光束射向远方,便于提高车速。当两车相遇时,接通近光灯 丝,使光束倾向路面,从而避免迎面来车驾驶员的炫目,并使车前50 m 以内的 路面比较清晰。 四、气体燃料汽车 1. 天然气汽车 天然气汽车是指以天然气作为燃料的汽车。按照所使用天然气燃料状态的不 同,天然气汽车可以分为压缩天然气(CNG)汽车和液化天然气(LNG)汽车。 2. 液化石油气汽车 以液化石油气为燃料的汽车称为液化石油气汽车。液化石油气汽车和天然气 汽车结构类似,也是增加了一套燃气供给系统。 3. 生物燃料汽车 生物燃料是指生物资源生产的醇类燃料和生物柴油等,它可以替代由石油制 取的汽油和柴油,是可再生能源开发利用的重要方向。生物燃料汽车就是以生物 燃料为能源的汽车。 4. 氢燃料汽车 氢燃料汽车是在传统内燃机 的基础上加以修改后可以直接用 氢为燃料燃烧而产生动力的汽车 如图1-25所示,是一种真正实现 零排放的交通工具,排放出的是 纯净水,具有无污染、零排放、 储量丰富等优势,因此,氢动力 汽车是传统汽车最锂想的替代方 案。 五、 太阳能汽车 太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转换为电能,并利用该电能作为能源 驱动行驶的汽车如图1-27所示,它是电动汽车的一种。太阳能汽车主要由太阳能 电池组、向日自动跟踪器、驱动系统、控制器、机械系统等组成。 1. 太阳能电池组 2. 向日自动跟踪器 3. 驱动系统 4. 控制器 5. 机械系统 任务三 新能源汽车发展现状 一、国内新能源汽车发展现状 1. 我国发展节能与新能源汽车的基础 我国发展新能源汽车,是应对节能减排重大挑战的需要,同时也是汽车产业 跨越式发展和提升国际竞争力的需要。欧美日这些国家,都把新能源汽车作为战 略制高点来考虑,国家投入力量加强产业的发展。我国传统汽车领域和国外相比 还比较落后,但在新能源汽车方面,我们和发达国家是站在同一个起跑线上,说 法较多的是“弯道超车”,我们有机会在新能源汽车领域与西方发达国家在一个 平衡的层面上创新。 2. 我国新能源汽车发展计划 (1)电动汽车重大科技专项 (2)节能与新能源汽车 该项目的总体布局是建立以燃料电池汽车、混合动力汽车和纯电动汽车动力 系统技术平台为“三纵”,以燃料电池和动力蓄电池技术、电驱动系统技术及共 性基础技术为“三横”的电动汽车“三纵三横”的研发布局,如图1-28所示。 (3)电动汽车关键技术与系统集成 3. 我国新能源汽 (1)政策背景 (2)政策条件 (3)中央政府的支持政策 4. 我国新能源汽车产业发展近况 (1)国内主要新能源汽车企业 ① 福田汽车公司 2016年9月4日至5日,G20峰会期间,福田欧辉80台“智蓝-BJ6127混合 动力客车”如图1-29所示,作为会议唯一官方指定的摆渡用车,为与会的各 国政要和全球的官方媒体提供“绿色出行”的品质服务保障。 ② 长安汽车公司 长安汽车已经在2014年2 推出了逸动EV系列电动车如图 1-30所示,在2015年4月的上 海车展上发表了逸动PHEV混动 车,而研发的电动商用车和物 流车已经形成了量产。 2016年10月上市的长安汽 车奔奔EV(如图1-31所示), 为每日行驶不足50公里、单人 驾驶、上班通勤代步,而这一 款小型、低耗、低价的电动车 将会成为这一市场被忽略的产 品线,奔奔EV电动车就是为了 这一市场。 ③ 一汽集团 一汽集团还开发了奔腾B70和B50全混合动力汽车(如图1-32所示),它 们采用双电机全混合结构,具备混合动力所有功能(发动机怠速停机、纯电动、 发动机单独驱动、联合驱动、串联驱动、制动能量回收),节油达到42%,排 放优于国Ⅲ标准。奔腾B50混合动力汽车还具备插拔式可外接充电功能, 40km/h等速工况下纯电动续驶里程达到60km。 一汽集团还研发了E - wing与E- coo两款纯电动仿生概念车如图1-33所 示。E- wing具有家用充电和快速充电两种充电模式,采用了单体自适应电量 平衡技术。E - coo以狮子为仿生原型,具备整车动力与安全控制、能量分配 与管理、故障诊断等控制功能。 ④ 东风汽车公司 2016北京车展,东风风神A60EV纯电动车亮相(如图1-34所示),东 风公司新能源车战略布局的又一款新车型——东风俊风ER30纯电动轿车在 襄阳下线)。 ⑤ 上汽集团 上汽集团提供了1125辆新能源汽 车,其中混合动力汽车比例最大,混 合动力大巴150辆,混合动力出租车 350辆,如图1-36所示。 2015广州车展上汽荣威官方宣布 旗下荣威550 PLUG-IN正式更名为 “荣威E550”以下都称作荣威E550, 如图1-37所示。 ⑥ 比亚迪汽车公司 比亚迪代表车型是F3DM双模电动汽车和纯电动汽车E6(如图1-40所示)。 比亚迪的“王朝系列”发展的轰轰烈烈,如图1-41。 ⑦ 吉利汽车公司 吉利汽车前期将基于帝豪推出EV/HEV/PHEV版本车型如图1-44所示,这三种 动力系统后期会被广泛应用到其他产品之上。 ⑧ 奇瑞汽车公司 2014年年底,奇瑞发布了纯电动车-奇瑞eQ(如图1-45所示),奇瑞eQ配备 的是锂离子电池如图1-46所示。 2015年上海车展上奇瑞艾瑞泽7 PHEV正式发布,其将作为奇瑞首款插电式混 合动力车型出现艾瑞泽7 PHEV定位为插电式混动紧凑型轿车,单凭电动机驱动, 续航里程为50km,综合百公里油耗仅为2.0L。如图1-47、图1-48所示。 ⑨ 北汽汽车公司 连续四年北汽蝉联国内新能源汽车销售冠军,北汽新能源2015年销售20129 辆,达到366%的同比增长。2016年截止到9月末,其销量也已累计销售30162辆。 其中,EU260(如图1-50、图1-51所示)上市以来更持续热销,成为9月中国新能源 乘用车市场的销量冠军。 ⑩ 众泰汽车公司 2016年1月,云100交棒给其升级款众泰云100S(如图1-52所示),众泰云 100S也成为“云二代”。 (2)新能源汽车的示范推广 ① 各地补贴政策 购车补贴方面 充电设施补贴 用车补贴 ② 新能源汽车基础设施的建设 分区域建设 分场所建设 二、国外新能源汽车发展现状 1. 新能源汽车的发展历史 ① 第一阶段(19~20世纪初) ② 第二个阶段(20世纪70年代) ③ 第三阶段(20世纪80年代末期至今) 2. 各国新能源汽车发展计划 (1)美国 时任美国总统克林顿形容该计划的意义时称只有阿渡罗登月计划可以 与PNGV计划相比。 PNGV计划的目标如下。 ①提升美国汽车公司的研发和制造水平,降低生产成本,提高汽车产 品质量,最终增强美国汽车公司的竞争力。 ②将商业可行的新技术应用于传统汽车,提高车辆的燃油效率及改善 废气的排放。 ③开发出燃油效率3倍于现有车辆的新一代车辆。 (2)德国 德国政府期望通过《国家电动汽车发展计划》的执行,达到以下目的。 ①德国汽车公司领跑电动汽车产业,在世界电动汽车市场占据份额,苏州国新有限公司确 保德国汽车工业的领先地位。具体措施包括创立新型的电动汽车商业模式、 推出新型电动汽车产品和服务、建立全球的电动汽车标准与规范等。 ②逐步淘汰石化燃料汽车,实现交通的电驱动化,优化德国的能源使用 结构,增加可再生能源在能源总消耗中的比例。 ③与城市规划紧密结合,完善和优化德国的城市和公路充电设施网络。 (3)日本 日本的汽车公司较早进行混合动力汽车的研发,目前在混合动力技术领 域处于领先,在全球混合动力汽车市场上占据大量份额。 3. 各国新能源汽车产业发展近况 (1)美国 通用汽车公司把混合动力技术作为一个重要组成部分来发展,形成了 独特的混合动力技术路线,从三方面开展技术研发,包括双模混合动力技 术、轻度混合动力技术和混合动力在城市公交的应用。 2010年,通用汽车公 司发布了首款插电式混合 动力车型沃蓝达(Volt) 如图1-55所示,其未来的 战略部署主要集中在插电 式混合动力,并将以沃蓝 达车型为基准方向,2015 年福特汽车公司又推出了 全新插电式混合动力CMAX Energi(如图1-56 所示),瞄准丰田的prius 普锐斯,加入了激烈的混 合动力汽车市场竞争行列。 (2)德国 宝马汽车公司将其混合动力汽车技术称为ActiveHybrid,第一批 ActiveHybrid车型Ac-tiveHybrid X6和ActiveHybrid7已于2009年底批 量生产。与其他厂商的混合动力设计原则不同,宝马汽车公司不仅要通过 混合动力技术降低排放和油耗,还要求混合动力产品能够提供比传统动力 更强劲的动力。 宝马推出了发动机排量 3.0L、油耗更低的 ActiveHybrid5和 ActiveHybrid 3(如图1-57 所示)。宝马汽车公司也布局 于纯电动汽车,经过多年积累, 2013年7月发布了旗下第一款 量产纯电动汽车宝马i3(如图 1-58所示)。 (3)日本 日本的汽车公司较早进行混合动力汽车的研发,目前在混合动力技术领 域处于领先,在全球混合动力汽车市场上占据大量份额。2012年,丰田汽 车公司发布了插电式混合动力版的Ptius普锐斯如图1-60所示。

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