新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修 课件 任务2-1 动力蓄电池发展趋势认知

项目二新能源汽车动力蓄电池概述新能源汽车动力蓄电池及管理技术1.掌握新能源汽车与传统内燃机汽车的动力来源和系统组成的区别。2.了解新能源汽车和动力电池的发展历史。3.了解动力电池和电动汽车的未来发展趋势。4.掌握动力电池的各性能参数及含义。知识目标技能目标1.能正确分析新能源汽车动力来源2.能逻辑清晰地阐述动力电池的未来发展趋势。增强严格遵守标准规范的意识。具有团队协作意识和吃苦耐劳精神，并树立正确的理想信念。3、培养学生自主学习、查找资料、制定计划的能力；4、培养学生具备从事汽车行业工作的职业素养。思政目标目录CONTENTS动力蓄电池的参数及性能指标认知任务2动力蓄电池的发展趋势认知任务1新能源汽车动力蓄电池概述

动力电池作为新能源汽车高压部件之一，起着整车能量存储的作用，目前不同品牌或车型在电池的选用上有所不同，主要种类有铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池以及氢燃料电池等。本项目主要介绍新能源汽车对动力电池的要求，以及认知各类常用动力电池的类型、特点、内部结构以及工作原理等。任务引入任务准备：纯电动汽车一辆、纯电动汽车维修手册、学习工作页、微课资源、汽车维修专用工具等。任务准备1、新能源汽车的类别按享受国家新能源汽车补贴标准进行分类：插电式混合动力汽车是一种配有充电插口和具备车载供电功能的纯电能驱动的电动乘用汽车，也称之为增程式混合动力汽车。一、新能源汽车的定义与类型2、新能源汽车的类别按享受国家新能源汽车补贴标准进行分类：纯电动汽车是指以车载电池为动力源，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规和国家标准各项要求的乘用车辆。一、新能源汽车的定义与类型3、新能源汽车的类别按享受国家新能源汽车补贴标准进行分类：燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能动力。一、新能源汽车的定义与类型1、动力来源不同内燃机汽车：内燃机、燃料（汽油、柴油、天然气等）新能源汽车：电动机（交流变频电机、永磁同步电机）能源：可充电动力电池，直流逆变技术）

从外形上看，电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别，区别主要在于动力源及其驱动系统，即纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱。内燃机汽车：发动机控制（各个工况）整车控制技术（全车各系统综合控制）新能源汽车：电机控制器（各个驱动状态）整车控制器（全车各系统综合控制）二、新能源汽车与传统内燃机汽车的不同2、传动系统不同内燃机汽车：离合器（液力变矩器）、变速器、减速器、差速器新能源汽车：差速器3、转向系统不同内燃机汽车：液压助力转向（液压助力泵由发动机带动）、电液转向助力或者电动助力转向。新能源汽车：电动助力转向，12V直流电驱动助力电机作转向助力，根据车速来控制驱动电流大小，从而调节助力的大小，实现车速高时助力小，车速低时助力大的要求。动力输入动力输出动力输出二、新能源汽车与传统内燃机汽车的不同5、制动系统不同内燃机汽车

ABS系统和制动真空助力系统，真空助力的真空源取自发动机运行后进气道内真空度。停车后真空助力作用消失。涡轮增压发动机、缸内直喷发动机带真空泵或辅助真空泵。少部分车型带能量回收系统。纯电动汽车ABS系统和制动真空助力系统，真空助力的真空源来自于12V直流电驱动的真空泵。在停车时真空助力也可起作用。带能量回收系统。6、空调系统不同内燃机汽车空调系统：压缩机由发动机通过皮带驱动制冷；热风由发动机冷却水的热量在散热器上散发，由热风电机风扇吹到车内。新能源汽车新能源汽车空调压缩机由高压直流电驱动电机，带动压缩机制冷；热风由高压直流电通过PTC器件发热产生热量，由热风电机风扇吹到车内。二、新能源汽车与传统内燃机汽车的不同6、空调系统不同内燃机汽车空调系统：压缩机由发动机通过皮带驱动制冷；热风由发动机冷却水的热量在散热器上散发，由热风电机风扇吹到车内。新能源汽车新能源汽车空调压缩机由高压直流电驱动电机，带动压缩机制冷；热风由高压直流电通过PTC器件发热产生热量，由热风电机风扇吹到车内。二、新能源汽车与传统内燃机汽车的不同7、低压电源不同内燃机汽车低压电源：内燃机带动发电机发电，整流后为12V蓄电池充电。内燃机启动前和启动时由12V蓄电池供电，发动机运行后，由发电机和蓄电池同时供电。新能源汽车低压12V蓄电池在车辆工作时有高压动力电池通过DC/DC转换成12V后充电。DC/DC于蓄电池同时供！12V直流电。高压动力电池关闭后，12V蓄电池维持低压系统供电。高压动力电池接入工作后，8、仪表显示不同内燃机汽车仪表显示：车速、里程、发动机转速、机油压力、燃油量、冷却水温、灯光信号、故障信号……新能源汽车仪表显示：车速、里程、电机转速、电池电量、电池电压、灯光信号、故障信号……二、新能源汽车与传统内燃机汽车的不同

1800年代，亚历山大·伏特制成了人类历史上最早的电池，后人称之为伏特电池。

1830年，威廉姆·斯特金解决了伏特电池的弱电流和极化问题，使电池的使用寿命大大延长。

1836年，约翰·丹尼尔进一步改进了伏特电池，提高了伏特电池的稳定性，后人称之为丹尼尔电池。它是第一个可长时间持续供电的蓄电池。1859年，法国科学家普兰特加斯东(PlantGaston)最早发明的一种能够产生较大电流的可重复充电的铅酸电池。

1899年WaldmarJungner发明了Cd-Ni电池；1901年爱迪生发明了Fe-Ni电池；

1984年荷兰的飞利浦（Philips）公司成功研制出LaNi5储氢合金，并制备出Ni-MH电池。三、电池的发展史伏特电池的小故事1799年，伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里，发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是，他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片，平叠起来。用手触摸两端时，会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功的制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”，成为早期电学实验、电报机的电力来源。伏特（左）向拿破仑（右）展示伏打电堆三、电池的发展史丹尼尔电池的小故事1836年，英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液，解决了电池极化问题，制造出第一个不极化，能保持平衡电流的锌─铜电池，又称“丹尼尔电池”。三、电池的发展史普兰特和他发明的铅酸电池三、电池的发展史

1895年，由亨利·莫瑞斯（HenryMorris）和皮德·罗·沙龙（PedroSalom）制造的ElectrobatⅡ，安装了两台驱动电机，能以20mile/h的速度行驶25mile。四、电动汽车的发展史

1899年5月，一个名叫卡米勒·杰纳茨(CamilleJenatzy)的比利时人驾驶一辆44kW双电动机为动力的后轮驱动的子弹头型电动汽车，创造了时速68mile(110km)的记录，并且续驶里程达到了约290km。这也是世界上第一辆时速超过100公里的汽车。四、电动汽车的发展史

1900年，BGS公司生产的电动汽车创造了单次充电行驶180mile的最长里程纪录，电动汽车在出租车领域得到应用。四、电动汽车的发展史爱迪生的电动汽车1910年的电动汽车广告四、电动汽车的发展史中国动力电池市场规模与增长速度

中国作为全球最大的新能源汽车产销市场，2018年中国动力电池市场规模突破820亿元，动力电池装总装机量达到56.9GWh，动力电池产量达到70.6GWh。五、国内、外动力电池发展现状目前，中国动力电池已经形成上游材料、中游生产以及下游应用的产业布局作为动力电池产业衍生行业，中国电池回收行业处于起始阶段，目前已形成由生产者主导的回收和以专业第三方为主体的回收两种模式。中国动力电池产业链5.1中国动力电池产业链5.2中国动力电池行业发展中国动力电池行业发展趋势1）.动力电池未来向高性能、低成本、长寿命发展；2）.产销量持续快速增长，行业集中度在竞争中提升；3）.动力电池系统销售价格有力下降，上游材料成为关键因素；4）.动力电池发展利好，但负面事件频发仍引担忧；5）.回收路线渐趋清晰，商业体系仍待健全；有数据显示，动力电池行业头部效应明显，2018年上半年，宁德时代装机量6.58GWh，市场占有率达到42.24%，排在首位；比亚迪以3.35GWh占比21.50%，排名第二；两家合计占比63.74%。国轩高科以892.23MWh占比5.73%排在第三位，第四名孚能科技以753.56MWh占比4.84%，第五名亿纬锂能以547.82MWh占比3.52%，动力电池行业前5家企业市场占有率达到77.82%。1）宁德时代：从供应商到合作商宁德时代成立于2011年并于2018年6月11日在创业板上市。宁德时代建立了动力和储能电池领域完整的研发、制造能力，拥有材料、电芯、电池系统、电池回收的全产业链核心技术。在电动汽车领域，已与国际顶级汽车厂商及国内众多知名汽车厂商建立了深度合作关系，为全球客户研发、生产纯电动汽车、混合动力汽车的动力电池系统。5.3中国动力电池行业装机供应前五企业2）比亚迪：从封闭到开放

比亚迪以电池起家。随着新能源汽车快速发展，比亚迪也开放了动力电池业务。

比亚迪创立于1995年，主要生产商务轿车和家用轿车和电池。2003年成长为全球第二大充电电池生产商，同年组建比亚迪汽车。

在2017年，比亚迪宣布将动力电池业务独立出来，并向外供应动力电池，同时采购具有竞争力的其他企业动力电池。5.3中国动力电池行业装机供应前五企业3）国轩高科：发力三元高镍电池

国轩高科承接国家科技部300wh／kg高能量密度重大科技专项进展顺利，公司已开发出的三元811软包电芯，能量密度到达了302wh／kg。

在上游投资了磷酸铁锂正极材料与三元正极材料，未来将实现原材料全部自供，在下游也紧跟与车企绑定的趋势，是北汽新能源的股东之一。

合肥国轩高科动力能源有限公司成立于2006年5月。公司主要从事铁锂动力电池新材料、电池芯、电池组及电动自行车、风光锂电绿色照明系统、电动汽车等相关产品的研发、生产、销售，并延伸开发电动高尔夫车、锂电光伏电源、锂电备用电源等多领域系列产品。5.3中国动力电池行业装机供应前五企业4）孚能科技：发展势头强劲2018年2月7日，孚能科技宣布完成C轮50亿元人民币融资，引入了中国国有资本风险投资基金、兴业银行股份有限公司、国新国信东吴海外基金等战略投资者，投后估值130亿。

目前孚能科技已经给北汽新能源、江铃、长安、长城、瑞丽、昌河等车企实现批量供货，今年3月，其还通过了德国戴姆勒集团VDA6.3过程质量审核成功进入戴姆勒供应商体系。在18年上半年，孚能科技累计出货超10万套。5.3中国动力电池行业装机供应前五企业5）亿纬理能：形成动力电池全系产品格局

亿纬锂能采取的多方位技术路线布局战略，目前已形全面覆盖新能源专用车、商用车、乘用车等不同领域，亿纬锂能也由此成为国内少数具备动力电池全面解决方案的电池生产企业之一。

惠州亿纬锂能股份有限公司自2001年成立，具有自助知识产权和国际先进技术水平的新型锂电能源领先企业。围绕着“追求卓越、质量优先、创造价值、言而有信、团队合作、尊重个人”的企业核心价值观，历经10年的快速发展，现已成为中国锂电池行业的领先企业；5.3中国动力电池行业装机供应前五企业5.42019年中国动力电池行业市场前景及投资研究报告锂离子电池产业作为中国“十一五”期间重点发展的新能源、新能源汽车和新材料三大产业中的交叉产业，伴随政策的支持，带动了中国锂离子电池市场保持高速增长态势。“十一五”一期动力电池发展计划我国用锂离子电池的发展趋势5.5中国动力电池行业产能过剩现象动力电池行业出现产能过剩现象

除了国内动力电池厂商的加速扩张外，外资电池公司的本土化进程也在加速。2020电动汽车补贴计划将减少，为国外电池企业的发展提供空间。2018年7月，韩国SK表示，准备在中国建设15GWh生产基地。并计划在2025年全球实现60GWh以上的规模。预算，目前生产的动力电池产能全部释放，将形成170GWh/年的巨大产能，约为当前市场实际需求的7倍，能够满足500万辆电动乘用车和50万辆电动大客车的总需求。动力电池产能过剩的问题已经出现。

动力电池产业的结构性产能过剩，追求龙头企业质量，小厂商的落后产能得不到很好的消化。中小型制造商不会被消化，企业生存将被连续挤压。在产能过剩的困扰下，一些中小型制造商可能会转型低速车辆和小型能源储存等技术要求较低的领域，从而退出电池动力领域。5.6国外动力电池发展现状

日本在锂离子电池领域居技术领先地位，已制定至2030年发展规划，系统地安排研发课题，以维持长期的领先地位；松下、NEC、索尼等著名公司都建有大规模锂离子电池生产线。