汽车概论（第4版）课件：新能源汽车

主要内容

2.1电动汽车

2.2燃气汽车2.3代用燃料汽车2.4太阳能汽车

新能源汽车

新能源汽车知识点1电动汽车的特点及类型2.1电动汽车1．什么是电动汽车电动汽车是依靠电能驱动的车辆。

新能源汽车能广泛地利用各种能源（电、油、煤、太阳能、水力能等）；能量的利用率高；零排放（依靠电能驱动）；2.电动汽车的特点

新能源汽车制动能量再生回收；结构简单；维修使用方便；动力电池寿命短，一次充电后的有效行程短；价格较贵。

2.电动汽车的特点及类型

新能源汽车纯电池电动汽车（BEV）；混合动力电动汽车（HEV）；燃料电池电动汽车（FCEV）。

2.电动汽车的类型

新能源汽车知识点2纯电动汽车的基本结构与工作原理

新能源汽车动力蓄电池组是纯电动汽车的能源。目前广泛应用的动力蓄电池组有锂电池、镍-氢电池、镍-镉电池、铅蓄电池等。它们均是由若干单体电池组成，每个单体电池都是由正极板、负极板、装在正极板和负极板之间的隔板、电解质和正负接线柱组成。比亚迪e6纯电动汽车动力蓄电池组。采用磷酸锂钴铁电池，也是锂电池的一种，它放在汽车底部，由96个单体电池组成，每个单体3.3V，总电压316.8V，电池容量达220Ah，可以使续驶里程达到400km。（1）动力蓄电池组1.纯电动汽车的基本结构

新能源汽车主要作用是对动力蓄电池组进行管理和对驱动电机进行控制。对动力蓄电池组的管理包括对动力蓄电池组的充电与放电时的电流、电压、放电深度、再生制动反馈电流、电池的自放电率以及电池温度等进行控制。对驱动电机的控制包括对驱动电机的输出功率、转矩和转速的控制。（2）控制系统

新能源汽车驱动电机是BEV的动力装置。 现代BEV所采用的驱动电机主要是感应交流电机、永磁电机、开关磁阻电机、直流电机等。（3）驱动系统

新能源汽车2.纯电动汽车的工作原理

新能源汽车2.2混合动力电动汽车(HEV)知识点1．混合动力电动汽车特点使用蓄电池及其他一种以上动力源，能按照不同的道路交通条件，进行动力源组合或转换。

新能源汽车1.基本组成

新能源汽车2.分类（1）按照电动机相对发动机的功率比大小分

新能源汽车（2）按照能否外部充电分可分为插电式和普通式。插电式混合动力汽车动力蓄电池组可以使用外部电源充电，普通式大部分时间是启动发动机运行充电。（3）按照发动机与驱动电机的连接分可分为增程式和普通式。增程式混合动力汽车的发动机直接与驱动电机连接驱动，普通式增加了离合器、变速箱等部件。

新能源汽车（4）按照混合动力电动汽车能量耦合方式分可分为串联、并联和混联三种方式。

串联式混合动力汽车结构示意图

并联式混合动力汽车结构示意图

混联式混合动力汽车结构示意图

新能源汽车知识点2混合动力汽车的工作原理EV工作模式

HEV工作模式电量不足时的HEV模式发动机单独驱动模式2.3燃料电池电动汽车知识点1

燃料电池电动汽车的基本组成（1）燃料电池组

负极正极（2）燃料电池控制系统：用于控制燃料电池的反应过程（起动、反应、输出电能的调整、停止等），一般用燃料电池管理系统模块对燃料电池状态进行监控和检查。（3）驱动系统：燃料电池的电流需要经过专用的大功率动力转换器，将燃料电池产生的直流电转换为稳压的直流电流，然后经过逆变器转换为交流电输送给驱动电机，驱动车轮转动。（4）辅助动力系统：通常在FCEV上还要装配一个蓄电池组作为辅助电源，其作用：①用于FCEV快速起动；②用于储存FCEV在再生制动时反馈的电能；③为电动汽车控制系统、照明系统等电气设备提供低压电源。20知识点2燃料电池电动汽车的工作原理在电动汽车开始行驶时，动力蓄电池组处于电量饱满状态，其能量输出可以满足汽车起动要求，由其为驱动系统提供能量，并对燃料电池进行预热，燃料电池动力系统不需要工作。当氢气供给足够时，燃料电池动力系统起动，由燃料电池动力系统为驱动系统提供能量。当车辆能量需求较大时，燃料电池动力系统与动力蓄电池组同时为驱动系统提供能量；当车辆能量需求较小时，燃料电池动力系统为驱动系统提供能量的同时，还给动力蓄电池组进行充电。

新能源汽车2.4燃气汽车以燃气为燃料的汽车称为燃气汽车(见图6-29)。目前常用的燃气汽车有压缩天然气汽车（CNGV）和液化石油气汽车（LPGV），它们分别以压缩天然气和液化石油气为燃料。

新能源汽车1.CNGV和LPGV的特点（1）优点有害气体排放低。天然气和液化石油气在常温下为气态，容易与空气混合形成均匀的可燃混合气，燃烧完全，可以大幅度减少CO、HC和微粒的排放。另外，天然气和液化石油气的火焰温度低，因此NOx的排放量也相应减少。热效率高。天然气辛烷值高达130，液化石油气的辛烷值也在100左右，因此，燃用天然气或液化石油气可提高发动机的压缩比，从而获得较高的发动机热效率。冷起动性和低温运转性能良好，在暖机期间无需加浓混合气。可以燃用稀混合气。其燃烧界限宽，稀燃特性优越，可以减少NOx的生成和改善燃料经济性。延长润滑油更换周期因其不稀释润滑油，可以延长润滑油更换周期和发动机使用寿命。

新能源汽车1.CNGV和LPGV的特点（2）缺点储运性能差。因为天然气在常温、常压下是气体，所以体积大，储运性能差。目前广泛采用将天然气压缩到20MPa高压或将石油气压缩到1.6MPa，充入车用气瓶内储运的办法，这些气瓶既增加了汽车自重，又减少了载货空间。一次充气的续行驶里程短。动力性能下降。压缩天然气或液化石油气均呈气态进入气缸，使发动机充气系数降低；另外，与汽油或柴油相比，CNG或LPG的理论混合气热值小，因此，燃用CNG或LPG将使发动机功率下降。

新能源汽车知识点2CNGV和LPGV的基本结构与工作原理（1）CNG汽车燃料供给系统的基本组成与工作原理

新能源汽车2.5代用燃料汽车代用燃料是指代替现有的汽油和柴油的燃料，如醇燃料、二甲基醚、灵活燃料等，它们既可以节约能源，又有效降低排放，所以又称之为清洁燃料。

新能源汽车知识点1醇类燃料汽车醇燃料是指甲醇（CH3OH）及乙醇（C2H5OH），也包括丙醇、丁醇及其异构物等。原料极其丰富，生产工艺成熟。甲醇及乙醇的理化性质及燃烧性能能较好地适应汽车使用的要求。甲醇汽车有奥托（Auto）型和狄塞尔（Diesel）型两种，在汽油机基础上改用醇燃料的发动机称为奥托型醇燃料发动机，在柴油机基础上改用醇燃料的发动机称为狄塞尔型醇燃料发动机。奥托型甲醇汽车技术成熟，排放气体和汽油机相当，狄塞尔型甲醇汽车和柴油车相比NOx排放少，黑烟小，但冷起动性能差，可以添加甲醛予以改善。

新能源汽车汽油机使用醇燃料时虽然可以使用化油器或其它装置，使醇与空气形成混合气，然而现代汽油车改用醇燃料时，大部分是用喷油器向进气道或气缸内喷入醇燃料；柴油机使用醇燃料还是用原高压油泵及喷油器向缸内供给醇燃料。

新能源汽车知识点2二甲醚（DME）汽车二甲醚是由H2和CO通过化学反应合成的，可用煤、天然气、生物质或石油等作原料生产，也可以在汽车上安装车载催化甲醇器，由甲醇转换成二甲醚。二甲醚既可以作为甲醇燃料汽车的着火改善剂，又可以单独作为柴油机的清洁燃料使用。作为柴油车的燃料，二甲醚燃烧时排气烟度及微粒排放很低，并可以使用EGR降低NOx，使用氧化催化剂时，CO及HC也很低，比较容易达到超低排放标准。二甲醚汽车

新能源汽车知识点3灵活燃料汽车（FFV）灵活燃料汽车FFV（FlexibleFuelVehicle）也可以称为变燃料汽车VFV（VariableFuelVehicle），主要是指能使用纯汽油、纯醇燃料以及不同比例的汽油及醇燃料的混合燃料汽车。根据试验研究结果表明，含有85%甲醇或乙醇及15%汽油的混合燃料（M85或E85）的综合性能较好灵活燃料汽车

新能源汽车知识点4太阳能汽车太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车（见图6-32）

。相比传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放。

新能源汽车1.太阳能汽车的特点（1）优点以光电代油，可节约有限的石油资源；无污染，无噪音。因为不用燃油，太阳能电动车不会排放污染大气的有害气体。没有内燃机，太阳能电动车在行驶时听不到燃油汽车内燃机的轰鸣声；基本上不需日常保养，省去了传统汽车必须经常更换机油，添加冷却水等定期保养的烦恼；太阳能是一种新型的可再生能源，越来越被广泛利用。

新能源汽车（2）缺点能量小驱动力不足，不能载重；太阳能汽车的首要资源是太阳，如果碰到阴雨天气或者晚上就不能出行受天气和时间的限制；太阳能辐射强度较弱，光伏电池板造价昂贵。

新能源汽车2.太阳能汽车的组成太阳能汽车主要由太阳能电池组、驱动系统、控制器等组成，如图10-33所示。

新能源汽车（1）太阳能电池组 它是太阳能汽车的核心，由一定数量的单体电池串联或并联组成电池方阵如图。太阳能单体电池由半导体材料制成，当太阳光照射在该半导体材料时，半导体的电子-空穴对被激发，形成“势垒”，也就是P