新能源汽车电子课件1

1、新能源汽车第一章绪论第一节 概述第二节 汽车工业面临的能源与环境问题第三节 新能源汽车的发展教学目的和要求：了解新能源汽车定义、分类、发展趋势。本章重点：新能源汽车定义、发展趋势本章难点：教学内容要点：第一节 概述定义：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。非常规的车用燃料指除汽油、柴油以外的其他 车用燃料，包括天然气 (NG)、液化石油气(LPG)、生物燃料、氢燃料、乙醇汽油 (EG)、甲醇、二甲醚、电能以及混合燃料等。二、新能源汽车的分类新能源

2、汽车包括有：纯电动汽车(包括太阳能汽车)混合动力汽车、燃料电池汽车、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等。1、电动汽车电动汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车。纯电动汽车是由车载可充电蓄电池或其它能量储存装置提供电能、由电机驱动的汽车。混合动力汽车是能够从至少两类车载储能装置（传统的汽、柴油机和电池与电动机）中获得动力的汽车。燃料电池汽车是以车载燃料电池提供电能， 由电动机驱动的电动汽车。2、气体燃料汽车气体燃料汽车是指用压缩天然气、液化石油气和液化天然气作为燃料的汽车。3、生物燃料汽车生物燃料汽车是燃用生物燃料或燃用掺有生物燃料的燃油的汽车。与传统汽车相比，生物燃料汽车结构上无大的

3、改动，但排放性能较好， 如乙醇燃料汽车、生物柴油汽车等。4、氢气汽车氢气汽车是以气体氢为发动机燃料的汽车。5、醚燃料汽车醚燃料汽车是以醚为燃料的汽车。具有高效率、低污染、无烟排放、冷启动和加速性能较好。如二甲醚汽车等。三、新能源汽车技术的管理方式根据新能源汽车整车、系统及关键总成技术成熟程度、国家和行业标准完善程度以及产业化程度的不同，将其分为起步期、发展期、成熟期三 个不同的技术阶段。起步期产品是指技术原理的实现路径尚处于前期研究阶段，缺乏国家和行业有关标准，尚未具备产业化 条件的产品。起步期产品只能进行小批量生产， 在批准的区域、范围和条件下进行示范运行，并以适当的方式对全部车辆的运行状态

4、进行实时监 控。发展期产品是指技术原理的实现路径基本明确，国家和行业标准尚未完善，初步具备产业化条件的产品。发展期产品允许进行批量生产，只能在批准的区域、期限、条件下销售、使用，并以适当的方式对销售车辆以不低于20% 的比例进行运行状态实时监控。成熟期产品是指技术原理的实现路径清晰，产品技术和生产技术成熟，国家和行业标准基本完备，可以进 入产业化阶段的产品。成熟期产品与常规汽车产品的公告管理方式相同，在销售、使用上与常规 道路机动车辆相同。第二节 汽车工业面临的能源与环境问题新能源汽车是低碳发展的必然选择，是汽车产业的发展趋势。一、汽车与能源目前世界汽车保有量约为8亿辆。预计到2020年全球汽

5、车保有量将超过12亿辆， 主要增幅来自发展中国家。国际能源机构(IEA)的统计数据表明，2001全球57%的石油消费在交通领域(其国达到67%)。预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。美国能源部预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口， 2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总 产量的两倍。近10年，我国汽车工业一直保持高速增长态势。我国汽车产销总量继续居全球第一位。有资料显示我国汽油消耗主要是汽车约占87%，汽车柴油消耗占38%。2007年底，全球可采石油探明储量为1838.82亿吨，其中中东占56%，前苏联占7%，15.6%，亚洲占8.7%

6、，欧洲占不足4%；占我国煤炭剩余可采储量为900亿吨，我国化石能源资源在世界已探明储量中，石油仅占4.1%， 天然气2.1%，煤炭10.1%，呈现“缺油、少气、多煤”的状况，但其产量占世界总产量的比例却分别高达4.2%、1.5%和33.5%。高速发展的经济 导致石油大幅进口，自1993年起我国成为石油净进口国，对外依存度高达40%，严重威胁着我国的能源安全。我国所面临的石油安全与汽车能源问题将来势更猛，影响更大，挑战更加严峻。按传统汽车能源动力系统发展下去，不可持续，实现我国汽车 能源动力系统转型是大势所趋。二、汽车与环境通常，汽车排放的污染物以及与交通源相关的主要污染物有：一氧化碳（CO）、

7、 氮氧化合物（NOX）、碳氢化合物（包括苯、苯并a芘）微粒等。全球因燃烧矿物燃料而产生的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOX） 的排放量，几乎50%来自于汽油机和柴油机。与汽油机相比，柴油机颗粒物排放水平远高于汽油机，约为汽油机的30-80倍。柴油发动机颗粒物的排放会对大气环境产生巨大的影响。世界上污染最严重的10大城市有7个在中国，汽车的污染成为中国大城市的主要空气污染源。研究结果表明，柴油发动机排放颗粒物可能对人体肺部和脑部造成重大伤害,还可能发生遗传性基因突变。所以各国都严格法规限制颗粒物排放浓度。随着城市环境保护的进展，能源结构会 发生重大改变，即使每一辆车排放都合格

8、， 也不能保证城市的交通污染就一定能达到环境保护标准的要求。汽车排放污染将成为城市环境污染的主要污染源。从排放强度来看，由于技术和设备相对陈旧、落后，能源消费强度大，我国单位国内生产总值 的温室气体排放量也比较高。这些都要求汽车必 须采取对应的技术革新。而治理汽车排放主要最 根本和最终的途径，就是改变汽车的动力，即开发新能源汽车。能源短缺、环境污染、气候变暖是全球汽车和能源产业面对的共同挑战，各国政府及产业界纷 纷提出各自发展战略，积极应对，以保持其汽车 和能源产业的可持续发展，并提高未来的国际竞 争力。全球已达成共识：能源短缺和环境污染最终的解决之道不是限制汽车工业发展，而是寻找石油 的替代

9、品，开发新能源汽车。第三节新能源汽车的发展新能源汽车发展自19世纪末电动汽车诞生以来，在世界范围内经历过多次起落。1881年，法国工程师GustaveTrouve装配了一辆以铅酸电池为动力的电动三轮车。19世纪末和20世纪初，电动汽车、内燃机汽车 和蒸汽机汽车并行发展，电动汽车一度处于市场领先地位。1915年以后，随着美国、欧洲公路建设的大发 展和内燃机汽车技术的不断进步，传统汽车逐步占据了主导地位。充分利用了传统内燃机领域节能减碳减排的发展空间。1973年石油爆发，电动汽车再次受到高度关注，（1973-1989）整车性能和成本无法满足消费者的需求，电动汽车发展缓慢，各国制定的 发展目标大都没

10、能实现。环保压力促进混合动力汽车技术取得突破，1990-2004年电动汽车逐步实现局部产业化。石油短缺和全球变暖，促进新能源技术快速发展， 2005年起新能源汽车进入全面产业化初期推进阶段。一、国外新能源汽车的发展日本从70年始开发纯电动汽车，1971年三菱汽车推出Minicab EV电动汽车。1997年后推出了装载镍氢、锂离子电池的第二代纯电动汽车。90年代末，丰田公司研制出RAV-4 EV型纯电动轿车，2009年日产在北京发布了纯电动轿车。纯电动汽车的产品开发向小型化发展，日本汽车企业选择了混合动力汽车作为重点发展方向， 1997年，丰田率先在日本推出了混合动力电动汽 车Prius。199

11、9年，本田率先在美国推出了混合动力电动汽车Insight。2002年，本田在美国推出混合动力电动汽车Civic。2005年，丰田雷克萨斯RX型越野型混合 动力汽车也投放市场。混合动力汽车最先实现了 产业化，其总销量已经达到100万辆以上，并开始赢利。日本在混合动力电动汽车技术领域，领先世界。2003年起对燃料电池汽车实施免税制度以鼓励其发展。日本丰田、本田、日产和马自达汽车制造商已先后试制出燃料电池汽车。在日本燃料电 池系统发展中丰田公司处于领先地位。美国人莫里森1891年成功研制了第一辆四轮电 动车，使得美国电动车向实用化迈出重要一步。1967年美国通用汽车公司与福特汽车公司分别 研发了新型

12、电动汽车。美国通用汽车在兰辛市建成EV-1电动轿车总装 厂；雪铁龙(Citroen)、标致(Peugeot)则将现有车型改装成小型电动汽车。以此为契机，全球掀 起了电动车热潮。通用汽车公司于1990年在洛杉矾展出“冲击（Impact）”牌电动轿车 。通用汽车公司的EV-1、S-1、 Impact，福特汽车公司的ETX-1、ETX-2、Rcostar、Ranger等纯电动汽车纷纷推出。2005年，福特推出混合动力Escape小型越野汽车。通用推出混合动力Saturn VUE小型越野汽车。2006年，通用推出混合动力Chevrolet Equinox越野车。2007年，通用推出混合动力Chevro

13、let Malibu中型轿车。通用推出混合动力卡车GMC Sierra和Chevrolet Silverado。燃料电池汽车的开发时间最早的要追溯到1968年，通用汽车公司生产出了世界第一辆可使用的 燃料电池汽车。德国：20世纪70年代末期，德国戴姆勒-奔驰汽车公司生产了一批LE306电动汽车。20世纪80年代初，德国奔驰汽车公司生产了电 动大客车和商用电动汽车。戴姆勒-奔驰汽车公司于19942000年之间，研 发了Necar-1Necar-5燃料电池汽车和Nebus-l Nebus-4燃料电池大客车。二、我国新能源汽车发展20世纪80年代伊始，我国就已经对新能源车开展了研究工作，主要是对压缩

14、天然气、液化石油 气、甲醇等方面开展部分研究，并成功研制利用 菜籽油、大豆油、废煎炸油等为原料生产生物柴 油的工艺。1999年，国家政府有关部门组织成立“清洁汽车 行动”，从此开始了较大规模的替代燃料发展计划。2010年全国已有30个省80多个城市推广天然气汽车。天然气汽车和加气站主要集中在气源地附近和CNG、LNG和LPG燃气汽车保有量为607984辆。其中出租车196676辆，占在用燃气汽车总保有量的32.3%，公交车有93881辆，占在用燃气汽车 总保有量的15.4%。四川保有量最大占在用燃气汽车总保有量的41%。生产企业超过60家，我国天然气汽车年产量（含底盘）15万辆，整车超过6万辆

15、。到2015年中国天然气汽车将达到150万辆， 到2020年中国天然气汽车将达到300万辆，成为重要的天然气汽车市场。LNG公交客车和重型货车已在、内蒙古、贵州、广东、福建、海南、江苏等地推广应用。 目前LNG保有量为3000辆加气站超过100座。新能源汽车产业化发展的直接推动力是国家的相关扶植政策。2001年，中国启动了“863计划”电动汽车重大专项，涉及的电动汽车包括三类：纯电动、混 合动力和燃料电池汽车，并以这三类电动汽车为 “三纵”，多能源动力总成控制、驱动电机、动 力蓄电池为“三横”，建立“三纵三横”的开发 布局。基本跟上了全球的步伐，大体站到了世界同一“起跑线”。2004年国家发改

16、委发布了汽车产业发展政策2005年2月2日，发改委发布产业结构调整目 录。2005年12月25日关于鼓励发展节能环保型小 排量汽车的意见。在“十五” 期间我国将纯电动汽车列入“863” 计划，将混合动力汽车研发列入“863”计划进行技术攻关，以一汽、东风、长安和奇瑞公司等单位牵头进行研究，完成了中、轻和微度混合动力乘用车，以及中度混合动力客车等多种车型的样车开发 。2006年2月，发布的国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）将“低能耗与新能源汽车”和“氢能及燃料电池技术” 分别列入优先主题和前沿技术。2007年6月3日发改委公布的节能减排综合性工作方案。2007年6月4日发改委

17、公布的中国应对气候变化国家方案鼓励发展节能环保型汽车和鼓励混 合动力汽车、纯电动汽车的生产和消费。2007年11月1日起，新能源汽车生产准入管理规则正式开始实施。2007年12月13日，发改委新能源法（征求）出台。2007年12月18日，国家发改委发布了产业结构调整指导目录（2007年本）。2009年1月23日，财政部、科技部共同发布了关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作和节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法，在北京、上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌等13个城市开展节能与新能源 汽车示范推广试点工作。2009年3月，发改委制订了汽车技术进步

18、和技术改造项目及产品目录，国家100 亿专项资金重点支持项目。2009年6月17日，工信部发布新能源汽车生产企业及产品准入管理规则2009年8月11日，财政部等四部委共同发布了节能与新能源汽车示范推广应用车型目录（第一批）。2010年4月28日，电动汽车传导式充电接口电动汽车充电站通用要求电动汽车电池管 理系统与非车载充电机之间的通迅协议轻型 混合动力电动汽车能量消耗量试验方法四项国 家标准。通过全国汽车标准化技术委员会电动车 辆分技术委员会审查。目前，我国已制定并发布 了新能源汽车相关国家标准和行业标准共计42项， 其中22项已列为新能源汽车产品准入的专项检验标准。2010年5月1日-10月

19、31日，500辆混合动力车，451辆纯电动汽车、196车燃料电池汽车累计行驶万公里，共节 约燃渍2811吨，圆满完成世博交通服务.2010年6月1日，财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委联合了关于开展私人购买新能源汽车补贴试点，确定自2010年起在上海、长春、深圳、杭州、合肥等五 个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作， 中央财政对试点城市私人购买、登记注册和使用的插电式混合动力乘用车和纯电动乘用车给予一次性补贴。2010年6月30日国家发展改革委，工业和信息化部财政部公告了。节能产品惠民工程”节能 汽车(1.6升及以下采用车)推广目录。2010年7月1日上午惠州市区200辆新的士

20、正式 上路运营，其中100辆的士为CNG与汽油两用燃料环保出租车预计100辆CNG出租车上路后， 每年将可为惠州减少废气和污染物排放500吨以上。2010年7月国内多达25个城市开展了示范运行，2010年末全年试点城市节能与新能源汽车总保有 量超过1万辆，其中私人购买量超过1000辆。以纯电动和混合动力汽车为主，比例占到新能源汽车总量的95%，主要集中在北京、上海、深圳、合肥、长株潭、大连、杭州、广州、南昌、重庆等城市，燃料电池的推广示范仅仅在上海、广州为代表的个别城市进行，总量为80辆，占新能源汽车总量的5%。上海、深圳、北京、长春、杭州、合肥等6城市占据了国内节能与新能源汽车40.79%的市场份额。截至2010年年底，已经建设各种类型充电站大 约100座，充电桩300多个。图1-2 新能源汽车产量图1-3我国新能源汽车销量“十二五”期间，坚持把握世界车用能源多元化发展趋势，全面实施国家新能源汽车发展战略， 积极推进汽车产品节能减排减碳，努力跟进世界 新能源汽车发展步伐。深化创新技术研究，加快 扎实稳步推进新能源汽车产业化进程，积极支持代用燃料汽车因地制宜、合理发展。节能与新能源汽车产业发展规划(20122020年)目标：1.产业化取得重大进展。到2015年，纯