新能源汽车技术01-认识新能源汽车

任务一认识新能源汽车新能源与新能源汽车1.什么是新能源新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源越来越多的被用到风电产业、地热利用产业、沼气发电产业、生物质产业、太阳能光伏产业，新能源汽车产业。2.什么是新能源汽车新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），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、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车诞生与发展背景1.汽车温室气体的排放对全球气候变暖的影响由于传统汽车需要消耗燃油以及排放废气，因此汽车对气候变暖、环境污染以及能源危机的影响是汽车行业必须面对的问题。2.汽车对环境污染的影响伴随我国国民经济的持续快速发展，大城市大气环境污染问题日益突出，北京、广州、上海、重庆等大城市，导致市区大气污染以机动车为重要污染源。绝大部分汽车采用的发动机是内燃机。汽车发动机燃烧燃料产生动力的同时排放出尾气。尾气的主要成分是二氧化碳(C02)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)，还有铅尘和烟尘等污染物和一些固体细微颗粒物。3.汽车对能源危机的影响随着我国经济的高速发展，推动了能源需求快速增长。在石油进口依存度持续上升情况下，国际石油价格直接影响到我国的能源安全、经济安全乃至国家安全。而全球石油储量仅够再用约40年，能源短缺已经成为全球问题。新能源汽车诞生与发展背景截止到2015年，全球汽车保有量已达11.2亿辆，其中中国汽车保有量达到1.54亿，仅低于美国汽车保有量2.4亿，早在2011年就超过日本，居世界汽车保有量第二。据预测，到2050年全球汽车的保有量应该将剧增到30亿辆左右。新能源汽车诞生与发展背景在不断加剧的“人、车、自然”的矛盾之下，人们开始把目光从传统的使用石油燃油的汽车转向不使用石油燃料的汽车：——新能源汽车发展新能源汽车的意义1.降低环境污染：新能源汽车，特别是纯电动汽车和燃料电池电动汽车在本质上是一种零排放汽车，一般无直接排放污染物，混合动力电动汽车在纯电动行驶模式下同样具有零排放的效果，同时由于减少了燃油消耗，二氧化碳排放可降低30%以上。2.节约能源：据测算，传统燃油从开采到汽车利用的平均能量利用率仅14%左右，采用混合动力技术后，能量利用率可以提高30%以上。另外，插电类混合动力电动汽车和纯电动汽车可以利用电网夜间波谷充电，提高电网的综合效率。3.优化能源消耗结构：电动汽车具有能源来源多元化的特点，各种可再生能源可以转化为电能或氢能加以有效利用；同时，利用电网对电动汽车进行充电，增加了电力在交通能源领域中的应用，减少了对石油资源的依赖，优化了交通能源构成。新能源汽车的类型纯电动汽车顾名思义就是纯粹靠电能驱动的车辆，而不需要其他能量，如汽油、柴油等。它可以通过家用电源(普通插座)、专用充电桩或者特定的充电场所进行充电，以满足日常的行驶需求。纯电动减速器动力电池电动机纯电动汽车的驱动系统比起传统汽车要简单得多，总体上由两大部件构成：电动机、动力电池。可以用一条简单的公式对纯电动汽车进行概括，即“电——电——动力”，其实这个和小朋友常玩的迷你四驱车的机构原理基本相同。机械连接电力连接燃料电池汽车实际上是通过氢气和氧气的化学作用，产生的电能驱动车辆行驶。它也是电动汽车的一种，结构基本类似，只不过多了一个燃料电池和氢气罐。燃料电池减速器氢气罐燃料电池电动机机械连接电力连接混合动力普通混合插电式混合增程式混合混合结构串联式结构并联式结构混联式结构混合动力分为普通混合动力、插电式混合动力以及增程式混合动力三种。混合动力汽车的结构形式也能分为三种，分别是串联式、并联式以及混联式，其中增程式混合动力只能是串联式结构，而并联式和混联式结构既可以应用于普通混合动力，也可以应用于插电式混合动力。混动=普通混合动力、插混=插电式混合动力、增程=增程式混合动力、纯电=纯电动汽车、燃料=燃料电池汽车。普通混合动力减速器发动机发电机动力电池电动机机械连接电力连接混动汽车在正常行驶过程中，主要依靠发动机驱动。而在电量充足的条件下，车辆起动或者低俗行驶时，完全靠电动机驱动，但是续驶里程极短。随着车速提高，发动机开始驱动车辆行驶。当遇到坡道或者急加速时，发动机和电动机共同驱动车辆行驶。混合动力纯电模式下的行驶距离仅在3公里左右，但通过刹车时的能量回收，普混车型油耗较低。CT200h只有4.6L的平均油耗一直是官方宣传的一个重点。CT200h在高速情况下的百公里平均油耗为6.0L，比5L的综合油耗高了将近1L，而这也很好的说明CT200h完全是一辆更适合城市路况的车型。插电式混合动力减速器发动机发电机动力电池电动机插混比起混动，说简单了就是多了个插电口，能够外接充电。电动机功率要足够大，确保汽车能够以比较高的速度行驶，一般认为需要大于50KW。电池容量也要比混动大很多，足以在纯电模式下行驶几十公里。机械连接电力连接混合动力秦100传承比亚迪新能源技术优势，力争缓解消费者出行顾虑，普及“短途纯电，长途混动”的无忧绿色生活方式。搭载能量密度更高安全性更好的电池和更加智能的电池管理系统后，秦100的纯电续航能力从原有的70公里提升至100公里——不仅超过了市面上主流插电式混动车，甚至长于很多入门级纯电动汽车。同时，100公里的纯电续航里程也刷新了由比亚迪自己保持的插混纯电续航纪录，使中国新能源车的技术继续保持国际高水平。增程式混合动力增程式混合动力汽车就是用发动机进行发电，电动机进行驱动的车辆。当电池组电量充足时采用纯电动模式行驶，而当电量不足时，车内发动机启动，带动发电机为动力电池充电，提供电动机运行的电力(即增程模式)。增程其实是由纯电发展起来的，是在纯电的基础上加装了增程器（传统发动机+发电机）目的是为了提高续驶里程。和混动、插混不同的是，增程无论什么情况下，都不能由发动机直接驱动汽车行驶，只能通过电动机驱动。但它也能够像插混一样，通过外接电源进行充电。减速器发动机发电机动力电池电动机机械连接电力连接混合动力新能源汽车与传统汽车的区别新能源汽车是在传统汽车一些系统的基础上，改进了驱动汽车的动力，如采用了存储电能的动力蓄电池加电机，或者是继续保留内燃机，但通过增加一套电力驱动来优化内燃机燃烧的混合动力。下图为新能源汽车基本结构特征。传统汽车的车身与电器系统新的驱动能源（电、油电混合、替代燃料等）新能源汽车新能源汽车与传统汽车的区别1.改变了驱动车辆的动力形式如果是纯电动汽车，那么这个驱动这个汽车行驶的动力就是全部依靠电机，电机的驱动电能来自加装在车上的动力电池。如果是混合动力汽车，它的驱动系统会继续看到有传统汽车的内燃机、变速器等部件，但是在驱动的部件上还会多一些部件，这就是增加的电力驱动系统。无论是纯电动汽车还是混合动力汽车，从车辆的外观上是很难区分出来的，因为这类新能源汽车仍然是汽车，改进的只是一些从外表上看不到的地方。传统版与混合动力版丰田卡罗拉外观传统版混合动力版2.保留了传统汽车的大多数部件3.因为驱动系统和运行模式的改变，整车部分系统也做了升级1）空调与暖风方面不同新能源汽车的空调压缩机一般直接采用电驱动，这有区别于传动汽车通过内燃机曲轴皮带驱动形式。在暖风实现的形式上，新能源汽车，特别是大多数的纯电动汽车通常是利用电加热的方式来产生暖风。其中，电加热的方式有两种，一种是通过高压电加热类似传统空调与暖风系统中的冷却液，再经过循环为暖风水箱提供热量；另一种是直接通过高压电驱动PTC加热器来加热经过蒸发箱的空气实现暖风。2）全车车身电器供电的电源不同新能源汽车通常不再设计有发电机，车载电器设备供电和12V蓄电池的充电都是由车辆上的动力电池来提供的。纯电动汽车在运行过程中，动力电池通过一个DC-DC转换器，将高电压转换成12V低压为蓄电池和车载电器提供12V电源。高压电池组DC-DC转换器12V直流电3）补充能源的形式不同如果是纯电动汽车，行驶车辆的能源主要是通过外部电网提供的电能，而如果是混合动力汽车，其行驶车辆的能源有来自电网的电能，也有传统汽车使用的燃油，这就不同于传统汽车仅仅是依靠燃油来行驶车辆的了。主要地区新能源汽车发展战略地区发展规划具体情况中国新能源汽车的发展仍然以电动汽车为核心《中国制造2025重点领域技术路线图》计划到2020年自主新能源汽车年销量突破100万辆，市场份额达到70%以上；打造明星车型，进入全球销量排名前十；动力电池、驱动电机等关键系统达到国际先进水平，在国内市场占有率达到80%。美国核心是生物能源汽车，在技术上混合动力与燃料电池并重目前，插电式混合动力汽车是美国新能源汽车市场销量最大、增幅最大的产品，2016年售出15082辆。日本新能源汽车发展战略核心是混合动力汽车目前，日本正积极推动三类新能源汽车发展，其中混合动力领域全球领先且已垄断全球90%的市场，燃料电池产品的研发和产业化推进世界领先，纯电动汽车的规划和产业化推进步伐有所加快。日本计划到2020年新能源汽车汽车年销量达200万辆（其中混合动力汽车120万辆、电动车80万辆。欧洲更加侧重于温室气体减排及发展纯电战略以德国为例，2009年下半年德国发布高度重视纯电驱动的电动汽车发展计划，以纯电为重点分别提出了2012年、2016年、2020年的产业化和市场化目标。德国计划到2020年实现100万辆的电动车保有量，到2030年实现500万辆的电动车保有量。国家对新能源汽车的战略规划虽然汽车排放的尾气是否为雾霾的主要源头，还有很多争论。但通过新能源汽车的推广，取代传统燃油汽车，逐步减少汽车排放对环境的污染，同时降低能源消耗，已经成为政府施政共识。为了促进新能源汽车的发展，国家对新能源汽车进行以下的战略规划。（1）指导思想及基本原则贯彻落实发展新能源汽车的国家战略，以纯电驱动为新能源汽车发展的主要战略取向，重点发展纯电动汽车、插电式（含增程式）混合动力汽车和燃料电池汽车，以市场主导和政府扶持相结合，建立长期稳定的新能源汽车发展政策体系，创造良好发展环境，加快培育市场，促进新能源汽车产业健康快速发展。1）创新驱动，产学研用结合。2）政府引导，市场竞争拉动。3）双管齐下，公共服务带动。4）因地制宜，明确责任主体。（2）加快充电设施建设1）制定充电设施发展规划和技术标准完善充电设施标准体系建设，制定实施新能源汽车充电设施发展规划，鼓励社会资本进入充电设施建设领域，积极利用城市中现有的场地和设施，推进充电设施项目建设，完善充电设施布局。2）完善城市规划和相应标准将充电设施建设和配套电网建设与改造纳入城市规划，完善相关工程建设标准，明确建筑物配建停车场、城市公共停车场预留充电设施建设条件的要求和比例。3）完善充电设施用地政策鼓励在现有停车场（位）等现有建设用地上设立他项权利建设充电设施。通过设立他项权利建设充电设施的，可保持现有建设用地已设立的土地使用权及用途不变。在符合规划的前提下，利用现有建设用地新建充电站的，可采用协议方式办理相关用地手续。居民小区配套的服务设施4）完善用电价格政策充电设施经营企业可向电动汽车用户收取电费和充电服务费。2020年以前，对电动汽车充电服务费实行政府指导价管理。电动汽车充电设施用电执行峰谷分时电价政策。将电动汽车充电设施配套电网改造成本纳入电网企业输配电价。5）推进充电设施关键技术攻关支持企业探索发展适应行业特征的充电模式，实现更安全、更方便的充电。6）鼓励公共单位加快内部停车场充电设施建设7）落实充电设施建设责任新能源汽车的现状与发展趋势1.国外新能源汽车现状由于气候变暖、环境污染、能源危机等原因，新能源汽车的开发早已引起了全球汽车生产厂家的关注，一些著名的汽车公司转向研究和开发新能源汽车。各国政府也相继发布新能源汽车发展战略和国家计划，加大政策支持力度，增加研发投入，全力推进新能源汽车产业化。随着新能源汽车技术瓶颈突破的预期大大增强，新能源汽车产业进入了快速发展的新阶段。（1）国外纯电