新能源汽车概论 课件全套1-5 新能源汽车的认知与发展趋势 - -电动汽车充电技术

项目一

新能源汽车的认知与发展趋势学习任务一

环境能源与新能源汽车目录目录环境污染、温室效应与能源危机一新能源汽车的类型与性能对比二复习题三学习任务1环境、能源与新能源汽车学习目标：✦了解汽车尾气中对人体有哪些有害物质。✦了解降低和控制机动车排放污染物的主要措施。✦知道什么是温室气体。✦知道什么是温室效应。✦知道什么是能源危机。✦了解解决能源危机的措施。✦知道新能源汽车的定义。✦知道新能源汽车的类型。✦了解不同类型新能源汽车的性能。

素养目标：✦具备从多途径的信息源中提取专业知识的能力。✦具备判断新能源汽车分类的基本方法。一、环境污染、温室效应与能源危机我国发展新能源汽车的三个主要原因：环境污染、温室效应和能源危机。1.环境污染汽车作为现代化重要的交通工具，给人们的生产、生活便利，同时传统汽车的为其排放给环境带来越来越严重的污染。目前市场上销售的纯电动汽车都标着“零污染、零排放”的宣传标语，但不可否认的是，纯电动汽车并非真正意义上的零排放，而是在行驶过程中不会产生尾气排放而已。但是纯电动车辆在充电时和更换电池时依然会造成周边环境的污染，只是相对于传统燃油汽车的尾气排放污染要小得多。学习任务1环境、能源与新能源汽车一辆汽车从生产到报废的全过程中，每一个环节都涉及到环境问题如图1-1-1所示。图1-1-1汽车的污染源学习任务1环境、能源与新能源汽车传统汽车尾气排放的主要污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、二氧化硫、含铅化合物、苯并芘及固体颗粒物，可引起光化学烟雾等。汽车排放的尾气中含有150～200种不同的化合物，其中对人危害最大的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、硫化物、铅的化合物及颗粒物等。汽车尾气中有害气体扩散到空气中会造成空气污染，引起全球气候变暖，造成温室效应恶化。这些污染物不仅破坏大气环境，还会通过呼吸、接触等方式危害人体健康，引发呼吸系统、心血管系统等相关疾病。学习任务1环境、能源与新能源汽车2.气候变暖全球气候变暖是一种和自然有关的现象，因为温室效应不断积累，导致地气系统吸收与发射的能量不平衡，能量不断在地气系统累积，从而导致温度上升，造成全球气候变暖。人们焚烧化石燃料，如石油，煤炭等，或砍伐森林并将其焚烧时会产生大量的二氧化碳，即温室气体，这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性，而对地球发射出来的长波辐射具有高度吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，导致地球温度上升，即温室效应。全球变暖会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，不仅危害自然生态系统的平衡，还影响人类健康甚至威胁人类的生存。温室气体是指：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）、氟化合物。二氧化碳是大气主要的温室气体之一。学习任务1环境、能源与新能源汽车当二氧化碳含量升高时，会增强大气对太阳光中红外线辐射的吸收，阻止地球表面的热量向外散发，使地球表面的平均气温上升，最后冰川会变成孤岛，如图1-1-2所示。图1-1-2温室效应学习任务1环境、能源与新能源汽车虽然纯电动汽车不直接排放CO2

，但纯电动汽车在整个生命周期内依旧会产生CO2（例如，纯电动汽车在充电过程中由煤炭发电厂发电等）。图1-1-3所示是汽车使用各种能源直接或间接产生的CO2量的对比。图1-1-3汽车使用各种能源直接或间接产生的CO2量的对比学习任务1环境、能源与新能源汽车3.能源危机进入21世纪以来，能源枯竭的危险进一步逼近，然而全球的能源消耗却以惊人的速度在增长，这无疑使得能源问题雪上加霜。根据欧佩克的《世界能源展望》预测，到2025年，中国的石油需求将增加900万桶/日，日均石油消耗量达到1350万/桶，另有相关专家预测，2030年世界天然气消费也将达到高水平的4.3万亿m³。能源危机是指因为能源供应短缺或是价格上涨而影响经济。这通常涉及到石油、电力或其他自然资源的短缺。能源危机通常会造成经济衰退。图1-1-4所示是自1965年来石油价格的变化。图1-1-4石油价格的变化学习任务1环境、能源与新能源汽车20世纪50年代以后，由于石油危机的爆发，对世界经济造成巨大影响，国际舆论开始关注起世界“能源危机”问题。许多人甚至预言：世界石油资源将要枯竭，能源危机将是不可避免的。如果不作出重大努力去利用和开发各种能源资源，那么人类在不久的未来将会面临能源短缺的严重问题。目前我国有效应对能源危机的对策：（1）降低能源的消耗强度降低能源的消耗强度是可以缓解能源危机的根本途径。国家必须加大宣传教育力度，号召全民节能减排，让每位社会主义公民都能将节能减排作为自己的责任与义务加以履行。要始终坚持节能优先的方针，大幅提高能源的有效利用率，调整经济结构，加大科技创新力度，实现生产方式和消费方式的重大转变，促进经济社会的全面协调和可持续发展。（2）开发利用新能源新能源的发展与社会支持之间是相辅相成的关系，大力发展太阳能、地热能、水能、氢能、海洋能、核能等新能源。可以有效解决诸多的社会问题，有助于和谐社会的构建。大力发展新能源可以有效解决能源危机、缓解能源紧张的局面。目前主要的新能源有以下几种：学习任务1环境、能源与新能源汽车①太阳能。太阳能的利用为被动式的利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。资源丰富，既可以免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。太阳能在未来的生活中将占据重要的地位，也是能源开发利用的重点。素养教育中国一直致力于发展可再生能源，在太阳能领域更是处于世界领先地位。是世界上排名第一的太阳能生产国。以2021年为例，中国光伏发电装机容量为306.4吉瓦（等于3.64亿千瓦），占当年全球太阳能总装机容量的36.3%，是第二名的3倍多，比第二名到第六名的装机量总和还要多。能满足6.7万户普通家庭一年的用电量。尽管中国的太阳能产业已经规模庞大，但随着中国的目标是到2030年将风能和太阳能总装机容量增加近一倍，中国的太阳能装机容量将会进一步增加，更加充分的利用可再生能源。目前中国很多农村和城市都配备了太阳能灯用于道路的照明，白天利用太阳能充电，晚上放电照亮道路，既提高了道路的安全性也在普及全国人民的节约用电意识，使人和自然更和谐的发展。学习任务1环境、能源与新能源汽车②氢能。氢能以清洁、安全、高效等特点受到越来越多的关注。氢能是一种高效清洁的二次能源。氢能来源比较广泛，可以从化石能、核能、可再生能源中提取，有利于摆脱对石油的依赖。氢能作为燃料，能在传统的燃烧设备中进行能力转化，与现有的能源系统兼容。氢能通过燃料电池技术转化能量，比利用内燃机转化效率更高，而且没有污染。学习任务1环境、能源与新能源汽车1.新能源汽车的类型根据工信部对新能源车的定义，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。在我国非插电式的混合动力汽车不纳入新能源汽车的范畴。新能源汽车分为纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车。纯电动汽车和增程式电动汽车属于电动汽车的范畴（装有一种或多种动力源，由电动机驱动的车辆，包括增程式电动汽车），而插电式混合动力汽车和非插电式混合动力汽车属于混合动力汽车的范畴（同时装有两种或多种动力源，由发动机和电动驱动的车辆）。学习任务1环境、能源与新能源汽车二、新能源汽车的类型与性能对比（1）纯电动汽车纯电动汽车顾名思义就是完全采用电力来驱动的汽车，如：深圳最早的比亚迪出租车e6，特斯拉的ModelS和X都是完全采用电力来驱动的。如图1-1-5所示。图1-1-5纯电动汽车学习任务1环境、能源与新能源汽车目前中国电动汽车发展主要集中在纯电动汽车、插电混合动力电动以及增程式电动汽车上，因这三种汽车在节能与环保方面的较高可行性，已经成为新能源汽车的主流。纯电动汽车代表车企有特斯拉、比亚迪；插电式混合动力汽车有比亚迪的超级混动DM-i、长城汽车的Ｈi4以及吉利汽车的雷神动力；增程式电动汽车主要代表为造成新势力——理想汽车。图1-1-5插电混动和增程式电动汽车学习任务1环境、能源与新能源汽车（2）氢燃料电池汽车氢燃料电池车（Fuelcellvehicle-fcev）使含有氢或氢的物质和空气中的氧气与燃料电池反应，产生电，使电动机工作驱动车辆行驶。如图1-1-6所示。丰田的Mirai成为第一款商业化量产的氢燃料电池汽车，让全球瞩目。由于氢燃料电池反应堆的成本非常高，因此国内氢燃料汽车发展相对缓慢，并未完成商业化落地。但在广东的佛山、河北的雄安新区等地有氢燃料商用车落地运营。图1-1-6丰田氢燃料电池汽车学习任务1环境、能源与新能源汽车（3）插电式混合动力汽车插电式混合动力汽车（Plug-inhybridelectricvehicle，简称PHEV），介于纯电动汽车与传统能源汽车两者之间的一种新能源汽车，既有传统汽车的发动机、变速器、传动系统、油路、油箱，也有纯电动汽车的动力蓄电池、电动机、电机控制系统，而且动力蓄电池的容量比较大，车辆装配有充电接口，甚至比亚迪车系的DM-i部分车型可支持20kw的直流充电。插电式混合动力汽车综合了纯电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）的优点，既可实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式增加车辆的续驶里程。图1-1-7比亚迪插电式混合动力汽车学习任务1环境、能源与新能源汽车2.新能源汽车的性能对比表1-1-1是清洁柴油汽车、生物燃料、煤制醇醚汽车、燃气汽车、混合动汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车的性能对比。表1-1-1

新能源汽车综合性能对学习任务1环境、能源与新能源汽车一、判断题（1）发展新能源汽车的主要有两个原因：环境污染、温室效应。（

）（2）甲烷（CH4）是温室气体的一种。（

）（3）新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，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。（

）（4）电动汽车包括油电混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车和太阳能电池电动汽车，其中插电式混合动力电动汽车、纯电动汽车以及增程式电动车是目前新能源汽车的主流。（

）（5）燃料电池汽车的资源缺乏，排放没有污染，成本高。目前不是新能源汽车的主流。（

）学习任务1环境、能源与新能源汽车复习题二、选择题（1）发展新能源汽车的主要有（

）个原因。A、2

B、3

C、4

D、5（2）（

）是指因为能源供应短缺或是价格上涨而影响经济。A、能源危机

B、经济危机

C、生态危机

D、财政危机（3）造成全球变暖的最主要的气体是（

）。A、二氧化碳

B、甲烷

C、一氧化碳

D、氮氧化物（4）“LNG”代表的含义是（

）A、燃料电池车

B、压缩天然气汽车

C、纯电动汽车

D、液化天然气汽车（5）在以下新能源汽车中资源最丰富的是（

）A、燃料电池汽车

B、纯电动汽车

C、混合动力汽车

D、燃气汽车学习任务1环境、能源与新能源汽车谢谢观看项目一

新能源汽车的认知与发展趋势学习任务二

新能源汽车技术难点与发展趋势目录目录新能源汽车技术难点一新能源汽车发展趋势二复习题三学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势学习目标：✦了解新能源汽车的技术路线和关键技术。✦了解新能源汽车的发展趋势。

素养目标：✦养成定期关注新能源汽车发展的习惯。✦培养学生总结新能源汽车技术要点的能力。一、新能源汽车技术难点1.技术路线2020中国汽车工程学会年会上，清华大学教授李骏代表中国汽车工程学会发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，（以下简称路线图2.0）明确了中国汽车技术的发展愿景与目标。路线图2.0以2035年为时间节点，我国汽车产业发展的六大目标：1）汽车产业的碳排放量先于国家碳减排承诺2年，“于2028年左右先于国家碳减排承诺提前达峰，至2035年，碳排放总量较峰值下降20%以上”；2）新能源汽车将逐渐成为主流产品，汽车产业基本实现电动化转型；3）中国方案智能网联汽车核心技术国际领先，产品大规模应用；4）关键核心技术自主化水平显著提升，形成协同高效、安全可控的产业链；5）建立汽车智慧出行体系，形成汽车、交通、能源、城市深度融合生态；6）技术创新体系基本成熟，具备引领全球的原始创新能力。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势在新能源汽车方面，2025年，我国新能源汽车在汽车总销量中的占比将达到20%左右，氢燃料电池汽车保有量达到10万辆左右。2030年，新能源汽车在总销量中的占比提升至40%左右。2035年，新能源汽车成为国内汽车市场主流（占总销量的50%以上），与此同时氢燃料电池汽车保有量达到约100万辆。节能汽车方面，2025年混动新车占传统能源乘用车的50%以上。2030年，混动新车在传统能源乘用车中的占比达75%以上。2035年，混动新车在传统能源乘用车中的占比将达到100%，这也意味着，国内节能汽车届时将实现全面混动化。换言之2035年，国内乘用车市场上节能汽车和新能源汽车的年销量将各占50%。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势《路线图2.0》针对国内智能网联汽车的发展做出了规划。从时间节点看，《路线图2.0》提出，2025年国内PA/CA级智能网联汽车占汽车年销量50%以上，HA级汽车开始进入市场，C-V2X终端新车装备率达50%。2030年，PA/CA级智能网联汽车占汽车年销量的70%，HA级超过20%，C-V2X终端装配基本普及。最终，到2035年，各类网联式自动驾驶车辆广泛运行于中国广大地区，实现中国方案智能网联汽车与智慧能源、智能交通、智慧城市深度融合。PA指部分自动驾驶，包括车道内自动驾驶、换道辅助等功能，类似于目前正在快速普及的L2级自动驾驶系统和APA自动泊车等技术。CA指有条件自动驾驶，在指定的工作条件内，由车辆完成所有驾驶操作，驾驶员需要在提供提出需求时，进行适当干预，典型功能是高速公路自动驾驶、城郊公路自动驾驶等系统，类似于L3级自动驾驶。HA/FA就是L4/L5级自动驾驶系统。除此之外，《路线图2.0》也对接下来15年国内乘用车（含新能源）新车油耗、商用车油耗目标、传统能源乘用新车平均油耗水平目标提出了要求。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势2.技术难点《路线图2.0》在研究过程中，延续了“总体技术路线图+重点领域技术路线图”的研究框架，把原来的“1+7”研究布局深化拓展，变成了“1+9”。研究领域可概括为1（即产业总体）+9大技术发展方向。9大技术发展方向具体指节能汽车、纯电动和插电式混合动力汽车、氢燃料电池汽车、智能网联汽车、汽车动力电池、新能源汽车电驱动总成系统、充电基础设施、汽车轻量化、汽车智能制造与关键装备。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势图1-2-1“1+9”技术路线9大技术领域的路线重点：（1）节能汽车领域《节能与新能源汽车技术路线图2.0》综合考虑了节能汽车进步和测试工况切换带来的影响，提出了2025、2030、2035三个阶段，乘用车（含新能源汽车）的新车平均油耗分别要达到百公里4.6、3.2和2.0升。传统能源乘用车（不含新能源汽车）的新车平均油耗分别达到百公里5.6、4.8和4.0升，对商用汽车预计在2035年载货汽车油耗较2010年水平要下降15%—20%，客车油耗较2019年平均油耗要降低20%—25%。（2）纯电动和插电式混合动力领域新能源作为我国战略型新兴产业是实现汽车强国之路的必由之路。预计到2035年新能源汽车年销售量将占汽车总销量的50%以上，其中对于纯电动汽车将占新能源汽车的95%以上，这是一个比较大胆的估计，未来将实现纯电驱动技术在家庭用车、公共用车、出租车、租赁服务用车以及短途商用车等领域的全面推广。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势（3）燃料电池汽车领域将燃料电池商用车作为氢能燃料电池行业的突破口，并把客车和城市物流车作为切入领域，重点在可再生能源制氢、工业富产氢丰富的地区推广大中型客车物流车并逐步推广至载重量更大长途运行的中重型卡车、牵引车和港口物流车以及部分乘用车领域。未来2030年到2035年实现氢能及燃料电池汽车的大规模的应用，燃料电池汽车保有量可达到100万辆左右，同时未来也想从电堆基础材料、控制技术、储氢技术等方面实现根本的技术突破。（4）智能网联汽车领域因为智能网联汽车涉及汽车、信息、通信、交通等多个领域，其技术架构较为复杂，为了给行业形成更加清晰的技术路线指引，《节能与新能源汽车技术路线图2.0》深化完善了“三横两纵”的技术架构，涵盖了车辆关键技术、信息交互关键技术和基础支撑关键技术的“三横”，以及车载平台和基础设施的“两纵”。对智能网联汽车预计到2025年高度自动驾驶的汽车将切入市场，到2030年预计实现高度自动驾驶汽车在高速公路上的广泛应用，以及在部分城市道路情况下的特别是智慧城市场景下的规模化应用，到2035年高度自动驾驶和完全自动驾驶的智能网联汽车将具备与其他交通参与物和其他车辆的混合运行，两者之间的网联协同决策和控制能力将得到较大规模的提升，各类网联式高度自动驾驶车辆能够在中国广泛应用。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势（5）动力电池领域由于我国节能与新能源汽车产品应用领域和细分市场的逐步清晰，对应的车型产品特征比较显著，涵盖了纯电动、插电式和混合动力三大车型，基于以上这些考虑，《节能与新能源汽车技术路线图2.0》动力与电池领域涵盖了能量型、能量功率兼固型和功率型三大技术方向，以乘用车和商用车为两大应用领域，抓住普及型、商用型、高端型三类应用场景，按照应用场景细分，在《节能与新能源汽车技术路线图2.0》架构设计和研究方面实现从单体、系统集成、新体系动力电池、关键材料、制造技术及关键装备测试评价、梯次利用以及回收利用等产业链全链条覆盖，预计到2035年我国新能源汽车动力电池技术总体基于国际领先，并形成完整、自主、可控的动力电池产业链。（6）新能源汽车电驱系统领域未来将从纯电驱动总成、插电式基电耦合总成、商用车动力总成、轮毂轮边电机总成为重点，以基础核心零部件元器件国产化为支撑，重点提升我国电驱动总成集成度与性能水平，预计2035年我国新能源汽车电驱动系统产品总体达到国际先进水平。其中乘用车电机比功率达到7.0kW/kg，乘用车电机控制气功率达到70kW/L，纯电驱动系统比功率达到3.0kW/kg。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势（7）充电基础设施充电基础设施，以构建快充普遍覆盖，快充换电网络化部署来满足不同充电需求的立体充电体系为目标，预计到2035年将建成慢充桩接口达到1.5亿端以上，含自有桩及公用桩。公共快充端口含专用车辆域达到146万端，支撑1.5亿辆以上的车辆充电运行，同时实现城市出租车、网约车共享换电模式的大规模应用。（8）新能源汽车轻量化领域近期以完善高强度钢应用为体系重点，中期以形成轻质合金应用体系为方向，远期形成多材料混合应用体系为目标，不同于传统技术路线把整车整备质量和轻载材料应用作为衡量标准，《节能与新能源汽车技术路线图2.0》引入了新概念，即整车轻量化系数、载质量利用系数、挂牵比等作用衡量整车轻量化水平的依据。到2035年预计燃油乘用车整车轻量化系数降低25%，纯电动乘用车整车轻量化系数降低35%。（9）智能制造与关键装备领域面向汽车制造通用化、自适应化、透明化和智能化的发展方向，到2035年预计关键工序智能化率达到90%以上，设备OE接口综合效率比2020年提高10%，劳动生产率比2020年提高50%以上。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势二、新能源汽车发展趋势1.国内外新能源汽车的发展现状21世纪是能源结构重大变革时期。从多国签署《巴黎协定》共同维护地球生态环境到各国深入推进环境保护战略。促进能源绿色化，减少能源消耗造成的环境污染，成为许多国家研究的重要课题。新能源汽车出现和发展是能源绿色化的重要标志，表明汽车领域正在经历着自其诞生以来罕见的全局性变革。在这场变革中，以和欧洲、美国、日本为首的发达地区和以中国为首的发展中国家作出比较突出的贡献。（1）中国新能源汽车的发展现状根据中国汽车工业协会数据显示，中国新能源汽车正在经历持续性的爆发式增长，截至目前，中国新能源汽车销量已经连续八年位居全球第一。2022年，中国新能源汽车的产量达到700万辆左右，销售量达到了大约688万辆，同比增长了96.9%和93.4%，与上一年相比增长12.1个百分点。即使受到疫情影响，销量最为低迷的4月份，同比增速仍然达到了四成，但随后迅速恢复至销售高位。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势我国各大车企在新能源市场中表现长期保持稳定。2022年一年，新能源汽车销量最高的前十家企业的销售量达到了大约570万辆，占到了新能源汽车总销售额的83%左右，与2021年相比上升了5.9个百分点。数据显示，比亚迪在2022年累计销售量达到186万辆，同比增长212.8%，位于全球新能源汽车销量第一。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势图1-2-2比亚迪新能源汽车第300万辆下线（2）国外新能源汽车的发展现状2022年，马来西亚、泰国、新加坡、印度尼西亚、菲律宾和越南等6个东南亚国家的新能源汽车销量超5.1万辆，较2021年增长约219%。以该地区最大新能源汽车市场泰国为例，去年该国电动汽车销量实现翻倍。在南亚地区，2022年印度的电动汽车销量也增长两倍多，市场份额上升至1.5%。在拉美地区，2022年智利市场上共有95种电动汽车新车型在售，新登记的零排放和低排放汽车数量同比增长106.2%。智利全国汽车协会预计，2023年智利注册电动汽车数量将超过1.2万辆，同比增长84%。目前全球绝大多数电动汽车销量集中在3个主要市场——中国、欧洲和美国。2022年，中国市场占到全球电动汽车销量的60%，目前全球已售出的电动汽车一半以上在中国。同年，欧洲和美国的电动汽车销售额分别同比增长15%和55%，欧洲新销售汽车中电动汽车占比超过1/5。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势图1-2-3比亚迪出口3款新能源汽车2.国内外新能源汽车的发展趋势（1）中国新能源汽车发展趋势①市场驱动成为发展主动力中国新能源汽车发展前期主要依靠政策驱动。随着新能源汽车市场规模迅速扩大，新能源汽车技术加速成熟，政策驱动作用将逐步减弱，市场驱动作用将进一步凸显。2023年新能源汽车补贴全面退出，比亚迪新能源汽车可以实现油车和电车同价。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势图1-2-4比亚迪秦plusdm-i②商用车电动化逐渐推进新能源商用车因为技术原因尚未得到大规模应用，在个别发达城市已经实现公共交通全面电动化，如深圳市的公交、出租车、以及渣土车等。随着换电重卡技术和纯电动重卡动力电池技术不断成熟，新能源重卡很可能质量减轻，外观优化，续航能力大幅提升，极大推进商用车电动化进程。③新能源汽车与新兴技术加速融合新能源汽车与互联网、大数据、人工智能等新兴技术加速融合，新能源汽车产品智能化、网联化程度大幅提高，自适应巡航、自动泊车等自动驾驶技术普及率不断提升，人民出行便捷度和满意度将提升到新高度。④新能源汽车充电电压从400V到800V发展新能源汽车的充电时间缩短一半；SIC碳化硅芯片结温可以超过175℃；使用SiC器件可以显著降低开关损耗，提升系统效率，减少死区时间，提升系统输出能力。整车续航里程增加10%，使用SiC材料功率密度能做到45kW/L。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势素养教育2008年，比亚迪首创了220V家用交流电的充电解决方案，虽然功率只有2kW，但它实实在在推动了国标交流充电标准的制定。2011年，比亚迪研发出了行业首个小功率家用直流充电桩，功率达到了10kW，并率先应用在了e6这款经典车型上。2015年，比亚迪首创了直流升压充电技术，充电功率达到了60kW，除了引领行业的技术发展，这套解决方案也首次把乘用车的高压电平台提升到了800V。2020年，比亚迪首创了电驱升压充电技术，实现了复用电驱系统以及充电系统的小型化和集成化。这套方案首次应用在汉EV车型上，功率达到了100kW，是比亚迪的第二代800V快充平台。2022年，比亚迪基于e平台3.0架构再次把充电系统做小做精，首创了油冷电驱升压充电技术。这套方案应用在了海豹等车型上，充电功率达到了150kW，属于比亚迪的第三代800V快充平台。2023年，比亚迪最新的双枪充电技术发布，充电功率达到了230kW，全球首创了八合一电动力总成，并应用在了腾势N7等车型上。2019年，保时捷发布首款搭载800V高压平台车型Taycan之后，高压快充便一直被视为高端电动车的专属配置，如今越来越多的造车新势力、自主传统车企开始押注800V高压平台，并将其视为是解决充电焦虑的大招。但比亚迪才是800V高压快充平台的开路先锋。⑤传统充电站向矩阵式柔性充电发展基于功率单元矩阵控制，以全数字化智能充电模块为核心建成的集中式充电站设施，由充电堆本体和充电终端、站级监控和收费系统等部分组成。它可以根据充电车辆BMS所发出的充电需求，动态分配充电功率，满足各种车型充电的不同功率需求，提高了充电设施的能量转换效率及设备利用率。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势图1-2-5矩阵式柔性充电站（2）国外新能源汽车发展趋势①美国新能源汽车的发展行业政策是影响美国未来新能源汽车行业发展态势的主要因素，如果资金实力雄厚的美国政府选择加大新能源汽车行业政策支持力度，花费更多资金引导新能源汽车行业发展，那么美国新能源汽车行业将蕴藏巨大潜力。特斯拉新能源汽车发展战略是影响美国未来新能源汽车行业发展态势的重要因素。作为占据美国新能源汽车市场7成的电动车及能源企业，特斯拉对新能源汽车研发情况、销售战略都将较大影响美国新能源汽车市场的结构和需求量。其他汽车生产企业生产、研发和销售新能源汽车的情况，也会一定程度上影响美国新能源汽车市场的结构和需求量。结合当前新能源汽车飞速发展的国际大势，美国政府支持新能源汽车行业发展的意愿可能更大，美国新能源汽车行业发展可能蕴藏着巨大的潜力。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势图1-2-6特斯拉Model3车型②日本新能源汽车的发展2021年底，丰田公司首席执行官丰田章男宣布到2030年实现每年350万辆电动汽车的销售目标，这意味着日本新能源汽车市场可能在今后十年获得较大发展。有资料显示，由于新能源汽车领域技术积累和经济仍然保持发展，消费者对汽车需求比较稳定，日本新能源汽车爆发式增长将发生在2025-2035年间。不过，该资料提出，日本汽车市场已经成熟，近年来销售和保有量数据趋于稳定，未来新能源汽车爆发式增长可能无法达到像中国这样的发展中汽车大国的增长速度。学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势一、选择题（1）2025年混动新车占传统能源乘用车的（

）。A、30%B、40%C、50%D、60%（2）2025年，我国新能源汽车在汽车总销量中的占比将达到（

）。A、20%B、25%C、30%D、35%（3）预计到2035年将建成慢充桩接口达到（B）端以上，含自有桩及公用桩。A、146万B、1.5亿C、1亿D、722万（4）最早研发混合动力汽车的国家是（

）。A、德国B、美国C、日本D、英国（5）（

）是世界上最早实现批量生产的混合动力汽车A、丰田普锐斯B、本田InsightC、通用SaturnVUED、福特Escape学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势复习题二、判断题（1）我国的纯电驱动技术路线是在2009年提出的。（

）（2）2022年比亚迪新能源汽车全球销量第一，销售了146万辆新能源汽车。（

）（3）纯电动汽车方面，应重点研究动力电池能量密度、电驱技术以及车辆轻量化技术。（

）（4）到2035年高度自动驾驶和完全自动驾驶的智能网联汽车将具备与其他交通参与物和其他车辆的混合运行。（

）（5）2023年国家对新能源汽车补贴完全退坡后，新能源汽车销量下滑严重。（

）学习任务2新能源汽车技术难点与发展趋势谢谢观看项目一

新能源汽车的认知与发展趋势学习任务三

高压安全目录目录安全标志一高压安全防护二复习题三学习任务3高压安全学习目标：✦了解新能源汽车相关安全标志。✦了解新能源汽车的安全防护知识。

素养目标：✦培养学生发现工作或生活场所安全标识的习惯，并能按安全标志要求执行。✦培养学生使用高压安全防护用品的习惯。一、安全标志

为了进行统一的安全管理规则执行，安全标志的范畴和图形图案不可以任意设计，标准GB2894-2008《安全标志及其使用导则》规定了安全标志的分类、图案尺寸和颜色设计等，以及目前最新的GB/T2893.5-2020《安全标志使用原则与要求》。安全标志分为禁止标志、警告标志、指令标志和提示标志四类，最后还有补充标志。安全标志在标准中有100个，其中禁止标志有40种，

警告标志有39种，指令标志有16种，提示标志有5种。1.禁止标志禁止标志的含义是禁止人们不安全行为。如图1-3-1所示，基本形式为带斜杠的圆形框，圆框和斜杠为红色，图形符号为黑色，对比色为白色。学习任务3高压安全图1-3-1禁止标志2.警告标志警告标志目的是为确保安全，在特殊的地方悬挂相应的警告性标识牌，杜绝不安全行为的发生。放置在存在危险隐患，需要警告某种行为的地方。几何图形是黑色的正三角形、黑色符号和黄色背景，如图1-3-2所示。在新能源汽车上的高压部件外部均需要张贴高压安全警告标志，如图1-3-3所示。学习任务3高压安全图1-3-2警告标志图1-3-3比亚迪秦EV高压充配电总成上的高压安全警告标志3.指令标志指令标志用于强制人们必须做出某种动作或采用防范措施。放置在有电安全危险、化学用品和有毒物品的地点等危险场所。如图1-3-4所示，基本形式是圆形边框，图形符号为白色，背景色为蓝色。4.指示标志提示标志用于传递安全的提示性信息（如标明安全设施或场所等）。如图1-3-5所示，特征为绿色，基本形式是正方形边框白色背景。提示标志共有8个，如紧急出口、避险处、应急避难场所、可动火区、击碎板面、急救点、应急电话、紧急医疗站。学习任务3高压安全图1-3-4指令标志图1-3-5指示标志5.补充标志最后的补充标志是对前述四种标志的补充说明，以防对安全标志误解，如图1-3-6所示，主要的方式是采用文字进行补充说明。均采用黑体字，分为横写和竖写两种，横写的为长方形，写在标志的下方，可以和标志连在一起，也可以分开；竖写的写在标志杆上部。学习任务3高压安全图1-3-6带有补充标志的安全标志虽然现有混合动力汽车和纯电动汽车都设计有很好地防止意外触电功能，但是针对事故车辆及这些车辆的高压动力电池组总成是始终存在高压电的。因此维护人员必须做好防止被高压电击伤的安全防护。防止触电的个人防护设备主要有绝缘手套、护目镜、绝缘鞋，以及非化纤材质的衣服，如图1-3-7所示。学习任务3高压安全图1-3-7主要个人防护设备二、高压安全防护1.绝缘手套用于高压车辆维修用的绝缘手套通常有两种独立的性能：①在进行任何有关高压组件或线路的操作时，需要使用橡胶制成的电工绝缘手套，并能够承受1000V以上的工作电压。②具备抗碱性，当工作中接触来自高压动力电池组的钾氢氧化物等化学物质时，防止这些物质对人的组织上海。在使用绝缘手套前，需要确认没有裂纹、磨损以及其他损伤：侧位放置手套，卷起手套边缘，然后松开二到三次，折叠一半开口去封住手套，确认没有空气泄漏，则证明绝缘手套完好。绝缘于套的检查流程如图1-3-8所示。学习任务3高压安全图1-3-8绝缘手套的检查流程2.护目镜戴上合适的眼部防护的护目镜（图1-3-9），能防止电池液的飞溅。高压电车辆维修用的护目镜应该具有侧面防护功能，防止维修过程中产生的电火花或电池液对眼睛的伤害。3.绝缘安全鞋绝缘安全鞋（靴）的作用是使人体与地面绝缘，防止电流通过人体与大地之间构成通路，对人体造成电击上海，把触电时的危险降低到最小程度，因为触电时电流是经接触点通过人体流入地面的，所以电气作业时不仅要戴绝缘手套，还要穿绝缘鞋（图1-3-10）。

绝缘鞋应根据GB21146—2007标准进行生产，电阻值范围为100kΩ～1000MΩ，产品应具有透气性能好、防静电、耐磨、防滑等功能。学习任务3高压安全图1-3-9护目镜图1-3-10绝缘安全鞋注意：高电压修理与维护过程中，维修人员禁止带有手表、金属笔等金属物品在身上。4.高压导线的拆装在对新能源汽车的高压部件进行维修时，出了要拔下高压维修开关外还经常要拆卸高压导线。如图1-3-11所示，高压导线是不同高压部件间传输能量的媒介，动力电池通过高压母线将高压电输送给高压配电箱，然后再由高压配电箱分配给驱动电机、DC-DC转换器、空调压缩机、PTC加热器等高压部件。学习任务3高压安全图1-3-1禁止标志与其他的电线相比，新能源汽车的高压导线主要有以下8个特点：（1）高电压汽车高压导线的结构需要按额定电压600V设计，而如果在商用车和公共汽车上使用，额定电压可高达1000V。相比之下，甚至更高。目前由内燃机驱动的汽车使用的导线被设计为额定电压60V。（2）高电流由于电动汽车高压线是电池、逆变器和电动机的连接脉络，需要传输高电流，电流可达到250A到450A，而普通的车辆很少需要这么高的电流。（3）耐高温度高压、高电流导致的结果就是组件的发热情况更严重，因此普通导线的额定温度70度、90度、105度已经不适用了。目前电动汽车高压线的耐高温主要在125度、150度。部分电动汽车厂家有特殊要求的，会提出更高的耐高温要求，如排气管附近、电机前面、电池背面等。禁止标志的含义是禁止人们不安全行为。如图1-3-1所示，基本形式为带斜杠的圆形框，圆框和斜杠为红色，图形符号为黑色，对比色为白色。学习任务3高压安全（4）更严苛的工作寿命汽车行业通常在指定的温度等级导线设计使用寿命为3000h，个别会要求可能超过3000h，在规定的温度累计运行时间甚至达到至12000h。（5）屏蔽效果高压导线的本身并不需要屏蔽，因为不像同轴导线那样传输数据，但是需要防止或减少系统中的开关电源产生的高频辐射通过导线诱导到周边部件。和燃料驱动的车辆不同，控制电动汽车的电机的三相交流电成为必须。携带能量的正弦电压相当于不同频率的方波脉冲信号。由于高频率的脉冲具有陡峭的沿，所以会产生能量很强的谐波发射到周边区域。通过使用适当的屏蔽方法完全可以解决EMI问题。在某些情况下为满足屏蔽效果的不同要求需要采用不同屏蔽类型的组合。学习任务3高压安全（6）柔韧性混合动力汽车的开发在许多情况下面临的挑战是，现有的系列平台原来只设计装载汽油发动机和它的组件的空间纳入了更多的电气组件，即使不考虑布线，空间的限制可以预计。此外，导线和连接器通过路由也需要空间。通常的后果是导致紧张的弯曲半径。由于常规导线固有的设计，高弯曲力难以克服。为了解决这个问题，高压导线高柔韧性是至关重要的。只有比较柔韧的设计，通过车辆的路由才可以容易实现。（7）耐弯曲由于靠近电动汽车运动部位例如电机等，这些地方的电动汽车高压线会被连续振动，因此高压线被设计成能承受高的循环弯曲，以确保良好的弯曲耐力。（8）颜色标识由于电动汽车高压线具有高压的性质，因此在标准中明确规定统一使用橙色，以示和普通汽车导线的区别。学习任务3高压安全一、选择题（1）电动汽车高压部件上，规定必须设置（

）的安全标志。A、禁止吸烟的圆形标志B、带闪电图案或感叹号的三角标志

C、禁止火苗图案的圆形标志D、逃生图案的方形标志（2）采用三角形外框方式的安全标志是（

）。A、禁止标志B、提示标志C、警告标志D、指令标志（3）急救点标志属于（

）。A、禁止标志B、提示标志C、警告标志D、指令标志学习任务3高压安全复习题（4）

绝缘安全鞋最重要的作用是（

）。A、透气B、价格便宜C、防砸防滑防高压电D、方便穿戴（5）绝缘安全帽在（

）情况下必须更换。A、

安全帽经过了冲击后B、使用超过一年半时间

C、淋过雨后D、晒过太阳后（6）对于绝缘手套的检查时间，正确的是（

）。A、半年检查一次B、3个月检查一次C、一个月检查一次D、无需检查学习任务3高压安全二、判断题（1）安全标志的范畴和图形图案可以任意设计。（

）（2）安全标志牌可以悬挂也可以采用便携式放置。（

）（3）指令标志图案的颜色为蓝色圆框。（

）（4）对于有不同电压插头的场所，需在插头和插座上设置电压提示标志。（

）（5）蓝色标志高于红色标志的要求。（

）（6）绝缘手套可以与工具等一起放置。（

）（7）绝缘安全鞋被重物砸过或磨损过度可以继续使用。（

）学习任务3高压安全谢谢观看项目二

新能源汽车的种类学习任务一

混合动力汽车目录目录混合动力汽车的定义与类型一混合动力电动汽车的混合动力系统主要部件二混合动力电动汽车车型举例三复习题四学习任务1混合动力汽车学习目标：✦了解混合动力汽车的定义与类型

。✦掌握混合动力电动汽车的混合动力系统主要部件。✦了解混合动力电动汽车的特点。✦了解混合动力电动汽车的技术难点。✦了解雪佛兰Volt、本田思域、丰田普锐斯、本田雅阁混合动力系统的组成与工作原理。

素养目标：✦养成定期关注混合动力汽车新技术的习惯。✦培养学生分析混合动力汽车技术参数的能力。一、混合动力汽车的定义与类型1.混合动力汽车的定义广义上说，混合动力汽车（HybridVehicle）是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。我们通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（HybridElectricVehicle，HEV），即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气CNG、天然气LNG、石油气LPG等。目前中国市场销售的主要混合动力汽车指的是插电式混合动力汽车以及增程式电动车为主。学习任务1混合动力汽车图2-1-1比亚迪汉dm-i2.混合动力系统的分类（1）根据混合动力驱动的联结方式分类一般把混合动力汽车分为三类：①串联式混合动力汽车主要由发动机、发电机、驱动电机等三大动力总成用串联方式组成了混合动力系统。如：理想汽车L系列都是串联式混合动力汽车。学习任务1混合动力汽车图2-1-2理想L8增程式电动车②并联式混合动力汽车（PHEV）的发动机和驱动电机都是动力总成，两大动力总成的功率可以互相叠加输出，也可以单独输出。学习任务1混合动力汽车图2-1-3并联式混合动力汽车③混联混合动力汽车综合了串联式和并联式的结构而组成的电动汽车，主要由发动机、电动-发电机和驱动电机三大动力总成组成。学习任务1混合动力汽车图2-1-3并联式混合动力汽车（2）根据混合程度分类根据在油电混合动力系统中，电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重，也就是常说的混合度的不同，混合动力系统还可以分为微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统和插电混合动力系统五种类型，它们的电力/燃油所占比例见图2-1-5。学习任务1混合动力汽车图2-1-5电力/燃油所占比例①微混合动力系统微混合动力系统在传统发动机上的起动马达（一般为12V）上加装了皮带驱动起动马达（也就是常说的Belt-alternatorStarterGenerator，

简称BSG系统）。该电机为发电启动（Stop-Start）一体式马达，用来控制发动机的起动和停止，从而取消了发动机的怠速，降低了油耗和排放。从严格意义上说，微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，因为它的马达并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里，马达的电压通常有两种：12V和42V，其中42V主要用于柴油混合动力系统。

微混合动力系统代表是PSA的e-HDi混合动力系统（如图2-1-6所示）。学习任务1混合动力汽车图2-1-6标致雪铁龙e-DHi微型混合动力系统②轻混合动力系统轻混合动力系统采用了集成起动马达（也就是常说的IntegratedStarterGenerator，简称ISG系统）。与微混合动力系统相比，轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止，还能够实现：1）在减速和制动工况下，对部分能量进行吸收；2）在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在20%以下。轻混合动力系统

代表有铃木SHVS混合动力系统和通用BAS+（eAssist）混合动力系统，如图2-1-7所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-7轻混合动力系统③中混合动力系统中混合动力系统同样采用了ISG系统，但与轻度混合动力系统不同的是高压电机。此外，中度混合动力系统还增加了一个功能：在车辆处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而提高了整车的性能。这种系统的混合程度可以达到30%左右，技术已经成熟，应用比较广泛。中混合动力系统代表有本田第一代IMA混合动力系统，如图2-1-8所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-8本田第一代IMA混合动力系统④重混合动力系统重（强或全）混合动力电动汽车是以发动机和（或）电动机为动力源，且电动机可以独立驱动车辆行驶的汽车。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度更高，可以达到50%以上。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。完全混合动力系统代表主要有丰田THS-I、THS-II、THS-C混合动力系统（如图2-1-9所示）和本田第二代SPORTHYBRID（i-DCD、i-MMD、SH-AWD）混合动力系统（如图2-1-10所示）。学习任务1混合动力汽车图2-1-9丰田THS-II/THS-C混合动力系统图2-1-10本田第二代SPORTHYBRID（i-MMD）混合动力系统⑤插电式混合动力系统插电式混合动力系统，是一种将纯电动系统和现有混合动力系统相结合的产物。由于车辆带有外接插入式充电系统，车辆可以纯电行驶至少50公里以上，将内燃机的工作时间进一步缩小，提供更好的节油比例，但会消耗一定的电能。同时，又解决了目前纯电动汽车巡航里程短的问题。但随着电池技术的发展，插电式混合动力仅仅是一种过渡方案。比亚迪超级混动EHS系统如图2-1-11所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-11比亚迪超级混动EHS系统以上五种不同的混合方式，都能在一定程度上降低油耗和排放。各大新能源汽车主机厂经过多年研发投入，试验总结，商业应用，形成了各自特色的混合动力技术之路。典型的混合动力电动汽车的混合动力系统主要由发动机、变速箱、PCU、车辆控制单元、电机/发电机、动力电池、高压电缆、冷却系统、制动系统和空调系统等组成。博士公司开发的混合动力系统的组成如图2-1-12所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-1比亚迪汉dm-i二、混合动力电动汽车的混合动力系统主要部件1.发动机内燃机是目前应用于传统汽车最主要的动力装置。即使在新能源汽车快速发展的现阶段，它仍是主要的汽车其中一部分动力装置。在混合动力电动汽车中，内燃机也将是主要动力源的其中一个选择。然而，混合动力电动汽车的工作与传统汽车有所不同，目前以比亚迪、长城汽车、吉利汽车为主的主机厂设计的混合动力汽车专用发动机，以热效应高著称。此类插电式混合动力电动汽车的发动机不需长时间内高功率运转，也不需频繁改变功率输出，车辆大部分时间都是以纯电模式进行行驶。混合动力汽车可以广泛地采用四冲程内燃机（包括汽油机和柴油机）、二冲程内燃机（包括汽油机和柴油机）、转子发动机、燃气轮机和斯特林发动机等。丰田和本田的混合动力系统一般都是配备阿特金森循环发动机，如图2-1-13所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-13阿特金森循环发动机2.变速器/变速驱动桥混合动力电动汽车的变速箱/变速驱动桥主要有两种形式：一是在传统汽车变速箱/变速驱动桥的基础上，即在发动机与变速箱/变速驱动桥之间加入的电机/发电机，如图2-1-14所示；在传统汽车变速箱/变速驱动桥扭矩输入端和发动机扭矩输出端之间加入的电机/发电机，与传统车辆上变速箱/变速驱动桥的区别不大，如图2-1-15所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-14电机在变速箱/变速驱动桥扭矩输入端和发动机扭矩输出端之间图2-1-15电机在变速箱/变速驱动桥内部3.功率控制单元（PCU）功率控制单元（PCU）主要集成了电压转换器和逆变器，内部有冷却液管路。它主要用于升降电压、直流交流转换等。图2-1-16是丰田THS-II混合动力系统的PCU（功率控制单元）主体，主要由集成电路控制面板、双面散热的功率半导体元件、层叠型冷却器及电容器等构成。PCU内的功率半导体从两面进行冷却，过去采用的是单面冷却。学习任务1混合动力汽车图2-1-16丰田THS-II混合动力系统的PCU4.车辆控制单元执行混合动力系统综合控制，这主要包括发动机、电子控制无级变速器和HV蓄电池等。这里以丰田THS-II混合动力系统中的车辆控制单元（HVECU）为例，简单说明其主要的功能。

丰田THS-II混合动力系统中的车辆控制单元（HVECU）主要实现以下几个功能:①接收来自各传感器及ECU（蓄电池电压传感器、防滑控制ECU和动力转向ECU）的信息，并基于该信息，计算出所需扭矩及输出功率。混合动力车辆控制ECU将计算结果发送到带转换器的逆变器总成和防滑控制ECU。②根据目标发动机转速和所需发动机原动力控制智能电子节气门控制系统

。③监视动力电池的剩余荷电状态

（SOC）。④控制动力电池的冷却风扇和DC-DC转换器的冷却风扇。⑤控制DC-DC转换器。学习任务1混合动力汽车5.电机（电动机/发电机）电机（电动机/发电机）在混合动力系统中扮演了重要角色，如图2-1-17所示。当混合动力电动汽车需要利用电力辅助行驶时，电机（电动机/发电机）就充当电动机的角色，将电能转化为机械能。电机（电动机/发电机）驱动作为辅助动力，来降低燃料的消耗和实现“低污染”，或在纯电动驱动模式时实现“零污染”。当混合动力电动汽车需要再生充电或作补充充电时，电机（电动机/发电机）就充当发电机的角色，将机械转化为电能储存起来或给其他电机补充供电。学习任务1混合动力汽车图2-1-17奥迪Q7e-tron中的电机6.动力电池混合动力电动汽车具有两个蓄电池：一个是12V蓄电池，也称之为辅助蓄电池，它主要是为车上常规的用电器提供电压；另一个是高电压蓄电，也称之为动力电池（如图2-1-18所示），它存储外部充电充进的电能以及车辆在减速或滑行时电机所产生的电能，同时输出高压的直流电通过电机控制器逆变后向电动机供电，同时经过DC-DC降压转换器降压后输出13.8V的电给蓄电池充电以及给车身电器等供电。高压直流蓄电池系统储电量和电压随混合动力系统的要求而变化。混合动力汽车的高压直流蓄电池从48V到600V以上不等，混合动力汽车的电池采用串联而成的高压蓄电池给驱动电机提供高压电源。学习任务1混合动力汽车图2-1-18通用雪弗兰Volt车辆上的动力电池7.高压电缆高压线缆主要用新能源汽车高压电路的连接，它的横截面积较大。高压电缆线外部用橙色波纹管套住，如图2-1-19所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-19高压电缆8.冷却系统混合动力电动汽车一般有HV冷却系统和发动机冷却系统相互独立的冷却系统，起动发电机由发动机冷却系统进行冷却。奥迪A3e-tron混合动力冷却系统如图2-1-20所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-20奥迪A3e-tron混合动力冷却系统这里将列举一些典型的混合动力电动汽车，简单介绍混合动力电动汽车的组成及工作模式。1.雪佛兰Volt雪佛兰Volt串联插电式混合动力电动汽车，通用汽车称为增程式电动车，如图2-1-21所示。2010年年底Volt在美国批量生产并上市，在2011年正式进入中国。学习任务1混合动力汽车图2-1-212011雪佛兰Volt串联插电式混合动力电动汽车外观三、混合动力电动汽车车型举例（1）系统组成雪佛兰Volt串联插电式混合动力系统的组成如图2-1-22所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-1比亚迪汉dm-i雪佛兰Volt串联插电式混合动力系统采用超过220个锂离子电池单元组成蓄电池，其能量为16kWh。Volt电动系统可产生110kW功率、370Nm输出扭矩，最高车速161km/h，0~96km/h加速时间为9秒，纯电动模式下续驶里程可达64km。当行驶里程小于64公里时，它可完全只依靠一个车载的16千瓦时锂离子电池所储备的电力来驱动。当电池的电力耗尽时，Volt则可以通过一个车载的发电机发电来为车辆提供动力，继续行驶数百公里。与传统的纯电电动汽车不同的是，Volt增程型电动车可以减少人们的里程焦虑，它可以使驾驶者完全不用担心由于电池电量耗尽而进退两难的尴尬。学习任务1混合动力汽车①发动机Volt采用1.4L小排量高效发动机，可采用汽油或E85乙醇燃料，如图2-1-23所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-23小排量发动机②变速驱动桥4ET50变速器由一个扭转减振器、一个液压泵总成、三个离合器、两个驱动电机总成（驱动电机功率为70kW，发电机功率为53kW）、一个行星齿轮排、一个传动小齿轮总成和一个差速器支座总成组成，如图2-1-24所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-244ET50变速驱动桥1）发电机A：发电机A是交流永磁同步电机，既可用于起动发动机，也可以由发动机驱动产生电能，在某些工作模式下，还可以驱动车辆行驶。2）驱动电机B：驱动电机B是交流永磁同步电机，主要用于车辆行驶，在再生制动过程中，驱动电机B作为发电机，为车辆进行充电。3）行星齿轮组：行星齿轮组的驱动元件为太阳轮，太阳轮由驱动电机B驱动。行星架将动力输出至差速器总成，行星架总成安装在差速器传动齿轮上。齿圈根据不同的工作模式，有时固定不动，有时由发动机或发电机驱动。学习任务1混合动力汽车③动力电池单元动力电池单元作为电机的驱动电池，由许多部件组成，包括高压接触器、电池包、管理系统等，如图2-1-25所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-25通用雪弗兰Volt动力电池结构④电力控制单元（PCU）动力控制单元（PCU）控制高压电池组与电机控制器之间的电能传输，将高压直流电逆变成为三相可调电压，可变频率的交流电，为变速器内的三相交流电机提供电能。在再生制动及增程模式下，将交流电转变为直流电，如图2-1-26所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-26动力控制PCU（2）系统工作模式第一代VOLT混合动力系统的基本组成结合如图2-1-36所示，4ET50有四种主工作模式和三种附加工作模式。学习任务1混合动力汽车图2-1-27通用雪弗兰Volt混合动力系统结构示意图四种主工作模式包括：E1（单电机运行）纯电动工作模式、E2（双电机运行）纯电动工作模式、S（串联运行）混动工作模式、LS（输出端动力分配模式）混动工作模式。三种附加工作模式包括：倒挡工作模式、再生制动模式和发动机起动模式。①E1（单电机运行）纯电动工作模式汽车电源接通后，变速器辅助液压泵开始工作，为变速器提供工作油液。释放制动踏板并踩下加速踏板后，汽车将会进人E1工作模式，如图2-1-28所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-28E1（单电机运行）纯电动工作模式在E1工作模式下，车辆运行所需的电能来自于高压电池组，由驱动电机B提供动力。C1离合器接合，以保持行星齿轮组的齿圈处于静止状态。来自高压电池组的直流电逆变为三相可调电压，可变频率的交流电，为驱动电机B供电，驱动电机B驱动太阳轮。由于齿圈保持静止状态，因此旋转转矩则通过行M架减速输出，输送到差速器，并最终传输到驱动轮上。学习任务1混合动力汽车②E2（双电机运行）纯电动工作模式当高压电池组电量较高且条件满足时，汽车可能会进入E2（双电机运行）纯电动工作模式，如图2-1-29所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-29E2（双电机运行）纯电动工作模式1）C2离合器。在E2工作模式下，C2离合器接合后，发电机A和驱动电机B将会提供输出转矩。2）直流电从髙压电池组中流向PIM，PIM将直流电逆变成三相可调电压，可变频率的交流电，并根据车辆工控需求将电流输送到驱动电机B/发电机A。3）发电机A。发电机A驱动齿圈，转矩通过行星架输送到差速器齿轮，并通过差速器传递至驱动轮。4）驱动电机B。驱动电机B驱动太阳轮，太阳轮驱动行星架上的行星轮。转矩通过行星架输送到差速器齿轮，并通过差速器传递至驱动轮。学习任务1混合动力汽车③S（串联运行）混动工作模式当HPCM确定条件满足时，就会起动发动机，汽车将进入S工作模式，如图2-1-30所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-30S（串联运行）混动工作模式1）C1离合器。C1离合器运行时将保持行星齿轮组的齿圈处于静止状态。2）C3离合器。C3离合器将发电机A与扭转减振器相连。3）发电机A。发电机A用于产生三相交流电，最终电流将输送到驱动电机B和高压电池组。4）驱动电机B。高压电池组提供的直流电被逆变成为三相可调电压，可变频率的交流电并输送到驱动电机B中。驱动电机B的转子旋转进而驱动太阳轮。由于齿圈保持静止状态，因此旋转转矩则通过行星架传输到差速器，并通过差速器传输到驱动轮上。学习任务1混合动力汽车④LS（输出端动力分配模式）混动工作模式当HPCM确定条件满足时，就会起动发动机，汽车将进入S工作模式，如图2-1-31所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-31LS（输出端动力分配模式）混动工作模式1）C1离合器。C1离合器运行时将保持行星齿轮组的齿圈处于静止状态。2）C3离合器。C3离合器将发电机A与扭转减振器相连。3）发电机A。发电机A用于产生三相交流电，最终电流将输送到驱动电机B和高压电池组。4）驱动电机B。高压电池组提供的直流电被逆变成为三相可调电压，可变频率的交流电并输送到驱动电机B中。驱动电机B的转子旋转进而驱动太阳轮。由于齿圈保持静止状态，因此旋转转矩则通过行星架传输到差速器，并通过差速器传输到驱动轮上。来自高压电池组的直流电逆变为三相交流电，为驱动电机B供电，驱动电机B驱动太阳轮。由于齿圈保持静止状态，因此旋转转矩则通过行M架减速输出，输送到差速器，并最终传输到驱动轮上。学习任务1混合动力汽车⑤附加工作模式1）倒挡工作模式。当变速杆切换到倒档位R时，C1离合器接合以保持齿圈处于静止状态。驱动电机B反向旋转，实现倒档，如图2-1-32所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-32倒挡工作模式2）再生制动模式。当电机控制器或整车控制器接收到油门踏板的开度为0%时，再生制动系统首先使汽车减速，汽车的惯性将会使驱动电初/发电机运行。驱动电机/发电机在驱动轮上施加反向力矩，从而产生电动势，并将所产生的电动势通过电机控制器整流后输送到高压电池组中，如图2-1-33所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-33再生制动模式3）发动机起动模式a.发动机起动。当高压电池组的电量处于较低水平时，HPCM向变速器控制模块发出激活扭转减振器离合器的指令。随后变速器控制模块将会使压力控制电磁阀5通电，推动减振器旁通离合器阀来激活扭转减振器液压离合器。当高压电池组电量低于预设水平时，HPCM将会利用发电机A来起动发动机。发动机仅在S和LS工作模式下才会运行。当发动机处于运行状态后，发电机A为驱动电机B提供运行所需的电能，并为高压电池组充电。C3离合器接合后，将连接扭转减振器与发电机A的转子。扭转减振器内部的液压离合器用于发动机的起动控制。发动机起动后，扭转减振器内部的液压离合器即进人释放状态。b.发动机停止。根据高压电池组实际的电量以及汽车的运行工况，HPCM可能会向发动机发出停机指令。比如在怠速以及减速过程中，发动机将会停机以改善燃油经济性能。当HPCM确定发动机需要停机时，就会向变速器控制模块发送起动扭转减振器内部液压离合器的指令。学习任务1混合动力汽车2.本田思域本田IMA（INTEGRATEDMOTORASSIST的缩写）系统是典型的并联式混合动力系统，至今已发展到第六代并应用在本田最新的CR-Z、思域、飞度等车型上。这里，我们就以本田思域IMA系统为例来说明并联式混合动力系统的基本构成及其工作模式。（1）系统构成IMA系统由4个主要部件构成，其中包括：发动机、电机、CVT变速箱以及IPU智能动力电池单元等组成，如图2-1-34所示。电动机取代了传统的飞轮用于保持曲轴的运转惯性。整套系统的结构非常紧凑，和传统汽车相比仅是IPU模块占用了额外的空间。学习任务1混合动力汽车图2-1-34本田HybridIMA混合动力系统①发动机本田思域IMA系统的发动机（如图2-1-35所示）通过搭载本田的i-VTEC（气门正时及生成可变技术）、i-DSI（双火花塞顺序点火技术）以及VCM（可变气缸技术）来实现降低油耗的目的。IMA系统中的发动机和传统车型中的发动机并没有太大区别，只是在调校上更偏向于节省燃料。学习任务1混合动力汽车图2-1-35本田发动机②电机本田思域IMA系统的电机安装在发动机与变速箱之间，由于电机较薄且结构紧凑，业内人俗称“薄片电机”，如图2-1-36所示。IMA系统的电机只起到辅助的作用。而由于IMA系统能够在特定情况下（如低速巡航）可单独驱动汽车，而被划分到中型混合动力汽车行列。学习任务1混合动力汽车图2-1-36本田混合动力电机③变速驱动桥IMA系统的变速箱采用的是普通变速箱。本田思域采用变速箱是E-CVT变速箱，以获得平顺的换挡体验及较高的换挡效率，如图2-1-37所示。学习任务1混合动力汽车图2-1-37E-CVT变速驱动桥④IPU智能动力电池单元IMA系统的IPU智能动力电池单元是由PCU动力控制单元和电池组成，如图2-1-38所示。其中PCU又包括BCM电池监控模块、MCM电机控制模块以及MDM电机驱动模块组成。学习任务1混合动力汽车图2-1-38IPU智能动力电池单元（2）系统工作模式这里以2006年本田思域为例介绍IMA混合动力系的工作模式，见图2-1-39和表2-1-1