新能源汽车功率电子基础VEH03245-1
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2. 动力系统复杂 （1）保留了发动机及其传动系统。 （2）增加了电驱动系统。 （3）增加了机电复合装置。 （4）增加了系统控制难度。 （5）增加了底盘布置难度。
3. 结构类型多 串联、并联、混联。
1.3 混合动力电动汽车—案例1
混联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4.即时起动； 5. 混合驱动； 6. 取消怠速； 7. 发电储能。
1.3 混合动力电动汽车—案例3
图1.4 沃林混合动力系统结构
串联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4. 发电储能。
工作特点 全时纯电驱动、系 统效率低。
1.4 插电式混合动力电动汽车—概述
1. 结构特点 车载动力蓄电池组的电网充电功能。
2. 案例
表1.1 插电式混合动力电动汽车动力配置参数 车辆 最大功率/最大转矩（kW / N·m） 锂离子动力蓄电池配置
1.2 纯电动汽车—动力结构
信号连接
图1.1 纯电动汽车的动力系统结构
1.2 纯电动汽车—案例
1. 聆风：2010年10月，第一辆规模化纯电动汽车上市，日产汽 车公司。
2. Model S ： 2012 年 ， 第 一 辆 豪 华 纯 电 动 汽 车 上 市 ， 096km/h@5s ；2014年，全时四驱车型上市，0-96km/h@3.2s， 配 套 ADAS ； 2016 年 ， Level3 智 能 电 动 汽 车 上 市 ； 2016 年 ， 500 km车型上市； 特斯拉汽车公司 。
效率提升/工况
美国城市工况 欧洲ECE城市工况
日本10-15工况
发动机效率提高
59%
56%
53%
发动机停止
13%
20%
27%
电制动能量回收
28%
24%
20%
发动机效率提高 发动机停止 电制动能量回收
PMSM电动和发电运行
PMSM电动功能 PMSM发电功能
1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系-图解
1.2 纯电动汽车—特质
1. 简洁 电池、电动机及其控制器、差速器。
2. 高性能 电动机及其控制器，高效率（95%）、高比功率（5 kW/kg）、
高比转矩（10N∙m/kg）、高转速（12000r/min）。 3. 大质量
电池系统，低比能量（ 200 Wh/kg ），长充电时间（8h）， 低耐久性（~10年/16万km），低安全性（热失控），高成本 （1.5元/Wh），低充电费。 4. 制造 零部件少：取消变速器，电动汽车的零部件比燃油汽车少 80%。底盘简洁：取消传动轴，排气系统。
第1章 绪论
程夕明
北京理工大学机械与车辆学院 电动车辆国家工程实验室
办 公 室：车辆实验楼501C 电子邮件：CXM2004@bit.edu.cn 微 信：BITXMCHENG
目录
1.1 汽车技术发展历程 1.2 纯电动汽车 1.3 混合动力电动汽车 1.4 插电式混合动力电动汽车 1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系
3. I3：2013年，第一辆小型碳纤维电动汽车上市，最高时速 150 km，宝马汽车公司。
4. BYD E6：中国市场2016年销量最高的纯电动汽车，2017年款 车型，最高时速140 km，续驶里程400 km。
5. 销量：2016年中国市场销量近40万辆，2017年可达70万辆。
1.2 纯电动汽车—节能与减排机理
荣威eRX5
汽油发动机 电动机1 124 / 250 30 / 150
电动机2 56 / 318
正极材料 三元材料
能
量
（kWh）
12
比亚迪唐80 151 / 320 110 / 250 110 / 250 磷酸铁锂 18.4
1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系-案例
表1.2 三种工况下普锐斯混合动力电动汽车燃油经济性提高的贡献比例
1.2 纯电动汽车—新技术
1. 动力 （1）组合式电驱动：前后桥电机、多驱动桥电机。 （2）分布式电驱动：轮边电机、轮毂电机。 （3）智能电池管理系统。
2. 底盘 （1）机械与电气协调制动。 （2）分布式制动与稳定控制。 （3）智能传感器与执行器。
3. 电子电气架构 分布式计算中心、两线制以太网、网关（路由器）、环境感 知系统、云计算、信息安全、电磁兼容性。
工作特点 全源自文库混合驱动。
图1.2 丰田普锐斯的THSⅡ混合动力系统结构
1.3 混合动力电动汽车—案例2
并联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4.即时起动； 5. 混合驱动； 6. 取消怠速； 7. 发电储能。
工作特点 间隙混合驱动。
图1.3 本田英赛特混合动力系统结构
1.2 纯电动汽车—底盘布置案例1
特斯拉纯电动汽车后桥驱动底盘布置图
1.2 纯电动汽车—底盘布置案例2
特斯拉纯电动汽车前后桥驱动底盘布置图
2. 电动汽车技术
1.2 纯电动汽车—智能化环境感知系统
1.3 混合动力电动汽车—概述
1. 节能减排 （1）节能50%，依赖混合度（轻混、中混、重混）。 （2）减排90%，CO2。
图1.5 电动汽车技术与功率电子学的密切关系
1.6 本章小结与作业
➢ 本章知识点
（1）纯电动汽车动力系统结构 （2）混合动力电动汽车动力系统结构 （3）燃料电池汽车动力系统结构 （4）电动汽车节能减排与功率电子技术的关系。
1.1 汽车技术发展历程（1）
1.1 汽车技术发展历程（2）
1.2 纯电动汽车—政策
1. 战略 （1）2010年10月，新能源汽车成为中国的七大战略新兴产 业之一。 （2）纯电驱动。
2. 政策 （1）按新能源汽车的电池电量和续驶里程，中央政府和地 方政府双补贴及退坡。 （2）行驶里程3万公里，远程接入监管。 （3）碳排放双积分。 （4）电池回收与梯次利用政策。
1. 节能 （1）相对于燃油汽车，纯电动汽车的等效经济性可提高 200%。 （2）电动机及其控制系统的效率是发动机2~4倍。
2. 减排 （1）光伏、风能、水力发电，纯电动汽车几乎零排放。 （2）可控核能发电，城市纯电动汽车几乎零排放。 （3）燃煤发电，大城市纯电动汽车几乎零排放。 （4）电动汽车减排问题，应计算全生命周期的整车、零部 件、运输、使用等各环节的碳排放问题。
3. 结构类型多 串联、并联、混联。
1.3 混合动力电动汽车—案例1
混联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4.即时起动； 5. 混合驱动； 6. 取消怠速； 7. 发电储能。
1.3 混合动力电动汽车—案例3
图1.4 沃林混合动力系统结构
串联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4. 发电储能。
工作特点 全时纯电驱动、系 统效率低。
1.4 插电式混合动力电动汽车—概述
1. 结构特点 车载动力蓄电池组的电网充电功能。
2. 案例
表1.1 插电式混合动力电动汽车动力配置参数 车辆 最大功率/最大转矩（kW / N·m） 锂离子动力蓄电池配置
1.2 纯电动汽车—动力结构
信号连接
图1.1 纯电动汽车的动力系统结构
1.2 纯电动汽车—案例
1. 聆风：2010年10月，第一辆规模化纯电动汽车上市，日产汽 车公司。
2. Model S ： 2012 年 ， 第 一 辆 豪 华 纯 电 动 汽 车 上 市 ， 096km/h@5s ；2014年，全时四驱车型上市，0-96km/h@3.2s， 配 套 ADAS ； 2016 年 ， Level3 智 能 电 动 汽 车 上 市 ； 2016 年 ， 500 km车型上市； 特斯拉汽车公司 。
效率提升/工况
美国城市工况 欧洲ECE城市工况
日本10-15工况
发动机效率提高
59%
56%
53%
发动机停止
13%
20%
27%
电制动能量回收
28%
24%
20%
发动机效率提高 发动机停止 电制动能量回收
PMSM电动和发电运行
PMSM电动功能 PMSM发电功能
1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系-图解
1.2 纯电动汽车—特质
1. 简洁 电池、电动机及其控制器、差速器。
2. 高性能 电动机及其控制器，高效率（95%）、高比功率（5 kW/kg）、
高比转矩（10N∙m/kg）、高转速（12000r/min）。 3. 大质量
电池系统，低比能量（ 200 Wh/kg ），长充电时间（8h）， 低耐久性（~10年/16万km），低安全性（热失控），高成本 （1.5元/Wh），低充电费。 4. 制造 零部件少：取消变速器，电动汽车的零部件比燃油汽车少 80%。底盘简洁：取消传动轴，排气系统。
第1章 绪论
程夕明
北京理工大学机械与车辆学院 电动车辆国家工程实验室
办 公 室：车辆实验楼501C 电子邮件：CXM2004@bit.edu.cn 微 信：BITXMCHENG
目录
1.1 汽车技术发展历程 1.2 纯电动汽车 1.3 混合动力电动汽车 1.4 插电式混合动力电动汽车 1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系
3. I3：2013年，第一辆小型碳纤维电动汽车上市，最高时速 150 km，宝马汽车公司。
4. BYD E6：中国市场2016年销量最高的纯电动汽车，2017年款 车型，最高时速140 km，续驶里程400 km。
5. 销量：2016年中国市场销量近40万辆，2017年可达70万辆。
1.2 纯电动汽车—节能与减排机理
荣威eRX5
汽油发动机 电动机1 124 / 250 30 / 150
电动机2 56 / 318
正极材料 三元材料
能
量
（kWh）
12
比亚迪唐80 151 / 320 110 / 250 110 / 250 磷酸铁锂 18.4
1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系-案例
表1.2 三种工况下普锐斯混合动力电动汽车燃油经济性提高的贡献比例
1.2 纯电动汽车—新技术
1. 动力 （1）组合式电驱动：前后桥电机、多驱动桥电机。 （2）分布式电驱动：轮边电机、轮毂电机。 （3）智能电池管理系统。
2. 底盘 （1）机械与电气协调制动。 （2）分布式制动与稳定控制。 （3）智能传感器与执行器。
3. 电子电气架构 分布式计算中心、两线制以太网、网关（路由器）、环境感 知系统、云计算、信息安全、电磁兼容性。
工作特点 全源自文库混合驱动。
图1.2 丰田普锐斯的THSⅡ混合动力系统结构
1.3 混合动力电动汽车—案例2
并联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4.即时起动； 5. 混合驱动； 6. 取消怠速； 7. 发电储能。
工作特点 间隙混合驱动。
图1.3 本田英赛特混合动力系统结构
1.2 纯电动汽车—底盘布置案例1
特斯拉纯电动汽车后桥驱动底盘布置图
1.2 纯电动汽车—底盘布置案例2
特斯拉纯电动汽车前后桥驱动底盘布置图
2. 电动汽车技术
1.2 纯电动汽车—智能化环境感知系统
1.3 混合动力电动汽车—概述
1. 节能减排 （1）节能50%，依赖混合度（轻混、中混、重混）。 （2）减排90%，CO2。
图1.5 电动汽车技术与功率电子学的密切关系
1.6 本章小结与作业
➢ 本章知识点
（1）纯电动汽车动力系统结构 （2）混合动力电动汽车动力系统结构 （3）燃料电池汽车动力系统结构 （4）电动汽车节能减排与功率电子技术的关系。
1.1 汽车技术发展历程（1）
1.1 汽车技术发展历程（2）
1.2 纯电动汽车—政策
1. 战略 （1）2010年10月，新能源汽车成为中国的七大战略新兴产 业之一。 （2）纯电驱动。
2. 政策 （1）按新能源汽车的电池电量和续驶里程，中央政府和地 方政府双补贴及退坡。 （2）行驶里程3万公里，远程接入监管。 （3）碳排放双积分。 （4）电池回收与梯次利用政策。
1. 节能 （1）相对于燃油汽车，纯电动汽车的等效经济性可提高 200%。 （2）电动机及其控制系统的效率是发动机2~4倍。
2. 减排 （1）光伏、风能、水力发电，纯电动汽车几乎零排放。 （2）可控核能发电，城市纯电动汽车几乎零排放。 （3）燃煤发电，大城市纯电动汽车几乎零排放。 （4）电动汽车减排问题，应计算全生命周期的整车、零部 件、运输、使用等各环节的碳排放问题。