第1章 新能源汽車概述《新能源汽車整車控制技術(shù)》教學(xué)課件

1.1新能源和新能源汽車1.2新能源汽車分類1.3新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)第1章新能源汽車概述

1.1新能源和新能源汽車什么是新能源？1980年聯(lián)合國召開的“聯(lián)合國新能源和可再生能源會議”對新能源的定義為：以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)的可再生能源得到現(xiàn)代化的開發(fā)和利用，使用取之不盡、周而復(fù)始的可再生能源取代資源有限、對環(huán)境有污染的化石能源，重點(diǎn)開發(fā)太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、潮汐能、地?zé)崮芎秃四?。新能源汽?007年11月我國在《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》中定義：新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù)，形成技術(shù)原理先進(jìn)，具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。由此確定了新能源汽車的范圍，即新能源汽車包括混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(BEV，包括太陽能汽車)、燃料電池汽車(FCEV)和其他新能源(如超級電容器、飛輪等高效儲能器)汽車等。新能源客車的技術(shù)要求

①非快充類純電動客車單位載質(zhì)量能量消耗量（Ekg）不高于0.19Wh/km·kg，電池系統(tǒng)能量密度不低于135Wh/kg，續(xù)駛里程不低于200km（等速法）。計算Ekg值所需的附加質(zhì)量按照《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》（財建〔2015〕134號）執(zhí)行，能量消耗率按《電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法》（GB/T18386-2017）測試（新能源貨車也按此計算）。②快充類純電動客車快充倍率要高于3C。③插電式混合動力客車（含增程式）節(jié)油率水平要高于60%。對于燃用氣體燃料的插電式混合動力客車，以油電混合動力客車為基準(zhǔn)按照一定比例進(jìn)行折算。插電式混合動力客車（含增程式）純電續(xù)駛里程不低于50km（等速法）。④取消新能源客車電池系統(tǒng)總質(zhì)量占整車整備質(zhì)量比例（m/m）不高于20%的門檻要求。新能源貨車的技術(shù)要求①純電動貨車裝載動力電池系統(tǒng)能量密度不低于125Wh/kg。②純電動貨車單位載質(zhì)量能量消耗量（Ekg）不高于0.30Wh/km·kg。作業(yè)類純電動專用車噸百公里電耗（按試驗(yàn)質(zhì)量）不超過8kWh。③插電式混合動力貨車（含增程式）燃料消耗量（不含電能轉(zhuǎn)化的燃料消耗量）與現(xiàn)行的常規(guī)燃料消耗量國家標(biāo)準(zhǔn)中對應(yīng)限值相比小于60%。④純電動貨車?yán)m(xù)駛里程不低于80km。插電式混合動力貨車（含增程式）純電續(xù)駛里程不低于50km1.2新能源汽車分類新能源汽車

包括純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車三種類型。配置大容量電能儲存裝置，行駛的里程中全部或部分由電機(jī)驅(qū)動完成的汽車統(tǒng)稱為新能源汽車。1.純電動汽車純電動汽車(BatteryElectricVehicle，BEV)是完全由可充電電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池）提供動力源的汽車。2.混合動力電動汽車混合動力電動汽車是指使用電機(jī)和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)聯(lián)合驅(qū)動的汽車.按動力耦合方式的不同可以分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式?；炻?lián)式按驅(qū)動方式又分為混合動力汽車(HEV)和插電式混合動力汽車(PHEV)。3.燃料電池電動汽車燃料電池電動車(FCEV)，燃料電池電動汽車是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下,在燃料電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能驅(qū)動的汽車1.３新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)1.電動機(jī)技術(shù)2.電池技術(shù)3.電控技術(shù)4.純電動汽車整車技術(shù)5.混合動力電動汽車整車技術(shù)6.燃料電池電動汽車整車技術(shù)1．電機(jī)技術(shù)目前，新能源汽車行業(yè)為了滿足混合動力大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的需求，正在開發(fā)混合動力發(fā)動機(jī)/電機(jī)總成（發(fā)動機(jī)+ISG/BSG）和機(jī)電耦合傳動總成（電機(jī)+變速器），使之形成系列化產(chǎn)品和市場競爭力，為混合動力電動汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)支撐；為了滿足純電驅(qū)動大規(guī)模商業(yè)化需求，正在開發(fā)純電動汽車驅(qū)動電機(jī)及其傳動系統(tǒng)系列，同步開發(fā)配套的發(fā)動機(jī)發(fā)電機(jī)組（APU）系列，為實(shí)現(xiàn)純電動汽車大規(guī)模商業(yè)化提供技術(shù)支撐；為了滿足下一代純電驅(qū)動系統(tǒng)，從新材料/新結(jié)構(gòu)/自傳感電機(jī)、IGBT芯片封裝和驅(qū)動系統(tǒng)混合集成、新型傳動結(jié)構(gòu)等方面著手，正在開發(fā)高效率、高材料利用率、高密度和適應(yīng)極限環(huán)境條件的電力電子、電機(jī)與傳動技術(shù)，同時探索下一代車用電機(jī)驅(qū)動及其傳動系統(tǒng)解決方案，滿足電動汽車可持續(xù)發(fā)展需求。2．電池技術(shù)

新能源汽車行業(yè)以動力電池模塊為核心，尋求以能量型鋰離子蓄電池為重點(diǎn)的車用動力電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化突破。新能源汽車行業(yè)以車用能量型動力電池為主要發(fā)展方向，兼顧功率型動力電池和超級電容器的發(fā)展，全面提高動力電池輸入輸出特性、安全性、一致性、耐久性和性價比等綜合性能；強(qiáng)化動力電池系統(tǒng)集成與熱－電綜合管理技術(shù)，促進(jìn)動力電池模塊化技術(shù)發(fā)展；實(shí)現(xiàn)車用動力電池模塊標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，為支撐純電動汽車的商業(yè)化運(yùn)營模式提供保障；瞄準(zhǔn)國際前沿技術(shù)，深入開展下一代新型車用動力電池自主創(chuàng)新研發(fā)，為電動汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展進(jìn)行技術(shù)儲備；重點(diǎn)研究新型鋰離子蓄電池，研究新型鋰離子蓄電池設(shè)計、性能預(yù)測、安全評價及安全性新技術(shù)。在新體系動力電池方面，重點(diǎn)研究金屬空氣電池、多電子反應(yīng)電池和自由基聚合物電池等，并通過實(shí)驗(yàn)技術(shù)驗(yàn)證，建立動力電池創(chuàng)新發(fā)展技術(shù)研發(fā)體系。3．電控技術(shù)

新能源汽車行業(yè)重點(diǎn)開發(fā)混合動力專用發(fā)動機(jī)先進(jìn)控制算法（滿足國VI以上排放法規(guī)）、混合動力系統(tǒng)先進(jìn)實(shí)時控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、多部件間的轉(zhuǎn)矩耦合和動態(tài)協(xié)調(diào)控制算法，研制高性能的混合動力系統(tǒng)（整車）控制器，滿足混合動力電動汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化技術(shù)需求。新能源汽車行業(yè)重點(diǎn)開發(fā)先進(jìn)的純電驅(qū)動汽車分布式、高容錯和強(qiáng)實(shí)時控制系統(tǒng)，高效、智能和低噪聲的電動化總成控制系統(tǒng)（電動空調(diào)、電動轉(zhuǎn)向、制動能量回饋控制系統(tǒng)），電動汽車的車載信息、智能充電及其遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，滿足純電動汽車大規(guī)模生產(chǎn)需要。

新能源汽車行業(yè)重點(diǎn)開發(fā)基于新型電機(jī)集成驅(qū)動的一體化底盤動力學(xué)控制系統(tǒng)、高性能的下一代整車控制器及其專用芯片、電動汽車智能交通系統(tǒng)（ITS）與車網(wǎng)融合技術(shù)（V2X包括V2G汽車到電網(wǎng)的鏈接；V2H汽車到家庭的鏈接；V2V汽車到汽車的鏈接等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)），為下一代純電驅(qū)動汽車開發(fā)提供技術(shù)支撐。4．純電動汽車整車技術(shù)

純電動商用車方面，重點(diǎn)研究整車NVH、輕量化、熱管理、故障診斷、容錯控制與電磁兼容及電安全技術(shù)。插電式混合動力電動汽車方面，掌握插電式混合動力構(gòu)型及專用發(fā)動機(jī)系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)；突破高效機(jī)電耦合技術(shù)、輕量化、熱管理、故障診斷、容錯控制與電磁兼容技術(shù)、電安全技術(shù)；開發(fā)出高性價比、可滿足大規(guī)模商業(yè)化需求的插電式混合動力轎車和商用車系列產(chǎn)品。5．混合動力電動汽車整車技術(shù)

中度混合動力方面，突破混合動力電動汽車關(guān)鍵技術(shù)，深化發(fā)動機(jī)控制技術(shù)研究，解決動力源工作狀態(tài)切換和動態(tài)協(xié)調(diào)控制，以及能源優(yōu)化管理，掌握整車故障診斷技術(shù)，進(jìn)一步提高整車的可靠性、耐久性、性價比，開發(fā)出高性價比、具有市場競爭力、可大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的混合動力電動汽車系列產(chǎn)品。

深度混合動力方面，突破混合動力系統(tǒng)構(gòu)型技術(shù)、能量管理協(xié)調(diào)控制技術(shù)，開發(fā)深度混合動力新構(gòu)型；開發(fā)出高性價比、可大規(guī)模批量生產(chǎn)的深度混合動力轎車和商用車產(chǎn)品。6．燃料電池電動汽車整車技術(shù)

在動力電池方面，要加強(qiáng)新材料的研究與應(yīng)用，如開展高電壓材料，硅碳負(fù)極板等多元新材料的研究和電極、電解質(zhì)的研究來提高電池性能；研發(fā)高功率極片、芯結(jié)構(gòu)的電池組，盡早實(shí)現(xiàn)專利布局；在正、負(fù)極，鋰離子生產(chǎn)方面對提高質(zhì)量、降低成本進(jìn)行基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。