新能源汽车技术三种汽车对比
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的FCEV。
32
纯燃料电池驱动（PFC）的FCEV
燃料电池系统
驱动电动机
传动系
33
纯燃料电池驱动的FCEV优点：
✓ 系统机构简单，便于便于实现系统控制和整体布 置；
✓ 系统部件少，有利于整车的轻量化；
✓ 较少的部件使得整体的能量传递效率较高，提高 了整车的燃料经济性。
纯燃料电池驱动的FCEV缺点：
理系统，统一协调和控制各个低端控制器；中间一层包括 五个低端控制器，即发动机控制器、发电机控制 器、电动 机控制器、离合器及制动器控制器和电池能量管理系统 （BMS）等；最下层为各个执行器，即发动机、电机、离 合器等部件。
燃料电池电动车
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。其电池的 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 或的。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。 与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：1、零排放或近似零排放。2、减少了 机油泄露带来的水污染。3、降低了温室气体的排放。4、提高了燃油经济性。5、提高 了发动机燃烧效率。6、运行平稳、无噪声。
• 电动机不同，控制器也有所不同。控制器将蓄电池直流电逆 变成交流电后驱动交流驱动电动机，电动机输出的转矩经传 动系统驱动车轮，使电动汽车行驶。
纯电动汽车组成与原理
2)．电源系统 • 包括电源、能量管理系统和充电机等。它的功用是向电动
机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄 电池充电。 • 纯电动汽车的常用电源有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、 锂离子电池等。 • 纯电动汽车主要是指电池管理系统，它的主要功用是对电 动汽车用电池单体及整组进行实时监控、充放电、巡检、 温度监测等。
燃料电池与辅助蓄电池联合驱动的FCEV优点：
✓ 系统对燃料电池的功率要求较纯燃料电池结构形 式大大降低，从而降低了整车的成本；
纯电动汽车组成与原理
3)．辅助系统 • 主要包括辅助动力源、空调器、动力转向系统、导航系统、
刮水器、收音机以及照明和除霜装置等。 • 辅助动力源主要由辅助电源和DC/DC功率转换器组成。它的
功用是向动力转向系统、空调器及其它辅助设备提供动力。
特斯拉 Model S纯电动跑车
Tesla Model S electric car
Tesla Model S 参数
工作原理：蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶（Roab)。
12
混合动力汽车
混合动力汽车工作原理
• 混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统、驱动系 统、辅助动力系统和电池组等部分构成。
混合动力汽车工作原理
• 整车能量控制系统 能量管理系统采取层级式控制：最上层为整车能量管
新能源汽车技术三种汽车对比
课题涉及内容：
纯电动汽车 混合动力汽车 燃料电池汽车
纯电动Βιβλιοθήκη Baidu车
• 概念 • 纯电动汽车是以电池为储能单元，以电动机为驱动
系统的车辆。 • 纯电动汽车的特点是结构相对简单，生产工艺相对
成熟。缺点是充电速度慢，续驶里程短。因此适合 于行驶路线相对固定，有条件进行较长时间充电的 车辆。
✓ 燃料电池功率大、成本高；
✓ 对燃料电池系统的动态性能和可靠性提出了很高 的要求；
✓ 不能进行能量回收。
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燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B)的FCEV
燃料电池系统
驱动电动机
传动系
蓄电池
燃料电池与超级电容联合驱动的FCEV的结构与 燃料电池和蓄电池联合驱动的FCEV十分相似（ 略）。
35
电动汽车主要由电力驱动系统、电源系统和辅助系统 等三部分组成。
汽车行驶时，由蓄电池输出电能（电流）通过控制器驱 动电动机运转，电动机输出的转矩经传动系统带动车轮 前进或后退。
电动汽车续驶里程与蓄电池容量有关，蓄电池容量受诸 多因素限制。要提高一次充电续驶里程，必须尽可能地 节省蓄电池的能量。
纯电动汽车组成与原理
返回
缺点：氢燃料电池成本过高，而且氢 燃料的存储和运输按照技术条件来说 非常困难，因为氢分子非常小，极易 透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致 命的问题，氢气的提取需要通过电解 水或者利用天然气，如此一来同样需 要消耗大量能源，除非使用核电来提 取，否则无法从根本上降低二氧化碳 排放。
燃料电池电动汽车的类型 按主要燃料种类可分为： ➢ 以纯氢气为燃料的FCEV ➢ 经过重整后产生的氢气为燃料的FCEV 按“多电源”的配置不同，可分为以下四类： ➢ 纯燃料电池驱动（PFC）的FCEV; ➢ 燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的FCEV; ➢ 燃料电池与超级电容联合驱动（FC+C）的FCEV; ➢ 燃料电池与辅助蓄电池和超级电容器联合驱动（FC+B+C）
分类：
1).按用途分类 • （1）纯电动轿车； • （2）电动货车； • （3）电动客车。
2)．按驱动形式分类 • （1）直流电机驱动的电动汽车； • （2）交流电机驱动的电动汽车； • （3）双电机驱动的电动汽车； • （4）双绕组电机电动汽车； • （5）电动轮电动汽车。
纯电动汽车组成与原理
返回
氢能源汽车
氢动力汽车是一种真正实现 零排放的交通工具，排放出 的是纯净水，其具有无污染， 零排放，储量丰富等优势， 因此，氢动力汽车是传统汽 车最理想的替代方案。与传 统动力汽车相比，氢动力汽 车成本至少高出20%。中国 长安汽车在2007年完成了中 国第一台高效零排放氢内燃 机点火，并在2008年北京车 展上展出了自主研发的中国 首款氢动力概念跑车“氢 程”。 优点：排放物是纯水，行驶 时不产生任何污染物。
1)．电力驱动系统 • 电力驱动系统主要包括电子控制器、功率转换器、电动机、
机械传动装置和车轮等。它的功用是将存储在蓄电池中的 电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时， 将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。
纯电动汽车组成与原理
• 包括电动机驱动器、控制器及各种传感器，其中最关键的是 电动机逆变器。
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纯燃料电池驱动（PFC）的FCEV
燃料电池系统
驱动电动机
传动系
33
纯燃料电池驱动的FCEV优点：
✓ 系统机构简单，便于便于实现系统控制和整体布 置；
✓ 系统部件少，有利于整车的轻量化；
✓ 较少的部件使得整体的能量传递效率较高，提高 了整车的燃料经济性。
纯燃料电池驱动的FCEV缺点：
理系统，统一协调和控制各个低端控制器；中间一层包括 五个低端控制器，即发动机控制器、发电机控制 器、电动 机控制器、离合器及制动器控制器和电池能量管理系统 （BMS）等；最下层为各个执行器，即发动机、电机、离 合器等部件。
燃料电池电动车
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。其电池的 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 或的。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。 与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：1、零排放或近似零排放。2、减少了 机油泄露带来的水污染。3、降低了温室气体的排放。4、提高了燃油经济性。5、提高 了发动机燃烧效率。6、运行平稳、无噪声。
• 电动机不同，控制器也有所不同。控制器将蓄电池直流电逆 变成交流电后驱动交流驱动电动机，电动机输出的转矩经传 动系统驱动车轮，使电动汽车行驶。
纯电动汽车组成与原理
2)．电源系统 • 包括电源、能量管理系统和充电机等。它的功用是向电动
机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄 电池充电。 • 纯电动汽车的常用电源有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、 锂离子电池等。 • 纯电动汽车主要是指电池管理系统，它的主要功用是对电 动汽车用电池单体及整组进行实时监控、充放电、巡检、 温度监测等。
燃料电池与辅助蓄电池联合驱动的FCEV优点：
✓ 系统对燃料电池的功率要求较纯燃料电池结构形 式大大降低，从而降低了整车的成本；
纯电动汽车组成与原理
3)．辅助系统 • 主要包括辅助动力源、空调器、动力转向系统、导航系统、
刮水器、收音机以及照明和除霜装置等。 • 辅助动力源主要由辅助电源和DC/DC功率转换器组成。它的
功用是向动力转向系统、空调器及其它辅助设备提供动力。
特斯拉 Model S纯电动跑车
Tesla Model S electric car
Tesla Model S 参数
工作原理：蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶（Roab)。
12
混合动力汽车
混合动力汽车工作原理
• 混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统、驱动系 统、辅助动力系统和电池组等部分构成。
混合动力汽车工作原理
• 整车能量控制系统 能量管理系统采取层级式控制：最上层为整车能量管
新能源汽车技术三种汽车对比
课题涉及内容：
纯电动汽车 混合动力汽车 燃料电池汽车
纯电动Βιβλιοθήκη Baidu车
• 概念 • 纯电动汽车是以电池为储能单元，以电动机为驱动
系统的车辆。 • 纯电动汽车的特点是结构相对简单，生产工艺相对
成熟。缺点是充电速度慢，续驶里程短。因此适合 于行驶路线相对固定，有条件进行较长时间充电的 车辆。
✓ 燃料电池功率大、成本高；
✓ 对燃料电池系统的动态性能和可靠性提出了很高 的要求；
✓ 不能进行能量回收。
34
燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B)的FCEV
燃料电池系统
驱动电动机
传动系
蓄电池
燃料电池与超级电容联合驱动的FCEV的结构与 燃料电池和蓄电池联合驱动的FCEV十分相似（ 略）。
35
电动汽车主要由电力驱动系统、电源系统和辅助系统 等三部分组成。
汽车行驶时，由蓄电池输出电能（电流）通过控制器驱 动电动机运转，电动机输出的转矩经传动系统带动车轮 前进或后退。
电动汽车续驶里程与蓄电池容量有关，蓄电池容量受诸 多因素限制。要提高一次充电续驶里程，必须尽可能地 节省蓄电池的能量。
纯电动汽车组成与原理
返回
缺点：氢燃料电池成本过高，而且氢 燃料的存储和运输按照技术条件来说 非常困难，因为氢分子非常小，极易 透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致 命的问题，氢气的提取需要通过电解 水或者利用天然气，如此一来同样需 要消耗大量能源，除非使用核电来提 取，否则无法从根本上降低二氧化碳 排放。
燃料电池电动汽车的类型 按主要燃料种类可分为： ➢ 以纯氢气为燃料的FCEV ➢ 经过重整后产生的氢气为燃料的FCEV 按“多电源”的配置不同，可分为以下四类： ➢ 纯燃料电池驱动（PFC）的FCEV; ➢ 燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的FCEV; ➢ 燃料电池与超级电容联合驱动（FC+C）的FCEV; ➢ 燃料电池与辅助蓄电池和超级电容器联合驱动（FC+B+C）
分类：
1).按用途分类 • （1）纯电动轿车； • （2）电动货车； • （3）电动客车。
2)．按驱动形式分类 • （1）直流电机驱动的电动汽车； • （2）交流电机驱动的电动汽车； • （3）双电机驱动的电动汽车； • （4）双绕组电机电动汽车； • （5）电动轮电动汽车。
纯电动汽车组成与原理
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氢能源汽车
氢动力汽车是一种真正实现 零排放的交通工具，排放出 的是纯净水，其具有无污染， 零排放，储量丰富等优势， 因此，氢动力汽车是传统汽 车最理想的替代方案。与传 统动力汽车相比，氢动力汽 车成本至少高出20%。中国 长安汽车在2007年完成了中 国第一台高效零排放氢内燃 机点火，并在2008年北京车 展上展出了自主研发的中国 首款氢动力概念跑车“氢 程”。 优点：排放物是纯水，行驶 时不产生任何污染物。
1)．电力驱动系统 • 电力驱动系统主要包括电子控制器、功率转换器、电动机、
机械传动装置和车轮等。它的功用是将存储在蓄电池中的 电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时， 将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。
纯电动汽车组成与原理
• 包括电动机驱动器、控制器及各种传感器，其中最关键的是 电动机逆变器。