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1、新能源汽车概论2018目录目录目录目录项目项目项目项目2 2 2 2新能源汽车的类型与电池概述新能源汽车的类型与电池概述新能源汽车的类型与电池概述新能源汽车的类型与电池概述项目项目项目项目5 5 5 5新能源汽车功能操作新能源汽车功能操作新能源汽车功能操作新能源汽车功能操作项目项目项目项目1 1 1 1国内外新能源汽车现状与发展趋势国内外新能源汽车现状与发展趋势国内外新能源汽车现状与发展趋势国内外新能源汽车现状与发展趋势项目项目项目项目3 3 3 3混合动力汽车的技术特点和驱动方式混合动力汽车的技术特点和驱动方式混合动力汽车的技术特点和驱动方式混合动力汽车的技术特点和驱动方式项目项目项目项目4
2、 4 4 4纯电动汽车的技术特点和驱动方式纯电动汽车的技术特点和驱动方式纯电动汽车的技术特点和驱动方式纯电动汽车的技术特点和驱动方式任务1新能源汽车的类型与技术特征 汽车节能技术主要包括传统动力优化、混合动力技术、整车节能技术三大方面。（1）节能技术一、相关知识1. 1. 节能汽车节能汽车项目项目项目项目1 1 1 1国内外新能源汽车现状与发展趋势国内外新能源汽车现状与发展趋势国内外新能源汽车现状与发展趋势国内外新能源汽车现状与发展趋势汽车节能发展趋势（2）节能汽车类型节能汽车大致可分为两种。第一种第一种是在传统动力总成基础上进行动力优化，降低油耗，使得内燃发动机的性能持续提升，通过进排气优化
3、、燃烧优化、提高压缩比、结构优化、降低发动机内阻等技术的应用， 让内燃机热效率持续提升，如下左图所示。与此同时，与发动机协调配合的自动变速器技术同样发展迅猛，AT、DCT 多档化和CVT 宽速比趋势日益明显，高性能齿轮轴承等共性关键技术不断提升，进一步降低车辆油耗，如下右图所示。第二种第二种是混合动力汽车。混合动力的核心技术主要是专用发动机开发、机电耦合装置的设计与应用，而机电耦合方面，已有多种可行的技术路线，并应用在不同的整车产品上。不同技术路线和混合度的各种混合动力技术，具有不同的节油效果和成本代价。在混合动力方面代表车型有丰田普锐斯混合动力汽车。（1）新能源技术2. 2. 新能源汽车新能
4、源汽车1 1代表整车平台技术，作为新能源技术的综合载体，可通过传统汽车平台、传统平台的电气化改进以及开发电动汽车专用平台来实现。2 2代表充电技术和智能技术，分别是新能源汽车发展的保障和未来发展方向。3 3代表动力电池技术、驱动电机技术和电控技术（即“三电”）。新能源汽车技术发展体系可总结为“1+2+3”。其中最为核心的是动力电池技术，提高其能量密度和循环寿命是当前新能源汽车领域研究的重中之重。新能源汽车技术发展体系新能源汽车技术发展体系从产品角度看，新能源汽车包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车以及氢燃料电池汽车。（2）新能源汽车类型插电式混合动力汽车插电式混合动力汽车插电式混合动力汽车属于混
5、合动力的一种类型，它理论上以电能驱动为主，发动机只在纯电行驶里程不足时起补充保障作用，故归入新能源汽车中。氢燃料电池汽车氢燃料电池汽车氢燃料电池汽车目前处于基础研发及小批量试营运阶段，它是以氢燃料电池作为动力源的电动汽车，是一种真正意义上的“零排放、无污染”的载运工具。纯电动汽车纯电动汽车纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。丰田丰田MiralMiral宝马宝马530Le 530Le 比亚迪比亚迪e5e5国家对新能源乘用车补贴的对象依然是纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车，但对车辆的技术要求进一步提高。（1）新能源汽车补贴3. 3.
6、 国家对新能源汽车政策国家对新能源汽车政策新能源汽车号牌按照不同车辆类型实行分段管理，字母“D”代表纯电动汽车，字母“F”代表非纯电动汽车（包括插电式混合动力和燃料电池汽车等）。（2）新能源汽车号牌任务2发展新能源汽车的必要性 我国是一个能源生产大国和消费大国，拥有丰富的化石能源资源，但是人均能源资源拥有量较低，煤炭和水力资源人均拥有量仅相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源拥有量仅为世界平均水平的1/15 左右。在经济高速增长的条件下，能源的消耗速度更快，能源枯竭的威胁可能来得更早、更严重。因而，日益增长的能源压力迫使我们不得不寻找解决能源危机的突围之路。（1）能源危机迫在眉睫一、
7、相关知识1. 1. 发展新能源汽车的背景发展新能源汽车的背景汽车是依靠发动机燃烧燃料产生驱动力而行驶的，在发动机燃烧燃料做功后排放的尾气中，含有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物以及对人体产生不良影响的其他一些固体细微颗粒物。（2）汽车对环境的影响（1）发展新能源汽车产业是推动经济发展方向转变，促进经济增长的战略需要。电动汽车产业化和运营商业化的发展，也为发展电动汽车关键零部件产业、电池和材料产业以及电力资源的合理利用提供了发展机会。另外，电动汽车的生产和推广使用将提供数以万计的就业机会，为城市带来新的经济增长点，同时还能推进下游行业的转型，带动一大批相关行业的快速发展，进而推动整个经济
8、发展模式的转变，促进国民经济的可持续发展。2. 2. 发展新能源汽车的必要性发展新能源汽车的必要性（2）发展新能源汽车产业是智能电网建设的重要内容。电动汽车作为分布式的储能装置，可以通过协调控制其充放电过程，使电动车不仅能通过电网充电，还能将电反馈给电网，使之在系统负荷高峰时放电、低谷时充电，实现系统的削峰填谷。同时通过电动汽车充放电优化控制，可以平抑风力和太阳能发电的波动，提高新能源发电的利用效益和电网接纳新能源发电接入的能力。（3）发展新能源汽车产业是降低环境污染的有效途径。电动汽车在本质上是一种零排放汽车，一般无直接排放污染物，间接的污染物主要产生于发电环节以及电池废弃物。如果从发电环节
9、来看，风能、水能、核能的大力发展均可以给我们带来可观的清洁能源。单从污染严重的火力发电来看，其对大气污染的控制难度也大大低于燃油汽车。对于电池废弃物，目前回收技术日益成熟，并且当前也逐渐开发出了污染低、安全性好的新型蓄电池。（4）发展新能源汽车产业是汽车工业发展的必由之路汽车尾气排放是造成环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一，随着汽车排放法规的日益严格，传统汽车将无法满足严格的环保要求，汽车工业转型已是大势所趋。中国节能与新能源汽车产业的发展应选择一种“过渡”和“转型”并行互动、协调发展的战略，全面提升传统汽车技术水平，发展节能汽车，解决近中期能源和环境问题，同时为新能源汽车发展奠定基础；
10、同时，积极开发新一代能源动力系统，瞄准未来汽车竞争制高点，大力发展新能源汽车，加速能源动力系统转型进程。重点突破动力电池、驱动电机、电控等核心技术，推动纯电动汽车、插电式混合动力汽车的产业化，实现我国汽车工业的跨越式发展。（1）发展新能源汽车对调节、优化道路交通领域能源结构，缓解我国对进口石油的高度依赖，保障国家能源安全，具有非常重要的战略意义，同时也是汽车产业持续较快增长的根本保障。（2）环境与发展是世界各国普遍关注的焦点问题。（3）新能源汽车产业是我国确定的七大战略性新兴产业之一，是未来国际汽车竞争的焦点。同时更是我国汽车产业转型升级，实现汽车强国梦想的必经之路和难得的战略机遇。（4）新能
11、源汽车尤其是纯电动汽车和插电式混合动力汽车既是交通工具，同时又是分布式电能储备装置，它与智能电网的有机融合，具有实现削峰填谷的重要作用，可以提升发电设备的利用效率，同时在重大灾害期间还可以作为电力供给的重要补充。（5）充电技术和充电基础设施是支撑纯电动汽车和混合动力汽车产业发展的必要条件。3 3. . 发展新能源汽车的战略意义发展新能源汽车的战略意义任务3新能源汽车发展现状及趋势 美国现状（1）整车国际发展现状一、相关知识1. 1. 纯电动汽车和插电式混合动力汽车国际发展现状纯电动汽车和插电式混合动力汽车国际发展现状美国政府将较为成熟的混合动力汽车技术作为目前电动汽车的主流技术大力推广，其本土
12、企业特斯拉、通用和福特的新能源汽车发展强劲。这其中，部分车企如特斯拉针对高端消费人群，主攻纯电动汽车领域；另一方面，像通用和福特则针对中等收入家庭市场主打插电式混合动力汽车。日本现状日本在2011 年前拥有世界上最大的纯电动汽车消费群，日产的Leaf 和三菱的iMiEV 电动车是纯电动汽车的代表车型。2016 款Leaf 搭载单体比能量约157Wh/kg 的30kWh 电池组，采用峰值功率80kW、最大转矩254Nm 的电机，续航里程达到172km。欧洲现状欧洲的纯电动汽车以德国车型为代表。大众E-Golf 采用一台峰值功率为85kW、峰值转矩为270Nm 的永磁同步电机，0100km/h 加
13、速时间为10.4s，最高车速为140km/h，采用24.2kWh 锂离子电池组，整车质量1510kg，续航里程为190km；宝马i3 则采用全新的车身设计，车身采用全碳纤维材质，锂离子电池组与底盘一体化设计，底盘由铝合金材质制造，整车质量仅为1255kg，电机峰值功率为125kW，峰值转矩为250Nm，最高车速150km/h， 0100km/h加速时间7.2s，电池容量为19kWh，续航里程为160km。电机与电机控制器（2）关键零部件国际发展现状从用于分布驱动的轮毂/ 轮边电机来看，米其林开发出集成悬浮驱动电机及减速机构的电动轮；英国Protean 轮毂电机采用一体化结构，电机输出能力也能达
14、到80kW/800Nm ；德国raunhofer 将轮毂电机与电力电子控制器实施一体化集成。但是，至今搭载轮毂电机的量产车为数不多，大规模产业化面临诸多挑战。从控制器来看，国际先进水平控制器的密度为1216kW/L，近年来随着碳化硅和氮化镓为代表的第三代宽禁带功率半导体技术及产品的发展，国外企业（特别是日本和美国）不断推出碳化硅电力电子集成控制器或充电产品样机，全碳化硅半导体控制器功率密度比硅基半导体控制器提升数倍以上，国外某些碳化硅半导体控制器产品样机已经处于装车试运行状态。动力电池与电池管理系统基于新材料、新结构的高比能动力电池技术已经成为国际竞争的焦点。在美国、日本、德国、韩国及欧盟其他
15、成员国等国家的科技规划以及重点企业战略规划中，高性能电池材料、高性能锂离子动力电池、高性能电池包、电池管理系统、热管理技术、电池标准体系、下一代锂离子动力电池、电池梯级利用及回收技术、电池生产制造技术及装备技术等都是关注的内容。美国现状（3）充电基础设施国际发展现状美国已经启动了多项充电设施建设规划。2009 年10 月，美国国家能源部启动了大规模充电基础设施完善项目，由充电桩生产商和日产汽车公司合作，三年内在五个州试点推广4700 辆日产Leaf 轿车，并建成11210 个充电桩。2013 年1 月，美国发布了电动汽车普及大挑战蓝图，力图在十年内，使美国成为世界上第一个能够生产每户家庭都能够
16、负担得起的插电式电动汽车的国家，同时该计划也提出了发展充电基础设施建设，目标是在未来五年，使工作场所的充电设施数量增长10 倍。日本现状日本指定了下一代汽车战略2010发展规划，其中“国家、地方政府及产业界合作共同推进充电基础设施建设”是日本推进的总体思路。欧洲现状欧盟在2010 年发布的“清洁与节能汽车发展欧洲战略”中提出，欧洲发展基础设施的战略是推动欧盟统一的标准，实现所有的电动汽车在欧洲任何地方实现无障碍充电。 在充电技术方面，国外充电设施网络在构型、新型充电模式、协同控制方式、网络化互联互通应用等方面正处在由分体机向一体机、由单机控制向集群控制、由固定模块向灵活组合动态适配、由孤立向移
17、动物联信息感知和智能化应用的技术演变过程中，充电技术整体上正趋向更安全、便捷、节能高效、高比功率及智能灵活服务模式。（1）关键技术和研发能力发展现状2. 2. 我国纯电动汽车、插电式混合动力汽车及汽车充电基础设施发展现状我国纯电动汽车、插电式混合动力汽车及汽车充电基础设施发展现状“十五十五”国家新能源汽车技术体系国家新能源汽车技术体系“十五”期间是我国电动汽车打基础的阶段。“十一五”期间是我国电动汽车的考核阶段。“十一五十一五”国家新能源汽车技术体系国家新能源汽车技术体系“十二五”期间是我国电动汽车从示范考核到产业化启动阶段。“十二五十二五”国家新能源汽车技术体系国家新能源汽车技术体系（2）纯
18、电动车发展现状纯电动汽车是我国新能源汽车的主要类型之一。在整车集成方面，目前我国已基本掌握纯电动汽车动力系统和车身结构设计与评价技术、基于整车性能提升及硬点优化的底盘匹配技术、高压系统安全设计、电驱动系统的集成与标定、电气系统总线架构、仪表等关键零部件的匹配控制，以及整车总体布置与性能集成优化技术。同时我国已经基本掌握了纯电动汽车产品性能优化和评价技术，包括整车及关键零部件的性能、耐久性、可靠性试验与评价技术，还有基于计算机辅助工程方法的碰撞安全技术、NVH 优化技术、EMC 优化技术。此外，铝合金、碳纤维等复合材料，镁合金等也开始在电动汽车整车及其零部件上得到应用。（3）插电式混合动力汽车发
19、展现状进入“十二五”以来，国内企业加大了插电式混合动力汽车关键技术的研发和产品研发力度，部分企业的车型整车主要技术指标与国际先进水平基本相当并已批量上市。在商用车方面，国内自主掌握了插电式混合动力汽车多能源动力系统的整车控制、高功率电机系统、混合动力自动变速器、增程式辅助功率发电单元等关键技术，双电机串并联、AMT并联等不同技术路线具有不俗的市场表现。（4）关键零部件驱动电机及控制器动力电池与电池管理系统整车电控系统车载充电机我国在纯电动汽车和插电式混合动力汽车整车、关键零部件核心技术领域取得了长足进步，并逐步形成国际竞争能力；然而，在高速轴承、耐电晕绝缘材料、数字信号处理、汽车级功率半导体以
20、及稀土深加工工艺技术和产品等方面亟待取得突破，摆脱对国外进口的依赖。（5）充电基础设施我国已经开展电动汽车充换电服务网络运营平台关键技术的研究，实现了同一运营平台下电动汽车路径导航、预约充电、扫码充电、计费结算和资产管理等服务功能，但目前对跨车与外部电网互动技术、电动车之间充放电技术研究，以及基于应急充电车的电动汽车充电技术研究还有欠缺。在国家密集出台的购置补贴、免征购置税、政府采购、充电设施建设奖励等力度空前的政策支持和相关规划引导下，整个产业链整车、零部件、上游原材料企业产品开发和产业化投入逐年加大，产品公告数量、投放市场产品种类迅速增多，产销规模飞速增长。（6）纯电动与插电式混合动力汽车
21、产业和市场发展现状（1）与传统动力汽车发展趋势的差异3 3. . 纯电动、插电式混合动力汽车发展趋势纯电动、插电式混合动力汽车发展趋势动力系统高效化。车身及零部件设计轻量化。电动车辆的网联化与智能化。（2）纯电动汽车和插电式混合动力汽车发展愿景保障能源安全。保护大气环境。保障国民经济绿色可持续发展。实现“汽车强国梦”的必由之路全面掌握纯电动汽车、插电式（含增程式）混合动力汽车整车、零部件的核心关键技术，科技创新能力和产品技术能力达到国际一流水平；建成具有国际较强竞争力的、国际一流水平的完整的产业体系；形成若干具有国际影响力的整车、关键零部件企业品牌。全面掌握智能电网、充电装备核心关键技术，科技
22、创新能力和产品技术水平达到国际领先水平，形成若干个具有国际影响力的企业品牌。纯电动汽车、插电式混合动力汽车产品质量达到国际先进水平，基本实现汽车能源动力系统的转型升级；整车企业走出国门，整车产品规模化进入发达国家市场，核心关键零部件全面融入国际高端整车品牌的全球采购体系中并占据相当份额。充电系统、关键装备企业走出国门，进入发达国家市场，成套装备全面融入顶级品牌系统集成商的全球采购体系并占据相当份额。（3）纯电动汽车和插电式混合动力汽车发展总目标（1）氢燃料电池汽车发展阶段氢燃料电池汽车发展大致可分为四个阶段：2000 年之前主要完成了氢燃料电池汽车的概念设计和原理性验证；2000 年之后开始大
23、力投入开展氢燃料电池技术攻关研究，并陆续进行了技术验证性示范考核；2010 年开始在特定用途领域商业化并取得成功；2015 年之后乘用车开始面向部分区域的私人用户销售，初步进入商业化阶段。4 4. . 氢燃料电池汽车发展现状氢燃料电池汽车发展现状（2）氢燃料电池汽车研究现状氢燃料电池汽车整车性能基本满足商业化示范需要。燃料电池堆技术基本满足车用要求。氢能基础设施与车辆同步实施，超前部署满足商业化发展需求。（3）氢燃料电池汽车发展趋势燃料电池模块化和系列化。氢燃料电池汽车动力系统混合化。车载能源载体氢气化，来源多样化。氢燃料电池汽车产业联盟化（4）我国氢燃料电池汽车技术发展现状氢燃料电池汽车我国
24、基于氢燃料电池轿车和客车动力技术平台，开发出三款氢燃料电池客车、五款氢燃料电池轿车。车用燃料电池动力系统我国攻克了车用燃料电池动力系统集成、控制盒适配等关键技术难点，形成了燃料电池系统、动力电池系统、DC/DC 转换器、驱动电机、储氢与供氢系统等关键零部件的配套研发体系，实现了综合技术跨越，总体技术接近国际先进水平。燃料电池堆我国在车用燃料电池堆技术方面，初步掌握了燃料电池材料、部件及电池堆的关键技术，建立了具有自主知识产权的车用燃料电池技术平台。（5）制约我国氢燃料电池汽车的关键因素目前，制约我国氢燃料电池汽车发展的瓶颈包括燃料电池耐久性问题、关键材料及核心部件薄弱的问题，以及氢供给难题等技
25、术性因素。（6）我国氢燃料电池汽车发展愿景与目标发展愿景发展愿景：到2030 年实现百万辆的氢燃料电池汽车上路行驶，到2050 年与纯电动汽车技术共同实现汽车零排放。发展目标：发展目标：到2020 年，实现氢燃料电池汽车技术规模化示范运行。到2025 年，实现氢燃料电池汽车技术推广应用。到2030 年，实现氢燃料电池汽车的大规模推广应用。2015 年国务院四部门印发了关于20162020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知，明确了2016 年的补贴标准，以及20172020 年除燃料电池汽车外其他车型补助标准适当退坡。5. 5. 新能源汽车发展的政策支持新能源汽车发展的政策支持20132020 20132020 年新能源乘用车国家补贴标准表年新能源乘用车国家补贴标准表 （单位：万元）（单位：万元）THANK YOU制作单位：济南凌凯文化传播有限公司
