新能源汽车类型.ppt

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1、第 1 页1 页1 页,第2章 新能源汽车类型,2.1 纯电动汽车2.2 混合动力电动汽车2.3 燃料电池电动汽车2.4 气体燃料汽车2.5 生物燃料汽车2.6 氢燃料汽车2.7 太阳能汽车,第 1 页1 页2 页,2.1 纯电动汽车,纯电动汽车的类型纯电动汽车的结构原理2.1.3 纯电动汽车驱动系统布置形式2.1.4 纯电动汽车的特点2.1.5 电动汽车的关键技术2.1.6 纯电动汽车车型实例,第 1 页1 页3 页,纯电动汽车的类型,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。一般采用高效率充电蓄电池为动力源。纯电动汽车无需再用内燃机，因此，纯

2、电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱，电能是二次能源，可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。纯电动汽车可分为2种类型，即用纯蓄电池作为动力源的纯电动汽车和装有辅助动力源的纯电动汽车。,第 1 页1 页4 页,纯电动汽车的类型,1.用纯蓄电池作为动力源的纯电动汽车用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车，只装置了蓄电池组，它的电力和动力传输系统如图所示。,第 1 页1 页5 页,纯电动汽车的类型,2.装有辅助动力源的纯电动汽车用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车，蓄电池的比能量和比功率较低，蓄电池组的质量和体积较大。因此，在某些纯电动汽车上增加辅助动力源，如超级电容器、

3、发电机组、太阳能等，由此改善纯电动汽车的启动性能和增加续驶里程。装有辅助动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统如图所示。,第 1 页1 页6 页,2.1.2 纯电动汽车的结构原理,燃油汽车主要由发动机，底盘、车身和电气四大部分组成，纯电动汽车的结构与燃油汽车相比，主要增加了电力驱动控制系统，而取消了发动机，电力驱动控制系统的组成与工作原理如图2.4所示，它由电力驱动主模块、车载电源模块和辅助模块三大部分组成。当汽车行驶时，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

4、里程，必须尽可能地节省蓄电池的能量。,第 1 页1 页7 页,2.1.2 纯电动汽车的结构原理,第 1 页1 页8 页,2.1.2 纯电动汽车的结构原理,1电力驱动主模块电力驱动主模块主要包括中央控制单元、驱动控制器、电机、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。中央控制单元根据加速踏板和制动踏板的输入信号，向驱动控制器发出相应的控制指令，对电动机进行启动、加速、减速、制动控制。驱动控制器是按中央控制单元的指令和电动机的速度、电流反馈信号，对电动机的速度、驱动转矩和旋转方向进行控制。驱动控制器必须和

5、电动机配套使用。电机在电动汽车中被要求承担电动和发电的双重功能，即在正常行驶时发挥其主要的电动机功能，将电能转化为机械能；在减速和下坡滑行时又被要求进行发电，将车轮的惯性动能转化为电能。机械传动装置是将电动机的驱动转矩传输给汽车的驱动轴，从而带动汽车车轮行驶。,第 1 页1 页9 页,2.1.2 纯电动汽车的结构原理,2车载电源模块电源电源模块主要包括蓄电池电源、能量管理系统和充电控制器等。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。纯电动汽车的能量管理主要是指电池管理系统，它的主要功用是对电动汽

6、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。充电控制器是把交流电转化为相应电压的直流电，并按要求控制其电流。,第 1 页1 页10 页,2.1.2 纯电动汽车的结构原理,辅助系统主要包括辅助动力源、动力转向系统、驾驶室显示操纵台和各种辅助装置等。辅助系统除辅助动力源外，依据不同车型而不同。辅助动力源主要由辅助电源和DC/DC功率转换器组成，其功用是供给电动汽车其它各种辅助装置所需要的动力电源，一般为12V或24V的直流低压电源，它主要给动力转向、制动力调节控制、照明、空调、电动窗门等各种辅助装置提供所需的能源。动力转向系统是为实现汽车的转弯而设置的，它由转向盘、转向器、转向机构和

7、转向轮等组成。作用在转向盘上的控制力，通过转向器和转向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。,第 1 页1 页11 页,2.1.2 纯电动汽车的结构原理,驾驶室显示操纵台类同于传统汽车驾驶室的仪表盘，不过其功能根据电动汽车驱动的控制特点有所增减，其信息指示更多地选用数字或液晶屏幕显示。辅助装置主要有照明、各种声光信号装置、车载音箱设备、空调、刮水器、风窗除霜清洗器、电动门窗、电控玻璃升降器、电控后视镜调节器、电动座椅调节器、车身安全防护装置控制器等。它们主要是为提高汽车的操控性、舒适性、安全性而设置的，根据需要进行选用。,第 1 页1 页12 页,2.1.3 纯电动汽车驱动系统布置形式,

8、电动汽车的驱动系统是电动汽车的核心部分，其性能决定着电动汽车运行性能的好坏。电动汽车的驱动系统布置取决于电机驱动系统的方式，可以有多种多样。常见的驱动系统布置形式如图所示。,第 1 页1 页13 页,2.1.3 纯电动汽车驱动系统布置形式,(1)传统的驱动模式。图（a）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动机，属于改造型电动汽车。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。(2)电动机-驱动桥组合式驱动模式。图（b）和（c）取消了离合器和变速器，但具有减速差速机构，由1台电动机驱动两车轮旋转。优点是可以继续沿用当前发动机汽车中的动力传动

9、装置，只需要一组电动机和逆变器。这种方式对电动机的要求较高，不仅要求电动机具有较高的起动转矩，而且要求具有较大的后备功率，以保证电动汽车的起动、爬坡、加速超车等动力性。,第 1 页1 页14 页,2.1.3 纯电动汽车驱动系统布置形式,(3)电动机-驱动桥整体式驱动模式。图（d）是将电动机装到驱动轴上，直接由电动机实现变速和差速转换。这种传动方式同样对电动机有较高的要求，大起动转矩和后备功率，不仅要求控制系统有较高的控制精度，而且要具备良好的可靠性，从而保证电动汽车行驶的安全、平稳。(4)轮毂电机驱动模式。图（e）和（f）同图（d）布置方式比较接近，将电动机直接装到了驱动轮上，由电动机直接驱动

10、车轮行驶。,第 1 页1 页15 页,2.1.4 纯电动汽车的特点,（1）无污染，噪声低。纯电动汽车不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，有“零污染”的美称；电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机噪声小。（2）能源效率高，多样化。电动汽车的能源效率已超过汽油机汽车，特别是在城市运行。电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。另一方面，电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此之外，如果夜间向蓄电池充电，还可以避开用电

11、高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。,第 1 页1 页16 页,2.1.4 纯电动汽车的特点,（3）结构简单，使用维修方便。电动汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小，当采用交流感应电动机时，电动机无需保养维护，更重要的是电动汽车易操纵。（4）动力电源使用成本高，续驶里程短。目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善，尤其是动力电池的寿命短，使用成本高。电池的储能量小，一次充电后行驶里程不理想，电动车的价格较贵。但随着电动汽车技术的发展，电动汽车存在的缺点会逐步得到解决。,第 1 页1 页17 页,2.1.5 电动汽车的关键技术,1电池及管理技术电池是一直制约电动汽车发展的关键

12、因素。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长、成本低的高效电池。电池组性能直接影响整车的加速性能、续驶里程以及制动能量回收的效率等。电池的成本和循环寿命直接影响车辆的成本和可靠性，所有影响电池性能的参数必须得到优化。为了达到最佳的性能和寿命，需将电池包的温度控制在一定范围内，减小包内不均匀的温度分布以避免模块间的不平衡，以此避免电池性能下降，且可以消除相关的潜在危险。,第 1 页1 页18 页,2.1.5 电动汽车的关键技术,2电机及控制技术电动汽车的驱动电机是电动汽车的关键部件。要使电动汽车有良好的使用性能，驱动电机应具有较宽的调速范围及较高的转速，足

13、够大的启动转矩，体积小、质量轻、效率高且有动态制动强和能量回馈的性能。电动汽车所用的电动机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。随着电机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家系统、遗传算法等非线性智能控制技术，都将各自或结合应用于电动汽车的电动机控制系统。它们的应用将使系统结构简单、响应迅速、抗干扰能力强，参数变化具有鲁棒性，可大大提高整个系统的综合性能。,第 1 页1 页19 页,2.1.5 电动汽车的关键技术,3整车控制技术新型纯电动汽车整车控制系统是两条总线的网络结构，即驱动系统的高速CAN总线和车身系统的低速总线。高速CA

14、N总线每个节点为各子系统的ECU，低速总线按物理位置设置节点，基本原则是基于空间位置的区域自治。实现整车网络化控制，其意义不只是解决汽车电子化中出现的线路复杂和线束增加问题，网络化实现的通讯和资源共享能力成为新的电子与计算机技术在汽车上应用的一个基础，同时也为X-by-Wire技术提供有力的支撑。,第 1 页1 页20 页,2.1.5 电动汽车的关键技术,4整车轻量化技术(1)通过对整车实际使用工况和使用要求的分析，对电池的电压、容量、驱动电动机功率、转速和转矩、整车性能等车辆参数的整体优化，合理选择电池和电动机参数。(2)通过结构优化和集成化、模块化优化设计，减轻动力总成、车载能源系统的重量

15、。(3)积极采用轻质材料，如电池箱的结构框架、箱体封皮、轮毂等采用轻质合金材料。(4)利用CAD技术对车身承载结构件进行有限元分析研究，用计算和试验相结合的方式，实现结构最优化。,第 1 页1 页21 页,2.1.6 纯电动汽车车型实例,1.奇瑞瑞麒纯电动汽车,第 1 页1 页22 页,2.1.6 纯电动汽车车型实例,2.奇瑞QQ纯电动汽车,第 1 页1 页23 页,2.1.6 纯电动汽车车型实例,3.比亚迪E6,第 1 页1 页24 页,2.1.6 纯电动汽车车型实例,4.吉利熊猫纯电动汽车EK-1,第 1 页1 页25 页,2.1.6 纯电动汽车车型实例,5.长安奔奔,第 1 页1 页26

16、 页,2.1.6 纯电动汽车车型实例,6.宝马Mini E纯电动汽车,第 1 页1 页27 页,2.1.6 纯电动汽车车型实例,7.三菱i MiEV纯电动汽车,第 1 页1 页28 页,2.1.6 纯电动汽车车型实例,8.日产Leaf纯电动汽车,第 1 页1 页29 页,2.1.6 纯电动汽车车型实例,9.奔驰smart fortwo纯电动汽车,第 1 页1 页30 页,2.2 混合动力电动汽车,2.2.1 混合动力电动汽车的定义与分类2.2.2 混合动力电动汽车的结构原理2.2.3 混合动力电动汽车的特点2.2.4 混合动力电动汽车车型实例,第 1 页1 页31 页,2.2.1 混合动力电动

17、汽车的定义与分类,1.混合动力电动汽车的定义从狭义上讲，混合动力电动汽车是指同时装备两种动力源热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过在混合动力电动汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。也可以认为混合动力电动汽车通常是指既有蓄电池可提供电力驱动，又装有一个相对小型内燃机的汽车。,第 1 页1 页32 页,2.2.1 混合动力电动汽车的定义与分类,从广义上来讲，混合动力电动汽车指的是装备有两种具有不同特点驱动装置的车辆。这两个驱动装置中有一个是车辆的主要动力来源，它能够

18、提供稳定的动力输出，满足汽车稳定行驶的动力需求，由于内燃机在汽车上成功的应用，使之成为首选的驱动装置；另外还有一个辅助驱动装置，它具有良好的变工况特性，能够进行功率的平衡，能量的再生与存储，目前应用最多的是电混合系统。国际电子技术委员会对混合动力车辆的定义为：在特定的工作条件下，可以从两种或两种以上的能量存储器、能量源或能量转化器中获取驱动能量的汽车。其中至少一种存储器或转化器要安装在汽车上。混合动力电动汽车至少有一种能量存储器、能量源或能量转化器可以传递电能。串联式混合动力车辆只有一种能量转化器可以提供驱动力，并联式混合车辆则不止一种能量转化器提供驱动力。,第 1 页1 页33 页,2.2.

19、1 混合动力电动汽车的定义与分类,2混合动力电动汽车的分类混合动力电动汽车分类方法较多，主要介绍6种分类方法。（1）按照动力系统结构形式划分。根据混合动力电动汽车零部件的种类、数量和连接关系，可以将其分为串联式混合动力电动汽车(SHEV)、并联式混合动力电动汽车(PHEV)和混联式混合动力电动汽车(PSHEV)。串联式混合动力电动汽车是指车辆行驶系统的驱动力只来源于电动机的混合动力电动汽车。结构特点是发动机带动发电机发电，电能通过电机控制器输送给电动机，由电动机驱动汽车行驶。另外，动力电池也可以单独向电动机提供电能驱动汽车行驶。,第 1 页1 页34 页,2.2.1 混合动力电动汽车的定义与分

20、类,并联式混合动力电动汽车是指车辆行驶系统的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给的混合动力电动汽车。结构特点是并联式驱动系统可以单独使用发动机或电动机作为动力源，也可以同时使用电动机和发动机作为动力源驱动汽车行驶。混联式混合动力电动汽车是指具备串联式和并联式两种混合动力系统结构的混合动力电动汽车。结构特点是可以在串联混合模式下工作，也可以在并联混合模式下工作，同时兼顾了串联式和并联式的特点。,第 1 页1 页35 页,2.2.1 混合动力电动汽车的定义与分类,（2）按照混合度划分。按照电动机相对于燃油发动机的功率比大小，可以将其分为微混合型混合动力电动汽车、轻度混合（弱混合）型混合动力电动汽车

21、、中度混合型混合动力电动汽车和重度混合（强混合）型混合动力电动汽车。微混合型混合动力电动汽车是以发动机为主要动力源，不具备纯电动行驶模式的混合动力电动汽车。只具备停车怠速停机功能的混合动力电动汽车是一种典型的微混合模式。一般情况下，电动机的峰值功率和发动机的额定功率比5%。,第 1 页1 页36 页,2.2.1 混合动力电动汽车的定义与分类,轻度混合（弱混合）型混合动力电动汽车是以发动机为主要动力源，电动机作为辅助动力，在车辆加速和爬坡时，电动机可向车辆行驶系统提供辅助驱动力矩，但不能单独驱动车辆行驶的混合动力电动汽车。一般情况下，电动机的峰值功率和发动机的额定功率比为5%15%。中度混合型混

22、合动力电动汽车是以发动机和/或电动机为动力源的混合动力电动汽车。一般情况下，电动机的峰值功率和发动机的额定功率比为15%40%。重度混合（强混合）型混合动力电动汽车是以发动机和/或电动机为动力源，且电动机可以独立驱动车辆行驶的混合动力电动汽车。一般情况下，电动机的峰值功率和发动机的额定功率比40。,第 1 页1 页37 页,2.2.1 混合动力电动汽车的定义与分类,（3）按照外接充电能力划分。按照是否能够外接充电，可分为可外接充电型混合动力电动汽车和不可外接充电型混合动力电动汽车。可外接充电型混合动力电动汽车是一种被设计成可以在正常使用情况下从非车载装置中获取能量的混合动力电动汽车。不可外接充

23、电型混合动力电动汽车是一种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电动汽车。,第 1 页1 页38 页,2.2.1 混合动力电动汽车的定义与分类,（4）按照行驶模式的选择方式划分。按照行驶模式的选择方式可分为有手动选择功能的混合动力电动汽车和无手动选择功能的混合动力电动汽车。有手动选择功能的混合动力电动汽车是指具备行驶模式手动选择功能的混合动力电动汽车，车辆可选择的行驶模式包括热机模式、纯电动模式和混合动力模式三种。无手动选择功能的混合动力电动汽车是指不具备行驶模式手动选择功能的混合动力电动汽车，车辆的行驶模式根据不同工况自动切换。,第 1 页1 页39 页,2.2.1 混合

24、动力电动汽车的定义与分类,（5）按照车辆用途划分。按照车辆用途可以分为混合动力电动乘用车、混合动力电动客车和混合动力电动货车。（6）按照与发动机混合的可再充电能量储存系统划分。按照与发动机混合的可再充电能量储存系统不同，可以划分为动力蓄电池式混合动力电动汽车、超级电容器式混合动力电动汽车、机电飞轮式混合动力电动汽车和动力蓄电池与超级电容器组合式混合动力电动汽车。,第 1 页1 页40 页,2.2.2 混合动力电动汽车的结构原理,1.串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车系统结构主要由发动机、发电机、驱动电动机和蓄电池组等部件组成。发动机仅仅用于发电，发电机发出的电能通过电动机控制器直接输

25、送到电动机，由电动机产生的电磁力矩驱动汽车行驶。,第 1 页1 页41 页,2.2.2 混合动力电动汽车的结构原理,2.并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车系统结构主要是由发动机、电动机/发电机和蓄电池等部件组成，有多种组合型式，可以根据使用要求选用。并联式混合动力系统采用发动机和电动机两套独立的驱动系统驱动车轮。,第 1 页1 页42 页,2.2.2 混合动力电动汽车的结构原理,3.混联式混合动力电动汽车混联式驱动系统是串联式与并联式的综合，主要由发动机、发电机、电动机、行星齿轮机构和蓄电池组等部件组成。,第 1 页1 页43 页,2.2.3 混合动力电动汽车的特点,混合动力电动汽车

26、是将原动机、电动机、能量存储装置(蓄电池)等组合在一起，它们之间的良好匹配和优化控制，可充分发挥内燃机汽车和电动汽车的优点，避免各自的不足，是当今最具实际开发意义的低排放和低油耗汽车。较之纯电动汽车，混合动力电动汽车具有如下的优点：(1)由于有原动机作为辅助动力，蓄电池的数量和质量可减少，因此汽车自身重量可以减小；(2)汽车的续驶里程和动力性可达到内燃机的水平；(3)借助原动机的动力，可带动空调、真空助力、转向助力及其它辅助电器，无需消耗蓄电池组有限的电能，从而保证了驾车和乘坐的舒适性。,第 1 页1 页44 页,2.2.3 混合动力电动汽车的特点,较之内燃机汽车，混合动力电动汽车具有如下的优

27、点：(1)可使原动机在最佳的工况区域稳定运行，避免或减少了发动机变工况下的不良运行，使得发动机的排污和油耗大为降低；(2)在人口密集的商业区、居民区等地可用纯电动方式驱动车辆，实现零排放；(3)可通过电动机提供动力，因此可配备功率较小的发动机，并可通过电动机回收汽车减速和制动时的能量，进一步降低了汽车的能量消耗和排污。,第 1 页1 页45 页,2.2.4 混合动力电动汽车车型实例,1.普锐斯混合动力电动汽车,第 1 页1 页46 页,2.2.4 混合动力电动汽车车型实例,2.凯美瑞混合动力电动汽车,第 1 页1 页47 页,2.2.4 混合动力电动汽车车型实例,3.雷克萨斯混合动力电动汽车,

28、第 1 页1 页48 页,2.2.4 混合动力电动汽车车型实例,4.凯迪拉克凯雷德混合动力电动汽车,第 1 页1 页49 页,2.2.4 混合动力电动汽车车型实例,5.福特林肯混合动力车电动汽车,第 1 页1 页50 页,2.2.4 混合动力电动汽车车型实例,6.比亚迪DM双模混合动力电动汽车,第 1 页1 页51 页,2.2.4 混合动力电动汽车车型实例,7.吉利帝豪混合动力电动汽车,第 1 页1 页52 页,2.3 燃料电池电动汽车,2.3.1 燃料电池电动汽车的类型2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理2.3.3 燃料电池电动汽车的特点2.3.4 燃料电池电动汽车车型实例,第 1 页1

29、页53 页,2.3.1 燃料电池电动汽车的类型,1纯燃料电池驱动的FCEV纯燃料电池电动汽车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。,第 1 页1 页54 页,2.3.1 燃料电池电动汽车的类型,2燃料电池与辅助蓄电池联合驱动(FC+B)的FCEV,第 1 页1 页55 页,2.3.1 燃料电池电动汽车的类型,3燃料电池与超级电容联合驱动(FC+C)的FCEV这种结构形式与燃料电池+蓄电池结构相似，只是把蓄电池换成超级电容。相对于蓄电池，超级电容充放电效率高，能量损失小，比蓄电池功率密度大，在回收制动能量方面比蓄电池有优势，循环寿命长，但是超级电容的能量密度较小。随着超级电

30、容技术的不断进步，这种结构将成为一种新的重要研究方向。,第 1 页1 页56 页,2.3.1 燃料电池电动汽车的类型,4燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动(FC+B+C)的FCEV,第 1 页1 页57 页,2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理,第 1 页1 页58 页,2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理,燃料电池电动汽车的动力系统主要由燃料电池发动机、辅助动力源、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、电动机和动力电控系统等组成。1.燃料电池发动机在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、

31、反应生成物的处理系统、冷却系统和电能转换系统等。只有这些辅助系统匹配恰当和正常运转，才能保证燃料电池发动机正常运转。,第 1 页1 页59 页,2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理,以氢为燃料的燃料电池发动机系统,第 1 页1 页60 页,2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理,以氢气为燃料的FCEV的总布置基本结构模型,第 1 页1 页61 页,2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理,2.辅助动力源在FCEV上燃料电池发动机是主要电源，另外还配备有辅助动力源。根据FCEV的设计方案不同，其所采用的辅助动力源也有所不同，可以用蓄电池组、飞轮储能器或超大容量电容器等共同组成双电源系统。3.DC

32、/DC变换器 FCEV的燃料电池需要装置单向DC/DC变换器，蓄电池和超级电容器需要装置双向DC/DC变换器。,第 1 页1 页62 页,2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理,4.驱动电动机燃料电池电动汽车用的驱动电动机主要有直流电动机、交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机等。燃料电池汽车驱动电机的选型必须结合整车开发目标，综合考虑电动机的特点。驱动电动机的详细内容见第4章。5.动力电控系统燃料电池汽车的动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，而原型车的变速器系统会简化很多。,第 1 页1 页

33、63 页,2.3.3 燃料电池电动汽车的特点,(1)效率高。燃料电池的工作过程是化学能转化为电能的过程，不受卡诺循环的限制，能量转换效率较高，可以达到30%以上。(2)续驶里程长。采用燃料电池系统作为能量源，克服了纯电动汽车续驶里程短的缺点，其长途行驶能力及动力性已经接近于传统汽车。(3)绿色环保。燃料电池没有燃烧过程，以纯氢作燃料，生成物只有水，属于零排放。采用其它富氢有机化合物用车载重整器制氢作为燃料电池的燃料，生产物除水之外还可能有少量的CO2，接近零排放。,第 1 页1 页64 页,2.3.3 燃料电池电动汽车的特点,(4)过载能力强。燃料电池除了在较宽的工作范围内具有较高的工作效率外

34、，其短时过载能力可达额定功率的200或更大。(5)低噪音。燃料电池属于静态能量转换装置，除了空气压缩机和冷却系统以外无其它运动部件，因此与内燃机汽车相比，运行过程中噪音和振动都较小。(6)设计方便灵活。燃料电池汽车可以按照XByWire的思路进行汽车设计，改变传统的汽车设计概念，可以在空间和重量等问题上进行灵活的配置。,第 1 页1 页65 页,2.3.3 燃料电池电动汽车的特点,燃料电池电动汽车的主要缺点有：(1)燃料电池汽车的制造成本和使用成本过高。(2)辅助设备复杂，且质量和体积较大。(3)起动时间长，系统抗振能力有待进一步提高。,第 1 页1 页66 页,2.3.4 燃料电池电动汽车车

35、型实例,1.雪佛兰Equinox氢燃料电池电动汽车,第 1 页1 页67 页,2.3.4 燃料电池电动汽车车型实例,2.奔驰燃料电池B级F-Cell电动汽车,第 1 页1 页68 页,2.3.4 燃料电池电动汽车车型实例,3.“上海牌”燃料电池电动汽车,第 1 页1 页69 页,2.3.4 燃料电池电动汽车车型实例,4.帕萨特领驭氢燃料电池电动汽车,第 1 页1 页70 页,2.3.4 燃料电池电动汽车车型实例,5.奇瑞燃料电池电动汽车,第 1 页1 页71 页,2.3.4 燃料电池电动汽车车型实例,6长安志翔燃料电池电动汽车,第 1 页1 页72 页,2.4 气体燃料汽车,2.4.1 天然气

36、汽车2.4.2 液化石油气汽车,第 1 页1 页73 页,2.4.1 天然气汽车,天然气汽车是指以天然气作为燃料的汽车。按照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（CNGV）和液化天然气汽车（LNGV）。,第 1 页1 页74 页,2.4.1 天然气汽车,第 1 页1 页75 页,2.4.2 液化石油气汽车,以液化石油气为燃料的汽车称为液化石油气汽车。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。液化石油气汽车与燃油汽车相比，具有污染少、经济性和安全性好等优点，受到各国的重视。为适应汽车能源变革的大趋势，世界上各汽车制造商都纷纷投资开发液化石油气汽车，并制订各

37、种优惠政策，推广使用液化石油气汽车。,第 1 页1 页76 页,2.4.2 液化石油气汽车,第 1 页1 页77 页,2.5 生物燃料汽车,生物燃料是指通过生物资源生产的醇类燃料和生物柴油等，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。生物燃料汽车就是以生物燃料为能源的汽车。2.5.1 甲醇燃料汽车2.5.2 乙醇燃料汽车2.5.3 二甲醚燃料汽车,第 1 页1 页78 页,2.5.1 甲醇燃料汽车,甲醇燃料汽车是指利用甲醇燃料做能源驱动的汽车。甲醇作为燃料在汽车上的应用主要有掺烧和纯甲醇替代两种。,第 1 页1 页79 页,2.5.1 甲醇燃料汽车,第 1 页1 页80

38、页,2.5.2 乙醇燃料汽车,乙醇汽车是使用车用乙醇汽油作为主要的动力燃料的机动车。一直以来，生物乙醇燃料备受争议，因为有人批评大规模使用乙醇作为燃料，会导致食品价格上涨，此外，传统的制造乙醇过程中会消耗很多能源，因此，从所谓的“油井到车轮”全过程来看，乙醇燃料并不环保。但是，通用汽车打算结束这种争论，在2008年北美车展上，通用汽车大打“E85牌”，推出了多款E85乙醇燃料车，同时，作为推动车用能源多样化的战略手段，正式宣布与美国Coskata能源公司携手，在乙醇燃料技术领域内开展合作。,第 1 页1 页81 页,2.5.3 二甲醚燃料汽车,二甲醚作为环保、清洁、安全的新型替代能源，已经得到

39、国际社会的公认。二甲醚是汽车发动机，特别是柴油发动机燃料的理想替代品。,第 1 页1 页82 页,2.6 氢燃料汽车,氢燃料汽车是在传统内燃机的基础上加以修改后可以直接用氢为燃料燃烧，产生动力，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。,第 1 页1 页83 页,2.6 氢燃料汽车,第 1 页1 页84 页,2.7 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驱动行驶的汽车，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、机械系统等组成。,第 1 页1 页85 页,谢 谢！,