汽车构造课件：新能源汽车 -

新能源汽车新能源汽车21.1概述

节能、环保、新能源等字眼越来越紧密地与汽车联系在一起。发展新能源汽车既是解决环境和能源问题的重要途径，也是提升汽车企业核心竞争力的技术制高点。新能源汽车

根据我国《汽车产业发展政策》等有关规定，2009年6月17日工业和信息化部发布了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》。该规则对新能源汽车给出了明确的定义：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。21.1.1新能源汽车的定义新能源汽车21.1.2新能源汽车的分类（1）醇类汽车（2）燃气汽车（3）电动汽车（4）两用燃料汽车（5）双燃料汽车（6）太阳能汽车新能源汽车21.2纯电动汽车

纯电动汽车（EV）一般由电动机驱动，电机的驱动能源来源于蓄电池，因此其结构和燃油汽车明显不同，其系统主要组成如图21.1所示图21.1纯电动汽车系统组成示意图21.2.1纯电动车的组成及原理新能源汽车（1）电力驱动系统电动汽车的电力驱动系统主要包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮等。（2）电源系统电动汽车的电源系统主要包括蓄电池、能量管理系统和充电器等（3）辅助系统电动汽车的辅助系统主要包括辅助动力源、空调、动力转向系统以及其他辅助设备等。工作原理汽车行驶时，蓄电池通过控制系统向电动机供电，电动机将电能转换为机械能，机械动力通过传动系统传递给驱动轮。由驾驶员操纵的制动踏板和油门踏板上都安装有传感器。油门踏板位置传感器（或节气门位置传感器）将油门踏板的位置变成电信号送入电子控制器，从而控制汽车的行驶速度；当汽车制动时，制动踏板位置传感器将制动踏板的位置变成电信号送入电子控制器，从而回收汽车的制动能量。新能源汽车21.2.2纯电动汽车的主要特点表21.1传统内燃机汽车与纯电动汽车的比较项目内燃机汽车纯电动汽车车载能源汽油或柴油电能储能装置燃油箱蓄电池驱动装置内燃机电动机及其控制器传动系统离合器、变速器、万向传动装置、驱动桥等部件减少纯电动汽车具有如下优点：（1）几乎无污染，噪声低（2）能源多样化，效率高（3）结构简单，维修方便

新能源汽车21.2.3纯电动汽车动力电池1）铅酸电池铅酸电池主要由正负极板、隔板、电解、安全阀、外壳等组成，其基本结构如图21.2所示。图21.2铅酸电池的结构1－端子2－外壳.3－隔板4－正极板5－负极板新能源汽车（2）镍氢电池镍氢电池有方形和圆柱形两种外形，主要由正极、负极、隔板、电解液等组成，如图21.3所示。1－顶盖2－隔垫3－外壳4－底垫5－安全阀6－隔板7－负极板8－正极板9－绝缘板图21.3镍氢电池的结构1－顶盖2－隔垫3－外壳4－底垫5－安全阀6－隔板7－负极板8－正极板9－绝缘板新能源汽车（3）锂离子电池锂离子电池主要由正极、负极、隔板、电解液和安全阀等组成，其外形主要有方形和圆柱型两种，圆柱型锂离子电池的结构如图21.4所示。图21.4锂离子电池的结构1－绝缘片2－密封圈3－安全阀4－正极端子5－防爆阀6－正极引线7－隔板8－负极9－负极引线10－正极11－外壳新能源汽车21.2.4纯电动汽车驱动电机（1）直流电动机直流电动机主要由定子和转子两大部分组成，如图21.5所示。定子由主磁极、机座、换向极和电刷装置等组成，转子由电枢铁心、电枢绕组和换向器等组成。（串励、并励、复励）图21.5直流电动机的结构1－换向器2－电刷装置3－励磁绕组4－基座5－主磁极6－换向器7－端盖8－风扇9－电枢绕组10－电枢铁心11－毂轮12－电枢齿13－电枢槽14－主磁极15－励磁绕组16－基座17－换向极18－.换向极绕组19－电枢绕组20－电枢铁心21－底脚新能源汽车（2）无刷直流电动机无刷直流电动机利用电子换向装置代替有刷直流电动机的机械换向装置，保留了无刷直流电动机宽阔而平滑的优良调速性能，具有体积小、重量轻、效率高、转矩高、精度高、能实现数字化控制等优点。（3）异步电动机异步电动机又称交流感应电动机，由旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用而产生电磁转矩。异步电动机具有结构简单、使用维护方便、运行可靠、质量轻、成本低等优点，在大功率、低转速场合不如使用同步电动机合理。（4）永磁同步电动机永磁同步电动机具有效率高、控制精度高、转矩密度高、转矩平稳性好、振动噪声低等优点

（5）开关磁阻电动机开关磁阻电动机具有可控参数多、调速性能好、结构简单、成本低、损耗小、运转效率高、启动转矩大、启动电流小等优点

新能源汽车21.3混合动力电动汽车21.3.1混合动力电动汽车的含义混合动力电动汽车，英文缩写为HEV，即HybridElectricVehicle。根据国际电工技术委员会IEC(InternationalElectro-technicalCommission)的定义，混合动力电动汽车HEV是能够根据特定的运行要求，从两种或两种以上能量源、能量储存器或转化器中获取驱动力的汽车，在运行中至少有一种能量储存器或转化器直接驱动汽车，并且至少有一种能量源、能量储存器或转化器能够提供电能。新能源汽车21.3.2混合动力电动汽车的种类（1）串联式HEV发动机电动机逆变器蓄电池发电机图21.6串联混合动力电动汽车结构示意图新能源汽车（2）并联式PHEV发动机电机逆变器蓄电池图21.7并联混合动力电动汽车结构示意图（3）混联式CHEV（只使用发动机作动力）动力分配电动机逆变器蓄电池发动机发电机图21.8混联混合动力电动汽车结构示意图新能源汽车21.4燃料电池电动汽车21.4.1燃料电池电动汽车的含义

顾名思义，燃料电池电动汽车（FCEV，英文全称FuelCellElectricVehicle）是指采用燃料电池作为能源的电动汽车。燃料电池电动汽车与纯电动汽车除了动力源不同之外，其驱动电机、传动系统等部件都完全相同。新能源汽车21.4.2燃料电池电动汽车的基本结构

纯燃料电池电动汽车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率都有燃料电池承担，其动力系统结构示意图如图21.10所示。图21.9纯燃料电池电动汽车动力系统结构示意图新能源汽车21.4.3燃料电池图21.10燃料电池工作原理

氢燃料电池基本原理是电解水的逆反应：把加注的氢和空气中的氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，分解为氢离子和电子，产生电流的同时氢离子通过外部负载到达阳极，与氧结合生成水，其原理如图21.12所示。新能源汽车21.5天然气汽车21.5.1天然气汽车的分类

根据所使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可分为压缩天然气汽车和液化天然气汽车。根据燃料使用种类的不同，可分为专用燃料天然气汽车、两用燃料天然气汽车和双燃料天然气汽车。新能源汽车21.5.2天然气汽车的结构

天然气汽车与普通内燃机汽车相比，在结构上主要增加了天然气供给系统。车用天然气供给系统主要由储气部件、供气部件、燃料转换部件和控制部件等组成。其中储气部件主要包括充气装置、天然气气瓶、气压显示装置和手动截止阀等；供气部件主要包括天然气过滤器、减压调节器、混合器、低压软管及循环水软管等；燃料转换部件主要包括油/气转换开关、天然气截止阀和汽油截止阀等。新能源汽车

汽油/CNG两用燃料天然气汽车有多种类型。某国产CNG供给系统采用步进电机伺服阀和比例调节式混合器闭环控制系统，其组成如图21.13所示。图21.11比例调节式混合器闭环控制CNG供给系统1－汽油箱2－油位传感器3－汽油表4－汽油滤清器5－电动汽油泵6－车载气瓶7－充气阀8－过滤器9－手动截止阀10－CNG电磁阀11－高压表12－安全阀13－低压表14－减压调节器15－步进电机16－混合器17－化油器18－压力显示器19－压力传感器20－发动机转速传感器21－氧传感器22－发动机排气管23－三元催化转换器24－电控单元ECU25－汽油/CNG转换开关新能源汽车21.5.3天然气汽车的特点

与传统内燃机汽车相比，天然气汽车具有经济性好、排放低、噪声小、安全性能高、维修费用低、冬季启动性好等优点，但同时存在动力性下降、行驶距离短、汽车用户初始投资大、供气体系建设有难度、气瓶体积大且布置困难等缺点。新能源汽车思考题1.什么是新能源汽车？2.新能源汽车有哪些主要类型？3.纯电动汽车的组成与传统内燃机汽车有哪些异同？