付铁军新能源汽车全套课件

第三章 纯电动汽车 第一节纯电动汽车的结构及其行驶性能 第二节纯电动汽车的基础设施建设 第三节纯电动汽车车型实例
第四章 混合动力汽车 第一节混合动力汽车的结构 第二节混合动力汽车分类和工作原理
第五章 燃料电池电动汽车 第一节燃料电池电动汽车的类型与基本结构 第二节燃料电池汽车的发展历史及现状
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第六章 其他新能源汽车 第一节燃气汽车 第二节生物醇类汽车 第三节太阳能汽车
大家好
新能源汽车
主编 ：付铁军
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机械工业Fra Baidu bibliotek版社
目录
第一章 总述 第一节新能源汽车的定义与分类 第二节 我国新能源汽车的现状和发展前景 第三节 我国新能源汽车的政策、法规和标准 第四节国内外新能源汽车一览
第二章 电动汽车基础 第一节电动机 第二节蓄电池 第三节其他类型动力蓄电池
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第四节 逆变器与变频器 第五节 空调与转向系统
混合物，比空气重，有较高的辛烷值，具有混合均匀、燃 烧充分、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机 使用寿命，而且一次载气量大、行驶里程长。
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（2)甲醇汽车 甲醇汽车就是以甲醇作为主要燃料的汽车，也能以汽油或
汽油-甲醇混合燃料为燃料，是一种甲醇-汽油燃料灵活转换 的具有节能环保科技含量的新型汽车，也可以由普通汽车 改装而成。
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2）系统特点 ①结构简单；电动机结构简单、成本低、可用于高速运转。 ②起动优点；起动转矩大，起动电流低。 ③频繁起停；适用于频繁起停及正反向转换运行。 ④性能好；可控参数多，调速性能好。 ⑤效率高损耗小；效率高，损耗小。 缺点：转矩脉冲大，噪音大，相对于永磁电机而言，功率
密度和效率偏低。 5.永磁电机 永磁电机包括反电动势为方波的无刷直流电机和反电
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第一节 电动机 一、电动汽车电动机相关的概念 1.电动机的定义 电动机（Motors）是把电能转换成机械能的一种设备。它
是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用 于转子鼠笼式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。 2.负载性质 负载性质是指负载类型及其机械特性，是连续运行的负载 还是断续运行的负载，是恒定的力矩，还是变化的力矩， 是恒转速运行还是变速运行等。 3.负载容量 负载容量是针对电动机功率和转矩的大小而确定，电机功 率的选择应满足配套机械负载必需的容量，不要过大也不 可以过小。
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3.纯电动汽车 电动汽车顾名思义就是由车载可充电蓄电池或其他能量储
存装置提供电能、由电机驱动的汽车。 （1）城市纯电动汽车（Urban Electric Vehicle,UEV） 城市纯电动汽车的车速和续驶里程都较低，适合于城市短
距离交通，主要车型是小型纯电动汽车和城市公交车。 （2）全纯电动汽车（All Electric Vehicle，AEV） 全纯电动汽车装有足够容量的动力电池，车速和续驶里程
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三、日本新能源汽车 1. 雷克萨斯LS 600hL混合动力汽车 2.丰田凯美瑞尊瑞混合动力汽车 3.本田Insight混合动力汽车 4.日产聆风纯电动汽车 四、中国新能源汽车 1.上汽荣威E50纯电动汽车 2.比亚迪 E6纯电动汽车 3.长城哈弗M3EV纯电动汽车 4.沃尔沃C30纯电动汽车 五、韩国新能源汽车 2013现代索纳塔混合动力汽车
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3.永磁无刷电动机简介 与传统的电励磁电动机相比，永磁电动机特别是稀土永磁
电动机具有结构简单、运行可靠、体积小、质量小、损耗 少、效率高，以及电动机的形状和尺寸可以灵活多样等显 著优点。 4.开关磁阻电动机 1）开关磁阻电动机的定义 开关磁阻电动机（Switched Reluctance Drive ：SRD）是继 变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后发展起来的 最新一代无级调速系统，是集现代微电子技术、数字技术、 电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制 作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。
本章主要对新能源汽车的定义、分类和发展以及相关的政 策法规进行简单的介绍。
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第一节新能源汽车的定义与分类 一、新能源汽车的定义 新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形
式。也指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能 源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚 变能等。 新能源汽车（英文名称：New energy vehicles）是指采用非 常规的车用燃料（即除汽油、柴油发动机之外）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。
第七章 电动汽车的维修与保养 第一节电动汽车的故障维修 第二节电动汽车的维护与保养 第三节 电动汽车故障维修经典实例
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第一章 综述
在断加剧的“人、车、自然”的矛盾之下，人们开始把目 光从传统的燃油汽车转向新能源汽车。我国作为能源消费 大国，发展新能源汽车产业是低碳经济时代必然的选择。 我国是一个世界汽车生产和销售大国，传统汽车制造业落 后于国外发达国家，但是在新能源汽车研发领域，我们有 成本和市场优势，在技术水平及产业化方面，我国与国外 基本处于同一起跑线上。因此，新能源汽车的产业发展也 将成为汽车行业的新导向。
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2）特点 （1）调速性能好。 （2）起动力矩大。 （3） 高速性能不佳。 3）构造 直流电动机的结构分为定子与转子两部分。 2.交流感应电动机（induction motor） 1）交流感应电动机定义 交流感应电动机又称交流异步电动机，由定子绕组形成的
旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用而产生电 磁转矩驱动转子旋转的交流电动机。
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第二章 电动汽车基础
蒸汽机启动了18世纪第一次产业革命以后，19世纪末到20 世纪上半叶电机又引起了第二次产业革命，使人类进入了 电气化时代。20世纪下半叶的信息技术引发了第三次产业 革命，是生产和消费从工业化向自动化，智能化时代转变； 推动了新一代高性能电机驱动系统与伺服系统的研究与发 展。21世纪伊始，世界汽车工业又站在了革命的门槛上； 电动车（包括纯电动车，混合动力汽车，燃料电池电动车） 概念的提出，将会是未来世界汽车工业发展的新方向。不 过就当今世界科技水平来说，电动汽车的电动机、蓄电池 等核心的研究更具有现实意义，应该作为新能源汽车发展 新方向的第一步。
2013年9月国务院及财政部、国家发展改革委、工业和信息 化部已经发布了一系列的相关政策法规。 电动车辆现有标准体系,自“九五”以来，组织制定并由标 准化主管部门批准发布电动车辆相关的国家标准和行业标 准49项。
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第四节 国内、外新能源汽车一览 一、美国新能源汽车 1.凯迪拉克Escalade-混合动力汽车 2.别克君越eAssist混合动力汽车 二、德国新能源汽车 1.奔驰S400混合动力汽车 2.宝马i8混合动力超跑车 3.大众途锐混合动力汽车 4.奥迪Q5混合动力汽车
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二、新能源汽车的分类 1.混合动力汽车 混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发
动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种 类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力 两种。 2.插电式混合动力汽车（增程式、插电式） 插电式混合动力汽车是可以在正常使用情况下从非车载装 置中获取电能，以满足车辆具有一定的纯电动续驶里程的 混合动力汽车，可分为增程式混合动力和混联插电式混合 动力汽车。
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二、电动汽车用电动机分类 电动汽车驱动电动机种类：
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三、电动汽车常用的电动机 电动汽车驱动电机主要包括直流电机和交流电机，目前广
泛使用的交流电机有：交流感应电机、开关磁阻电机和永 磁电机（包括无刷直流电机和永磁同步电机）。 1.直流电动机（DCM） 1）定义： 直流电动机（direct current motor，DC motor）将直流电能 转换为机械能的转动装置。电动机定子提供磁场，直流电 源向转子的绕组提供电流，换向器使转子电流与磁场产生 的转矩保持方向不变。
动势为正反弦波的永磁同步电机。
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1）无刷直流电机 无刷直流电机具有高转矩密度、高功率密度、位置检测和
控制方法简单、效率高优点。 2）永磁同步电机 永磁同步电动机的运行原理与电励磁同步电动机相同，但
它以永磁体提供的磁通替代后者的励磁绕组励磁，使电动 机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易 出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性； 永磁同步电机有如下的特点: （l）高起动力矩、高过载能力 （2）运行效率高、节能效果尤为明显
基本可满足日常较远距离的行驶要求。
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4.燃料电池汽车 燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应
产生电流，依靠电机驱动的汽车。 5.氢动力汽车 氢气不含碳，燃烧后不增加大气中温室气体，而且可以通
过利用太阳能、风能等可再生能源电解水得到，因此被认 为是人类的终极能源。 6.天然气和甲醇汽车 （1）天然气汽车 天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车。天然 气的甲烷含量一般在90%以上，是一种很好的汽车发动机 燃料。
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按照所使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可以分为： 1）压缩天然气（CNG）汽车。压缩天然气是指压缩到
20.7—24.8 MPa的天然气，储存在车载高压气瓶中。 2）液化天然气（LNG）汽车。液化天然气是指常压下、
温度为-162度的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。 3）液化石油气（LPG）是一种在常温常压下为气态的烃类
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四、电动汽车电动机的选用策略 车用驱动电机应满足如下要求： 1.体积小，质量轻 2.在整个运行范围内的高效率。 3.低速大转矩特性及宽范围恒功率特性 4.良好的环境适应性和高可靠性。 5.价格低
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第三节 蓄电池 一、电池的定义与分类 1、电池的定义 电池（Battery）指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流
的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。 2、电池的记忆效应和消除方法 如果电池属镍镉电池，长期不彻底充、放电，会在电池内
留下痕迹，降低电池容量，这种现象被称为电池记忆效应。 3、电池的分类 电池的分类有不同的方法，其分类方法大体上可分为四大
类： 1）按电解液种类分类 2）按工作性质分类 3）按贮存方式划分 4）按电池所用正、负极材料划分
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第二节 我国新能源汽车的现状和发展前景 一、新能源汽车的发展现状 进入21世纪以来，我国汽车产业高速发展，已经成为世界
汽车生产和销售大国。新能源汽车方面，通过自主研制， 开发出混合动力、插电式混合动力、纯电动和燃料电池汽 车等各类整车产品，形成了多品种、全系列的各类整车和 零部件生产及配套体系，产业集中度不断提高，产品技术 水平明显提升，初步掌握了电动汽车整车设计、系统集成 等关键技术，但在总体的技术水平与国外相比尚存在较大 差距，特别是产品工程化能力亟待加强。 我国新能源汽车也在快速发展，对于中国这个石油资源匮 乏和环境压力大的国家来说，大力发展新能源汽车有着非 常重大的现实意义和战略意义。
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2）特点 交流感应电动机具有结构简单、坚固耐用、成本低廉、运
行可靠、低转矩脉动和低噪音特点。近年来被广泛应用于 汽车。最大缺点是驱动电路复杂，相对于永磁电机而言， 感应电机（异步电机）效率和功率密度偏低。 3）工作原理 异步电动机定子上有三相对称的交流绕组，三相对称交流 绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋 转磁场，转子绕组的导体处于旋转磁场中， 转子导体切割 磁力线，并产生感应电动势，判断感应电动势方向。转子 导体通过端环自成闭路，并通过感应电流。异步电动机的 设计、生产特别要注意标准化、系列化、通用化。
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图1-8中国新能源汽车产业发展路线全景图
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二、新能源汽车的发展前景 1、 混合动力汽车发展现状 2、插电式混合动力汽车发展现状 3、纯电动汽车发展现状 4、燃料电池发展现状
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第三节 我国新能源汽车的政策、法规和标准 从2009年2月国家科技部推出“十城千辆”计划开始，到