新能源汽车讲座XXXX

第1页新能源汽车2013年12月车辆工程专业系列讲座第2页背景能源短缺、环境污染、气候变暖是全球汽车和能源产业面对的共同挑战，各国政府及产业界纷纷提出各自发展战略，积极应对，以保持其汽车和能源产业的可持续发展，并提高未来的国际竞争力。新能源汽车已成为21世纪汽车工业的发展热点。第3页世界能源资源状况世界一次能源的资源量（以2009年的开采速度）石油：45.7年天然气：62.8年煤炭：119年第4页城市空气污染加剧第5页2013年12月18日下午16点30分，西安空气质量指数爆表，达到500！全国最差！网友说：祝贺西安大雁塔发射成功！第6页能源的过度使用带来温室气体排放问题第7页发展新能源汽车是实现汽车工业可持续发展的必由之路第8页定义我国2009年7月1日正式实施了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，明确指出：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。第9页三菱iMiEVsport纯电动车新能源汽车电动汽车混合动力车（HEV）纯电动车（EV）燃料电池车（FCV）燃气汽车生物燃料汽车煤制醇醚汽车新型燃油汽车新能源汽车电动汽车混合动力车（HEV）纯电动车（EV）燃料电池车（FCV）燃气汽车生物燃料汽车煤制醇醚汽车新型燃油汽车第11页分类新能源汽车包括电动汽车、气体燃料汽车、生物燃料汽车、氢燃料汽车等。1．电动汽车——以电能为动力的汽车，一般采用高效率充电电池，或燃料电池为动力源。电能是二次能源，可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。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。第12页分类2．气体燃料汽车——利用可燃气体作能源驱动的汽车。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。气体燃料汽车——专用气体燃料汽车、两用燃料汽车和双燃料汽车。专用气体燃料汽车是以液化石油气、天然气或煤气等气体为发动机燃料的汽车；第13页分类两用燃料汽车是指具有两套相对独立的供给统系，一套供给天然气或液化石油气，另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料的汽车。两套燃料供给系统可分别但不可共同向气缸供给燃料，如汽油/压缩天然气两用燃料汽车等；双燃料汽车是指具有两套燃料供给系统，一套供给天然气或液化石油气，另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料的汽车。两套燃料供给系统按预定的配比向气缸供给燃料，在气缸混合燃烧，如柴油—液化石油气双燃料汽车等。第14页分类3．生物燃料汽车——燃用生物燃料或燃用掺有生物燃料之燃油的汽车，与传统汽车相比，结构上无重大改动，排放总体上较低，包括乙醇燃料汽车和生物柴油汽车等。第15页分类4．氢燃料汽车——以氢为主要能量驱动的汽车。一般的内燃机，通常注入柴油或汽油，氢汽车则改为使用气体氢。氢内燃机在汽车上的应用方式又有3种：纯氢内燃机、氢/汽油双燃料内燃机、氢-汽油混合燃料内燃机。另外，还有利用太阳能、原子能等其它能量形式驱动的汽车。汽油机汽车能源转换效率WTT石油油箱85%能量转换为汽油15%能量损耗汽油机汽车能量转换效率TTW注入油箱的汽油热损耗65.3%摩擦损耗8.5%燃料损耗4.2%辅助机件损耗2.5%传动系统损耗1.6%17.9%能量推动汽车车轮电动汽车能源转换效率WTT煤、核能等100%电池42%能量转换为电能58%能量损耗电动汽车能量转换效率TTW充入汽车的电能100%充电过程损耗17%电机损耗7%机械传动损耗1%变流损耗3%辅助机件损耗5%67%能量推动汽车车轮汽油机汽车与电动汽车能量利用效率比较WTTTTWWTW汽油机汽车85%(75%)17.9%(18.9%)15%(14.2%)电动汽车42%(38.1%)67%(60%)28%(22.9%)注：()内为我国数据14铅酸电池镍氢电池锂离子电池23超级电容器新能源汽车核心—动力电池特点分析优点缺点铅酸电池应用历史最长、技术最成熟、成本最低廉的蓄电池、大规模商业化应用能量低、自放电率高、循环寿命低、重金属在生产和回收过程中可能产生环境污染镍氢电池充电快速、使用寿命长、安全性好、运用广泛能量密度低、“记忆效应”等缺陷严重遏制了技术发展，前景十分有限。锂离子电池体积小、能量密度和功率密度高、电压高、环保性好和无污染性等成本高、存在充放电保护和安全性等问题超级电容器电容量大、充放电寿命长、充电快速等能量密度过低，多被用于作辅助电源新能源汽车产业发展趋势混合动力汽车混合动力一般是指油电混合动力，即燃料（汽油，柴油）和电能的混合混合动力汽车是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力，因此汽车可以有强劲的起步、加速。同时，还能实现较高水平的燃油经济性混合动力汽车节能原理，主要是降低发动机起动和加速的使用频率来降低发动机的能耗，这个原理主要根据发动机匀速工作时油耗较少的特性，车辆加速和起动时使用额外电池驱动电动机提供动力，此时的发动机仍按照最经济的油耗工作，因此综合提高车辆使用过程中能源效率混合动力电动汽车的动力系统结构主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。并联式电动汽车一种是以发动机为主动力，电动马达作为辅助动力的“并联方式”，也叫嵌入式电动汽车这种方式主要以发动机驱动行驶，利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征，在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时，用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。这种方式的结构比较简单，只需要在汽车上增加电动马达和电瓶。串联式电动汽车还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”。发动机只作为动力源，汽车只靠电动马达驱动行驶，驱动系统只是电动马达，但因为同样需要安装燃料发动机，所以也是混合动力汽车的一种。串联、并联式电动汽车在低速时只靠电动马达驱动行驶，速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式”。启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶，当速度提高时，由发动机和电动马达共同高效地分担动力，这种方式需要动力分担装置和发电机等，因此结构复杂。丰田“普锐斯”就是这样的构型技术路线各种技术路线对比普通混合动力(HEV)插电式混合动力（PHEV）纯电动汽车（EV）燃料电池汽车（FCV）驱动方式内燃机为主，电机为辅电机为主，内燃机为辅电机驱动电机驱动能量系统内燃机,蓄电池内燃机,蓄电池蓄电池燃料电池蓄电池种类镍氢、铅酸锂电锂电——基础设施加油站充电站充电站氢气排放量较高排量低排量零排量零排量优势技术成熟，成本低，无需新增配套设施节能减排效果好，续航里程长节能减排效果好能源效率高，节能减排效果好，续航里程长不足混合程度低，节能减排效果有限成本高，蓄电池技术待突破，需充电站等配套设施成本高，蓄电池技术待突破，续航里程短，需充电站等配套设施成本高，技术尚不成熟商业化进程已规模化量产有销售，但未规模化有销售，但未规模化仍处于研发阶段各国新能源汽车政策美国•2007公布的可再生燃料标准要求美国汽车能耗的4%必须是可再生燃料，总量大约为47亿加仑。这一标准值至2012年将达到75亿加仑。•2007美国规定消费者购买符合条件的混合动力车，可以享受到250美元至2600美元不等的税款抵免优惠。日本•包括发放高达4500美元的抵购券以鼓励油耗高的车辆的车主置换购买节油车辆的消费行为。•大力推进电动汽车基础设施建设。•实施购买混合动力汽车零纳税(相当于省掉1500美元费用)。英国•政府向“低碳汽车”项目投资3亿英镑以支持新能源汽车发展。•2007年修改汽车保有税，按单位距离二氧化碳排放征收，低公害车优惠税率为0。法国•1995政府制定了支持电动车发展的优惠政策，对购买电动车提供最高1.5万法郎的补贴。•2008年10月宣布投入4亿欧元，用于研发和制造清洁能源汽车。德国•对汽车替代燃料实施优惠政策，2010年税收补助达30亿欧元，2020年达到50亿欧元。全球主要厂商动态美国通用2010年底雪佛兰VOLT电动车美国上市，2011年第四季度进入中国和欧洲市场。福特2010年1月，福特汽车公司宣布投资4.5亿美元用于其积极的电动车计划，并在2012年前推出五款电动车。克莱斯勒克莱斯勒将于2012年在美国市场推出一款全电力型菲亚特500。欧洲大众2011年试投运500辆Golfs电动汽车，从2013年开始，E-UP电动汽车投入生产，到当年年底生产E-Golf和E-Jetta电动汽车。戴姆勒戴姆勒公司在电动汽车制造方面与一系列公司展开了广泛合作电动，即将推出Smart品牌轿车。宝马2010年7月，宝马公布“超大城市汽车”计划，计划于2013年上市销售。日本丰田2010年5月，丰田汽车和美国特斯拉宣布合作，后续双方将在丰田NUMMI工厂合作生产电动车。本田本田宣布加大在加大EV和PHEV的投入，将于2012年投放日本和美国市场。日产日产计划于2010年12月在全球推出Leaf，计划到2015年建成年产50万辆的生产体制。中国新能源汽车市场发展：从公交领域率先启动2009年深圳已经投入使用了101辆混合动力公交车2009年4月中国南车集团３０台“油－电”混合动力公交车交付长株潭公交公司2009年7月中通客车向济南公交集团交付80辆混合动力客车2009年9月一汽客车首批62辆混合动力新能源客车交付大连公交2009年12月杭州公交集团向厦门金旅采购105辆混合动力客车2010年1月70辆东风电动混合动力公交车交付给武汉公交集团2010年1月30辆安凯纯电动客车交付合肥公交集团2010年2月长春市50辆混合动力公交车上线运营2010年5月中通客车向聊城公交一次性交付30辆混合动力公交客车2010年6月重庆首批50辆气电混合动力公交车交用2010年8月天津滨海新区制造混合动力公交车10辆新车投入运行借助于在国家重大活动期间示范运行，新能源汽车开启商业化运营序幕020040060080010001200北京奥运上海世博广州亚运会（估计）新能源汽车运行数量辆重大活动期间新能源汽车运行数量第36页奥运会----新能源汽车正式交付使用2008年7月11日上午，奥运节能与新能源汽车示范运行交车仪式在北京举行。奥运科技(2008)行动计划领导小组组长万钢出席交车仪式并作为奥运节能与新能源汽车首发车乘客乘坐了纯电动客车第37页纯电动大客车示范运行50辆纯电动客车累计运行13.1万公里，为超过14.5万人次的各国运动员和媒体代表提供了服务。第38页东风纯电动场地车共计415辆。运行里程（截至8月24日奥运闭幕）共计26.65万公里；载客人数累计592200人次；35个场馆(24个竞赛场馆、11个非竞赛场馆)运行线路38条。普京驾驶东风电动车奥运冠军何可欣乘坐东风电动车纯电动场地车示范运行第39页奥运会、残奥会期间到2012年，3辆清华大学燃料电池客车在公交801路上载客运行，运行线路：北宫门至永丰。累计行驶2.1万公里,燃料电池客车燃料经济性为10.9kg/100km；戴克公司2006-2007年平均百公里氢气消耗18.4kg/100km。燃料电池客车示范运行第40页一汽混合动力客车10辆一汽混合动力电动客车运送乘客累计约66万人次。累计行驶里程达15.5万公里。油耗为39.83L/100km,相对燃油车节油17.38%。第41页东风混合动力客车15辆东风混合动力电动客车累计行驶14.5万公里,运送乘客75万人次。油耗为38.50L/100km,相对燃油车分别节油20.14%。第42页奇瑞混合动力轿车截至9月16日，奇瑞50辆混合动力轿车累计总里程：173.5万公里A5BSG(皮带传动启动/发电一体化电机)节油率在5.7%至10.3%，ISG(集成启动/发电一体化电机)节油率达到13%至20.4%。第43页长安杰勋混合动力轿车22辆杰勋混合动力轿车，运行87天期间共载客7.08万人次，累计行驶里程42.9万公里。长安杰勋混合动力轿车的节油率达到20%至30%。里程统