未来新能源汽车的发展ppt

全混合
插电式混合 PHEV 混合动力传动系统
混联式混合动力 50/100电功率 并联式混合动力汽车 20/100电功率
强混合
DMH 混合动力发动机
轻混合
ISG
电控汽车5/100
传统内燃机汽车1/100
微混合
自动启停 BSG 时间
在传统内燃机汽车基础上耦合增加一套由驱动电机和动力蓄电池组成的辅 助动力系统
煤炭
石油
车辆性能 排放质量 购车成本
好 较好 较高
中 好 高
中 好 高
中 中 较低
较好 差 低
能量密度
能量易存储性 能量转换效率 燃料成本 资源丰富性 加油/电便利性
较好
中 好 较低 中 好
差
好 较好 较低 较好 差
差
差 较好 高Βιβλιοθήκη Baidu好 差
差
差 差 中 中 中
中
中 差 中 差 中
中
中 差 较低 中 中
图：代表车型—TOYOTA PRIUS 2010 图：新能源汽车分类
混合动力车 （HEV）
电动汽车
纯电动车 （EV） 燃料电池车 （FCV）
燃气汽车 新能源汽车 生物燃料汽车
煤制醇醚汽车
新型燃油汽车
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
1.2 新能源汽车性能对比
六、增程式电动汽车
该车提供电力的是容量为16 千瓦时的360V锂电池组，电动机的最大功率 是111KW，最大扭矩达到370N· m。当电量消耗至一定程度的时候，一款 63kw的1.4L直列四缸发动机（用97号汽油）就会驱动55Kw的增程发电机来 为电池充电。但是汽油发动机并不是完全不提供动力，急加速、锂电池电量 极低的时候，汽油发动机也会给驱动轮提供动力。

全球部分国家新能源汽车发展规划
2.1 欧美新能源汽车产业化进程
2.1.1 美国
以生物质替代燃料为突破口
图：美国燃料乙醇产量与销售量

美国政府不断加大对生物燃料技术的研发和基础设施建设的投入，乙醇和生物燃料产能不断扩大 2006年占美国一次能源消耗总量的4%左右，预计未来十年内，美国乙醇、生物柴油等代用燃料将实现15% 的汽油替代 美国的生物质替代燃料技术已经十分成熟，替代效果明显
1.3.2 纯电动汽车（EV） 通过小型化实现商业化
图：典型纯电动汽车组成框图
电力动力系 统 车轮 制动踏 板 三相感 应电动 机 固定速比变 速器和差速 器 车轮
电子控制器
加速踏 板 能量管 理系统
功率转换器
动力电 池
辅助动 力源
动力转 向系统 转向 盘
蓄电池 充电器 电源系统 交流电源
空调器 辅助系统
好
中 中 中 中 好
1.3 新能源汽车未来的发展方向——广义电动汽车
（一）微混合系统（micro hybrids），有时也叫“起－停混合”
● 微混合系统，其电机仅作为内燃机的起动机/发电机使用， 对它管理的控制策略是，需要时（如遇到红灯车辆停止）使内燃机 熄火，并当车辆再次行驶时，立即重新起动内燃机；以及制动时发 电，实现制动能量回收；一般来说，当车辆行驶时，仅由内燃机驱 动，电机不提供能使车辆行驶的附加力矩；也有一些结构在车辆加 速时，电机辅助内燃机加速车辆。
7．节能：发动机一直处于最佳工作状态，效率高，排放小
8．减排：综合节油率高，现有技术就可节油50%以上。
1.3.1 混合动力汽车（HEV） 插电式混合动力汽车将成为主流技术路线
电控发动机 混合动力发动机 插电式混合动力
串联式混合动力 100/100 电 功 率 占 输 出 功 率 比 插电式混合动 力汽车将成主 流技术路线
奥巴马政府推出一系列优惠政策，支持插电式混合电动车研发、生产和销售 “HR6326法案”为美国能源部提供客观的补贴，用于混合动力重卡的研发、生产和销售 “20/10计划”，要求在10年内减少20%的汽油消耗。其中，乙醇、生物柴油等代用燃料 将实现15%的汽油替代，另外的5%将通过提高燃油经济性标准实现。 “能源政策法案”大力推广乙醇燃料开发，提出2012年时要消耗75亿加仑的生物质燃料 “Freedom Car计划”关注氢燃料电池车，最求汽车零污染 “PNG计划”降低中级轿车2/3油耗 “能源政策法案法案”实施替代燃料示范项目 “清洁空气修正法案”引入重整汽油，实施清洁车队计划 “替代机动车燃料法案”规定替代燃料车型可以享受CAFÉ考核的优惠政策 “清洁空气法案”规定炼油厂生产研发更清洁汽油可获得银行贷款
六、增程式电动汽车
1. 可纯电动模式运行，所需电池容量小，造价低且不会发生缺电抛锚现象
2. 可插电式方模运行，在混合动力基础上进一步提高节油率 3．电池充电功率小，不必建设大型充电设施
4．电池充放电可以浅充浅放，有利于电池寿命
5．具有外接充电方式，能利用夜间得低价低谷电充电 6．结构简单，电机直驱，易于维修保养，易于实现产业化
2.1.1 美国（续） 混合动力销售量逐年增加
图：2005-2009美国混合动力在新车销量中的市场份额
3.00% 2.80% 2.50% 2.20% 2.00% 1.50% 1.20% 1.00% 0.50% 0.00% 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年
销售量（万辆） 占公司销售总量百分比 5 1.20% 0 丰田 本田 日产 福特 通用 15 6.00%
中吴学者论坛——— 新能源汽车共性关键技术的研究与应用
汽车与交通工程学院------贝绍轶 2015年7月14日
内容提要
1. 新能源汽车概述 2. 国际新能源汽车产业化进程
3. 我国新能源汽车产业现状及发展战略
4. 基于新能源汽车产业链分析
5.我国新能源汽车关键技术研发现状
1.1 什么是新能源汽车？
当电池的电力耗尽时，电力驱动系统可以通过一个车载的发电机发电来为车辆提供动力，实 现继续行驶数百公里。因此，它实际上并不是混合动力，而是混合充电。
2.1.1 美国（续） 产业政策将助推美国新能源汽车产业赶超日本
图：美国新能源产业政策
插电 式电 动车 混合 动力
2009年 2008年 2007年 2005年
2.1.1 美国（续） 插电式増程电动汽车将成为未来主流技术路线
图： GM 插电式増程电动汽车VOLT
美国版的插电式电动汽车——通用公司雪佛兰Volt 它实际上是一款插入式增程型电动车 驱动系统的动力全部来源于动力电池，当行驶里程在64公里以内时，电力驱动系统可完全只 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，实现“零油耗、零排放”
● 电池容量水平要保证足够的行驶里程（如30 或80 公里）
（五）燃料电池汽车（FCV） FCV电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧， 直接变成电能的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因 此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机 要高2—3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是 一种理想的车辆。
（四）可外接电源充电混合系统（plug－in hybrids） ● 结构与全混合系统类似，但全电动模式下行驶里程比全混合 系统长，全电动行驶时的车辆性能与全混合系统相同。
● 具有接受外部公用电网对车载电池组充电的能力
● 内燃机功率水平与全混合系统类似 ● 电机功率水平与纯电动车辆类似，但比全混合系统高
工作原理：将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子 中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池 阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜，只能经外部电路，到达燃料电池阴极 板，从而在外电路中产生电流，电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。 由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极 板供应空气，并及时把水（蒸气）带走，就可以不断地提供电能。
燃料电池汽车的优势
优点：燃料电池汽车具备电动汽车所有优点的同时兼具传统内 燃机汽车性能：可以在几分钟内补充燃料；续驶里程达到数百 公里；能量转换效率高达 60%~80%，比内燃机高 2～3 倍； 燃料来源多样；使用过程属于零排放或近似零排放”，是未来 汽车发展的最理想方向。
六、增程式电动汽车
沃蓝达通过独创的Voltec电力驱动技术，使用普通家用插 座充电6.5小时，雪佛兰Volt沃蓝达就可实现最高纯电力驱动 里程80公里。
小排量燃油轿车 轻型电动车 核心技术方向： 锂电池 +
増程式小型电动轿车 微型电动车
小型化纯电动轿车 小型化纯电动轿车
轮毂电机
+
电动化底盘
+
家用电源充电
1.3.3 燃料电池汽车（FCV） 新能源汽车终极奋斗的目标
图：长安——“氢程”

燃料电池电动汽车是指动力系统主要由燃料电池发动机、燃料箱（氢瓶）、电机、动力蓄电池等组成，采用燃料电池发电 作为主要能量源，通过电机驱动车辆前进。燃料电池汽车具有效率高、节能环保（以氢气为能源、排放物为水、运行平稳 噪声小）等优点 燃料电池已经发明很久，最初主要应用于航天和军事领域，后来，随着世界能源危机爆发及环境污染日益加剧，以质子交 换模式为代表的燃料电池技术受到世界各国及大型汽车公司的普遍重视，纷纷投入巨资研发各类燃料电池电动汽车
● Toyota Prius、Ford Escape Hybrid、 Mercury Mariner Hybrid、Toyota Highlander以及 Lexus RX 400h 等均为全混合动 力汽车。
● 节油达50-56%，但实际节油效果随车辆行驶工况、开车操作 细节而变化。
比亚迪秦0-100公里/小时加速5.9秒、百公里油耗1.6升秦所搭载的双 擎双模技术。
混合动力 纯电动 燃料电池 燃气 生物燃料 煤制醇醚 新型燃油
关键技术
电池/电机/动力 管理系统技术
电池/电机/动力 管理系统技术
燃料电池 技术
LPG/LNG/CNG 技术
生物乙醇/柴油 技术
煤制甲醇/二甲 醇技术
清洁柴油/新配 方汽油技术
能量来源
石油/电力
电力
氢/电力
石油/ 天然气 差 中 较低
粮食/非粮食作 物/ 动植物油脂 中 中 较低
（二） 轻度混合系统（mild hybrids） ● 轻度混合系统，电机可给内燃机提供辅助的驱动力矩，但不 能单独驱动车辆，这种系统同样具有制动能量回收、发动机熄火/重 起动等功能，其电机、电池能力都比微混合大，作用也强,内燃机功 率可以小一些。 ● Ricardo（一家国际汽车工程顾问公司）, 将电机功率不超 过发动机最大功率的10%，定义为轻度混合。 ● Honda 的Insight 和2003-2005 Civic Hybrids 是典型的 轻度混合汽车
图：2009美国汽车市场混合动力主要品牌销售量
25 11.00% 20 10.00% 8.00% 12.00%
2.40%
1.50%
10 4.00% 3.10% 2.20% 0.80% 0.00% 2.00%
从2005的1.2%上升至2009年的2.8%， 2009年全美汽车市场混合动力汽车销售总销量为290,280辆， 2012年全美汽车市场混合动力汽车的销售量达到220万辆
具体来说，燃料电池汽车的工作原理是，使作为燃料的氢在汽车 搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，从而产生出电能 启动电动机，进而驱动汽车。
与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：零排放或近似零 排放；减少了机油泄漏带来的水污染，降低了温室气体的排放；提 高了燃油经济性和发动机燃烧效率；运行平稳、无噪声。
● 节油可达20-25%
（三）全混合系统（full hybrids） ● 全混合车辆，电机和内燃机都可以独立或一起驱动车辆，因 此在低速、软加速行驶（如交通堵塞，不断起步停车）、车辆起步 行驶和倒车等情况下，车辆可以全电动行驶；硬加速时电机和内燃 机一起驱动车辆，也有制动能量回收的能力； ● 全混合系统内燃机和电机的功率水平不同，典型的情况是电 机功率大约为内燃机最大功率的40%左右。
● 微混合可实现5%－15%的节油效果。新的GM Silverado 混合 动力车属于微混合。
智能启停系统原理图
驾驶员坐在驾驶舱内，前方路口的红灯亮起，驾驶员踩下制动踏板，停车摘 挡。此时，Start/Stop系统自动检测：发动机空转且没有挂挡；防锁定系统的 车轮转速传感器显示为零；电子电池传感器显示有足够的能量进行下一次启动 。满足这三个条件后，发动机自动停止转动。