新能源汽车技术概述幻灯片.ppt
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1、新能源汽车技术概述第1页,共109页,编辑于2022年,星期六1.1 新能源汽车的定义和分类新能源汽车的定义和分类1.1.1 新能源汽车的定义新能源汽车的定义2009年年6月月17日工信部出台的新能源汽车生产企业及产品准日工信部出台的新能源汽车生产企业及产品准入管理规则,再一次对新能源汽车做出了明确的定义:新能源入管理规则,再一次对新能源汽车做出了明确的定义:新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技
2、术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。汽车。非常规的车用燃料指除汽油、柴油、天然气非常规的车用燃料指除汽油、柴油、天然气(NG)、液化石油气、液化石油气(LPG)、乙醇汽油、乙醇汽油(EG)、甲醇、二甲醚之外的燃料。、甲醇、二甲醚之外的燃料。*第2页,共109页,编辑于2022年,星期六1.1.2 新能源汽车的分类新能源汽车的分类 新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其它新能源汽车等。其它
3、新能源汽车等。1纯电动汽车纯电动汽车纯电动汽车纯电动汽车(BladeElectricVehicles,简称,简称BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车,是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车,它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电动机它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电动机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车行驶。提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车行驶。*第3页,共109页,编辑于2022年,星期六1.1.2 新能源汽车的分类新能源汽车的分类2增程式电动汽车增程式电动汽车增程式电动汽车是一种配有地面充电和车载供电功增程式电动汽车是一种配有地面充电和车载供电功能的纯电驱动
4、的电动汽车,其运行模式可以根据需要能的纯电驱动的电动汽车,其运行模式可以根据需要处于纯电动模式、增程模式或混合动力模式,是介于处于纯电动模式、增程模式或混合动力模式,是介于纯电动汽车和混合动力汽车之间的一种过渡车型,具纯电动汽车和混合动力汽车之间的一种过渡车型,具有纯电动汽车和混合动力汽车的特征,有人把它划分有纯电动汽车和混合动力汽车的特征,有人把它划分为纯电动汽车范畴,也有人把它划分为混合动力汽车为纯电动汽车范畴,也有人把它划分为混合动力汽车范畴,认为它是一种插电式串联混合动力汽车。范畴,认为它是一种插电式串联混合动力汽车。*第4页,共109页,编辑于2022年,星期六1.1.2 新能源汽车
5、的分类新能源汽车的分类3混合动力汽车混合动力汽车混合动力汽车(混合动力汽车(HybridElectricVehicle,简称,简称HEV)是指驱动)是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆,车系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或共同辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同,混合动力提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同,混合动力汽车有多种形式。汽车有多种形式。混合动力汽车一般又分为普通混合动力汽车和插电式混合动力汽车。混合动力汽车一般
6、又分为普通混合动力汽车和插电式混合动力汽车。*第5页,共109页,编辑于2022年,星期六1.1.2 新能源汽车的分类新能源汽车的分类4燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车(燃料电池电动汽车(FuelCellElectricVehicle,简称,简称FCEV)是利用)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应产生的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应产生的电能,并作为主要动力源驱动的汽车。电能,并作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车实质上是纯电燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种,主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说,燃
7、料动汽车的一种,主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说,燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能,电化学反应所需的还原剂一电池是通过电化学反应将化学能转化为电能,电化学反应所需的还原剂一般采用氢气,氧化剂则采用氧气,因此最早开发的燃料电池电动汽车多是般采用氢气,氧化剂则采用氧气,因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料,氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢直接采用氢燃料,氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。等形式。*第6页,共109页,编辑于2022年,星期六1.1.2 新能源汽车的分类新能源汽车的分类5氢发动机汽车氢发动机汽车氢发动机汽车是以氢
8、发动机为动力源的汽车。一般氢发动机汽车是以氢发动机为动力源的汽车。一般发动机使用的燃料是柴油或汽油,氢发动机使用的燃发动机使用的燃料是柴油或汽油,氢发动机使用的燃料是气体氢。氢发动机汽车是一种真正实现零排放的料是气体氢。氢发动机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。放、储量丰富等优势。*第7页,共109页,编辑于2022年,星期六1.1.2 新能源汽车的分类新能源汽车的分类6其它新能源汽车其它新能源汽车其它新能源汽车包括使用超级电容器、飞轮等高效储能器的汽车。其它新能源汽车包括使用超级电容器、飞
9、轮等高效储能器的汽车。目前在我国,新能源汽车主要是指纯电动汽车、混合动力汽车和燃料目前在我国,新能源汽车主要是指纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车。其中混合动力汽车主要是指插电式混合动力汽车,普电池电动汽车。其中混合动力汽车主要是指插电式混合动力汽车,普通混合动力汽车被划分为节能汽车。通混合动力汽车被划分为节能汽车。因此,目前新能源汽车都没有规模化量产,有的有销售但未规模因此,目前新能源汽车都没有规模化量产,有的有销售但未规模化,如纯电动汽车和插电式混合动力汽车,有的还处于研发阶段,化,如纯电动汽车和插电式混合动力汽车,有的还处于研发阶段,如燃料电池电动汽车。如燃料电池电动汽车。*第8
10、页,共109页,编辑于2022年,星期六1.2发展新能源汽车的必要性发展新能源汽车的必要性 能能源源短短缺缺、环环境境污污染染、气气候候变变暖暖是是全全球球汽汽车车产产业业面面对对的的共共同同挑挑战战,各各国国政政府府及及产产业业界界纷纷纷纷提提出出各各自自发发展展战战略略,积积极极应应对对,以以保保持持其其汽汽车车产产业业的的可可持持续续发发展展,并并提提高高未未来来的的国国际际竞竞争争力力。新新能能源源汽汽车车已已成成为为21世世纪纪汽车工业的发展热点。汽车工业的发展热点。*第9页,共109页,编辑于2022年,星期六1.2.1能源短缺能源短缺据石油巨头英国石油公司据石油巨头英国石油公司(
11、BP)发布的世界能源统计年鉴发布的世界能源统计年鉴2012显显示,截至示,截至2011年底,全球石油储量约年底,全球石油储量约1.653万亿桶,比万亿桶,比2010年增加年增加8.3%,若按照现在全球每天非常保守,若按照现在全球每天非常保守0.8亿桶的耗速来看,当前世界石亿桶的耗速来看,当前世界石油储量可供全球消费油储量可供全球消费54年。年。从储量上看,世界上排名前从储量上看,世界上排名前10名的国家和地区依次是:沙特阿名的国家和地区依次是:沙特阿拉伯,拉伯,362亿吨;加拿大,亿吨;加拿大,184亿吨;伊朗,亿吨;伊朗,181亿吨;伊拉克,亿吨;伊拉克,157亿吨;科威特,亿吨;科威特,1
12、38亿吨;阿联酋,亿吨;阿联酋,126亿吨;委内瑞拉,亿吨;委内瑞拉,109亿吨;俄罗斯,亿吨;俄罗斯,82亿吨;中国,亿吨;中国,60亿吨;利比亚,亿吨;利比亚,54亿吨。亿吨。*第10页,共109页,编辑于2022年,星期六1.2.1能源短缺能源短缺我国是一个能源短缺的国家,但却是一个能源消费大国,仅次于美我国是一个能源短缺的国家,但却是一个能源消费大国,仅次于美国。国。2011年我国石油消费量达到年我国石油消费量达到4.6亿吨,成为世界第二大石油消费国。亿吨,成为世界第二大石油消费国。目前,我国人均石油消费量为世界平均水平的目前,我国人均石油消费量为世界平均水平的60%,石油占一次能源,
13、石油占一次能源消费比重仅为消费比重仅为18%,低于世界平均水平,低于世界平均水平(33%),预计未来我国石油消费,预计未来我国石油消费仍将持续稳定增长,处于上升通道。仍将持续稳定增长,处于上升通道。石油在交通领域的消费逐年增长。据预测,到石油在交通领域的消费逐年增长。据预测,到2020年交通用油年交通用油占全球石油总消耗的占全球石油总消耗的62%以上。美国能源部预测,以上。美国能源部预测,2020年以后,年以后,全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口,全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口,2050年的供年的供需缺口几乎相当于需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。年世界石油总
14、产量的两倍。*第11页,共109页,编辑于2022年,星期六1.2.1能源短缺能源短缺目前世界汽车保有量突破目前世界汽车保有量突破10亿辆,预计到亿辆,预计到2030年全球汽车保有年全球汽车保有量将突破量将突破20亿辆,主要增量来自发展中国家,其中中国增速全球亿辆,主要增量来自发展中国家,其中中国增速全球第一。第一。我国汽车产量逐年增加。我国汽车产量逐年增加。2012年我国汽车产销双双突破年我国汽车产销双双突破1900万辆,万辆,再次突破记录,增速都超过了再次突破记录,增速都超过了4%,蝉联世界第一,中国成为世界第,蝉联世界第一,中国成为世界第一大汽车生产大国和第一新车销售市场。一大汽车生产大
15、国和第一新车销售市场。我国汽车保有量增加迅速。至我国汽车保有量增加迅速。至2011年年8月底,我国汽车保有量突月底,我国汽车保有量突破破1亿辆,居世界第二位。预计到亿辆,居世界第二位。预计到2020年,全国汽车保有量将达到年,全国汽车保有量将达到2亿辆,由此带来的能源安全问题将更加突出。亿辆,由此带来的能源安全问题将更加突出。*第12页,共109页,编辑于2022年,星期六1.2.1能源短缺能源短缺汽车消费的快速增长导致石油消耗加速增长。中国机动车燃汽车消费的快速增长导致石油消耗加速增长。中国机动车燃油消耗量约占全国总油耗的油消耗量约占全国总油耗的1/3以上,这也使得中国石油对外以上,这也使得
16、中国石油对外依存度每年都在不断攀升。据统计,目前汽车用汽柴油消费占依存度每年都在不断攀升。据统计,目前汽车用汽柴油消费占全国汽柴油消费的比例已经达到了全国汽柴油消费的比例已经达到了55%左右,每年新增石油消左右,每年新增石油消费量的费量的70%以上被新增汽车所消耗。以上被新增汽车所消耗。我国经济持续快速发展,对石油资源的需求激增,能源供需矛我国经济持续快速发展,对石油资源的需求激增,能源供需矛盾日益突出,对进口石油的依赖度不断提高。盾日益突出,对进口石油的依赖度不断提高。2011年我国石油对年我国石油对外依存度达到外依存度达到56.5%,比,比2010年上升了年上升了1.7个百分点。个百分点。
17、2013年我年我国石油对外依存度将达国石油对外依存度将达60%左右。国际能源机构预测,随着越来左右。国际能源机构预测,随着越来越多中国消费者购买汽车,到越多中国消费者购买汽车,到2030年,中国石油消耗量的年,中国石油消耗量的80%需需要依靠进口。要依靠进口。*第13页,共109页,编辑于2022年,星期六1.2.2环境污染环境污染燃油汽车在行驶过程中会产生大量的有害气体,不但污染环境,还大大燃油汽车在行驶过程中会产生大量的有害气体,不但污染环境,还大大地影响人类健康。汽车尾气排放的主要污染物为一氧化碳(地影响人类健康。汽车尾气排放的主要污染物为一氧化碳(CO)、碳氢)、碳氢化合物(化合物(H
18、C)、氮氧化物()、氮氧化物(NOX)、铅()、铅(Pb)、细微颗粒物及硫化物等。)、细微颗粒物及硫化物等。这些一次污染物还会通过大气化学反应生成光化学烟雾、酸沉降等二次污这些一次污染物还会通过大气化学反应生成光化学烟雾、酸沉降等二次污染物。据统计,全球大气污染染物。据统计,全球大气污染42%源于交通车辆产生的污染。随着城市机源于交通车辆产生的污染。随着城市机动车数量的快速增长,机动车排气污染已成为城市大气污染的主要贡献者。动车数量的快速增长,机动车排气污染已成为城市大气污染的主要贡献者。一些城市机动车排放的污染物对多项大气污染指标的贡献率已达到一些城市机动车排放的污染物对多项大气污染指标的贡
19、献率已达到70%以以上。机动车排放污染已对城市大气污染构成了严重威胁。上。机动车排放污染已对城市大气污染构成了严重威胁。*第14页,共109页,编辑于2022年,星期六1.2.2环境污染环境污染最最近近,浓浓浓浓雾雾霾霾遮遮蔽蔽中中国国中中东东部部地地区区。环环保保部部门门的的数数据据则则显显示示,跟跟随随大大雾雾笼笼罩罩的的范范围围,从从华华北北到到中中部部乃乃至至黄黄淮淮、江江南南地地区区,都都出出现现了了不不同同程程度度的的污污染染和和严严重重污污染染。尤尤其其是是北北京京、天天津津、石石家家庄庄等等城城市市由由于于低低空空近近地地面面的的空空气气污污染染物物久久积积不不散散,主主城城地
20、地区区连连续续出出现现空空气气质质量量重重度度污污染染和和严严重重污污染染,包包括括PM2.5、PM10、硫硫酸酸或或硝硝酸酸盐盐等等主主要要污污染染物物徘徘徊徊在在较较高高、超超标标浓浓度度水水平平,形形成成严严重重的的雾雾霾霾天天气气,严严重重影影响响了了人人们们的的身身心心健健康康和和日日常常出出行行,引引起起了了全全社社会会的的广广泛泛关关注注,机机动动车车是是雾雾霾霾形形成成的的重重要要因因素素之之一一。因此,必须研究改善城市机动车排放污染的对策和措施。因此,必须研究改善城市机动车排放污染的对策和措施。*第15页,共109页,编辑于2022年,星期六1.2.2环境污染环境污染降低和控
21、制机动车排放污染物的主要措施有:降低和控制机动车排放污染物的主要措施有:(1)不断完善和升级汽车油耗标准不断完善和升级汽车油耗标准通过制定和实施汽车油耗标准法规,逐步提高汽车油耗水平。近年来,通过制定和实施汽车油耗标准法规,逐步提高汽车油耗水平。近年来,我国汽车行业相关油耗标准不断升级,随着汽车油耗标准法规水平升级,我国汽车行业相关油耗标准不断升级,随着汽车油耗标准法规水平升级,到到2015年,当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至年,当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至6.9升升/百公里,节能百公里,节能型乘用车燃料消耗量降至型乘用车燃料消耗量降至5.9升升/百公里以下。到百公里以下。到2020年
22、,当年生产的乘年,当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至用车平均燃料消耗量降至5.0升升/百公里,节能型乘用车燃料消耗量降至百公里,节能型乘用车燃料消耗量降至4.5升升/百公里以下;商用车新车燃料消耗量将接近国际先进水平。百公里以下;商用车新车燃料消耗量将接近国际先进水平。*第16页,共109页,编辑于2022年,星期六1.2.2环境污染环境污染(2)不断完善和升级汽车排放标准不断完善和升级汽车排放标准通过制定和实施汽车排放标准法规,逐步提高汽车排放技术水平,通过制定和实施汽车排放标准法规,逐步提高汽车排放技术水平,降低汽车尾气排放。近年来,我国汽车行业排放标准不断升级。轻降低汽车尾气排放。近年来
23、,我国汽车行业排放标准不断升级。轻型汽油车单车碳氢化合物(型汽油车单车碳氢化合物(HC)和氮氧化物()和氮氧化物(NOx)国)国IV排放限值排放限值较国较国I下降下降81%;重型柴油车单车碳氢化合物国;重型柴油车单车碳氢化合物国IV排放限值较国排放限值较国I下降下降58%,氮氧化物下降,氮氧化物下降56%,颗粒物(,颗粒物(PM)下降)下降94%。北京市制定严格的地方标准加强对机动车尾气排放的控制,排放水北京市制定严格的地方标准加强对机动车尾气排放的控制,排放水平要求明显高于全国大部分地区。平要求明显高于全国大部分地区。2013年年2月月1日率先实施京日率先实施京排放排放标准,以尽快降低机动车
24、尾气排放。例如,轻型汽油车、重型柴油标准,以尽快降低机动车尾气排放。例如,轻型汽油车、重型柴油车单车氮氧化物排放均将下降车单车氮氧化物排放均将下降43%左右,从而降低废气污染物和左右,从而降低废气污染物和PM2.5。*第17页,共109页,编辑于2022年,星期六1.2.2环境污染环境污染 (3)提高燃油品质提高燃油品质燃油品质在很大程度上限制了机动车排放污染物的水平,推迟了燃油品质在很大程度上限制了机动车排放污染物的水平,推迟了汽车排放法规的实施,因此,应尽快提高我国的燃油品质。汽车排放法规的实施,因此,应尽快提高我国的燃油品质。(4)积极开展先进节能减排技术研发和技术创新积极开展先进节能减
25、排技术研发和技术创新汽车行业应大力发展混合动力技术,柴油机高压共轨、汽油机缸汽车行业应大力发展混合动力技术,柴油机高压共轨、汽油机缸内直喷、均质燃烧以及涡轮增压等高效内燃机技术和先进电子控制内直喷、均质燃烧以及涡轮增压等高效内燃机技术和先进电子控制技术,先进传动系统技术(包括六档及以上机械变速器、双离合器技术,先进传动系统技术(包括六档及以上机械变速器、双离合器式自动变速器、商用车自动控制机械变速器等),开展高效控制氮式自动变速器、商用车自动控制机械变速器等),开展高效控制氮氧化物等污染物排放技术研究等,积极推进有关先进技术应用。氧化物等污染物排放技术研究等,积极推进有关先进技术应用。*第18
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