电动汽车基础课件：电动汽车概述

电动汽车基础

活塞连杆组故障诊断与修复电动汽车概述

第一节

活塞连杆组故障诊断与修复电动汽车的定义与分类

电动汽车是目前市场应用最广泛的新能源汽车。新能源包括电能、氢能、天然气、醇类燃料、二甲醚、太阳能等。其中，电能来源丰富、直接污染小，车辆结构简单且维修方便，是公认的新能源汽车的发展主流。新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或者主要依靠新型能源驱动的汽车。从广义上来说，新能源汽车可分为电动汽车和替代燃料汽车两种类型（图1-1）。电动汽车（ElectricVehicle，简称EV）定义为以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。一、电动汽车的定义

一、电动汽车的定义图1-1新能源汽车分类

根据《电动汽车术语》（GB/T19596—2017），电动汽车按照能源供给特点分为纯电动汽车（BatteryElectricVehicle，简称BEV）、混合动力电动汽车（HybridElectricVehicle，简称HEV）、燃料电池电动汽车（FuelCellElectricVehicle，简称FCEV）。纯电动汽车是指驱动能量完全由电能提供的、由电机驱动的汽车，如国机智骏旗下GX5。混合动力电动汽车是指能够至少从可消耗的燃料或可再充电能/能量储存装置两类车载储存的能量中获得动力的汽车，如雷克萨斯电动汽车NX300h。燃料电池电动汽车是以燃料电池作为单一动力源或者是以燃料电池系统与可充电储能系统作用混合动力源的电动汽车，由燃料电池、燃料箱、驱动电机和动力蓄电池等组成。以纯电动汽车、混合动力电动汽车及燃料电池电动汽车为代表的新能源汽车将成为替代传统内燃机汽车的主力。二、电动汽车的分类

纯电动汽车完全采用可充电式蓄电池驱动，关键部件是电机与蓄电池，纯电动汽车应用的难点是电力储存技术。纯电动汽车应用前景广泛，具有无污染、低噪声、高能效等优点。但蓄电池能量密度太小，续航里程不理想。

混合动力电动汽车多采用传统燃料的发动机与电机的混合方式，关键技术为混合动力系统，直接影响混合动力电动汽车的整车性能。混合动力电动汽车可通过平均需用功率确定内燃机的最大功率，使内燃机在油耗低、污染小的最优工况下工作。此外，蓄电池可以回收减速制动等工况下的能量。二、电动汽车的分类

与内燃机汽车相比，燃料电池电动汽车通过燃料电池直接将化学能转化为电能，利用电机驱动，而不是利用燃料的燃烧过程。其能量转换效率较内燃机要高2~3倍。燃料电池化学反应过程不会产生污染物，噪声低。但燃料电池的生产、集成及产业化仍待发展。二、电动汽车的分类

第二节

活塞连杆组故障诊断与修复电动汽车的优势及关键技术

电动汽车相对传统内燃机汽车在节能环保方面具有显著优势。电动汽车通常采用蓄电池、燃料电池及与内燃机发动机混合方式提供动力，其中蓄电池、燃料电池汽车污染非常低，混合动力电动汽车也只在加速、爬坡以及蓄电池能量不足情况下由发动机辅助供能，排放也相对较少，这符合大力发展环境保护的国策。同时，电动汽车噪声低、舒适性高、起动快，为用户提供了更优质的出行体验。在全球能源紧缺及环境日益恶化的时代背景下，电动汽车以排放清洁、节约燃料、能源多元化等优势成为汽车工业发展的必然趋势。

尽管电动汽车优势突出，但在发展过程中仍存在一些技术难题。电动汽车发展的关键技术主要体现在电池技术、驱动电机技术、整车技术及能量管理技术四个方面。

动力蓄电池是电动汽车的动力源，也制约着电动汽车的发展。动力蓄电池的主要性能指标包括能量密度、功率密度、循环寿命、使用寿命和成本等。与内燃机汽车相比较，发展电动汽车的关键在于开发出高能量密度、高功率密度、长使用寿命的高效电池。电动汽车动力蓄电池经过了长期发展，取得了突破性的进展。最初的铅酸蓄电池，后来的碱性蓄电池，以及近年的燃料电池，性能指标持续提升。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量转换效率高，是普通内燃机热效率的2～3倍，能量密度和功率密度都高，还可以控制反应过程。虽然燃料电池是比较有竞争力的车用电池，但目前还未普及应用。一、电池技术

驱动电机是电动汽车的关键部件，直接影响电动汽车的使用性能。驱动电机性能主要体现在调速范围、转速、转矩、体积、质量、效率等方面，此外是否有动态制动和再生制动也是重要衡量指标。随着驱动电机系统的发展，电机控制器趋于智能化和数字化，一些非线性智能控制技术如自适应控制、模糊控制、神经网络、遗传算法等，逐渐用于电动汽车的电机控制器，提升了其性能。二、驱动电机技术

电动汽车是综合多种技术及软硬件于一体的高科技产品，除电池、电机外，整车本身也包含较多高新技术，例如一些易于实现的节能措施。相对内燃机汽车，电动汽车车身结构不仅是由电动驱动系统代替内燃机，电动驱动组件对结构空间有全新的要求，需要对整个车身进行改进。轻质结构设计对于电动汽车而言意义重大。除电池电量外，汽车重量直接影响行驶距离，车辆越轻，电池装备越多，续航里程越大。此外，车辆较轻时，车辆加速更快，制动时间也更短，运行性能显著提升。三、整车技术

能量管理系统的作用是检测单体电池或电池组的荷电状态，根据传感信息包括电池工况、加减速指令、路况、环境温度等，配置有限的车载能量。还能够根据电池组的使用规律和充放电记录选择最佳充电方式，维持电池的健康状态。电池当前储能以及续航里程是电动汽车行驶中的重要参数，也是电动汽车能量管理系统的重要功能。实现电动汽车能量管理的难点在于根据电池的电压、温度和充放电规律确定电池剩余能量。四、能量管理技术

第三节

活塞连杆组故障诊断与修复电动汽车的发展现状与趋势

我国是全球汽车产销大国，汽车产销量已经连续十年居于全球首位。据中国汽车工业协会数据显示，2020年全国汽车产销分别为2522.5万辆和2531.1万辆，其中新能源汽车产销分别为136.6万辆和136.7万辆。截至2020年的公安部统计数据，我国汽车保有量已经达到2.81亿辆。

汽车发展给人类生活带来便利的同时，也带来了环境污染与能源短缺等问题。能源大量消耗带来温室气体排放问题，导致气候逐渐恶化。因此，使用高能效、低污染的电动汽车替代传统的燃油汽车是缓解上述问题的一个有效途径。根据公安部相关数据，中国纯电动汽车保有量从2014年的8万辆，快速增长到2020年的400万辆（图1-2）。

图1-2中国纯电动汽车保有量（2014-2020）

近些年，全球各国均致力于发展高效、清洁和安全的交通工具。2017年6月20日，德国经济部副部长RainerBaake提出了一项新规定，到2030年，德国将禁止出售传统内燃机汽车，达到新车零排放的目标。2021年7月，德国新能源汽车保有量达100万辆。德国交通部长AndreasScheuer曾在2019年提出，德国需在2030年前将电动汽车保有量提升至1000万辆，才能实现预期的减排目标。为了促进乘用车转型，德国政府正积极鼓励消费者购买纯电动汽车。此前挪威也宣布正在制定新的法案，计划在2025年后全面禁售汽油车和柴油车。

发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必经之路。自2001年科学技术部启动“电动汽车重大科技专项”至今，历经20年的积累，取得了多项重大关键技术突破。我国的“纯电驱动”技术转型战略推动了全球汽车工业电动化发展。从技术发展角度而言，我国已经掌握电动汽车电池技术、燃料电池技术、天燃气发动机、整车控制系统等相关核心技术，并在部分技术上领先于世界水平。目前，整车方面已形成产品开发的系统配套、管理机制和团队组合，纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车样车均已成功研发，关键零部件、燃料电池已形成系统，高功率镍氢蓄电池、锂离子蓄电池性能有了较大提高，多能源控制系统初步形成。

根据《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，我国新能源汽车进入加速发展新阶段，汽车产业面向电动化、网联化、智能化方向发展，将呈现汽车、能源、交通、信息通信等多领域多主体参与的网状产业生态，同时提高新能源汽车技术创新能力。规划强调深化“三纵三横”研发布局，强化整车集成技术创新，以纯电动汽车、插电式混合动力（含增程式）电动汽车、燃料电池电动汽车为“三纵”，布局整车技术创新链；提升产业基础能力，以动力电池与管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化技术为“三横”，构建关键零部件技术供给体系。力争经过15年的持续努力，我国新能源汽车核心技术达到国际先进水平，质量品牌具备较强国际竞争力。

第四节

活塞连杆组故障诊断与修复电动汽车的政策法规与标准

新能源汽车是我国的战略新兴产业，发展电动汽车已经成为国家发展战略之一。为了促进电动汽车的发展，我国工业和信息化部、财政部、住房和城乡建设部等多个国家部门制定了一系列政策及规划，覆盖了行业管理、推广应用、税收优惠及基础设施建设等多个方面，2017—2021年的主要政策及规划见表1-1。一、政策法规

一、政策法规

一、政策法规

一、政策法规