2024新能源汽车新技术应用

项目一绪论学习任务一新能源汽车概述学习任务二新能源汽车的发展项目二纯电动汽车学习任务一纯电动汽车概述知识点三、EV学习任务二纯电动汽车起动困难的故障排除知识点二、EV知识点三、EV学习任务三纯电动汽车行驶无力、电机发热的故障排除知识点三、EV项目三混合动力汽车学习任务一混合动力汽车概述学习任务三混合动力汽车的检测项目四替代燃料汽车类型学习任务一气体燃料汽车学习任务二生物燃料汽车学习任务三氢燃料汽车项目五新能源汽车的电驱动系统学习任务一新能源汽车的电驱动系统特性学习任务二直流电动机学习任务三永磁无刷直流电动机学习任务四交流异步电动机学习任务五永磁同步电动机学习任务六开关磁阻电动机项目六插电式混合动力系统学习任务一插电式混合动力汽车的分类与特点学习任务二插电式混合动力汽车的结构与工作原理学习任务三混合动力汽车的工作原理学习任务四典型插电式混合动力汽车项目七新能源汽车的储能装置学习任务一动力电池概述学习任务二铅酸蓄电池学习任务三镍氢蓄电池学习任务四动力锂电池学习任务五燃料电池学习任务六空气电池学习任务七超级电容项目八新能源汽车的能量管理系统学习任务一能量管理系统的作用学习任务二纯电动汽车能量管理系统学习任务三混合动力电动汽车的能量管理系统学习任务四燃料电池混合动力汽车能量管理系统分析学习任务五动力锂离子电池管理系统的方案项目九电动汽车的维修与保养学习任务一电动汽车的故障维修学习任务二电动汽车的维护与保养知识点二、比亚迪F3DM知识点三、奔驰S400混合动力轿车Start/Stop（启动/停止）项目一绪论3540用于实际汽车行驶，节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾；另一方面，汽车的大量使用加剧了环境污染，城市大气中的82、x的48、的58和微粒的8%来自汽车尾气。此外，汽车排放的大量2加剧了温室效应，汽车噪声是环境噪声污染的主要污染源之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费国，污染严重，世行认定的20污染最严重的城市有16个在我国。国内汽车产品水平与国外差距很大，平均油耗高出1030，排放为国外的1520倍，汽车工业面临的压力更大。20世纪末以来世界各国和汽车获得了长足的发展。学习任务一新能源汽车概述2007年11月1燃气汽车主要包括天然气汽车和液化石油气汽车。天然气汽车又被称为蓝色动力汽车，主要以压缩天然气（）、液化天然气（）、吸附天然气（）为燃料，常见的是压缩天然气汽车（）。液化石油气汽车（）以液化石油气（）为燃料。和匀，燃烧完全，和微粒的排放量较低，燃烧温度低，因而x排放较少，稀燃特性优或系统。康明斯与美国能源部正合作开发名为先进往复式发动机系统的新一代天然气发动机。根据开发目标，该发动机的热效率达50，x排放量低于0.1gk，维护费用低于0.01美元kh，在满足这些目标的同时，发动机具有较高的可靠性。油喷射量，当掺醇率大于1520时，应改变发动机的压缩比和点火提前角。乙醇燃料性，挥发性好，混合气分布均匀，热效率较高，汽车尾气污染可减少30以上。学习任务二新能源汽车的发展动力汽车给予的优惠最高可达3400美元，对天然气等代用燃料汽车的成本增加部分给予5080的财政补贴；日本对电动、天然气等清洁能源汽车给予50减税，并给予与同级别传统汽车差价12的优惠补贴，另外天然气等燃料供给设备的装备费用可享受部分补贴；法国给予每一辆电动汽车15000法郎的补贴，其中10000法郎给汽车制造厂，5000法收5英镑进入市区的费用。据《中国新能源汽车发展战略研究》报告预测，我国机动车拥有量将从2005年末的4000万辆增长到2020年的1.4亿辆，2030年为2亿辆左右。机动车燃油消耗量占石油总消耗量的比例将从2000年的33左右上升到2020年的57。我国石油储藏量仅占世界储存总量的2.4，从1993年起成为石油纯进口国，2000年石油总需求的33从能源、经济和社会的安全考虑，已着手进行汽车能源替代品的研发。燃气汽车的燃料包括、和氢气。目前世界上在用的这两种车辆超过了500万辆，约占世界汽车总保有量的0.7，占新能源燃料汽车保有量的80。汽车和汽车也是我国清洁汽车行动计划的主角，2008年在21个城市和地区推广，保有量超过24.3万辆，其中汽车占52。中国现有车用燃气加注站约为710座以上，其中加注站约为400座。在以川渝地区为代表的天然气资源丰富的地区，加注站分布密度上升很快，已经初步形成了加注网络。不过，同全国82000座传统加油站相比，和加注站的不足仍然制约着传统车用燃气作为大规模替代燃料的发展前景。目前主要的汽车保有者仍然是营运类的公交车和出租车。由清华大学牵头研发的燃料电池公交车最高车速为86kh，在40kh等速运行条件下百公里氢燃料消耗3.3kg，约合12.4汽油，而同类柴油车的油耗则为20。同济大学牵头研发的燃料电池小客车尽管比先进国家起步晚了10池在额定功率下发动机的氢燃料效率不小于50，质量比功率不小于16kg.2006年年底诞生的第四代超越燃料电池小轿车集成了200余项自主知识产权，仅动力平台就有65项专利。与第三代燃料电池汽车相比，总功率从80k增加到100k，最高车速由120kh升至150kh，一次性充氢续驶里程由230k增至300k。由10辆超越三号10万k行驶后测算，百公里耗氢仅1kg，能源费用约35元，而同类普通汽车耗油费用约55元。京理工大学等产学研研发的4种车型40辆公交车已投入北京121路公交线和密云区进行载客示范运行：其等速百公里耗电仅70kh。天津清源电动车辆股份有限公司与天津汽车集团等单位联合研制的纯电动轿车最高车速超过了120kh，一次充电续驶里程达252k。该公司已有112辆纯电动轿车出口美国。十五期间，我国完成了三项纯电动汽有量占汽车总保有量的510，年产销电动汽车达到150万辆以上。到2030年，电动汽车保有量占汽车总保有量的50以上，年产销电动汽车达1000万1950万辆。项目二纯电动汽车学习任务一纯电动汽车概述如图2-1图2-1e6（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等）认识e6图2-2e6图2-3e6图2-4e6表2-1e6EY知识点二、EV1834年，美国人托马斯•达文波特（ThomasDavenport）制造出第一辆直流电动机驱1839年，苏格兰人罗伯特•安德森（RobertAnderson）使用了不可充电电池制造了第图2-51867年，奥地利发明家FranzKravogl塔夫•特鲁夫（GustaveTrouve）。图2-6比利时工程师卡米乐•热纳茨（CamilleJenatzy）设计的名为“从不满意”（LaJamais图2-71899图2-8宝马E11996年，通用汽车公司已经开始制造并销售1电动汽车（图29）。这是大型汽车制造公司用现代化批量生产的方式推出的第一款电动汽车。1于电池的成本和可靠性问题限制了1的推广。图2-9通用汽车公司EV1图2-10美国特斯拉（Tesla）2008年，英国LightningCar公司推出了一款新型高性能跑车（图2-11），每个轮毂都配有独立的电机，每个电机的最大转矩为750N•m，总输出功率高达515kW，续驶里程可图2-11英国LightningCar2008年北京奥运会，由北京理工大学等单位研制的奥运客车（图212）有50辆在奥运村内环线等3条线路上提供服务，由东风电动车公司研制的500余台场地车（图2-13）服务于检测、预、决及开、闭幕式等各个奥运会场馆及奥运村。奧运期间北京市的环卫车全部采用（图214）。图2-12奥运EV图2-13奥运EV图2-14图2-15知识点三、EV图2-162013我国EV学习任务二纯电动汽车起动困难的故障排除如图2-17知识点二、EV

图2-17EV与传统燃料汽车最大不同是没有汽油发动机或柴油发动机，取而代之的是动力电池、电机及其控制装置，所以拆装实训主要是动力电池、驱动电机及其控制装置的拆备科技有限公司生产的1的教学实验车为例（图217），其主要功能与技术参数见表22。表2-2EV蓄电池拆装（图2-图2-18驱动电机拆装（图2-图2-19控制器拆装（图2-图2-20知识点三、EVEV总体组 主要由动力电池组、驱动电机、控制系统及安全保护系统等组成（图221）。电池组是电动汽车的能源，驱动电机用于将电池组的电能转化为机械能，驱动车辆行驶。控制系统实施对电池组进行管理和对电机进行控制。安全保护系统在电汽车发生紧急情况时，对人及机器进行保护。图2-21EV 图2-22电机产生电流，再将交流电变为直流电向电池组充电（制动再生能量）。同时，控制警，并通过电流表、电压表、电功率表、转速表和温度表等仪表进行显示。图2-23比亚迪e6电源接通，汽车前进时，主控配电箱继电器之后，一路经过电机控制器向前驱动电机供给需要的电流，从而使驱动电机运转，通过变速器差速器和传动轴，带动左右前轮转动，使汽车行进；另一路经过转换器，将电池组330高压直流电转换为低压42，提供给电动转向系统使用。保护器起作用。一旦发生紧急短路等情况，保护装置熔丝即熔断保护。EY表2-3容量。指在一定放电条件下，电池所能释放出的总电量，它是放电电流（）和放电时间（h）的乘积。由于对同一个电池采用不同的放电参数所得出的h是不同的，为了便于对电池容量进行描述、测量和比较，必须事先设定统一的条件，按照：（国际电工委员会nnonlohnloon的简称）标准和我国国标，镍镉和镍氢电池在（205条件下，以0.1（代表电池的额定容量）充电16h0.2放电至1.0时所放出的电量为电池的额定容量，以表示；锂离子电池在常温、恒流（1）压（4.2）条件下充电3h后再以0.2放电至2.75时所放出的电量为电池的额定容量。电池容量的单位为h和h（1h1000h）。若以230mA的电流放电，其放电时间约为10h。则较短，不过也可达200（充电速度越快），能量密度（比能量）功率密度（比功率）EV 图2-24a）建压；b）放电；c）负极板上每个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子，与电解液中的硫酸根 正极板的铅离子得到来自负极的两个电子（2e）后，变成二价铅离子与电解液中的硫酸根离子镍锅电池（d） 1901年瑞典人尤格涅尔（.Jg）发明了镍镉电池。镉电池循环寿命比铅酸电池长得多（表23），经济耐用，内阻小，可快速充电，可为负载提供大电流，而且放电时电压变化很小，不会出现电解液泄漏现象，故无须补充电解液。但镍镉电池会造成镉污染，还有镍镉电池有记忆效应（oy），即镍镉电池使用过程中，如果电量没有全部放完就开始充电，下次再放电时，就不能放出全部电量比如，镍镉电池只放出80%的电量后就开始充电，充足电后，该电池也只能放出80的电量，这种现象称为记忆效应。这是因为电池部分放电后，氢氧化亚镍没有完全变为氢氧图2-26a）外观；b）1-正极板；2-接线柱；3-加液口盖；4-绝缘导管；5-负极板；6-7-单格电池连接条；8-极板骨架；9-绝缘层；10-镀镍薄钢板；11-外壳；12-13-活性物质；14-正极板导管；15-工作原理。镍镉蓄电池充电后，正极板上的活性物质变为氢氧化镍负极板上的活性物质变为金属镉；镍镉电池放电后，正极板上的活性物质变为氢氧化亚镍，负极板上的活性物质变为氢氧化镉。 图2-275-封盘；6-绝缘圈；7-负极；8-隔膜；9-正极；10-镍氢电池中的金属氢化物的“金属部分实际上是金属互化物（在一定条件下，金属相互化合而形成的化合物）常见的是5一类，是稀土元素的混合物（或者）再加上钛（），则是镍（）、钴（o）和锰（）等。而一些高容量电池的含多种成分”的电极则主要由构成，这里的则是钛（）或者钒（），则是锆（）或镍（），再加上一些铬（）、钴（o）、铁（）等。所有这些化合物扮演的都是相同的角色：可逆地形成金属氢化物。电池充电时，氢氧化钾（）电解液中的氢离子（＋）会被释放出来，由这些化合物将它吸收，避免形成氢气（2），以保持电池内部的压力和体积。当电池放电时，这些氢离子便会经由相反的过程而回到原来的地方。图2-28a）负极（储氢合金载体）；b）正极（镍锂离子电池 锂是最轻的金属，锂离子电池是指锂离子（＋）嵌入化合物为正、负极的二次电池。锂离子电池是1990年由日本索尼公司首先推向市场的。相对于传的铅酸电池与镍氢电池，其性能最为优越，号称“终极电池，受到市场的广泛青睐。它具有工作电压高（单体标称电压高达3.6，是镍氢电池的3倍，铅酸电池的近2倍），比能大（高达150hk，是镍氢电池的2倍，铅酸电池的4倍，因此重量轻，是相同能量的铅酸电池的1314），循环寿命长（循环次数可达1000次以上，寿命约为铅酸电池的23倍，使用年限可达5年），自放电率低（每月不到5%，是镍氢电池的16），允许工作温度宽（2055℃），无记忆效应，不存在有毒物质，对环境无污染，能够制造成任意形状，尤其是电池主要材料锂（）、锰（）、铁（e）、钒（）等，在我国都是富产资源，特别适合我国发展。比亚迪汽车公司开发的磷酸铁锂电池，受到业界重视。锂离子电池目前主要问题是成本较高，安全性能有待进一步完善。图2-29a）方形锂离子电池；b）1-外壳；2-负极端子；3-正极端子；4、14-隔膜；5、16-负极板；6-7、9-绝缘体；8-负极柱；10-密封圈；11-顶盖；12、17-正极；13-安全排气阀；15-电解质采用LiPF6的乙稀碳酸酯（EC）、丙烯碳酸酯（PC）图2-30图2-31比亚迪e6a）汽车底部；b）表2-4比亚迪e6电动汽车电池管理系统 电池管理系统英文单词是BattyManagementSystem，简预测电池的SOC和剩余行驶里程。SOC（StateOrCharge）是指电池的荷电（存 图2-32 状态SOH（StateOfHealth）和电化学状态SOE（StateOfEleetroformation）。然后通过控的主要工作原理可简单归纳如下：数据采集电路首先采集电池状态信息数据，再由电子控制单元（）模块和执行部件发出控制指令，并向外界传递信息（表25）。表2-5BMS 图2-33比亚迪e6EV

a）汽车发动机室；b）动力配电箱；c）充电设备的基本功 对于电动汽车，电池充电设备是不可缺少的子系统充电方式的分类电动汽车充电方式的分类有不同的方法，常见的分为车载充图2-34a）车载充电；b）非车载充电；c）以达到给电池充电的目的。感应充电（图234）的最大优点是安全，这是因为充电器与扣除。 图2-35PE—保护接地；PP—控制确认2；L1、L2、L3-三线交流电；N—中线；CP—控制确认图2-36▽—充电屏蔽；＋—充电通信；＋—直流电源正；＋—低压辅助电源正；—保护接地端子；低压辅助电源负；—直流电源负；—充电通信L图2-37比亚迪e6EVa）充电接口；b）知识点四、EV知识点五、EV主要故障一般在驾驶室仪表板显示器上显示，可以直接读取。如比亚迪6汽车，当起动按钮处于时，仪表板显示图238指示灯点亮进行动力电池自检，如果正常，几常驾驶中，该灯应该熄灭，如果点亮，说明动力电池有故障。图2-38比亚迪e6a）动力电池故障警告灯；b）动力电池过热警告灯；c）如果仪表板显示图238b指示灯点亮，表示动力电池温度过高，应停车降温，以免发出现动力电池过热，应该注意避免。由于动力电池组电压高（比亚迪6汽车307），检测维修需要戴绝缘手套，使用专站维修。图2-39图2-40表2-6图2-41铅酸蓄电池放电程度检测a）3V高率放电计；b）表2-7图2-42铅酸蓄电池放电程度检测a）12V高率放电计；b）表2-8知识点六、EV经常清除蓄电池盖上的灰尘污物及溢出的电解液，必要时用苏打水溶液清洗（图2-43学习任务三纯电动汽车行驶无力、电机发热的故障排除如图217所示，V教学汽车出现行驶无力现象，经检查直流电机外壳发热烫手，其他方面正常，电池组也电足，请判断故障位置并检测。知识点二、EV图2-44a）驱动电机；b）图2-45图2-46图247电机、固定速比的变速器和差速器一起构成了纯电动汽车动力系统。该动力图2-47EV图247b中，电机替代了传统内燃机汽车中的内燃机，并与离合器、变速器及差速器以实现电机驱动力与驱动轮的断开或连接，变速器还提供不同的传动比，以变更转速-功率（转矩）曲线匹配载荷的需要，差速器是实现转弯时车辆两侧车轮以不同转速驱动。图247d，机械差速器被取消，驱动车辆是靠两个电机通过固定速比减速器驱动各自转弯。图247中，完全舍弃了电机和驱动轮之间的机械连接装置，用电机直接驱动车轮，加速或减速时要具有高转矩特性，这样的电机一般选用低速外转子式电机。还有一种特殊的动力驱动结构——双电机四轮驱动系统，如图248所示。前轮和图2-48D—差速器；FG—固定速比减速器；M—电机；VCU—图2-49驱动电机种类表2-9电机的基本性能比较额定电压。是指电机额定运行时，外加于定子绕组上的线电压，单位为。一般规定电机的工作电压不应高于或低于额定值的5%。当工作电压高于额定值时，电机容易热。表2-10以单匝电枢线圈的直流电机为例说明其基本结构（150所示）工作原理。将通电线圈置于磁场中，直流电通过电刷和换向器铜片引入。当电流从电刷到电刷时（150b所示），根据左手定则判定，匝边和受到的磁场力方向如图250所示，这个电磁力将形成力矩，使线圈逆时针转动；当线圈转到换向片与负电刷接触，换向片与正电刷接触时，如图250所示，电流方向改变为，同时匝边和的位置也改变，电磁转矩的方向保持不变，使线圈继续逆时针旋转。图2-50a）电机原理；b）电流从A→B；c）电流从直流电动机的电磁转矩可用下式表 Ia——知识点三、EV图2-51a）电机外形；b）定 定子包括主磁极、转向磁极、机座、端盖及刷架等图2-52a）磁极总体组成；b）（又称间极），如图253所示，其铁心一般采用整块扁钢，大容量电机才采用薄钢片叠极的极性相同，如图253b所示。这就是说，如果一台电动机从换向器侧去看是逆时针方向旋转，则顺着旋转方向，间极极性应与前面主磁极的极性相同。图2-53a）换向磁极的铁心；b）图2-54 图2-55a）电枢组件；b）图2-56 他励电机的励磁绕组与电枢绕组分别由两个不相关的直流电源来供电，如图257所源供电，如图257b所示。与电枢并联的励磁绕组又称并励绕组。为了减小励磁电流和铜损耗，并励绕组的匝数较多，且用较细的导线绕成。串励电机的励磁绕组与电枢绕组串联，如图257所示。与电枢串联的励磁绕组又称串励绕组。为了减小串励绕组的电压降励磁绕组：一个与电枢并联；另一个与电枢串联，如图257d所示。图2-57a）他励供电方式；b）并励供电方式；c）串励供电方式；d） 图2-58IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）的集电极C和发射极E，再经电刷进入电机M的转结构。是（场效应晶体管）与（功率晶体管）的复合器件。它既有特性介于I与功率晶体管之间，可正常工作于几十k频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。 五层半导体组成，有绝缘层；图中黑色箭头代表正电子；白箭头代表负电子，仅有图2-59IGBT图2-60两单元IGBT最后用指针万用表的红笔接极，黑笔接极，若所测值在3.左右，则所测管为含阻尼二极管的管，若所测值在50kf左右，则所测管内不含阻尼二极管。对于数字万用表，正常情况下。管的、极间正向压降约为0.5。 图2-61a）电机外观；b） 图262表示最简单的三相定子绕组、、，它们在空间按互差120并接成星形与三相电源、、相连。则三相定子绕组便通过三相对称电流：随着电流在定子绕组中通过，在三相定子绕组中就会产生旋转磁场（图262）。图2-62 流出；为正，CZ绕组中的电流从C流入Z流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向 当 绕组中无电流；为负，绕组中的电流从流入出； 为正，绕组中的电流从流入流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图262所示。三相异步电动机的机械特性电动机的转 与转差率之间的关系曲图2-63图263的称为额定转矩，它是异步电机带额定负载时，转轴上的输出转矩。称为最大转矩，又称为临界转矩，是电机可能产生的最大电磁转矩。它反映了电机的过能力。最大转矩 与额定转矩 之比称为电机的过载系数，即 一般三相图2-64电压型三相PWM 高，但矫顽力低（0.6），抗去磁能力低，因而限制了它在电机中的应用。钐钴材料剩磁1983存储能量的。表211是典型永磁材料性能的主要情况。表2-11 图2-65a）总体组成；b）定子；c）图2-66图2-67图2-68图2-69 表2-12开关磁阻电机 开关磁阻电机调速系统（SwitchedReluctanceDrive，简称SRD）是继变产品功率等级从10W到5MW，最大速度高达100000r/min，广泛应用于家用电器、航空、图2-70a）电机外观；b）定子；c）开关磁阻电机的结构一般开关磁阻驱动电机由开关磁阻电机、功率变换器、图2-71a）三相6/4结构；b）四相8/6开关磁阻电机的工作原理三相开关磁阻电机的工作原理如图2-72所示。当A图2-72a）0℃角；b）10℃角；c）20℃角；d）30℃角；e）40℃角；f）50开关磁阻电机控制系统开关磁阻电机控制系统SRD主要由四部分组成：开关图2-73知识点四、EV根据任务1.3开始提出的教学用的纯电动汽车行驶无力、电机发热的故障案例，结合上述知识和该实验台的电路（图274），可以分析到故障发生在的直流电机上。可能原因有：电机电枢绕组有局部短路或接地、励磁线圈局部短路或接地，引起电磁转矩减失效、电枢轴变形卡滞等引起。图2-74MZ-ZC-CDD表2-13EV知识点五、EV电枢线圈短路、断路、接地检测图2-75a）短路，断路检测；b）接地检测；c） 图2-76a）短路、断路检测；b）接地检测；c） 深度不够，可用锯条刮低。最后检查电刷磨损情况及其加紧弹簧弹力，酌情修复或更换图2-77a）表面观察；b）槽深检测；c） 下列说法正确的是 ） ） 下列说法正确的是 ）功率密度是单位质量电机输出的功率，单位是下列说法正确的是 ）项目三混合动力汽车（一）长安杰勋混合动力电动汽车，是在长安的V动力发动机而制成的。它采用汽油发动机和电动机混合联动模式作动力系统，即在车辆减速时将动能通过电动机转换成电能，存储在镍氢电池中，起步或加速时再释放出来，以此减轻发动机的负荷。另外，在停止行进时都可自动关闭发动机以节约燃油。它具有以下特点。大混合动力功能，在动力性能与传统车相当的情况下，28工况百千米油耗小于等于6.8。汽车行驶时，发动机将在最经济的条件下运行，电动机在适当时进行辅助助力，遇到红绿灯时发动机停止工作、下坡和减速时进行制动能量回收等路况，可以有效节能，油耗比传统车降低20。排放限值满足国IV与原汽油机汽车比较，单车成本增加不到2万元，性价比具有卓越的竞争优势。主要技术参数：外形尺寸444517681640；轴距2710；前轮距1500；后轮距1487；轮胎规格195651591H；总质量1950kg；整备质量1501kg；最高车速160kh；发动机型号475Q3；发动机排量1497，功率69k；混合动力电动汽车G驱动电动机，额定功率10k；电池类型为镍氢动力电池，额定工作电压144V，额度容量6Ah。长安杰勋混合动力电动汽车如图3-1图3-1（二）奇瑞A5奇瑞A5混合动力电动汽车采用了双轴并联低度混合式（G）统。该系统由1.6汽油机、5速手动变速器、2k电动机和12铝酸电池组成。电动机采用的是爪极电动机并带有电动机控制系统，发动机采用的是直列四缸、四气阀、顶置双凸轮轴、双可变气门正时和多点电控汽油喷射式，完全满足欧Ⅳ法规要求的标准。整车性能参数：最高稳定车速大于等于180kh；起步加速小于等于12.8；城郊综合工况油耗6.3k；发动机排量1.597，最大功率87k（6000n），最大转矩147N（4300n）；发电机额定功率1.5k，最大功率3k，最大转速18000n，最大转矩30N。奇瑞A5混合动力电动汽车外形图如图3-2图3-2奇瑞A5（三）一汽轿车安和奇瑞后第3家有能力自主研发混合动力的厂家。奔腾混合动力版轿车的成本是汽油版奔腾车型的23倍，实现量产后成本会逐渐降低。奔腾70H采用的是油电混合系统，在搭载一台小排量的发动机的基础上，同时配备了一款高效电动机来达到两种动力混合使用的目的。奔腾70HV搭载的这款发动机是一汽专门针对混合动力车型而二次开发的高功效电控发动机，该引擎具备了启停控制、扭矩控制和断油控制等一系列混合动力发动机的技术亮点。电动单元采用的是镍氢电池和水冷永磁电机相搭配，电池的供电电压达到288V，而这款优秀的电动机在1910的基速下能带来20k的驱动能力。奔腾70HV在能源利用上也有合理的安排，在不同的负荷工况下，奔腾70HV有不同的驱动模式，从而达到能量的最大化有效发挥。在低负荷情况下，能够以纯电力驱动，更带来了零排放的环保效果。奔腾70HV最高时速达191kh，从0100kh的加速时间只有12.5，整体油耗比普通汽车降低图3-3（四）东风EQ7200HEV东风Q7200HV混合动力轿车是一款基于东风日产蓝鸟平台的油电混合动力轿车。该产品主要技术特点在于采用了混联式的机电耦合方式、AT自动变速箱、高效节能电控小排量汽油机、高效永磁同步驱动电动机和G，以及镍氢电池及其管理系统。控制器之间通过AN总线通信，具有完善的强电安全保护方案。车内的动力系统则由东风雪铁龙富康的1.6氢电池组成。车行驶时由电动机驱动而起步，当达到一定车速时，行车电脑会驱动汽油发动机工作；这款车还只是以汽油动力为主，电池为辅。最大车速为160kh；加速性能0100kh加速时间小于等于14.5；整车排放满足欧洲Ⅲ标准；百千米油耗（城市工况）与Q7200Ⅲ轿车（蓝鸟）相比下降30%以上。东风EQ7200HEV混合动力轿车外形图如图3-4图3-4东风EQ7200HEV（五）荣威750HYBRID荣威750HYD混合动力电动汽车是上汽集团自主研制的混合动力新能源轿车。其核心技术与部件均在全球领先的流程模式下由上汽独立开发完成。该车在综合工况下油耗为2.5100k，达到欧洲排放标准。这款车也于2008年进入路试阶段，样车速度可达到120kh以上。荣威750HYD动力电动汽车在2011年已实现量产。荣威750HYBRID混合动力电动汽车外形图如图3-5图3-5荣威750HYBRID（六）本田思域Hybrid东风本田思域混合动力车是第8代思域的改进版。思域混合动力系统标准配置V无级变速箱，混合系统能在行车中自动控制发动机的运转情况，在低速巡航时可关闭发动机仅由发电机提供动力。1.3V可变气门直列四缸发动机在6000n时输出最大功率82.06k,166N的最大转矩从1000n便开始出现，一直持续到2500n才见回落，电动机功率14.7k则可提供14.92k。每升汽油可以行驶31k，相当于油耗为3.2100k的O排放仅为75gk。思域混合动力车型如图3-6图3-6（七）别克AO君越oHybd油电混合动力车是国内第一款中高档量产混合动力车型。该车采用独立的电动机（最大功率7k，最大转矩65N）镍氢电池组（36V,17Ah）动力辅助系统，配合高效节能2.4O能发动机（最大功率125k（6400n），最大转矩225N（4800n））驱动汽车，在保证充沛动力和性能的前提下，实现了更低能耗、更少排放。在车辆减速和静止状态下发动机自动切断燃油供应，实现零排放，不仅免除了该工作状态下的燃油消耗，更营造出极致宁静的舒适车内氛围。由于装备了电动助力车速感应转向系统，发动机断油或停止工作对转向无任何影响，保证了驾乘安全。在起步和加速等动能需求大的工况下，电动机自动启动发动机并提供动力辅助，减少燃油消耗，而当匀速行驶时则能自动对电池组进行智能充电。君越oHybd还带有制动能量回收和智能充电功能，利用每一环节回收多余能量。经反复测试，君越oHybd油电混合动力车综合油耗下降达15以上，由原先百千米9.8降至8.3。此外，发动机智能停机还使车辆在市区拥堵的交通条件下，大幅度减少尾气排放，充分展现了高效、节能、环保的绿色科技魅力。别克君越油电混合动力车外形图如图3-7图3-7学习任务一混合动力汽车概述在1899年巴黎美术展览馆上展出的另一类型的混合动力电动汽车，是由法国ndov与y公司制造的第一辆串联式混合动力电动汽车，它由纯商品化的电动汽车衍生而来。该车是一辆三轮车，在其两个后轮上分别装有独立的电动机。与1.1k发电机相组合的一台34hp的汽油发动机安装在拖车上，并被拖带在该车后面，以通过对蓄电而不是对小功率内燃机补充所需的额外功率。法国人eny在1903年巴黎美术展览馆上展示了并联式混合动力电动汽车，该车将6hp的汽油发动机和14hp的电动机相组合，使之或由汽油发动机给蓄电池组充电，或由蓄电池组辅助驱动。1902年，另一位法国人.ng动汽车，该设计采用两个独立的直流电动机驱动前轮。电动机由44个铅酸蓄电池供给能量，而蓄电池则由一个与并励直流发电机组合的4.5hp的乙醇火花点火发动机予以充电。18991914年期间，制造了兼有并联和串联模式的其他形式混合动力电动汽车。虽然中串入电阻的方法。1903年ohn.oh的电动汽车是应用这一方法的典型实例。应注意，也经常采用磁离合器和磁万向节的方法。VictorWouk博士被公认为推进混合动力电动汽车的近代研究者。1975年，他与同事一起制造了一辆BuickSkylark型并联式混合动力电动汽车。该车发动机是马自达旋转式发1967年，为nrph公司工作的nt.kd博士更新了串联式混合动力电动汽车的设计。其中，输出功率为3k的一个小型发动机交流发电机组用于保持蓄电池组的充电状态。然而，由于技术上的原因，这一实验很快终止。在20世纪7080年代，采用概念上与1899年法国的ndov与y设计相类似的行程扩展器，研究了其他的方动力电动汽车原型分别由cuo和ggon两公司在1982年和1980年制成，它们都是并联式混合动力电动汽车。性方面超过了对应的内燃机汽车。在美国，道奇汽车公司制造了npd（无畏）1，2和3型混合动力电动汽车。1型混合动力电动汽车是串联式的混合动力电个100hp的电动机。当时，美国政府提出新一代汽车合作伙伴计划（），它包含燃油经济性可达80g的中型轿车的目标。福特公司的odgy（奇迹）和通用公司的p（方案）均是起因于该计划的成果。odgy和p两车都是并联式混合动力电到了计划的目标，但并没有随之生产。欧洲方面的成果由法国的nutx显示，该车是一辆小型的并联式混合动力电动汽车，它采用了一个7503的火花点火发动机和两个电动机。这一原型车的燃油经济性达到29.4k，其最高速度和加速性能已可与传统内燃机汽车相比拟。大众汽车公司也制造了原型车ho，其基础是一辆装备有镍氢蓄电池组和一台三相异步电动机的小型电动供附加的动力。国家标准《电动汽车术语》GB/T19596-2004中对混合动力汽车HEV（hybridelectric《混合动力电动汽车类型》QC/T837-2010汽车行业标准中对混合动力汽车的组成分按照动力系统结构形式可分为以下3串联式混合动力电动汽车（SeriesHybridElectric图3-8图3-9成在电动汽车上，布置起来有较大的自由度，但各自的功率较大，外形较大，质量也较大，因此，在中小型电动汽车上布置有一定的困难。另外，在发动机—发电机电动机驱动系统中的热能电能机械能的能量转换过程中，能量损失较大。从发动机发出的能量以产生能量损失（效率为9095）。电能随后又被电动机转换为机械能，在电动机和控制器中能量又进一步损失，平均效率为8085。能量转换的效率要比内燃机汽车低，故串联式混合动力驱动系统较适合在大型客车上使用。并联式混合动力电动汽车（ParallelHybridElectric并联式混合动力电动汽车系统结构如图310所示，该结构主要由发动机、电动机发可以互相叠加，发动机功率和电动机发电机功率约为电动汽车所需最大驱动功率的0.51内燃机汽车。并联式混合动力驱动系统通常被应用在小型混合动力电动汽车上。图3-10为发电机，给蓄电池充电以备后用（即一边驱动汽车，一边充电）图3-11图3-12E—发动机；M—电动机；B—混联式混合动力电动汽车（Series-parallelHybridElectric图3-13图3-14按混合程度分类，即按照电动机相对于燃油发动机的功率比大小可分为3微混合型混合动力电动汽车（microhybridelectric轻度混合型混合动力电动汽车（mildhybridelectric重度混合（强混合）型混合动力电动汽车（fullhybridelectric外接充电型混合动力电动汽车（off-vehiclechargeahlehybridelectricvehicle）：非外接充电型混合动力电动汽车（nonoffvehiclechargeablehybridelectric有手动选择功能的混合动力电动汽车（hybridelectricvehiclewithselective无手动选择功能的混合动力电动汽车（hydridelectricvehiclewithoutselective​按照可再充电能量储存系统不同，可以划分为（但不限于）——动力蓄电池混合动力电动汽车（tractionbatteryhybridelectric——超级电容器混合动力电动汽车（supercapacitorhybridelectric——机电飞轮混合动力电动汽车（electromechanicalflywheelhybridelectric——动力蓄电池与超级电容器组合式混合动力电动汽车（tractionbatteryandsupercapacitorhybridelectricvehicle）。学习任务二混合动力汽车结构与原理代功率集成电路方向发展。转换器技术随着功率器件的发展而发展，可分为直流斩波器和逆变器，分别用于直流和交流电动机。电动机控制微处理器主要有单片机和芯片，目前电动机控制专用芯片已被广泛采用，将微处理器与功率器件集成到一块芯片上（即芯片），是目前的研究热点。望的MotorTrendCar年度奖以及2004年度世界最佳设计车辆的荣誉。图3-15Prius图3-16混合动力车辆电控单元（）机控制模块（）、变换器组合件、蓄电池的电控单元（）和滑移控制的电控单元（）发送计算结果，以控制混合动力系统。高压蓄电池。高压蓄电池为蓄电池。6个1.2压为7.2的蓄电池模块。在2001—2003u中，38个蓄电池模块被分装在两个支架内，并串联成额定电压为273.6的高压蓄电池。在2004和新型u中，28个蓄电池模块被串联成额定电压为201.6的高压蓄电池。其中，单元电池在两处相连接，以降低内电阻。图3-17蓄电池SOC根据来自V的指令，三个开关磁阻电动机（M）路关断。其中，两个开关磁阻电动机被安置在电源的正端侧，一个被安置在电源的负端侧，如图318所示。图3-18SRM3以指定顺序断开，而HVECU将检验相应继电器正确关断的动作。升压变换器（2004和新型升压变换器将高压蓄电池输出电压由额定的DC201.6V升压至最高电压DC500V。为图3-19流电。然后，升压变换器把该电压降压为DC201.6V，向高压蓄电池充电。示。HVECU控制功率晶体管的触发。此外，变换器向HVECU传送控制电流所需的信冷却系统分离的。HVECU控制这一冷却系统电水泵的运行。DC-DC变换器用于将高压直流变换为DC12V，向12V的辅助蓄电池再充电。DC-变换器的结构如图3-20所示。在2001—2003形式的Prius中，它将DC273.6V变换为DCV；在2004和更新型式中，它将DC201.6V变换为DC12V图3-20DC-DC压蓄电池额定电压DC201.6V变换为AC206.6V，以供电给空调系统的电动机，如图3-21图3-21AC辆的动能向蓄电池再充电。加速踏板刚一踩下，HVECFT就启动再生制动，MG2由车轮图3-22电制动分布控制（2004和新型图3-23（a）后轮上没有载荷；（b）制动辅助系统（2004和新型图3-24当发动机关闭时，一个12V电动机驱动电动转向（EPS）装置，其结果使转向感觉不受影响。EPSECU应用转矩传感器输出，并与滑移控制ECU有关车速和转矩辅助指令信号图3-25EPSEPSECU应用来自转矩传感器的信号，理解驾驶员的转向用意。它将这一信息与来自于施加到扭力杆转矩量的电信号。EPSECU则应用这一信号计算出DC电动机所应提供的增强车辆稳定性控制（VSC）系统（2004和新型图3-26与EP5另一部分驱动MG1产生电能。为获得最大的运行效率，HVECU将控制该能量分配的比若高压蓄电池需要充电，同时在2001—2003形式中选择MAXAC，则因发动机驱动压缩图3-27图3-28图3-29图3-30图3-31全加速。在这一模式中，发动机向驱动轮和1传递其功率，1处于发电机运行状态。2则将其功率加入到发动机功率之中，并传递至驱动轮，如图332时，2从高压蓄电池吸收的功率大于1产生的功率，因此高压蓄电池向驱动系提供能量，而其荷电状态下降。图3-32图3-33图3-34图3-35图3-36学习任务三混合动力汽车的检测项目四替代燃料汽车类型雪铁龙爱丽舍（见图41）自2002年正式上市后，历经多年长销不衰，凭借成熟可靠的产品品质和品牌优势，已经成为家轿车坛上的一棵常青树。2011年款爱丽舍CN双燃料轿车，燃气成本12.13元百公里。爱丽舍CN双燃料车型是在新爱丽舍标准型轿车的基础上，采用汽油及压缩天然气机，其汽油喷射系统选用与新爱丽舍相同的BOSCHME7.4汽油电控单元，图4-1雪铁龙爱丽舍此外，由于爱丽舍CN双燃料车在使用天然气为燃料时，不会稀释润滑油，燃烧后不产生积炭，可减少发动机磨损，延长润滑油更换周期和发动机使用寿命，大大降低了售后维修和使用费用。学习任务一气体燃料汽车（一）大众汽车压缩天然气车型：途安4.8kg/100km。燃料成本大大低于汽油。如果只使用天然气做燃料。途安TSIEcoFuel能持续行驶约370km，加上11L汽油容量，最多可跑520km，大众途安TSIEcoFuel的CNG和汽图4-2大众途安TSIEcoFuel的CNG（左下）为提高途安ou车型（见图43）的安全性，大众汽车进行了深入而周全的设计：的压力阀，可以避免加气时钢瓶中天然气向外倒流等。因此，在安全性上，途安oul与普通汽油或柴油车型并无差异，大众途安ou天然气车型参数表见表41。表4-1大众途安TSIEcoFuel图4-3大众途安TSIEcoFuel（二）奔驰汽车压缩天然气车型：E200NGT是NaturalGasTechnology的英文缩写，是奔驰运用的压缩天然气技术的简称。E200NGT是奔驰以E级车为基础开发的压缩天然气和汽油为燃料的双燃料汽车。它采用与E200KOMPRESSOR的同样的1.8L直列4缸发动机，最大功率120kW，最大转矩240N•m,0~100km/h加速只需要9.8s，最高时速220km/h，无论采用哪种燃料，E200图4-4奔驰E200NGTE200NGT可连续行驶1000km。该型号还可以选装80L的汽油箱，能再增加200km的行表4-2（三）奥迪汽车压缩天然气车型：A52.0T-奥迪的压缩天然气市场还处于待开发中，不过也尝试推出相关的车型做研发。2007年，奥迪就展示过一台基于奥迪52.0轻量储氢罐和压力调节器，再基于公司出色的发动机，奥迪很有信心在未来的日子里用4或5来冲击压缩天然气汽车市场。展示用的这台A5T-CNG（见图4-5）采用了4个储氢罐，容量共21kg。这些高压罐采了90kg。一次加满气A5T-C~IG可以跑420km，做备用的汽油箱有14L，可以延长行驶距图4-5奥迪A52.0T-CNG的直喷汽油发动机，最大功率可以到120kW.0~100km/h加速仅仅需要8.9s，最高时速表4-3奥迪A52.0T-CNG（四）欧宝汽车压缩天然气车型：飞利1.6CNG在2002年，欧宝就推出了飞利1.6CNG，取得了销售两万辆的好成绩；2006年，欧宝再次推出全新的飞利1.6CNG，同样屡获好评；2009年，欧宝将首次将涡轮增压器装在新的飞利1.6CNGTurbo，最大功率110kW，而在发动机转速2300r/min时，便可发挥210N•m的最大转矩，最高时速更达到了200km/h，加上仅144g/kmCO2排放的表现，不飞利1.6CNGTurbo在天然气模式下，最高行驶里程可达到370km，加上额外的14L图4-6所示；欧宝飞利1.6CNG透视图如图4-7所示，欧宝Combo1.6CNG透视图如图4-8图4-6图4-7欧宝飞利1.6CNG透视图4-8欧宝Combo1.6CNG表4-4（五）本田汽车压缩天然气汽车车型：思域GX最新的第八代思域GX动力系统（见表4-5）采用最大功率84kW的1.8LSHOCi-表4-5本田思域GX（六）图4-9菲亚特熊猫Panda0~100km/h加速需要19s；如果用汽油驱动，功率可升至44kW0~100km/h加速需要17s。排菲亚特Ducato140NaturalPower（见图4-图4-10菲亚特Ducato140NaturalPower天然气商用车，在欧洲占有率为57.6%。2009年，最新的Ducato140天然气车上市将巩固Ducato140采用一台3.0L发动机，最大功率有100kW，转矩350N•m。这台中轴距、高Ducato140主要以压缩天然气为燃料，一共有36kg，可以跑400km。而汽油只是作备用，（七）（1）力帆620CNG（见图4-图4-11力帆620力帆620CNG双燃料汽车历经力帆汽车设计院三年潜心研制，经济环保，高效节能。平均每公里的燃料消耗费用不足0.15元。搭载1.6L发动机的力帆620CNG功率达到了78.66kW，在动力上，不输于普通的汽油发动机车型。尤其值得称道的是，力帆620CNG图4-12比亚迪F3比亚迪F3CNG双燃料系统采用意大利LOVATO公司产品，快充式加气口，方便且可三菱4G184缸16气门发动机，0~100km加速只需12.3s，最大功率73.5kW,60L储气瓶行驶图4-13东风雪铁龙爱丽舍爱丽舍CNG双燃料车采用汽油及压缩天然气电控多点喷射燃料供给系统的1.6L16V高性能两用燃料发动机，其汽油喷射系统选用与爱丽舍相同的BOSCHME7.4汽油电控单图4-14长安铃木天语天语CNG双燃料汽车采用意大利朗第伦索公司最新研制及生产的CMEGASCNG燃气图4-15长安悦翔905，可以完全安装在行李舱内的最深处，大大提高了行李舱的有效容积，还用户最控性和舒适性以及整车姿态的完美。表4-6LPG是液化石油气（LiquefiedPetroleumGas）的简称，是指常温下加压（1MPa左的单位质量比汽油所能提供的质量要高8。理论上来说配有的车辆要比汽油驱动的车辆产生更高的效率。然而，这只是针对专门为如果将一台现成的汽油发动机改成量低得多。在国内，商用车以外，在乘用车方面，也运用得较多。的加注状态如图416所示。图4-16LPG（一）兰旗亚LPG2009年的日内瓦车展上，兰旗亚推出了pon和u车型的环保版本：oh（见图417）它们都采用液化石油气（）和汽油双燃料发动机。这台双燃料1.4L77hp机采用了特别的进气系统以适应喷嘴的要求，另外新增加的电缆也完全集成保证安全。环形的储罐位于原备胎位置，保证了行李舱的合理空间。另外，这两台ohc小车除了燃料以外，还集成了一个39的汽油油箱，这个容量达到了普通车型的80。驾驶人可以很方便地用一个按钮来切换使用或者是汽油，当使用完之后，系统会自动的切换到汽油燃料以保证行车的连续性。整个行驶里程，ponoh能达到1300k（能达到425k，汽油能跑854k），uaoh能达到1200k（能达到时419k，汽油能达到758k），其主要参数见表47。图4-17YpsilonEcochic（左）和MusaEcochic（右）在液化石油气加气站表4-7兰旗亚LPG车型主要参数表（二）欧宝LPGAgila、可、雅特旅行版和飞利。功率从62kW到101kW不等。它们都是LPG和汽油的座；其他地方大体情况为：法国1400座、荷兰1100座、比利时500座、英国600表4-8欧宝LPG学习任务二生物燃料汽车20世纪708020世纪90年代准M4814中要求，汽油中甲醇含量最大不超过0.3（）；欧洲85536法规规定，车用汽油中甲醇的添加量不应超过3（），但同时必须包括腐蚀抑制添加剂；德国对汽油中的甲醇含量最大限额为3.5；日本对汽油中甲醇的检出量要求不超过0.1。图4-18图4-19HFF6104GK39汽油/图4-20事实上，通用汽车在乙醇以及乙醇燃料汽车技术研发领域中，一直走在业界的最前列。通用汽车20用燃料（90汽油和10%乙醇的混合燃料）的汽车制造商。20世纪90年代初期，通用和福特两家汽车公司开始研制“灵活燃料发动机，既可以用汽油，又可以用乙醇。2002年，福特汽车公司公布了巴西首款汽油-乙醇双燃料车，通用汽车公司在2003所谓8就是由85%的乙醇和15%的汽油混合而成的乙醇燃料。在世界能源需求持续快速增长的背景下，乙醇成为不可再生的矿物燃料的可行替代品。通用汽车预测，从年到2020年，运输行业使用8所减少的二氧化碳总排放量将超过10亿吨，从2020年起每年将减少2亿吨。现在，通用汽车是最大的8灵活燃料汽车制造商，目前全球在使用中的85燃料乙醇汽车已超过了300万辆。在巴西，通用售出的90%以上的汽车可以使用100的燃料乙醇，此类车型的保有量达到了100万辆。此前通用汽车还承诺在2010美生产的可灵活使用不同燃料的汽车产品数量增加一倍，由40万辆增加至80万辆，2012年，通用汽车在北美生产的一半汽车都将可以使用8。美国oka能源公司2006年由一位风险投资家及化工技术人员创立，与其他生产燃料乙醇工厂不同的是，oka可以利用包括废旧轮胎、城市垃圾及农作物废弃物等在内使用乙醇作为燃料，会导致粮食价格上涨，此外，传统的制造乙醇过程中会消耗很多能源。而oka公司的创新技术，先是应用常规的汽化技术将垃圾等废弃物原料转变为合将乙醇和水分离开，如图421、图42所示，不仅减少了对传统农作物的依赖，并且在生产制作过程中消耗的能量和对环境造成的污染也大大地降低。图4-21Coskata图4-22Coskata在2006年的华盛顿车展上，福特推出了E85Escape混合动力车，它是世界第一款使用燃料乙醇的混合动力车。E85Escape混合动力车比燃烧汽油的Escape混合动力车的温室气体排放量少25%，同时能降低对石油的依赖。福特推出E85Escape混合动力车并非用来展图4-23福克斯E85福特85p混合动力车比燃烧汽油的p混合动力车的温室气体排放量少25，同时能降低对石油的依赖。这也是首台直接上路运行的8燃料混合动力车型图4-24福特F-250SuperChief图2006年福特推出的250uprh概念车，配备除汽油外，还可以使用乙醇及氢燃料的发动机；一次加满汽油、8燃料或氢以后，行驶里程可达805k。使用氢燃料行驶，燃效可提高12、2排放可减少99；使用85燃料行驶，燃效可提高10，2排放可减少75%福特也是欧洲燃料乙醇汽车的最主要制造商之一，早在2001一辆低2排放的燃料乙醇车。2005年，新一代福克斯推出以后，福特就与欧洲的乙醇企业以及瑞典政府合作开发了福克斯的燃料乙醇版本。采用燃料乙醇8的福克斯，在价格惠政策，因此这款车型具有很强的竞争力。福克斯的1.8发动机，经过一些改良后即可很好的支持8燃料：首先，发动机的气门和气门座，都改用特殊强化材料制成，以保证发醇不像汽油那样容易受到低温的影响，因此一旦温度降低到15℃，发动机气缸体就可以蒙迪欧、、xy等车型，都有8版本。20%2006年斯德哥尔摩车展上，萨博推出了使用100%燃料乙醇的混合动力概念车（425）。该车强大的动力来自191kW2.0燃料乙醇涡轮发动机和总共53kW电动机，最大转矩375。功率和转矩分别比普通的汽油发动机高出24%和25%。配有一前一后电动系统，前置15kW电动机发电机安装在飞轮与变速器之间，集成了发电机功能，能够产生15kW功率和120转矩，将动力传输给前轮，后置38k电动机负责驱动后轮。前后驱下动力提升了28%，0100k加速只需要6.9。而同排量汽油发动机的加速时间为8.8。这台车还集成了停车起步系统，可以节省燃油57。在50kh以下时可以使用纯电动驱动，行驶距离1020k，电量过低或超过50k时发动机自动重新启动。图4-25萨博E100达了该品牌对于这种燃料的重视，包括2007年日内瓦车展上的BioPower100、2008年北美车展上的9-4XBioPower概念车、2008年日内瓦车展上的9-XBioHybrid概念车和2008年巴黎车展上的9-XAir概念车。由于二甲醚具有低沸点、高饱和蒸气压、低黏性、压缩性、高十六烷值、含氧34.8%、较低热值等特点，二甲醚燃料发动机技术已引起西方发达国家政府和专家的高度益，纷纷开展二甲醚燃料发动机与汽车的研发。在欧洲，汽车公司研制出了燃用二甲醚燃料的大客车样车用于示范；在日本，、产业技术综合研究所、低公害甲醚燃料的货车样车和城市客车样车，计划在3年内小规模推广。有完全自主知识产权的D6114二甲醚燃料发动机和我国第一台二甲醚城市客车。该车发动机采用上柴六缸、水冷、四冲程、顶置两气门、直喷、涡轮增压SC8R250Q3B型，排量8.27L，压缩比17.3，最大功率184kW/2200r•min-1，最大转矩985N•m/1200~1400r•min-1。图4-26学习任务三氢燃料汽车仅限于实验用途1999年，宝马推出了由15辆750hL组成的氢动力车队。这15辆750hL在德图4-272004年的巴黎车展，宝马展出了打破9项记录的氢动力车H2R。两年后，宝马Hydrogen7诞生，一共生产了100辆，正式交付特定的用户使用，氢动力汽车进入准商业宝马750h是宝马第五代氢动力车产品，2000年汉诺威世博会上，有15辆750h作为世博会贵宾接待车而受到极大的关注。750h的发动机由原来的汽油发动机改进而成，并没有过汽化送到发动机中。液态氢的汽化通过新增加的热交换器来完成。750hL是一台汽油和氢双燃料汽车，采用5.4LV12240kW0~100km/h加速需要6.8s，最高时速250km/h；使用氢气时，最大功率宝马种燃料。使用氢气时，745h的最大功率为135kW，最高时速为215km/h,140L的储氢罐可图4-28宝马750hL图4-29宝马745h图4-30宝马2004年，宝马向世界展示了一台仅用氢气为燃料的车：H2R。作为宝马清洁能源计图4-31宝马氢动单座2动力源自一台6.0的12发动机，最大功率210k,0100k加速仅仅需要6，最高时速达到300k。与宝马的其他氢动力车不同，这款车仅仅使用了氢气作为其唯一的动力源。2的储氢罐容量为11kg很好的安全性。工作阀门在4.5的压力下打开，另外两个安全阀可以防止任何液氢泄漏产生的危险后果，在压力超过5时立即开启，释放压力，从而保证储氢罐不会因为压力过高而发生事故。2在储氢罐加满且驾驶人就座状态下的质量仅为1560kg纪录的同时，排出的仅仅是水蒸气。宝马Hydrogen7（见图4-32~图4-图4-32宝马Hydrogen718k液化氢燃料罐；2液化氢加注口；3液化氢连接器；4放空阀安全管路；5辅助装置（包括氢热交换器和燃料箱控制单元）；6汽油的内燃机；7供氢气道及进气歧管；8蒸发管理系统；974汽油箱；10压力控制阀图4-33宝马Hydrogen7图4-34宝马Hydrogen77。该车一共生产了100辆，主要用于准商业运行、宣传和道路实验。Hydrogen7采用6.0LV12缸发动机，最大功率有191kW，最大转矩为390N•m。如此的性能可以让这台豪Hydrogen7依然是一台使用汽油燃料和氢燃料的双燃料汽车，它拥有一个8kg的液态液态氢可行驶200km;74L的油箱可行驶500km，要想将氢气液化，必须将温度降低至-253℃，并且一直保持这个温度。因此，储氢罐对于隔热的效能要十分好。Hydrogen7有更快的燃烧速率，这是氢气具有的显著优点，利用宝马V12发动机上的Valvetronic电子容积和转子的数量来表示）氢转子发动机，最大功率73.5kW，最大转矩127N•m1m3的燃料箱储存了相当43m3的压缩氢气，最大巡航里程达到了230km。1993年，马自达发布了第二款氢转子发动机概念车HR-X20该车采用0.65Lx2氢转子为动力的CapellaCargo车型正式上路测试。马自达与新日铁公司合作，4年时间内总共进图4-35马自达RX-8图4-362009年，马自达专为HyNor计划推出的全新RX-8氢转子发动机车型，基于全新改款图4-37马自达RX-8HydrogenRE马自达RX-8HydrogenRE于2003年东京车展首次露面，随着2004年的路试、2006年的租赁，现在已经开始准商业化运作。RX-8HydrogenRE的动力源自一台RENIESIS氢转子马自达RX-8HydrogenRE上的RENESIS转子发动机，被设计成为可使用氢燃料和汽图4-38马自达RX-8HydrogenRE上的RENESIS马自达RX-8HydrogenRE在后行李舱安置了一个容量74L,35MPa（约350个大气压）马自达RX-8HydrogenRE上的RENESIS转子发动机，被设计成为可使用氢燃料和汽气体燃料汽车主要包 汽车天然气汽车与普通燃油汽车相比，在结构上主要增加 天然气供给系统 、供气部件、控制部件 组成甲醇作为燃料在汽车上的应用主要 两种 项目五新能源汽车的电驱动系统图5-1学习任务一新能源汽车的电驱动系统特性损，需经常更换维护工作量大。接触部分存在磨损，不仅使电动机效率降低，还限制了电动机的工作转速。新研制的新能源汽车基本不采用直流电动机。表5-1学习任务二直流电动机图5-2a）他励直流电机；b）并励直流电机；c）串励直流电机；d）图5-31-风扇；2-机座；3-电枢；4-主磁极；5-刷架；6-换向器；7-端盖；8-换向极；9-出线盒；10-图5-41-换向极铁芯；2-换向极绕组；3-主机铁芯；4-励磁绕组；5-电枢齿；6-电枢铁芯；7-换向器；8-电刷；9-电枢绕组；10-机座；11-图5-51-框架；2-励磁绕组；3-机座；4-螺栓；5-主极铁芯；6-极靴；7-气隙；8-一致。主磁极在电动机中总是成对出现，其极性沿圆周是，交替排列，因此串联时，相邻两主磁极线圈中电流环绕的方向是相反的。图5-6图5-71-电刷；2-刷握；3-弹簧压板；4-刷架座；5-图5-81-风扇；2-绕组；3-电枢铁芯；4-绑带；5-换向器；6-电枢铁芯：它提供主极下磁通的通路。当电枢在磁场中旋转时，铁芯中的磁通方向不断变化，因而也会产生涡流及磁滞损耗。电枢铁芯通常用0.5冷轧硅钢片叠成，片间涂绝缘漆以减少损耗。硅钢片上还冲出转子槽，以便嵌放电枢绕组。图5-9

1-套筒；2-压圈；3-V形云母环；4-换向片；5-云母片；6-图5-10图5-11图512是一个最简单的直流电动机模型，在两个空间固定的磁极极和极之间，有一个硅钢片叠成的圆柱体（称为电枢铁芯）。电枢铁芯与磁极之间的间隙称为气隙。图5-12中两根导体b和d连接成为一个线圈，并敷设在电枢铁芯表面上。线圈的首、末端分别连接到两片圆弧形的铜片，称为换向片1、2为了把电枢和外电路接通，特别装置了两个电刷和。电刷在空间上是固定不动的。图5-12图5-13 ），电机带有机械负载条件下：电动机的转速、电磁转矩、效率以及输出功 与电枢电流的关系，即与的关系图5-14前面已经得出直流电动机的效率 ，其 增加较大，效率增加变慢。在一定时，达到最大值，之后随电 增加，效率反而减小。如图5-14所示图5-15a）串励直流电动机的原理图；b）如果不计磁路不饱和，串励电动机的气隙磁通与电枢电流和励磁电流成正，即图5-15b画出了曲线串励电动机的机械特性是软特性。随着电磁转矩（即）的增大，转速下降很快。当电磁转矩较小时，由于气隙磁通的减小，转速迅速增大，为零时，理想图5-16图5-17图5-18图5-19学习任务三永磁无刷直流电动机永磁无刷直流电动机主要由电动机本体、电子换相器和转子位置传感器3图5-20图5-21a）组成结构；b）图5-22表5-2图5-23 学习任务四交流异步电动机图5-24图5-251-接线盒；2-外壳；3-定子铁芯；4-定子铁芯是电动机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。定子铁芯一般由0.350.5厚的表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁芯的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。定子铁芯槽型有半闭口型槽、半开口型槽和开口型槽3种。定子绕组是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。定子绕组由3个在空间互隔120、对称排列的结构完全相同的绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别图5-26a）笼型绕组；b）图5-27图5-281-磁路；2-转子绕组；3-定子；4-转子；5-从三相交流异步电动机电磁转矩产生的工作原理可知，只有当转子的转速低于定子旋转磁场的转速时，转子绕组才会切割磁力线而产生成应电流，才有可能产生电磁转矩而使转子转动起来。也就是说，电动机能够工作的基本条件是 。因此，这种电动机被称为交流异步电动机。 和 差值（ ）与 的比值称为转 差率随着负载的变化而变化。图5-29图5-30 时 相绕组电流 相绕组电流方向相绕组电流方向 。于是，三相绕组产生合成磁场的方 相绕组电流为相绕组电流方向30b 相绕组电流为相绕组电流方向30c 相绕组电流为相绕组电流方向交流异步电动机是多变量输入输出系统，且各变量之间相互影响，呈非线性关系，用研究的重点。交流异步电动机最早采用变压变频调速控制技术（）。由于F围窄，调速性能也不佳。随后出现的矢量控制（）和直接转矩控制（）调速系统，控制特性均优于系统。矢量控制理论是在1971年最先由德国学者.hk提出的。直流电动机之所以具有良好的控制特性，其根本原因是被控参量只有磁极磁场和电枢电流，且这两个量互相独具有与直流电动机近似的控制特性。为此，必须将三相交变量（矢量）直流量（标量），控制。电流成正比，可直接对q图5-311985年，德国学者.pnbok教授首次提出了基于异步电动机动态模型的直接转矩控制理论，随后日本学者.khh也提出了类似的控制方案。直接转矩控制在定子坐标系下，避开旋转坐标变换，直接控制转子磁链，采用转矩和磁链的bngbng控制，不性好，因而受到广泛的关注，并且已得到了实际的应用。图5-32值与给定值通过滞环比较器进行比较，并输入磁链调节器实现磁链的自控制将转速测量值与给定 进行比较，通过转速调节器获得转矩给定值再将转矩给定值和实际值输入转矩调节器，实现转矩的自控制学习任务五永磁同步电动机永磁同步电动机（PermanentMagnetSynchronousMotor，PMSM）具有高效、高控制图5-33图5-34a）面贴式；b）内插式；c）图5-35

a）二极永磁转子；b）四极永磁转子；c）图5-36表5-3图5-37由于同步电动机的转速与定子的旋转磁场同步，因此，电动机的转速可表示为学习任务六开关磁阻电动机开关磁阻电动机（hduneoorve，简称）是根据磁阻差产生反通的交流调速系统，甚至比晶闸管-直流电动机都好，加上现代电力电子学技术的发展，被认为是在新能源汽车中一种极具潜力的电驱动方式。图5-38利于减小转矩脉动，但结构复杂、主开关器件多、成本增高。目前应用较多的是四相86极结构、三相64极结构及六相12极结构，如图539所示。图5-39a）6/4极；b）8/6极；c）12/8表5-4图5-40相8/6极SR由于是磁阻性质的电磁转矩，电动机的转向与相绕组的电流方向无关，仅取决于相绕组通电的顺序。这使得能够充分简化功率变换器电路。当主开关 接通时，相绕组从直流电源吸收电能，而断开时，绕组电流通过续流二极管 将余能量回馈给电源。因此，电机具有能量回馈的特点，系统效率高。图5-41角度控制法电流斩波控制法图5-42电压控制法图5-43发电/于发电电动状态下的最优控制以及能量回馈问题，不但要让开关磁阻电动机在电动状态下获得优越的调速性能，也要保证其发电状态下的能量回馈。其总体的控制方案如图544所示。图5-44项目六插电式混合动力系统学习任务一插电式混合动力汽车（Plug-inHybridVehicle，PHV）是新型的混合动力电动汽车，与雷克萨斯RX450h这种非插电的混合动力汽车相比，插电混合动力汽车电池容量更与特斯拉ModelS这种纯电动汽车相比，插电混合动力汽车电池容量要小很多，但是混合动力汽车按驱动动力分类，可分为3按照驱动动力对电能的依赖程度，混合动力又可分为弱混合动力MildHybrid（也称强混。强混合动力车型的代表产品为ToyotaPrius（电动机功率为50kW），可图6-1图6-2混联式插电混合动力的另一类是前后置，简单说，就是把兼职的电动机与发动机放到一起，另外的纯电动机单独放置。这种模式的代表是保时捷918、宝马8，规划中的比亚迪唐也是这种模式。这种模式的优点除了混联式插电混合动力都有的几个优点以外，还有一个好处是可以在前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动3种模式下切换。追求极限性能的高的效率，达到省电（省油）配的目的，在过弯道时可以有更出色的性能。保时捷918能在纽柏林道跑进7n，傲视各路超级跑车，靠的就是这种前后置混联式插电混合动力带来的高性能。池大约每年降价5。未来，随着动力电池、电动机、电控系统价格进一步下降，插电混汽车的优势就会显现出来。这一过程会自上而下地进行。首先是保时捷918这样的超级跑车，然后是奔驰、宝马8这样的高档豪车，然后是中级车，最后到普及车型。当插电混成了，人类将迎来电动车时代。学习任务二插电式混合动力汽车的结构与工作原理池可提供的续驶里程（一般做到50k以上问题就不大），就可