新能源汽车概论课件

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1、目录目录: :1.1.新能源汽车的开展现状新能源汽车的开展现状6.6.其他能源汽车其他能源汽车新能源汽车概论新能源汽车概论新能源概念新能源概念 新新能能源源又又称称非非常常规规能能源源，是是指指刚刚开开始始开开发发利利用用或或正正在在积积极极研研究究、有有待待推推广广的的能能源源。如如太太阳阳能能、地地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。 联联合合国国开开发发方方案案部部署署UNDPUNDP将将新新能能源源分分为为大大中型水电、新可再生能源和穿透生物质能三大类。中型水电、新可再生能源和穿透生物质能三大类。 常常规规能能源源一一般般指指技技术术上上

2、比比较较成成熟熟且且被被大大规规模模利利用用的的能能源源，因因此此大大中中型型水水电电站站被被看看作作常常规规能能源源，而而核核能能、太太阳阳能能、现现代代生生物物质质能能、海海洋洋能能等等新新能能源源备备受关注。受关注。 常见新能源的类型常见新能源的类型太阳能太阳能 太阳能可分为可太阳能光伏和太阳热能。太阳能可分为可太阳能光伏和太阳热能。 光伏板组件是一种在阳光下就会产生直流电的光伏板组件是一种在阳光下就会产生直流电的发电装置。发电装置。太阳能利用形式：太阳能利用形式： 主要有三种：光热转换、光电转换以及光化光热转换、光电转换以及光化学转换学转换。目前利用太阳能的主要方法有：太阳能电池，太阳

3、能热水器。海洋能海洋能 海洋能是指蕴藏在海水中的各种可再生能源。例如：波浪能、潮汐能、海流能波浪能、潮汐能、海流能等。这是一项具有战略意义的新能源。风能蕴藏量大，是水能的10倍，并且分布广泛，对交通不便，偏远山区或岛屿的利用价值更有优势。风能常见利用形式就是风力发电风力发电。核能核能核能的是通过转化其质量从原子核中释放的能量。但核能利用存在反响堆的平安问题和核废料处理等技术问题。氢能氢能 氢气无色无味无毒，且热值高，燃烧产物只有水，因此无污染。氢气来源广泛，可以电解水获取。 目前氢能却不能广泛应用的原因是制取本钱高；生产、存储难度大；高压存储危险性大等。新能源汽车认知新能源汽车认知 新新能能源

4、源汽汽车车是是指指采采用用非非常常规规的的车车用用燃燃料料作作为为动动力力来来源源( (或或使使用用常常规规的的车车用用燃燃料料、采采用用新新型型车车载载动动力力装装置置) )，综综合合车车辆辆的的动动力力控控制制和和驱驱动动方方面面的的先先进进技技术术，形形成成的的技技术术原原理理先先进进、具具有有新新技技术术、新结构新结构的汽车。的汽车。 新能源汽车的开展现新能源汽车的开展现状状2021年传统汽车增长放缓，新能源汽车却保持高速增长。据中国汽车工业协会统计，2021年新能源汽车生产340471辆，销售331092辆，同比分别增长3.3倍和3.4倍。统计显示，在新能源汽车产业中，纯电动汽车产销

5、分别完成254633辆和247482辆，插电混合动力汽车产销分别完成85838辆和83610辆。如图1-8所示。 2021-2021年中国新能源汽车销量新能源汽车的主要类型新能源汽车的主要类型 新能源汽车包括的范围比较广，目前主要是指混合动力汽车PHEV、纯电动汽车BEV，包括太阳能汽车、燃料电池电动汽车FCEV、氢发动机汽车、其他新能源如高效储能器、二甲醚汽车等产品。 其中混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车统称为电动汽车。电动汽车虽然目前技术尚不成熟，但前景被广泛看好。新新能能源源汽汽车车气体燃料汽车气体燃料汽车生物燃料汽车生物燃料汽车 氢燃料汽车氢燃料汽车电动汽车电动汽车混合动力汽车混

6、合动力汽车HEVHEV 混合动力是指采用传统燃料，同时配以电动机来改善发动机低速动力输出和燃油消耗的车型。混合动力汽车使内燃机工作在低油耗、少污染的最正确工况下工作，因此最大的优点就是节能低排，混合动力汽车一般比传统燃料汽车燃油消耗降低30%-50%。但混合动力汽车存在的问题是长时间高速行驶并不省油。混合动力汽车也称复合动力汽车，一般装有两个以上动力源，动力源一般有蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机发电机组。混合动力汽车的类型混合动力汽车的类型按照燃料种类的不同，混合动力分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆以汽油混合动力为主，而国际市场以柴油混合动力车型为主。按照

7、推进系统能量流和功率流的配置结构关系，混合动力汽车分为串联、并联、串并联三种结构形式。按照两种不同能量的搭配比例不同，混合动力汽车可分为轻度混合动力、中度混合动力、重度混合动力和插电式混合动力汽车四种类型。 国产国产混合动力轿车混合动力轿车1 1、奔腾奔腾 采用一汽技术中心自主研发的纯电动乘用车动力平采用一汽技术中心自主研发的纯电动乘用车动力平台，整个平台由电动机、电池、减速器、整车控制器、台，整个平台由电动机、电池、减速器、整车控制器、电动附件和专用显示仪表等组成，该动力系统具有启动电动附件和专用显示仪表等组成，该动力系统具有启动电爬行、纯电动、再生制动、电子驻车制动、家用充电爬行、纯电动、

8、再生制动、电子驻车制动、家用充电、快速充电等功能。电、快速充电等功能。2、长安、长安“杰勋混合动力轿车杰勋混合动力轿车3、奇瑞奇瑞 混合动力轿车混合动力轿车 纯电动汽车纯电动汽车BEVBEV纯电动汽车具有本身零排放，能量利用率高，结构简单，工作噪声小等优点。但就目前来说，市场占有率却不高，其主要原因是续驶里程短，一般一百公里左右；充电时间长；蓄电池使用寿命短，且电池本钱高等问题，而且电力根底设施建设也影响了电动汽车产业化的开展。但从长远开展来看，纯电动汽车是推广开展方向。国产纯电动车国产纯电动车1、比亚迪全球首款纯电动出租车比亚迪全球首款纯电动出租车 2、荣威荣威 纯电动轿车纯电动轿车 燃料电

9、池汽车燃料电池汽车Fuel cell Fuel cell vehiclesvehicles燃料电池汽车Fuel cell vehicles，是电动汽车的一种，燃料电池的电能是通过氢气和氧气的化学作用，直接变成电能。燃料电池化学反响产物主要是电能和水，还有极度少的二氧化碳和氮氧化物，因此燃料电池汽车被称为绿色新型环保汽车。“荣威平台的上海牌燃料电池轿车荣威平台的上海牌燃料电池轿车 超级电容汽车超级电容汽车 超级电容汽车的电池一般安装在底盘上，公交车进站后，车顶充电设备自动升起，搭到充电站的电缆上，通过200A400A的充电电流完成充电，充电时间一般为2030s。氢燃料汽车氢燃料汽车氢燃料汽车的动

10、力系统是在传统内燃机的根底上加以改进后制成的。氢燃料汽车以无污染、零排放的优势被业内普遍认可，但氢燃料汽车也面临着氢的制取和液态氢的存储两大难题，这两大技术问题成为制约氢燃料汽车开展的瓶颈。太阳能汽车太阳能汽车太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转换为电能，并利用该电能作为能源的汽车，它是电动汽车的一种。太阳能汽车主要由太阳能电池组、自动阳光跟踪系统、驱动系统、控制器和机械系统等组成。其他燃料汽其他燃料汽车车生物燃料又称生态燃料，泛指由有机物组成或者制成的燃料。目前我们所说的生物燃料一般是指生物液体燃料，比方燃料乙醇和生物柴油等。巴西是最早利用甘蔗为原料生产燃料乙醇的国家，巴西乙醇汽油标准有两个

11、：E22(含乙醇22%)和E100含乙醇93%、水7%的乙醇。巴西大量汽油车被改装成乙醇车巴西TAC汽车公司的乙醇燃料小型越野车Stark 4X4德国的奔驰、宝马、群众和奥迪等汽车生产厂家生产的汽车均允许使用净生物柴油，而无需对发动机加以改装。 德国群众2021款Tiguan(柴油版)我国新能源汽车的机遇与挑战我国新能源汽车的机遇与挑战我国新能源乘用车车企2021年新能源汽车的销售排名：长长安安的的CVCV9 9混混合合动动力力汽汽车车海海马马的的H1H12 2电电动动车车华华普普的的海海域域甲甲醇醇动动力力汽汽车车吉吉利利的的海海尚尚油油电电混混合合动动力力汽汽车车国内新能源汽车开展趋势国内

12、新能源汽车开展趋势突破电池技术瓶颈突破电池技术瓶颈驱动电机多样化开展驱动电机多样化开展纯电动汽车向超微型化开展纯电动汽车向超微型化开展开展混合动力汽车开展混合动力汽车燃料电池汽车成为竞争焦点燃料电池汽车成为竞争焦点开发新一代车用动力系统开发新一代车用动力系统新能源汽车的开展规新能源汽车的开展规划：划：第一阶段：第一阶段：2021-2021年年 动力电池、电机、电控等关键零部件核心技术实动力电池、电机、电控等关键零部件核心技术实现自主化，纯电动汽车和插电式混合动力汽车初步实现自主化，纯电动汽车和插电式混合动力汽车初步实现产业化，市场保有量超过现产业化，市场保有量超过50万辆；万辆；混合动力汽车实

13、现大规模产业化；混合动力汽车实现大规模产业化；具有自动起停功能的微混系统成为乘用车的标准配具有自动起停功能的微混系统成为乘用车的标准配置，中置，中/重度混合动力乘用车保有量到达重度混合动力乘用车保有量到达100万辆；万辆；根本掌握先进内燃机、自动变速器、汽车电子、轻根本掌握先进内燃机、自动变速器、汽车电子、轻量化材料等关键技术；量化材料等关键技术；乘用车新车平均油耗到达乘用车新车平均油耗到达5.9L/100km。第二阶段：第二阶段：20212021年年-2021-2021年年我国节能与新能源汽车关键零部件技术到达国际先进水平；纯电动汽车和插电式混合动力汽车实现产业化，市场保有量到达500万辆；

14、充电站网络支撑纯电动汽车实现城际间和区域化运行；燃料电池技术与国际同步开展；混合动力汽车实现大规模普及，中/重度混合动力乘用车年产销量达300万辆；具有自主知识产权的先进内燃机、自动变速器、汽车电子轻量化材料广泛应用；汽车燃油经济性整体水平与国际先进水平接轨，乘用车新车平均油耗到达4.5L/100km。新能源汽车的关键技术新能源汽车的关键技术整车共性技术：整车共性技术： 纯电动汽车纯电动汽车混合动力汽车混合动力汽车驱动电机系统驱动电机系统动力电池系统动力电池系统电动辅助系统电动辅助系统 从广义上讲，混合动力指装备有两种具有不同特从广义上讲，混合动力指装备有两种具有不同特点驱动装置的汽车。其中一

15、种是主要动力源，另外一点驱动装置的汽车。其中一种是主要动力源，另外一种是辅助驱动装置。目前应用最多的是油电混合动力种是辅助驱动装置。目前应用最多的是油电混合动力系统。系统。 国内能买到的有不少国外品牌有：丰田普锐斯、国内能买到的有不少国外品牌有：丰田普锐斯、雷克萨斯雷克萨斯ES级混动版级混动版 、奔驰、奔驰 S级混动版、凯迪拉克级混动版、凯迪拉克 凯凯雷德混合动力版等雷德混合动力版等 在能源问题的大环境下，实现汽车动力系统的在能源问题的大环境下，实现汽车动力系统的的新能源化，推动传统汽车产业的战略转型，已经的新能源化，推动传统汽车产业的战略转型，已经成为全球汽车工业共同面对的挑战。目前世界汽车

16、成为全球汽车工业共同面对的挑战。目前世界汽车企业面对混合动力技术一般采用企业面对混合动力技术一般采用引领、跟进和被动引领、跟进和被动跟进跟进三种策略三种策略。国外混合动力汽车的国外混合动力汽车的开展开展 美国、日本、欧洲等兴旺国家和地区，在混美国、日本、欧洲等兴旺国家和地区，在混合动力汽车的理论研究和实际生产中都做了大量合动力汽车的理论研究和实际生产中都做了大量的工作。丰田是世界公认的混合动力技术的领先的工作。丰田是世界公认的混合动力技术的领先者。者。日本日本本田是第一家在美国市场上销售混合动力汽车的厂商。本田的技术特点是以CVT变速器为根底来研发插电式混合动力汽车系统。本田1999年在美国推

17、出Insight混合动力双门汽车2021款款雅雅阁阁插插电电式式混混合合动动力力汽汽车车全新的雅阁Coupe概念跑车。这款新型跑车搭载一套“双马达的插电式混合动力系统马自达研发成功了Premacy氢转子发动机混合动力车美国美国美国在日本加快开展混合动力汽车技术时期，将生物燃料和燃料电池汽车技术作为中近期和远期的技术线路。从2006年1月份开始，美国政府通过抵税的方式，对购置节能汽车的消费者提供税收优惠政策。通用汽车公司在1998年推出了GM Precept HEV概念车通用汽车公司的混合动力皮卡雪佛兰Silverado克莱斯勒公司在1998研发出道奇Dodge无畏ESX2串联式混合动力汽车福特

18、汽车公司在2001年推出了全球首辆混合动力SUV概念车Escape福特在2021年纽约车展展出的林肯MKZ2021款油电混合动力汽车福特汽车公司在2001年推出了全球首辆混合动力SUV概念车Escape全球首款双模强油电混合动力SUV欧洲欧洲欧洲对混合动力技术的研究主要集中在商用车领域，例如：瑞典、法国、德国、意大利、比利时等国方案在9个欧洲城市开通混合动力公交车线路。瑞典沃尔沃公司也开发出FL6货车的混合动力汽车德国群众公司开发出插电式柴油混合动力汽车XL1通用公司开发了凯迪拉克STS插电式混合动力汽车国内混合动力汽车的开展状国内混合动力汽车的开展状况况我国在新能源汽车的自主研发过程中，坚持

19、了政府支持，以核心技术、系统集成和关键部件为重点的原那么，确立了以纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车为“三纵，以电动机驱动系统、整车控制系统、动力蓄电池/燃料电池为“三横的研发布局。我国混合动力汽车研发成果我国混合动力汽车研发成果1.形成了拥有自主知识产权的动力系统技术平台，建立了混合动力汽车技术开发体系。2.掌握了关键零部件核心技术，研发出系列化产品，关键零部件的产业化全面跟进。3.掌握了电动汽车整车开发关键技术，拥有各类电动汽车的研发实力。一汽集团一汽集团一汽集团从1999年开始进行新能源汽车的理论研究和研制工作，并开发了红旗混合动力轿车性能样本。“十五期间，一汽集团承担了国家“863

20、方案重大专项中“红旗牌串联方式混合动力轿车研究开发任务，正式开始了新能源汽车的研发工作。奔腾B70混合动力版轿车采用油-电混合方式，动力系统采用双电机方案上汽集团上汽集团在新能源汽车的研发上，上汽明确了以混合动力混合动力为重点，燃料电池燃料电池为方向，同时加快替代产品的研发。混合动力汽车、燃料电池汽车、代用燃料汽车混合动力汽车、燃料电池汽车、代用燃料汽车成为上汽集团新能源战略的三大重点。东风集团东风集团从“十五方案开始，东风公司每年投资上亿元研发电动汽车，再加上国家以及省市政府投资，共达6个多亿，目前东风在纯电动、混合动力、燃料电池等各种电动汽车的研发方面都独立掌握了核心技术，不依赖于任何外力

21、，实现自主知识产权。中国长安中国长安我国第四大汽车生产商长安汽车公司于2007年12月宣布，开始生产中型混合动力汽车杰勋杰勋混合动力汽车是长安汽车公司开发的一款纯粹中国血统的混合动力汽车，从整车到混合动力系统都是有长安公司自主开发并拥有完全自主知识产权，其镍氢动力电池等动力零部件水平更是处于国内领先水平。杰勋混合动力汽车奇瑞汽车奇瑞汽车从2003年开始到2021年，奇瑞主要进行混合与中度混合动力轿车以及节能环保系统的开发，并实现产业化；从2004年开始，奇瑞主要进行强混合动力轿车的开发，并实现产业化。奇瑞混合动力轿车油耗目标到达100公里3升，排放到达欧美法规。比亚迪汽车比亚迪汽车比亚迪遵循“

22、自主研发、自主生产、自主品牌的开展路线，和“掌握核心技术、产业垂直整合的开展战略，以双模电动车作为过渡、电动车作为终极目标，开展比亚迪新能源汽车。比亚迪F6DM双模电动汽车比亚迪F6DM双模电动汽车，使用的动力电池是名为“ET-POWER的铁动力电池，其特点是价格低廉，平安性能稳定。该车充电一次行驶430公里，最大功率200KW，最高时速160公里，百公里耗电15度。该车在比亚迪电动汽车充电站快速充电10分钟可达50的电量，在家使用普通插座慢速充电，充满电也只需9个小时。比亚迪在新能源汽车领域的优势，已经是人所共知的事实。比亚迪秦混动车各方面的表现令人刮目相看，而2021年其以近6.2万辆的总

23、销量，成为全球新能源车市场当之无愧的冠军，也让人欣喜。 2021款比亚迪秦2021年3月上月底，比亚迪在北京新发布了两款纯电动车型比亚迪秦EV300如图2-32所示和e5。这两款新车，最大的亮点在于300公里的超级续航里程，远超特斯拉model 3。还有车外220V交流放电功能VTOL、pm2.5绿净系统、智能云系统等诸多功能。所有这些，更让人比照亚迪秦EV300充满了期待。2021年3月底上市的比亚迪秦EV3001按照动力系统结构形式混合动力汽车零部件的按照动力系统结构形式混合动力汽车零部件的种类、数量和连接关系划分，可分为串联式混合动力种类、数量和连接关系划分，可分为串联式混合动力汽车汽车

24、SHEV、并联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车PHEV、混联、混联式混合动力汽车式混合动力汽车PSHEV三种。三种。 2.2.按照电机相对于燃油发动机的功率比大小分为按照电机相对于燃油发动机的功率比大小分为重重度混合型、中度混合型、轻度混合型以及微混合型度混合型、中度混合型、轻度混合型以及微混合型混混合动力汽车。合动力汽车。微混合动力系统微混合动力系统简称BSG系统。这种混合动力系统是在传统内燃机的起动电机一般为12V上加装皮带驱动的启动电机，该电机用来控制发动机的启动和停止，取消了发动机的怠速，从而降低了油耗和排放。微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，因为它的电机并没有为汽车行驶

25、提供持续的动力。在微混合动力系统里，电机的电压通常有两种：12V和42V。其中42V主要用于柴油混合动力系统。代表的车型是PSA的混合动力混合动力版C3和丰田的混合动力版Vitz丰田的混合动力版Vitz简称ISG系统。该混合动力系统采用了集成启动电机。与微混合动力系统相比，轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止，还能够实现： 1在减速和制开工况下，对局部能量进行吸收；2在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在20以下。代代表表车车型型是是通通用用的的混混合合动动力力皮皮卡卡车车中混合动力系统

26、中混合动力系统该混合动力系统同样采用了ISG系统。与轻度混合动力系统不同，中混合动力系统采用的是高压电机。另外，中混合动力系统还增加了一个功能：在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的缺乏，从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高，可以到达30左右，目前技术已经成熟，应用广泛。重度混合动力系统重度混合动力系统重度混合型混合动力汽车，是指以发动机或电机为动力源，且电机可以独立驱动车辆行驶的混合动力汽车。一般情况下，电机的峰值功率占发动机额定功率的40%以上。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度可以到达甚至超过50。技术的开展将使得完全

27、混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要开展方向丰田Prius、 未来Estima属于完全混合动力系统3.3.按能否外接电源进行充电按能否外接电源进行充电按能否外接电源进行充电，分为插电式混合动力按能否外接电源进行充电，分为插电式混合动力(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)和非插电式混合动和非插电式混合动力。力。不可外接充电型混合动力汽车是指被设计成在正常使不可外接充电型混合动力汽车是指被设计成在正常使用情况下从车载燃料中获取全部能量的混合动力汽车。用情况下从车载燃料中获取全部能量的混合动力汽车。插电

28、式混合动力汽车又称外接充电式混合动力汽车插电式混合动力汽车又称外接充电式混合动力汽车PHEVPHEV，是最新一代混合动力汽车，备受各国政府及汽，是最新一代混合动力汽车，备受各国政府及汽车厂商关注，并有望在几年后广泛使用。车厂商关注，并有望在几年后广泛使用。 如下图，插电式混合动力的特征是可由电能单独驱动，并配备一个大容量的可外部充电的蓄电池组，显著的特性是可通过外部电源进行充电，充电后可续航一定的里程。插电式混合动力汽车从结构上可以分为：插电式混合动力汽车从结构上可以分为：串联式、串联式、并联式和混联式并联式和混联式三种类型。三种类型。串联插电式混合动力汽车也叫增程插电式混合动力串联插电式混合

29、动力汽车也叫增程插电式混合动力汽车，其结构如下图。汽车，其结构如下图。并联插电式混合动力汽车结构图如下图。并联插电式混合动力汽车结构图如下图。混联插电式混合动力汽车结构如下图。混联插电式混合动力汽车结构如下图。4 4按照与发动机混合的可再充电能量储存系统不同可按照与发动机混合的可再充电能量储存系统不同可划分为：划分为： 动力蓄电池式混合动力汽车动力蓄电池式混合动力汽车 超级电容器式混合动力汽车超级电容器式混合动力汽车 机电飞轮式混合动力汽车机电飞轮式混合动力汽车 动力蓄电池与超级电容器组合式混合动力汽车。动力蓄电池与超级电容器组合式混合动力汽车。不同类型的混合动力汽车结构及性能比较：不同类型的

30、混合动力汽车结构及性能比较：项目串联式并联式混联式公路行驶燃油经济性较优优优城市行驶燃油经济性优较优优无路行驶燃油经济性较优优优低排放性能优较优较优成本低较低较低复杂程度简单较复杂复杂控制难易程度简单较复杂复杂起步：为防止发动机的怠速及低负荷工况，以减小油起步：为防止发动机的怠速及低负荷工况，以减小油耗，故发动机不工作，仅电机利用其低速大转矩的特性耗，故发动机不工作，仅电机利用其低速大转矩的特性单独使车辆起步。单独使车辆起步。 加速：发动机启动后以最大效率工作驱动车辆，电机加速：发动机启动后以最大效率工作驱动车辆，电机提供局部功率辅助车辆加速。提供局部功率辅助车辆加速。匀速：发动机按油耗最小的

31、最优工作曲线工作，当发匀速：发动机按油耗最小的最优工作曲线工作，当发动机输出功率大于车辆行驶所需功率时，多余功率驱动动机输出功率大于车辆行驶所需功率时，多余功率驱动以发电状态工作的电机发电而向蓄电池充电。以发电状态工作的电机发电而向蓄电池充电。 减速减速(制动制动)：发动机关闭不工作，电机进行再生制动：发动机关闭不工作，电机进行再生制动向蓄电池充电。向蓄电池充电。1. 1.串联混合动力电动汽车的工作模式串联混合动力电动汽车的工作模式1）启动/正常行驶/加速模式发动机通过发电机和蓄电池一起输出电能并传递给功率转换器，然后驱动电动机，通过机械传动装置驱动车轮，如右图所示。 图2-52 启动/正常行

32、驶/加速模式1. 1.串联混合动力电动汽车的工作模式串联混合动力电动汽车的工作模式2)轻载模式 发动机发出的功率大于车辆所需功率，多余的能量通过发电机给蓄电池充电直到SOC达到预定的限值。如右图所示。 1. 1.串联混合动力电动汽车的工作模式串联混合动力电动汽车的工作模式3)减速/制动模式电动机把驱动轮的动能转化为电能，并通过功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。 1. 1.串联混合动力电动汽车的工作模式串联混合动力电动汽车的工作模式4)蓄电池充电模式 停车时，发动机可通过发电机和功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。 1)启动/加速模式 车辆启动或节气门全开加速时，发动机和电动机同时工作，共同分

33、担驱动车辆所需的动力，如发动机和电动机分别承担总功率的80%和20%，如右图所示。 2）正常行驶模式 车辆正常行驶时，电动机关闭，仅由发动机工作提供车辆行驶所需动力，如右图所示。 3）减速/制动模式车辆减速行驶或制动时，电动机工作于发电机模式进行再生制动，通过功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。 4）行驶中给蓄电池充电模式 当车辆轻载时，发动机输出功率驱动车辆行驶，同时发动机输出的多余功率驱动以发电状态工作的电机发电而向蓄电池充电，如右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式有两种方式，一是发动机主动型混联混合动力电动汽车

34、发动机主动型混联混合动力电动汽车，车辆运行时主要是发动机驱动车辆，如尼桑Tin；二是电力主动型混联混合动力电动汽车电力主动型混联混合动力电动汽车，车辆运行时主要是电动机驱动车辆，如丰田Prius。3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式发动机主发动机主动型动型1)启动模式。发动机关闭，由蓄电池给电动机提供电能驱动车辆，如右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式发动机主发动机主动型动型2）加速模式。节气门全开车辆加速行驶时，发动机和电动机同时工作，共同分担车辆行驶所需的动力，如右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车

35、的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式发动机主发动机主动型动型3）正常行驶模式。电动机关闭，发动机工作，提供车辆所需动力，如右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式发动机主发动机主动型动型4）减速/制动模式。电机工作于发电模式进行再生制动，通过功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式发动机主发动机主动型动型5）行驶中给蓄电池充电模式。发动机一部分动力用于驱动车辆，另一部分动力由发电机经功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动

36、汽车的工作模式电力主动电力主动型型1）启动/轻载模式。发动机关闭，由蓄电池给电动机提供电能驱动车辆，如右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式电力主动电力主动型型2）加速模式。发动机和电动机一起工作，共同提供车辆所需功率。电动机所需电能由蓄电池和发电机共同提供。通常用行星齿轮机构分流发动机的输出功率，一部分用于驱动车辆，一部分用来驱动发电机，如右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式电力主动电力主动型型3）正常行驶模式。发动机和电动机一起工作，共同提供车辆所需功率。电动机所需电能仅由发动机驱动发电机提供，如

37、右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式电力主动电力主动型型4）减速/制动模式。电动机工作于发电机模式进行再生制动，通过功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式电力主动电力主动型型5）行驶中给蓄电池充电模式。发动机一部分动力用于驱动车辆，另一部分动力由发电机经功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。 3 3. .混联混合动力电动汽车的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式电力主动电力主动型型6）蓄电池充电模式。当停车时，发动机可通过发电机给蓄电池充电，如右图所示。 混合动力汽车是汽车、

38、电力拖动、化学电源、自动控制等工程技术中最新成果的及集成产物，混合动力汽车的开发和产业化需解决诸多关键技术。混合动力汽车的关键技术由：电池及电池管理系统、电机及电池及电池管理系统、电机及电机控制系统、驱动系统控制、动力总成电机控制系统、驱动系统控制、动力总成关键零部件技术、测试技术及系统优化关键零部件技术、测试技术及系统优化等。普锐斯Prius于1997年10月底问世，是世界上最早实现批量生产的混合动力汽车。在人们日益关注环保的今天，普锐斯Prius因革命性地降低了车辆燃耗和尾气排放，其划时代之意义与先进性得到了全世界的高度评价。1997 到2001 这段时间里，第一代prius 在日本已经卖

39、出了37,000 辆，现在这辆车的销售在全球已经过 10 万辆，是世界上第一辆产业化的混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle) 。Prius是第一辆混联型的HEV，它的动力系统叫做 Toyota Hybrid Sy stem (THS) ，结合了串连和并联两种方式的特点。 Toyota Hybrid Sy stem (THS)由发动机发动机(ICE)，发电机，发电机(Generator )，电动机，电动机(Motor)，行星齿轮，逆变器，行星齿轮，逆变器(Inverter/C on-verter)和动力蓄电池组和动力蓄电池组组成。其中，发电机和电动机都可以做电动机，也可以

40、做发电机，叫做MG1，MG2。行星齿轮将两个电机，发动机有机的联系起来，普锐斯混联式混合动力由HV蓄电池、蓄电池、INZ-FXF发动机、发动机、1号电动发电机、号电动发电机、2号电动发号电动发电机、变频器总成、行星齿轮组电机、变频器总成、行星齿轮组等组成。 普锐斯混合动力系统的元件在车上的布置图普锐斯混合动力系统的元件在车上的布置图普锐斯混联式混合动力的组成普锐斯混联式混合动力的组成1. 1.NiMHNiMH电池系统电池系统 安装在普锐斯油电混合动力系统上的高输出镍氢蓄镍氢蓄电池，电池，无需利用外界电源进行充电，也无需定期交换。安装在Prius普锐斯上的电池单元实现了约540W/kg的输入输出

41、密度，居世界最高水平。 使用车辆加速时的放电、减速时的再生制动器、以及用发动机行驶时产生的剩余能量来进行充电，从而累积充电放电电流，使充电状态保持稳定。不会出现放电过多或多余充电等现象，使用寿命非常长。电池系统的组成电池系统的组成电池系统由电流传感器、保险丝、效劳插销service plug、系统主继电器、电池控制模块 ECU、电池通风温控系统构成2. 2. 12V12V蓄电蓄电池池 12V蓄电池提供给ECU和辅助设备的电源，如音响等。蓄电池安装位置如下图。3. 3.混合动力传动桥混合动力传动桥混合动力传动桥主要由组合齿轮单元、主减速器、差速器、两个电机MG1、MG2、动力分配行星齿轮、驻车机

42、构等组成。1 1高输出功率电动机高输出功率电动机Prius普锐斯油电混合动力系统的电动机中采用了交流同步原动机。该装置一直到高旋转带都可高效地产生高扭矩，同时可任意控制转数和产生的扭矩。另外它还拥有小型、轻量、高效等特点，具有优秀的动力性能，可进行顺畅的启动、加速等各种操作。Prius普锐斯油电混合动力系统的电动机MG 1、MG 2的结构如下图。MG1MG1的作用：的作用：通过调节 MG1的转速来实现发动机在某个高效功率点运行； 发动机运行在高效率点时，随车速的变化，调节MG1的转速，实现行星齿轮无级变速的功能； 作为电动机，起动发动机，把发动机从静止拖动到1000 转左右，然后发动机喷油点火

43、；在发动机有轴功输出时，MG1正转，作发电机，对电池充电和对MG2供电；MG1反转时，那么作为电动机，消耗电能。假设SOC 低时，MG2那么为发电机，对电池充电和对MG1供电，这种模式一般发生在等速巡航时； MG2MG2的作用：的作用：EV模式运行时，作电动机，独立驱动汽车； 汽车加速和需要辅助功率时，作电动机； 汽车中等速度巡航时，发动机输出功率较低，MG1反转，MG2作发电机，对电池充电和对 MG1供电； 制动时发电； 倒车时，反转驱动汽车。2 2组合齿轮单元结构：组合齿轮单元结构：作用：作用： 在动力分配行星排中，行星架与发动机相连，在动力分配行星排中，行星架与发动机相连，太阳轮与太阳轮

44、与MG1相连，齿圈通过过渡齿轮与主减速相连，齿圈通过过渡齿轮与主减速器相连。发动机输出的动力被分成用于驱动器相连。发动机输出的动力被分成用于驱动MG1发电的动力发电的动力(电动力电动力)和用于直接驱动车轮的动力和用于直接驱动车轮的动力(机械动力机械动力)两个局部。两个局部。组合齿轮单元结构组合齿轮单元结构组组合合齿齿轮轮单单元元的的工工作作原原理：理：4. 4.动力控制单元动力控制单元变变压压器：器：变压器的作用：变压器的作用：变压器将HV蓄电池的直流电流转换成电动机和发电机使用的交流电流。另外也将发电机和电动机发出的交流电流转换成可供HV蓄电池充电的直流电流。可变电压系统：可变电压系统：DC

45、/DCDC/DC转换器转换器DC/DC转换器将HV蓄电池和发电机发出的244.8/201.6V直流电流减压至12V，以供车辆的辅助设备、电子部件ECU作为电源使用。MG ECUMG ECU作用：作用： 根据从动力管理控制ECU(HV CPU)的信号控制变频器和增压转换器。电子控制系电子控制系统统电子控制系统是集中控制车辆中各种系统的电子装置，可称为汽车的大脑。为了实现平安、舒适、高效率行驶，油电混合动力系统采用EUC实时监控汽车各系统的运转情况和能量消耗情况，进行精密且高速的综合控制。电子控制系统控制原电子控制系统控制原理：理：5. 5.汽油发动机汽油发动机Pruis普锐斯中配备的INZ-FX

46、E具有以下特点：高膨胀比循环高膨胀比循环高悬转化高悬转化采用采用VVT-i1.工作特点：工作特点：丰田Prius普锐斯特点是低油耗、低尾气排放量、低油耗、低尾气排放量、良好的加速、运行安静的传动系统良好的加速、运行安静的传动系统。TOYOTA油电混合动力系统是综合了电动机和发动机两大动力优点的新一代动力系统。它高水平地满足了现代汽车对低油耗、低尾气排放量的要求，加速良好，运行安静。1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理启动时充分利用电动机启动时的低速扭矩1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理低速、中速行驶时由高效利用能量的电动机驱动行驶1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理一般行驶时低油耗的驾

47、驶、使用发动机作为主要动力源1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理一般行驶时/剩余能量充电1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理全速行驶时利用双动力来获得更高一级的加速1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理减速/能量再生时将减速时的能量回收到HV蓄电池中1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理停车时动力系统全部停止2 2低尾气排放工作原低尾气排放工作原理理 降低油耗，控制尾气排放。采用了三元催化剂和VVT-i，并改进了空燃比补偿装置、点火时间控制装置、燃料蒸发排放物控制装置及其它各种设备，从而有效地控制了有害气体的产生，并增强了尾气净化性能。油电混合动力系统在以卓越的低油耗来减少燃料消耗，控制尾

48、气排放的同时，利用高效燃烧来抑制其它物质的产生，同时还安装各种尾气净化装置，实现了低尾气净化排放。3 3驾驶方便、动力强劲的工作原理驾驶方便、动力强劲的工作原理驾驶方便：驾驶方便： 动力强劲：动力强劲：1灵活控制电动机和发动机灵活控制电动机和发动机 1理想的理想的动力系统控制动力系统控制2驱动辅助驱动辅助 2扭矩分扭矩分配系统控制配系统控制3电动机电动机TRC4爬坡动力辅助爬坡动力辅助5坡道启动控制坡道启动控制4 4超群的静谧性工作原理：超群的静谧性工作原理：EV驱动模式：仅利用电动机来进行低、中速行驶，驱动模式：仅利用电动机来进行低、中速行驶，并且彻底采取了各种吸音、隔音措施。油电混合动并且

49、彻底采取了各种吸音、隔音措施。油电混合动力系统使驾驶者在低速至中速段行驶时仅利用电动力系统使驾驶者在低速至中速段行驶时仅利用电动机的驱动力，利用电力带动的电动机是非常安静的机的驱动力，利用电力带动的电动机是非常安静的驱动力，其行驶时的静谧性远远超过发动机。驱动力，其行驶时的静谧性远远超过发动机。Prius的静谧性技术：的静谧性技术：Prius普锐斯在普锐斯在“EV驾驶模式驾驶模式功能的根底上，还采用了各种技术来降低发动机噪功能的根底上，还采用了各种技术来降低发动机噪音以及从发动机、车胎发出的透射声，以保证车内音以及从发动机、车胎发出的透射声，以保证车内和车外超群的静谧性。和车外超群的静谧性。别

50、克君越别克君越eAssist混合动力车混合动力车别克君越eAssist混动车的动力系统由发动机、电池组、电动机和控制器等组成。eAssist混动车的电池及能量管理系统别克君越eAssist属于弱混系统，电机不但要负责发动机的启动，同时还要完成自动启停、能量回收、加速和起步助力等功能。奥迪奥迪Q5 hybridQ5 hybrid奥迪Q5 Hybrid采用2.0TFSI发动机，为车辆提供了211马力155千瓦的动力，电动机也能为车辆提供54马力40千瓦的动力。在需要时，它们最大功率可到达245马力180千瓦，最大扭矩480牛米，比汽油版2.0T车型提升了不少；油耗方面，7.4L/100km也较汽油

51、版2.0T车型的9.6L/100km节省了很多。奥迪Q5 Hybrid混合动力系统的组成动力电池系统是整车的能量源，为整车提动力电池系统是整车的能量源，为整车提供驱动电能。电池系统的体积、形状和技供驱动电能。电池系统的体积、形状和技术参数会影响电动汽车的行驶性能，是纯术参数会影响电动汽车的行驶性能，是纯电动汽车最重要的子系统之一。电动汽车最重要的子系统之一。纯电动汽车要求电动电池具有以纯电动汽车要求电动电池具有以下性能特点：下性能特点：1.能量密度高，以提高运行效率和续航里程。2.输出功率密度高，以满足驾驶性能要求。3.工作温度范围宽广，以满足夏季高温和冬季低温的运行需要。4.循环寿命长，保证

52、电池的使用年限和行驶总里程。5.无记忆效应，以满足车辆在使用时常处于非完全放电状态下的充电需要。6.自放电率小，满足车辆较长时间的搁置需求。7.平安性好，可靠性高以及可循环利用。汽车行业的开展是整个上下游产业链的开展，对于新能源汽车的崛起，动力电池的核心地位越来越突出。动力电池的关键技术，包括材料种类、平安性、电池标准、寿命、价格本钱等。动力电池的开展决定着电动汽车的开展进程。国内动力电池开国内动力电池开展展中国2021年的根本的开展目标是，高比能量电池到达300瓦时每公斤，寿命1500次，本钱8毛钱。在迈向高比能量锂离子电池的过程中，机遇挑战并存，平安问题将变得更加突出。能量比越高，挑战越大

53、。“中国必须进一步重视平安性，在平安性、耐久性、动力性三个问题中，最核心的是平安性问题。动力电池的常用动力电池的常用类型：类型：目前，电动汽车、混合动力电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，正在开展的电源主要有镍氢电池、锂离子电池、飞轮电池及超级电容器等储能装置：储能装置： 储存能量、向外传送能量和从外部吸收能量的装置称为储能装置。一般情况下，混合动力汽车或电动汽车的储能装置为动力电池。动力电池。 电动汽车使用的动力电池可以分为化学电池、物化学电池、物理电池和生物电池理电池和生物电池三大类。1. 1.化学电池化学电池将化学能直接转变为电能的装置。主要局部是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和

54、连接电极的导线。化学电池按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储藏电池。1 1原电池原电池原电池是利用两个电极之间金属性的不同，产生电势差，从而使电子的流动，产生电流。如图4-1所示。又称非蓄电池，是电化电池的一种，其电化反响不能逆转，即是只能将化学能转换为电能，简单说就即是不能重新储存电力，与蓄电池相对。如锌二氧化锰干电池 、锂锰电池、锌空气电池、一次锌银电池等。2 2蓄电池蓄电池蓄电池又称二次电池，是指电池在放电后可通过充电的方法使活性物质复原而继续使用的电池，而这种充放电可以达数十次到上千次循环。如铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。3 3燃料电池燃料电池电池(Fuel Ce

55、ll)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电而是一个“发电厂。4 4储藏电池储藏电池储藏电池是指电池正负极与电解质在储存期间不直接接触，使用前注入电解液或者使用其它方法使电液与正负极接触，此后电池进入待放电状态，如镁电池、热电池等。化学电池的其他分类方法：化学电池的其他分类方法：化学电池按电解质分为酸性电池、碱性电池、中酸性电池、碱性电池、中性电池、有机电解质电池、非水无机电解质电池、性电池、有机电解质电池、非水无机电解质电池、固体电解质电池固体电解质电池等。

56、化学电池按电池的特性分为高容量电池、密封电高容量电池、密封电池、高功率电池、免维护电池、防爆电池池、高功率电池、免维护电池、防爆电池等。 化学电池按正负极材料分为锌锰电池系列、镍镉锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、铅酸系列、锂电池系列镍氢系列、铅酸系列、锂电池系列等。2. 2.物理电物理电池池 物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池。如太阳能电池、超级电容器、飞轮电太阳能电池、超级电容器、飞轮电池池等。 太阳能电池太阳能电池太阳能电池又称为“太阳能芯片或“光电池通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。3. 3.生物电生物电池池生物电池bio-fuel cells，是指将生物

57、质能直接转化为电能的装置生物质蕴涵的能量绝大局部来自于太阳能，是绿色植物和光合细菌通过光合作用转化而来的。生物质能能够直接转化为电能主要是因为生物体内存在与能量代谢关系密切的氧化复原反响。这些氧化复原反响彼此影响，互相依存，形成网络，进行生物的能量代谢。如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。1 1微生物电池微生物电池微生物电池由阳极室和阴极室组成。有一个质子交换膜将两极室分开。根本反响类型分为四步：1) 在微生物的作用下，燃料发生氧化反响，同时释放出电子。2)介体捕获电子并将其运送至阳极。3) 电子经外电路抵达阴极，质子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。4)氧气在阳极接收电子，发生氧化复原反响

58、。阳极反响：C6H12O6+6H2O6CO2+24H+24e阴极反响：6O2+24H+24e-12H2O2 2酶电酶电池池酶电池通常使用葡萄糖作为反响原料。反响原理如下：葡萄糖在葡萄糖氧化酶GOx和辅酶的作用下失去电子被氧化成葡萄糖酸，电子由介体运送至阳极，在经外电路到阴极。双氧水得到电子，并在做过的氧化酶的作用下复原成水。阳极反响：葡萄糖葡萄糖酸+2H+2e-阴极反响：H2O2+2H+2e-2H2O普遍使用的以葡萄糖为燃料的酶电池是模仿线粒体的反响机构而制成的，线粒体是以葡萄糖为燃料的酶电池的理想模型。动力电池的性能指动力电池的性能指标标电动势电动势：电池的电动势，又称电池标准电压或理论电压

59、，为电池断路时正负两极间的电位差。 额定电压： 开路电压：电压：电压： 工作电压： 终止电压： 充电电压：动力电池的性能指动力电池的性能指标标 理论容量：容量： 额定容量： 实际容量：比功率：电池的输出能量是指在一定的放电条件下，电池所能作出的电功，它等于电池的放电容量和电池平均工作电压的乘积，其单位常用瓦时(Wh)表示。比能量：比能量的物理意义是电池为单位重量或单位体积时所具有的有效电能量。它的比较电池性能优劣的重要指标。动力电池的性能指标动力电池的性能指标贮存性能贮存性能：是指电池开路时，在一定的条件下(如温度、湿度)贮存一定时间后自放电的大小。自放电：自放电：电池经过干贮存(不带电解液)

60、或湿贮存(带电解液)一定时间后，其容量会自行降低，这个现象称自放电。寿命：寿命：电池的真正寿命是指电池实际使用的时间长短。各种类型电池性能各种类型电池性能比较：比较：电池类型比能量/(KW.h/kg)比功率/(W/kg)能量密度/(KW.h/L)功率密度/(W/L)循环寿命/次铅酸蓄电池3513090500400-600镍镉蓄电池5517094278500以上镍氢蓄电池802251434701000以上锂离子蓄电池1002002157781200以上燃料电池50060-飞轮电池14800-25年1.铅酸蓄电池铅酸蓄电池:铅酸蓄电池特性铅酸蓄电池特性: 铅酸蓄电池主要由正极极群、负极极群、电解液

61、铅酸蓄电池主要由正极极群、负极极群、电解液和容器组成。它的正极是和容器组成。它的正极是PbO2，负极是金属，负极是金属Pb，正负极板放在硫酸的水溶液。，正负极板放在硫酸的水溶液。铅酸蓄电池单体工作电压铅酸蓄电池单体工作电压2V，工作电压范围为，工作电压范围为1.72.2V,最正确放电电流为最正确放电电流为2C。铅酸蓄电池的组成：铅酸蓄电池的组成： 蓄电池主要由正极板、负极板、隔板、蓄电池槽、蓄电池盖、电解液、引出端子线、限压阀等组成。部件名称材料作用正极正极为铅-锑-钙合金栏板，内含氧化铅为活性物质保证足够的容量；使用中保持蓄电池容量，减小自放电长时间。负极负极为铅-锑-钙合金栏板，内含海绵状

62、纤维活性物质保证足够的容量；使用中保持蓄电池容量，减小自放电长时间。隔板先进的多微孔AGM隔板保持电解液，防止正极与负极短路。隔板采用无纺超细玻璃纤维，在硫酸中化学性能稳定。多孔结构有助于保持活性物质反应所需的电解液防止正负极短路；保持电解液；防止活性物质从电极表面脱落。电解液在电池的电化学反应中，硫酸作为电解液传导离子使电子能在电池正负极活性物质间转移。外壳和盖子在没有特别说明下，外壳和盖子为ABS树脂提供电池正负极组合栏板放置的空间；具有足够的机械强度可承受电池内部压力。安全阀材质为具有优质耐酸和抗老化的合成橡胶。帽状阀中有氯丁二烯橡胶制成的单通道排气阀电池内压高于正常压力时释放气体，保持

63、压力正常； 阻止氧气进入。端子根据电池的不同，正负极端子可为连接片、棒状、螺柱或引出线。端子的密封为可靠的粘结剂密封。 密封件的颜色：红色为正极，黑色为负极密封端子有助于大电流放电和长的使用寿命。铅酸电池工作原铅酸电池工作原理：理：放电过程：放电过程：PbO2 + 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 4H2O + PbSO4 (放电) 正极 电解液 负极 正极 电解液 负极充电过程：充电过程： 充电过程是放电过程的逆反响，充电的生成物就是充电过程是放电过程的逆反响，充电的生成物就是放电的反响物。放电的反响物。 铅酸蓄电池在充电后期和过充电时，会发生电解水铅酸蓄电池在充电后期和过充电时，会发

64、生电解水的副反响，在电极上产生一定量的气体。的副反响，在电极上产生一定量的气体。正极正极: 2H2O O2 + 4H+ + 4e负极负极:2H+ +2e H2工作过程如下工作过程如下图图铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的优点优点1价格低廉。原材料容易得到而且价格廉价；技术成熟；生产方便；产品一致性好。2比功率高。铅酸蓄电池电势高，大电流放电性能优良，可以满足车辆启动和加速的功率要求。3浮充寿命长。其在25C下浮充状态使用可达20年。4使用平安。铅酸蓄电池易于识别电池荷电状态，可在较宽的温度内使用，而且电性能稳定可靠。5再生率高。 铅酸蓄电池的缺点铅酸蓄电池的缺点: : 1比能量低。2循环寿命短。循环充电

65、次数缺乏300次。3自放电，过充电时有大量气体产生。4供电不稳定。供电强弱随温度而变化,冬天只能释放一半的电量5使用寿命短，因具有记忆效应,在电池存有剩余电量时进行充电。6污染严重。2 2镍镉、镍氢镍镉、镍氢电池电池 镍镉电池虽然具有大电流放电能力强、比能量高、维护简单等特性,但存在记忆效应严重、使用寿命较短以及过度充电易发生爆炸等致命的缺点。此外,镉是有毒的物质,一旦泄漏会污染生态环境。镍镉蓄电池的组成：镍镉蓄电池的组成：镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物，负极材料为海绵状镉粉和氧化镉粉，电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。镍镉蓄电池工作镍镉蓄电池工作原理：原理：放电过程：放电

66、过程：负极反响：负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子负极反响：负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子Cd2+，然后立即与溶液中的两个氢氧根离子，然后立即与溶液中的两个氢氧根离子OH-结合生成结合生成氢氧化镉氢氧化镉Cd(OH)2，沉积到负极板上。，沉积到负极板上。 正极反响：正极板上的活性物质是氢氧化镍正极反响：正极板上的活性物质是氢氧化镍NiOOH晶体。镍为正三价离子晶体。镍为正三价离子Ni3+，晶格中每两个镍离子可，晶格中每两个镍离子可从外电路获得负极转移出的两个电子，生成两个二价离子从外电路获得负极转移出的两个电子，生成两个二价离子2Ni2+。与此同时，溶液中每两个水分子电离出的两个氢

67、。与此同时，溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正极板，与晶格上的两个氧负离子结合，生成两离子进入正极板，与晶格上的两个氧负离子结合，生成两个氢氧根离子，然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一起，个氢氧根离子，然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一起，与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。 镍镉蓄电池工作镍镉蓄电池工作原理：原理：充电过程：充电过程：负极反响：充电时负极板上的氢氧化镉，先电离成镉离子负极反响：充电时负极板上的氢氧化镉，先电离成镉离子和氢氧根离子，然后镉离子从外电路获得电子，生成镉原和氢氧根离子，然后镉离子从外电路获得电子，生成镉原子附着在极

68、板上，而氢氧根离子进入溶液参与正极反响。子附着在极板上，而氢氧根离子进入溶液参与正极反响。 正极反响：在外电源的作用下，正极板上的氢氧化亚镍正极反响：在外电源的作用下，正极板上的氢氧化亚镍晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子，晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子，同时，晶格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子，将氧同时，晶格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子，将氧负离子留在晶格上，释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子负离子留在晶格上，释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合，生成水分子。然后，两个三价镍离子与两个氧负离结合，生成水分子。然后，两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下

69、的二个氢氧根离子结合，生成两个氢氧化镍晶体。子和剩下的二个氢氧根离子结合，生成两个氢氧化镍晶体。 镍镉电池的镍镉电池的优点优点(1)其内部抵抗力小，既内阻很小，可提供大电流，而且放电时电压变化很小，是一种非常理想的直流供电电池。(2)与其它类型的电池比较，镍镉电池可耐过充电或放过电,镍镉电池在长时间放置的情况下,特性也不会劣化,充分充电后可完全恢复原来的特性,。(3)由于单元电池采用金属容器,巩固耐用。采用完全密封的方式,不会出现电解液泄漏现象,故无须补充电解液。(4)镍镉电池可重复500次以上的充放电，非常的经济镍镉电池的缺点镍镉电池的缺点(1)镍镉电池有记忆效应,记忆效应使得电池的性能不能

70、得到充分发挥.(2)使用寿命较短以及易发生爆炸等致命的缺点。(3)镉是有毒的物质,一旦泄漏会污染生态环境。镍氢电池镍氢电池镍氢电池是二十世纪九十年代开展起来的一种新型绿色电池，具有高能量、长寿命、无污染等特点，因而成为世界各国竞相开展的高科技产品之一。镍氢Ni-MH电池与Ni-Cd电池有许多相同的特性，但由于无镉，因此不存在重金属污染问题，被称为“绿色电池，批量生产的本钱约为铅酸电池的四倍。镍氢电池镍氢电池Ni-MHNi-MH的材的材料构成料构成Ni-MH Ni-MH 电池工作原电池工作原理理充电时充电时正极反响：正极反响：Ni(OH)2 + OH- NiOOH + H2O + e- 负极反响

71、：负极反响：M + H2O + e- MH + OH- 总反响：总反响：M + Ni(OH)2 MH + NiOOHNi-MH Ni-MH 电池工作原电池工作原理理放电时放电时正极：正极：NiOOH + H2O + e- Ni(OH)2 + OH- 负极：负极：MH + OH- M + H2O + e- 总反响：总反响：MH + NiOOH M + Ni(OH)2 以上式中以上式中M为储氢合金，为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。为吸附了氢原子的储氢合金。最常用储氢合金为最常用储氢合金为LaNi5。3. 3. 锂离子电池锂离子电池锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间

72、移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时那么相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。锂离子电池的结构锂离子电池的结构组成组成锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成，正负极及电解质材料的不同和工艺的差异使电池具有不同的性能，目前市场上的锂离子电池正极材料主要是钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂以及三元材料镍钴酸锂，磷酸铁锂材料是目前最新研制的锂离子电池正极材料；锂离子电池负极主要是碳材料，新的负极材料有锡基、硅基、合金基材料钛酸锂等。锂离子电池工作原锂离子电池工作原理理当

73、对电池进行充电对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。当对电池进行放电时即我们使用电池的过程，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。锂离子电池具有优越的锂离子电池具有优越的性能性能(1)单体电池工作电压高达3.7V，是镍电池的3倍，铅酸电池的2倍。(2)质量比能量高达150Wh/Kg，是镍氢电池的2倍，铅酸电池的4倍, 因此重量是相同能量铅酸电池的四分之一。(3)体积比能量高到达400Wh/L，因此体积是相同能量铅酸电池的二分之一到三分之一。4)循环寿命长，循环次数可达10002000次。5自放电率低，每月不到10%。(6)无记忆效应，可以随时随地的进

74、行充电。电池深度充放电，对电池的寿命影响不大。锂离子电池的缺陷：锂离子电池的缺陷：(1)本钱高主要是正极材料LiCoO2的价格高，但按单位瓦时的价格来计算，已经低于镍氢电池，与镍镉电池持平，但高于铅酸蓄电池；(2)必须有特殊的保护电路，以防止过充。4 4. .飞轮储能器飞轮储能器飞轮电池是90年代才提出的新概念电池，它突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。众所周知，当飞轮以一定角速度旋转时，它就具有一定的动能，飞轮电池正是以其动能转换成电能的。动能转换成电能的。飞轮电池的结构与原理飞轮电池的结构与原理 飞轮电池系统由飞轮、电动机、发电机和输入/输出电子装置共同组成，飞轮储能电池系统包括三个

75、核心局部：一个飞轮，电动机发电机和电力电子变换装置。电力电子变换装置从外部输入电能驱动电动机旋转，电动机带动飞轮旋转，飞轮储存动能机械能，当外部负载需要能量时，用飞轮带动发电机旋转，将动能转化为电能，再通过电力电子变换装置变成负载所需要的各种频率、电压等级的电能，以满足不同的需求。飞轮电池兼顾了化学电池、燃料电池和超导电池等储能装置的诸多优点，由于技术和材料价格的限制，飞轮电池的价格相对较高，在小型场合还无法表达其优势。目前，飞轮电池正在向小型化、低廉化的方向开展。可以预见，伴随着技术和材料学的进步，飞轮电池将在未来的各行各业中发挥重要的作用。 超级电容器是一种电化学元件，但在其储能的过程并不

76、发生化学反响，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反响活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被别离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。超级电容的优缺点：超级电容的优缺点：相比铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池，超级电容具有节能、超长使用寿命、平安、环保、宽温度范围、无需人工维护等优点。由于超级电容是采用物理的方法来储能，所以其最为重要的一个特点就是功率密度很大，我们可以将其理解为充、放电迅速且可以瞬间吸收或释放极高的能量，这也是目前任何电池都做不到的。常

77、见动力电池特性比较：常见动力电池特性比较：电池种类电池特性铅酸电池优势：技术成熟，可靠性高，价格便宜。劣势：比能量较低，在过充电和过放电时，其使用寿命将显著缩短。锂电池优势：高能量密度，无污染，循环寿命高，无记忆效应。劣势：化学特性活泼，使用时对环境要求高，价格高。飞轮电池优势：用物理方法实现储能。劣势：价格昂贵，使用过程中的安全可靠性能较差。镍氢电池优势：很好的耐过充电特性，良好的使用安全性和充放电效率。劣势：价格较高。动力电池的使用动力电池的使用1.动力电池的检查：动力电池的检查：动力电池容量的检查，通用的方法是采用断开负载检查的方式。动力电池容量的检查，通用的方法是采用断开负载检查的方式

78、。其检查原理是：将充电器的整流器电压缓慢下降，一直降到动其检查原理是：将充电器的整流器电压缓慢下降，一直降到动力电池组正常工作电压以下，假设这时动力电池开始放电而且力电池组正常工作电压以下，假设这时动力电池开始放电而且能坚持所设定的一段时间，面板显示屏上指出动力电池的实际能坚持所设定的一段时间，面板显示屏上指出动力电池的实际工作曲线；假设动力电池不放电，但由于整流器仍继续向负载工作曲线；假设动力电池不放电，但由于整流器仍继续向负载供电，使系统仍处于正常充电状态，负载设备的工作就会受到供电，使系统仍处于正常充电状态，负载设备的工作就会受到影响，说明动力电池失效，应做进一步地检查或更换。影响，说明

79、动力电池失效，应做进一步地检查或更换。2.动力电池的测试：动力电池的测试：测试动力电池的目的是确定该动力电池是否满足使用要求，测试动力电池的目的是确定该动力电池是否满足使用要求，这在更换动力电池和判定原有动力电池是否失效时是必这在更换动力电池和判定原有动力电池是否失效时是必要的。对动力电池的根本要求是：要的。对动力电池的根本要求是：满足原来使用动力电池的端电压满足原来使用动力电池的端电压动力电池应具有在启动放电瞬间输出大电流的特性动力电池应具有在启动放电瞬间输出大电流的特性满足一定容量和内阻，以保证逆变供电的时间。满足一定容量和内阻，以保证逆变供电的时间。主要测试工程：主要测试工程：离线测量动

80、力电池的端电压：在线测量动力电池的端电压：测量启动瞬间输出大电流特性：判别动力电池的内阻和容量：动力电池的安装：动力电池的安装：本卷须知：本卷须知：安装位置的选择：尽可能安装在清洁、阴凉、通风、枯燥的地方，安装位置的选择：尽可能安装在清洁、阴凉、通风、枯燥的地方，防止受到阳光直射，远离加热器或其他辐射热源。防止受到阳光直射，远离加热器或其他辐射热源。安装前的检查：应验证动力电池生产与安装使用之间的时间间隔。安装前的检查：应验证动力电池生产与安装使用之间的时间间隔。假设电池搁置时间较长，应先进行充电后再使用。假设电池搁置时间较长，应先进行充电后再使用。安装过程的要求：动力电池应当正立安装放置，不

81、可倾斜；动力安装过程的要求：动力电池应当正立安装放置，不可倾斜；动力电池组间应有通风措施；不能采用新老结合的组合方式。电池组间应有通风措施；不能采用新老结合的组合方式。安装后本卷须知：新电池安装完毕要进行一次较长时间的初充电，安装后本卷须知：新电池安装完毕要进行一次较长时间的初充电，放电终了再进行正常充电。放电终了再进行正常充电。3. 3.动力电池的充电：动力电池的充电：对蓄电池的充电是动力电池组的主要管理方面，正确的充电是保证动力电池组正常工作和延长使用寿命的根本保养方法，动力电池组的充电方法有以下几种：恒流充电恒压充电快速充电智能充电均衡充电初充电4. 4.动力电池的放置动力电池的放置对于

82、不经常使用的动力电池系统，也应该每隔一定周期使动力电池人为放电一次，但不要完全放电，放电的幅度控制在30%-50%之间，然后再次充电。要尽量防止使动力电池处于小电流长时间的放电状态。选配电池时不能片面的认为容量越大可靠性越高，应使实际负载量为其额定容量的60%70%为宜。5. 5.动力电池的回收与处理：动力电池的回收与处理：在各种电池中都含有有害物质，如铅、镉等重金属，各种强腐蚀性的硫酸、盐酸和其他酸类，以及不可溶性的塑料外壳等。在电池失效报废后，假设不妥善处理，将会污染环境，因此废电池的回收、处理和再生利用，是电动车运用中的一个重要环节，应有专业部门回收处理。我国的动力电池回收技术和回收体系

83、尚在研究和建设过程中。动力电池的日常维护动力电池的日常维护在动力电池日常维护工作中，要做到日常管理的周到、细致和标准性，保证设备处于良好的运行状态，从而延长使用年限，保证直流母线上的电压和动力电池处于正常运行范围，保证动力电池运行和人员的平安。动力电池管理系统(Battery Management System ,BMS)是用来对蓄电池组进行平安监控及有效管理、提高蓄电池使用效率的装置。对于电动汽车而言，通过该系统对电池组充放电的有效控制，可以到达增加续驶里程、延长使用寿命、降低运行本钱的目的，并保证动力电池组应用的平安性和可靠性。动力电池管理系统已经成为电动汽车必不可少的核心部件之一混合电动

84、汽车对电池管理系统的要求：混合电动汽车对电池管理系统的要求：混合动力电动汽车的电池能量管理系统一般有以下几个功能：动力电池管理系统组成动力电池管理系统组成：电池组管理系统主要包括热温度管理系统；电池组管理系统；电线线路管理系统。如下图。动力电池管理系统的主动力电池管理系统的主要功能：要功能：电动汽车是以电池为动力源，全部或局部由电机驱动，集中了机、电、化等各学科领域的高新科技，是汽车、电力拖动、功率电子、自动化控制、化学能源、计算机、新能源、新材料等工程技术中最新成果的集成产物。开展电动汽车的关键技术包括整车技术、电池技术、驱动电机及其控制技术、整车控制技术、电动车充电技术和燃料电池技术。按照

85、目前技术状态和车辆驱动原理，电动汽车分为混合动力电动汽车HEV、纯电动汽车PEV和燃料电池电动汽车(FCEV)三种类型。 纯电动汽车 插电式混合动力电动汽车电动汽车 混合动力电动汽车 非插电式混合动力电动汽车 燃料电池电动汽车电动汽车的根本结构：电动汽车的根本结构：电子驱动系统由电子控制器、功率转换器、电机、电子驱动系统由电子控制器、功率转换器、电机、机械传动装置和驱动车轮组成；能源子系统由主电机械传动装置和驱动车轮组成；能源子系统由主电源、能量管理系统和充电系统构成；辅助控制子系源、能量管理系统和充电系统构成；辅助控制子系统具有动力转向、温度控制和辅助动力供给等功能。统具有动力转向、温度控制

86、和辅助动力供给等功能。电动汽车工作过程：电动汽车工作过程：根据从制动踏板和加速踏板输入的信号，电子控制器发出相应的控制指令来控制功率转换器功率装置的通断，功率转换器的功能是调节电机和电源之间的功率流。当电动汽车制动时，再生制动的动能被电源吸收，此时功率流的方向是反向。能量管理系统和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收，能量管理系统和充电机一同控制充电并监测电源的使用情况。辅助动力供给系统供给电动汽车辅助系统不同等级的电压并提供必要的动力，他主要给动力转向、空调、制动及其他辅助装置提供动力。电动汽车主要部件：电动汽车主要部件：1.电力驱动系统：电力驱动系统：1作用：作用：电力驱动系统是电动汽车

87、的心脏局部，也是区别电力驱动系统是电动汽车的心脏局部，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。其主要任务是在驾于内燃机汽车的最大不同点。其主要任务是在驾驶员的控制下，高效的将蓄电池的能量转化成为驶员的控制下，高效的将蓄电池的能量转化成为车轮的动能，或者制动时将车轮的动能反响到蓄车轮的动能，或者制动时将车轮的动能反响到蓄电池中。电池中。2组成：纯电动汽车驱动系统主要由中央电子控制器、驱动电动机、电动机逆变器、各种传感器加速踏板位置传感器、制动踏板开关、转向盘转角传感器等、机械传动装置变速器和差速器和车轮等组成。 3工作原理：电力驱动控制系统以驾驶人的操作主要是以加速踏板位置的操作为输入，经过驱动系统电

88、子控制器的变换后，输出转矩给定值提供给电动机逆变器，电动机逆变器控制驱动电动机的输出转矩，从而使电动汽车以驾驶人预期的状态行驶。当电子控制器同时收到制动和加速信号，那么以制动信号优先。其中，最关键的是电动机逆变器，电动机逆变器的主要功能是调节动力电动机和动力电池之间的电流频率和幅值，使其到达匹配，将动力电池的直流电逆变成交流电提供给驱动电动机，将电能转换成机械能，电动机输出的转矩经传动系统驱动车轮，使电动汽车行驶。2. 2.电源：电源：电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化成机械能。目前制约电动汽车快速开展的关键因素是动力蓄电池技术。应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但其能量低

89、，充电速度慢，寿命短等缺点逐渐被新型蓄电池所代替。正在开展的电源有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池等。燃料电池：燃料电池：单独的燃料电池堆是不能发电并用于汽车上的，它必须和燃料供给与循环系统、氧化剂供给系统、水/热管理系统及能使上述各系统协调工作的控制系统组成燃料电池发电系统，简称燃料电池系统。燃料电池的结燃料电池的结构：构：燃料电池系统主要由燃料电池组、辅助装置和关键设备组成。其中辅助装置和关键设备主要包括：燃料和燃料存储器包括碳氢化合物转化的重整器、氧化剂和氧化剂存储器、供给管道系统和调节系统包括气体输送泵、热交换器、气体别离和净化装置、水和热管理系统。燃料电池的分类：燃料电池的分类：

90、离子膜氢氧燃料电池：用阳离子交换膜作电解质的酸性燃料电池,现代采用全氟磺酸膜。电池放电时,在氧电极处生成水，通过灯芯将水吸出。这种电池在常温下工作、结构紧凑、重量轻,但离子交换膜内阻较大,放电电流密度小。培根型燃料电池：属碱性电池。氢、氧电极都是双层多孔镍电极(内外层孔径不同)，加铂作催化剂。电解质为80%85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温度(204260C)下为液体。这种电池能量利用率较高，但自耗电大，起动和停机需较长的时间起动需24小时，停机17小时。燃料电池的分类：燃料电池的分类：石棉膜燃料电池：也属碱性电池。氢电极由多孔镍片加铂、钯催化剂制成，氧电极是多孔银极片，两电极夹有

91、含35%苛性钾溶液的石棉膜，再以有槽镍片紧压在两极板上作为集流器,构成气室,封装成单体电池。放电时在氢电极一边生成水,可以用循环氢的方法排出,亦可用静态排水法。这种电池的起动时间仅15分钟，并可瞬时停机。燃料电池的工作原理：燃料电池的工作原理：燃料电池更类似于汽油或柴油发动机，它的燃料主要是氢气氧化剂纯氧气或空气不是存储在电池内部，而是在电池外的储存罐中，当电池发电时，需连续不断的向电池内部输送燃料和氧化剂，并排出反响产物水。确切的说，燃料电池是一个氢氧发电装置，它最大的特点是反响过程不涉及燃烧，能量转换效率高达80%以上，并无污染物产生。燃料电池电化学反响原理燃料电池电化学反响原理负极：H2

92、 + 2OH- 2H2O + 2e- 正极：1/2O2 + H2O + 2e- 2OH-电池反响：H2 + 1/2O2= H2O燃料电池与蓄电池相比有以下优缺点：燃料电池与蓄电池相比有以下优缺点：1洁净、平安。排放根本到达零，属于“超低污染。2节能、转换效率高。3多燃料系统。4运行功率高。5无振动和噪声且寿命长。6结构简单、运行平稳。7燃料种类单一。8要求高质量的密封。9价格高。 10需要配备辅助电池系统。3. 3.驱动电动机：驱动电动机：驱动电动机的作用是将电源的电能转化成机械能，通过传动装置或直接驱动车轮工作的装置。由于蓄电池提供的是直流电源，因此直流电动机最早被电动汽车所应用。但直流电动

93、机由于存在换向火花，功率小，效率低，维修保养工作量大的缺点，逐渐被交流感应电动机、永磁电动机或开关磁阻电动机所取代。驱动电机根本类型驱动电机根本类型目前电动汽车用电动机主要有直流电动机DCM、开关磁阻电动机SRM、感应电动机IM、永磁无刷电动机PMBLM4类。电动汽车的驱动形电动汽车的驱动形式式电动汽车的驱动系统布置取决于电机驱动系统的形式，常见的驱动系统布置形式有：1.传统驱动模式：2.电机驱动桥组合式驱动模式：3.电动机驱动桥整体式驱动模式：4.轮毂电机驱动模式：1. 1.传统驱动模传统驱动模式：式： 与传统汽车驱动系统的布置方式一致，带有变速器和离合器，只是将发动机换成电机，属于改造型电

94、动汽车。这种布置可以提高电动汽车的起动转矩，增加低速时电动汽车的后备功率。这种驱动系统布置形式有电动机前置-驱动桥前置（F-F）、电动机前置-驱动桥后置（F-R）等驱动模式。但是，这种驱动系统布置形式结构复杂、效率低，不能充分发挥驱动电动机的性能。 2. 2.电机电机驱动桥组合式驱驱动桥组合式驱动模式：动模式： 这种模式的优点是可以继续沿用燃油发动机汽车中的动力传动装置，只需要一组电机和逆变器。这种方式对电机的要求较高，不仅要求电机具有较高的起动转矩，还要求其具有较大的后备功率，以保证电动汽车的起动、爬坡、加速和超车等动力性。3. 3.电动机电动机驱动桥整体式驱动桥整体式驱动模式：驱动模式：

95、将电机装到驱动轴上，直接由电机实现变速和差速转换。这种传动方式同样对电机有较高的要求，要求其有大起动转矩和后备功率，同时还要求控制系统有较高的控制精度和可靠性。 4. 4.轮毂电机驱动模轮毂电机驱动模式：式： 这种电动机直接驱动车轮的形式，要求电动机具有较高的起动转矩，较大的后备功率，丰田公司研发的轮毂电机实物图。 4 4. .再生制动系再生制动系统统电动汽车的再生制动，就是利用电机的电气制动产生反向力矩使车辆减速或停车。对于感应电机来说，电气制动有反接制动、直流制动和再生制动等。其中，能实现将刹车过程中能量回收的只有再生制动，其本质是电机转子的转动频率超过电机的电源频率，电机工作于发电状态，

96、将机械能转化为电能通过逆变器的反向续流二极管给电池充电。与传统汽车的制动系统相比，电动汽车具有再生制动系统。通常，再生制动系统是在传统液压制动系统的根底上增加了蓄电池、电机、扭矩合成器、再生制动控制器、电机控制器等，同时在每个车轮上还分别安装了轮速传感器以测量车轮转速。典型再生制动系统示意图2. 2.再生制动系统的工作再生制动系统的工作过程：过程：踩下制动踏板，再生制动控制器与电机控制器协同工作，对电动汽车的再生制动力矩和前后车轮的液压制动力矩进行分配。电动液压泵使制动管路压力升高，产生需要的液压制动力。再生制动时，再生制动控制器控制电机以发电机状态工作，回收制动能量并反响到蓄电池中，以便在驱

97、动模式工作时蓄电池中的电能通过电机控制器供给给电机。ABS调节机构有两个高压蓄能器和两个低压蓄能器，其中高压蓄能器在保压模式下蓄存由液压泵输送的高压制动液，低压蓄能器主要是为了减小在增减压工作模式切换时产生的压力波动，这种波动现象在车轮发生抱死现象时尤为明显。电动汽车的使用及本卷须知：电动汽车的使用及本卷须知：电动汽车的合理使用方法：电动汽车的合理使用方法：1正确掌握充电时间：正确掌握充电时间：2保护好充电器保护好充电器3定期定期深放电深放电4防止充电时插头发热防止充电时插头发热5严禁存放时亏电严禁存放时亏电6防止大电流放电防止大电流放电7电动汽车的正确清洗电动汽车的正确清洗电动汽车的维护和保

98、养本电动汽车的维护和保养本卷须知：卷须知：维护保养平安维护保养平安坚持坚持“以人为本，平安第一的原那么，确保人身平安与以人为本，平安第一的原那么，确保人身平安与系统平安。电动汽车的平安包括人身平安与系统平安。系统平安。电动汽车的平安包括人身平安与系统平安。在制定平安防范措施时，人身平安是优先的。即使发生在制定平安防范措施时，人身平安是优先的。即使发生不可预见的事故、系统崩溃，也要保证人身平安。不可预见的事故、系统崩溃，也要保证人身平安。从系统设计到部件选型、加工工艺、质量检验及维护等都从系统设计到部件选型、加工工艺、质量检验及维护等都应严格按有关电动汽车的国家标准和国际标准执行。应严格按有关电

99、动汽车的国家标准和国际标准执行。 电动汽车高压操作人员必须具有相应的操作资质，严禁没有操作资质的人员对电动汽车高压系统进行操作。操作人员上岗前必须进行平安操作培训，严格执行平安操作标准。 操作人员上岗不得佩戴金属饰物，如手表、戒指等，工作服衣袋内不得有金属物件。操作人员不得把与工作无关的工具带入工作场地，必须使用的金属工具，手持局部应作绝缘处理。 每次通高压电源之前，操作人员应检查各高压电器周边有无杂物，并通知无关人员远离上述部件，合闸时要有高声提示。人员要求：人员要求：维护要求：维护要求： 拆卸检修高压电器部件时应切断高压回路。 车辆长时间停放时，应每周检查一次动力电池状态，防止电池漏电、损

100、坏。整车维护与保养：整车维护与保养：电动汽车使用过程中，为确保汽车正常行驶，必须对汽车进行日常维护，日常维护是发挥汽车效率、减少行车事故、节约维修费用、降低能耗和延长汽车使用寿命的重要环节，是每个驾驶人在开车前及行车中必须做到的，其主要内容包括：检查转向、制动、悬架、传动等主要部件的紧固情况。检查真空管道有无漏气现象。检查驱动桥主减速器、转向机构、真空泵等有无渗漏油现象。检查轮胎气压是否符合标准，剔除嵌入轮胎花纹的渣石、铁钉等杂物。按润滑表规定，按时按量对各润滑点进行润滑。关键零部件的维护和保养关键零部件的维护和保养1.动力电池系统的检查：2.驱动电机的检查：3.其他高压系统的检查：4.电气线

101、束的检查：5.动力转向系统的检查： 气体燃料汽车一般有两种，一种为普通汽车改装的双燃料汽车，另一种是专用气体燃料汽车。其中双燃料汽车保存汽油、柴油的供油系统，外加一套供气系统，技术较为成熟；专用气体燃料汽车可以充分发挥天然气理化性能特点，价格低，污染少，是最清洁的汽车。气体燃料汽车的主要技术：气体燃料汽车的主要技术：1燃料的随车携储容器铝基复合材料或碳素纤维玻璃钢材料、储运、加气站的设备与技术2燃料供给系统与混合燃烧技术3燃气喷射系统及闭环控制技术4内燃机上广泛采用的控喷射技术、增压中冷技术、四气门技术、稀薄燃烧技术等。天然气汽车天然气汽车CNGCNG天然气汽车是指以天然气作为燃料的汽车。按照

102、所使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可以分为压缩天然气汽车和液化天然气汽车。压缩天然气汽车和液化天然气汽车。压缩天然气汽车压缩天然气汽车CNGCNGCNGCompressed Natural Gas汽车是指以压缩天然气替代常规汽油或柴油作为汽车燃料的汽车。其能量效率与柴油发动机相比较低，但是污染值局部相对地在粒状污染物局部是完全不存在的，且在氮氧化物的排放上，亦比柴油车低。CNG汽车采用定型汽车改装，在保存原车供油系统的情况下增加一套“车用压缩天然气转换装置，改装局部由以下天然气 系统、燃气供给系统、油气燃料转换系统组成。天然气汽车的结构：天然气汽车的结构：1天然气系统：主要由充气阀，高压截

103、止阀，天然气钢瓶，高压管线，高压接头，压力表，压力传感器及气量显示器等组成。2燃气供给系统：主要由燃气高压电磁阀，三级组合式的减压阀，混合器等组成。3油气燃料转换系统：主要由三位油气转换开关，点火时间转换器，汽油电磁阀组成。 天然气汽车结构天然气汽车结构国内外已投入市场的天然气汽车有梅赛德斯奔驰B170 NGT新爱丽舍天然气双燃料汽车天然气汽车优缺天然气汽车优缺点：点：1燃烧稳定，不会产生爆震，并且冷热起动方便。2压缩天然气储运，减压，燃烧都在严格的密封状态下进行，不易发生泄露。另外其储气瓶经过各种特殊的破坏性试验，平安可靠。3压缩天然气燃烧平安，积碳少，减少气阻和爆震，有利于延长发动机各部件

104、的使用寿命，减少维修保养次数，大幅度降低维修保养本钱。4可减少发动机的机油消耗量。5可大幅度降低，一氧化碳，二氧化硫，二氧化碳等的排放。6CNG汽车的动力性略有降低.燃用天然气时，动力性略下降5-15%。7改装一次性投资较大，随着日后技术的不断进步，费用会继续降低。天然气汽车经济驾驶技天然气汽车经济驾驶技巧：巧：起步时轻踩油门，循序加速起步。减少刹车频率，保持车距。保持车速，限高限超。四平八稳，标准行驶。加强自检，及时维保。液化石油气汽车液化石油气汽车(LPG)(LPG)液化石油气汽车Liquefied petroleum gas (LPG) vehicles，以液化石油气为燃料的汽车称为液化

105、石油气汽车。液化石油气汽车和天然气汽车结构类似，增加一套燃气供给系统。液化石油气双燃料动力车的改装步骤：液化石油气双燃料动力车的改装步骤：选择气罐安装气罐安装电磁阀安装调节器安装仪表板燃料切换/量表LPGLPG汽车日常维护维护：汽车日常维护维护： 驾驶员应在出车前、行车中和收车后对车辆进行日常维护, 以清洁、补给和平安检视为作业中心内容,并重点观查LPG专用装置有无泄漏和异常情况。 燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反响产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池车的优燃料电池车的优势势1.能量转化效率高。燃料电池的能量转换效率可高达6080%，为内

106、燃机的23倍；2零排放，不污染环境。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水；3氢燃料来源广泛，可以从可再生能源获得，不依赖石油燃料。燃料电池电动汽车的燃料电池电动汽车的分类分类燃料电池电动汽车按主要燃料种类可分为以纯氢气为燃料的FCEV和经过重整后产生的氢气为燃料的FCEV两种。燃料电池电动汽车按“多电源的配置不同，可分为纯燃料电池驱动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联合驱动FC+B+C的FCEV四种。燃料电池汽车的结构组燃料电池汽车的结构组成：成：燃料电池汽车多采用混合驱动形式，在

107、燃料电池的根底上，增加了一组电池或超级电容作为另一个动力源。主要结构有能量控制单元、空气压缩机、燃料电池堆、高压储氢瓶、动力电池组、电动机等。高压储氢瓶提供燃料，燃料电池发动机燃料电池发动机FCE：主要由燃料电池堆、进气系统、：主要由燃料电池堆、进气系统、排水系统、供氢系统、冷却系统、电堆控制单元和监控排水系统、供氢系统、冷却系统、电堆控制单元和监控系统组成。主要动力源。系统组成。主要动力源。动力蓄电池组：辅助动力源。动力蓄电池组：辅助动力源。电流变换器：交直流变换。电流变换器：交直流变换。动力总成：传递动力、换档。动力总成：传递动力、换档。氢气系统：提供氢气。氢气系统：提供氢气。动力控制单元

108、：动力控制、故障诊断。动力控制单元：动力控制、故障诊断。在FCEV所采用的燃料电池发动机中，为保证PEMFC组的正常工作，除以PEMFC组为核心外，还装有氢气供给系统、氧气供给系统、气体加湿系统、反响生成物的处理系统、冷却系统和电能转换系统等。以氢为燃料的燃料电池发动机系统示意图1在FCEV起动时，由辅助动力源提供电能带动燃料电池发动机起动，或带动车辆起步。2车辆行驶时，由燃料电池发动机提供驱动所需全部电能，剩余的电能储存到辅助动力源装置中。3在加速和爬坡时，假设燃料电池发动机提供的电能还缺乏以满足FCEV驱动功率要求，那么由辅助动力源提供额外的电能，使驱动电动机的功率或转矩到达最大，形成燃料

109、电池发动机与辅助动力源同时供电的双电源的供电模式。4贮存制动时反响的电能，以及向车辆的各种电子、电器设备提供所需要的电能。当输入直流电压在一定范围内变化时，能输出负载要求的变化范围的直流电压，例如，输入电压最低时也能到达最高输出电压，输入电压最高时也能到达最低输出电压等。 输出负载要求的直流电流范围：能够输出足够的直流负载电流，并且能够允许在足够宽的负载变化范围的情况下例如，从空载到满载，即电流从零到最大)，设备能正常运行例如，电压稳定、不损坏器件。4. 4.驱动电机驱动电机 1直流电机驱动系统采用换向器和电刷，保证了励磁磁动势与电枢磁动势的严格正交，易于控制。但直流电机结构复杂，其高速性能和

110、可靠性受换向器和电刷的影响较大。2交流电机巩固耐用、结构简单、技术成熟、免维护、本钱低，尤其适合恶劣的工作环境。其缺点在于损耗大、效率低、功率因数低，进而导致控制器容量增加，本钱上升。 3永磁电机驱动系统通常可分为方波供电的无刷直流电机和正弦波供电的永磁同步电机。转子采用永磁体，不需要励磁。因此，功率因数大，电机具有较高的功率密度和效率。但仍然存在本钱高、可靠性较低及使用寿命较短的缺点。4开关磁阻电机驱动系统作为一种基于“磁阻最小原理设计的新型电机，定子、转子均采用凸极结构，具有结构简单、可靠性高、控制简便及功率/转矩特性优越的特点。但存在噪声大、转矩和母线电流脉动严重的缺陷。燃料电池汽车的动

111、力电控系统主要由燃料电池发动机管理系统( FCE - ECU) 、蓄电池管理系统(BMS) 、动力控制系统( PCU ) 及整车控制系统(VMS)组成。燃料电池汽车的工作燃料电池汽车的工作方式：方式：燃料电池模式混合动力模式蓄电池模式能量回馈模式1 1燃料电池模式燃料电池模式当燃料电池电动汽车工作在燃料电池模式时，电动机的电力全由燃料电池提供。当蓄电池在非充足电状态(SOC 1)，且燃料电池的电能供给电动机后尚有充裕时，燃料电池还可向蓄电池充电。在低负荷、匀速、滑行等行驶工况时，通常工作在燃料电池模式。2 2混合动力模式混合动力模式混合动力模式是指燃料电池和蓄电池共同提供电动机所需电力的工作方

112、式，在车辆加速行驶、高速行驶、上坡、超车或重载的情况下，当燃料电池输出的电功率已不能满足驱动车辆所需的功率时，由蓄电池提供瞬时能量来补充汽车的加速、上坡的动力需要，或由蓄电池持续地协助燃料电池供电，以满足其在持续高速或重载下对电源持续电功率输出的需求。3 3蓄电池模式蓄电池模式 蓄电池模式是指燃料电池停止输出电能，车辆单独由蓄电池提供电力，当燃料电池还未起动，而蓄电池的SOC值大于最小临界值时，由蓄电池提供汽车起步时所需的电能。此外，当燃料耗尽或燃料电池电堆发生故障时，假设蓄电池的SOC值大于最小临界值，那么也可由蓄电池短时间内独立供电。工作在蓄电池模式时，对蓄电池容量和输出功率的要求相对较高。4 4能量回馈模式能量回馈模式能量回馈模式是指电动机工作在发电机状态，将车辆的动能转换为电能，并向蓄电池充电的工作方式，在汽车下坡、遇红灯减速及非紧急制动等情况下，当蓄电池又处于非充足电状态SOC值在最大临界值以下时，控制器就将电动机转换为发电机工作方式，将车辆的动能转换为电能，通过向蓄电池充电来实现能量回馈。燃料电池汽车的关键技术燃料电池汽车的关键技术1.燃料电池系统