新能源汽車動力蓄電池系統(tǒng)構(gòu)造與檢修 課件 任務(wù)2-1 動力蓄電池發(fā)展趨勢認(rèn)知

項(xiàng)目二新能源汽車動力蓄電池概述新能源汽車動力蓄電池及管理技術(shù)1.掌握新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的動力來源和系統(tǒng)組成的區(qū)別。2.了解新能源汽車和動力電池的發(fā)展歷史。3.了解動力電池和電動汽車的未來發(fā)展趨勢。4.掌握動力電池的各性能參數(shù)及含義。知識目標(biāo)技能目標(biāo)1.能正確分析新能源汽車動力來源2.能邏輯清晰地闡述動力電池的未來發(fā)展趨勢。增強(qiáng)嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的意識。具有團(tuán)隊協(xié)作意識和吃苦耐勞精神，并樹立正確的理想信念。3、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、查找資料、制定計劃的能力；4、培養(yǎng)學(xué)生具備從事汽車行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)。思政目標(biāo)目錄CONTENTS動力蓄電池的參數(shù)及性能指標(biāo)認(rèn)知任務(wù)2動力蓄電池的發(fā)展趨勢認(rèn)知任務(wù)1新能源汽車動力蓄電池概述

動力電池作為新能源汽車高壓部件之一，起著整車能量存儲的作用，目前不同品牌或車型在電池的選用上有所不同，主要種類有鉛酸電池、鋰離子電池、鎳氫電池以及氫燃料電池等。本項(xiàng)目主要介紹新能源汽車對動力電池的要求，以及認(rèn)知各類常用動力電池的類型、特點(diǎn)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作原理等。任務(wù)引入任務(wù)準(zhǔn)備：純電動汽車一輛、純電動汽車維修手冊、學(xué)習(xí)工作頁、微課資源、汽車維修專用工具等。任務(wù)準(zhǔn)備1、新能源汽車的類別按享受國家新能源汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類：插電式混合動力汽車是一種配有充電插口和具備車載供電功能的純電能驅(qū)動的電動乘用汽車，也稱之為增程式混合動力汽車。一、新能源汽車的定義與類型2、新能源汽車的類別按享受國家新能源汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類：純電動汽車是指以車載電池為動力源，用電機(jī)驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)要求的乘用車輛。一、新能源汽車的定義與類型3、新能源汽車的類別按享受國家新能源汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類：燃料電池汽車是一種用車載燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為動力的汽車。通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能動力。一、新能源汽車的定義與類型1、動力來源不同內(nèi)燃機(jī)汽車：內(nèi)燃機(jī)、燃料（汽油、柴油、天然氣等）新能源汽車：電動機(jī)（交流變頻電機(jī)、永磁同步電機(jī)）能源：可充電動力電池，直流逆變技術(shù)）

從外形上看，電動汽車與日常見到的汽車并沒有什么區(qū)別，區(qū)別主要在于動力源及其驅(qū)動系統(tǒng)，即純電動汽車的電動機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機(jī)，蓄電池相當(dāng)于原來的油箱。內(nèi)燃機(jī)汽車：發(fā)動機(jī)控制（各個工況）整車控制技術(shù)（全車各系統(tǒng)綜合控制）新能源汽車：電機(jī)控制器（各個驅(qū)動狀態(tài)）整車控制器（全車各系統(tǒng)綜合控制）二、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的不同2、傳動系統(tǒng)不同內(nèi)燃機(jī)汽車：離合器（液力變矩器）、變速器、減速器、差速器新能源汽車：差速器3、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不同內(nèi)燃機(jī)汽車：液壓助力轉(zhuǎn)向（液壓助力泵由發(fā)動機(jī)帶動）、電液轉(zhuǎn)向助力或者電動助力轉(zhuǎn)向。新能源汽車：電動助力轉(zhuǎn)向，12V直流電驅(qū)動助力電機(jī)作轉(zhuǎn)向助力，根據(jù)車速來控制驅(qū)動電流大小，從而調(diào)節(jié)助力的大小，實(shí)現(xiàn)車速高時助力小，車速低時助力大的要求。動力輸入動力輸出動力輸出二、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的不同5、制動系統(tǒng)不同內(nèi)燃機(jī)汽車

ABS系統(tǒng)和制動真空助力系統(tǒng)，真空助力的真空源取自發(fā)動機(jī)運(yùn)行后進(jìn)氣道內(nèi)真空度。停車后真空助力作用消失。渦輪增壓發(fā)動機(jī)、缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)帶真空泵或輔助真空泵。少部分車型帶能量回收系統(tǒng)。純電動汽車ABS系統(tǒng)和制動真空助力系統(tǒng)，真空助力的真空源來自于12V直流電驅(qū)動的真空泵。在停車時真空助力也可起作用。帶能量回收系統(tǒng)。6、空調(diào)系統(tǒng)不同內(nèi)燃機(jī)汽車空調(diào)系統(tǒng)：壓縮機(jī)由發(fā)動機(jī)通過皮帶驅(qū)動制冷；熱風(fēng)由發(fā)動機(jī)冷卻水的熱量在散熱器上散發(fā)，由熱風(fēng)電機(jī)風(fēng)扇吹到車內(nèi)。新能源汽車新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)由高壓直流電驅(qū)動電機(jī)，帶動壓縮機(jī)制冷；熱風(fēng)由高壓直流電通過PTC器件發(fā)熱產(chǎn)生熱量，由熱風(fēng)電機(jī)風(fēng)扇吹到車內(nèi)。二、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的不同6、空調(diào)系統(tǒng)不同內(nèi)燃機(jī)汽車空調(diào)系統(tǒng)：壓縮機(jī)由發(fā)動機(jī)通過皮帶驅(qū)動制冷；熱風(fēng)由發(fā)動機(jī)冷卻水的熱量在散熱器上散發(fā)，由熱風(fēng)電機(jī)風(fēng)扇吹到車內(nèi)。新能源汽車新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)由高壓直流電驅(qū)動電機(jī)，帶動壓縮機(jī)制冷；熱風(fēng)由高壓直流電通過PTC器件發(fā)熱產(chǎn)生熱量，由熱風(fēng)電機(jī)風(fēng)扇吹到車內(nèi)。二、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的不同7、低壓電源不同內(nèi)燃機(jī)汽車低壓電源：內(nèi)燃機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，整流后為12V蓄電池充電。內(nèi)燃機(jī)啟動前和啟動時由12V蓄電池供電，發(fā)動機(jī)運(yùn)行后，由發(fā)電機(jī)和蓄電池同時供電。新能源汽車低壓12V蓄電池在車輛工作時有高壓動力電池通過DC/DC轉(zhuǎn)換成12V后充電。DC/DC于蓄電池同時供！12V直流電。高壓動力電池關(guān)閉后，12V蓄電池維持低壓系統(tǒng)供電。高壓動力電池接入工作后，8、儀表顯示不同內(nèi)燃機(jī)汽車儀表顯示：車速、里程、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)油壓力、燃油量、冷卻水溫、燈光信號、故障信號……新能源汽車儀表顯示：車速、里程、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電池電量、電池電壓、燈光信號、故障信號……二、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的不同

1800年代，亞歷山大·伏特制成了人類歷史上最早的電池，后人稱之為伏特電池。

1830年，威廉姆·斯特金解決了伏特電池的弱電流和極化問題，使電池的使用壽命大大延長。

1836年，約翰·丹尼爾進(jìn)一步改進(jìn)了伏特電池，提高了伏特電池的穩(wěn)定性，后人稱之為丹尼爾電池。它是第一個可長時間持續(xù)供電的蓄電池。1859年，法國科學(xué)家普蘭特加斯東(PlantGaston)最早發(fā)明的一種能夠產(chǎn)生較大電流的可重復(fù)充電的鉛酸電池。

1899年WaldmarJungner發(fā)明了Cd-Ni電池；1901年愛迪生發(fā)明了Fe-Ni電池；

1984年荷蘭的飛利浦（Philips）公司成功研制出LaNi5儲氫合金，并制備出Ni-MH電池。三、電池的發(fā)展史伏特電池的小故事1799年，伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水里，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過。于是，他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片，平疊起來。用手觸摸兩端時，會感到強(qiáng)烈的電流刺激。伏特用這種方法成功的制成了世界上第一個電池──“伏特電堆”，成為早期電學(xué)實(shí)驗(yàn)、電報機(jī)的電力來源。伏特（左）向拿破侖（右）展示伏打電堆三、電池的發(fā)展史丹尼爾電池的小故事1836年，英國的丹尼爾對“伏特電堆”進(jìn)行了改良。他使用稀硫酸作電解液，解決了電池極化問題，制造出第一個不極化，能保持平衡電流的鋅─銅電池，又稱“丹尼爾電池”。三、電池的發(fā)展史普蘭特和他發(fā)明的鉛酸電池三、電池的發(fā)展史

1895年，由亨利·莫瑞斯（HenryMorris）和皮德·羅·沙龍（PedroSalom）制造的ElectrobatⅡ，安裝了兩臺驅(qū)動電機(jī)，能以20mile/h的速度行駛25mile。四、電動汽車的發(fā)展史

1899年5月，一個名叫卡米勒·杰納茨(CamilleJenatzy)的比利時人駕駛一輛44kW雙電動機(jī)為動力的后輪驅(qū)動的子彈頭型電動汽車，創(chuàng)造了時速68mile(110km)的記錄，并且續(xù)駛里程達(dá)到了約290km。這也是世界上第一輛時速超過100公里的汽車。四、電動汽車的發(fā)展史

1900年，BGS公司生產(chǎn)的電動汽車創(chuàng)造了單次充電行駛180mile的最長里程紀(jì)錄，電動汽車在出租車領(lǐng)域得到應(yīng)用。四、電動汽車的發(fā)展史愛迪生的電動汽車1910年的電動汽車廣告四、電動汽車的發(fā)展史中國動力電池市場規(guī)模與增長速度

中國作為全球最大的新能源汽車產(chǎn)銷市場，2018年中國動力電池市場規(guī)模突破820億元，動力電池裝總裝機(jī)量達(dá)到56.9GWh，動力電池產(chǎn)量達(dá)到70.6GWh。五、國內(nèi)、外動力電池發(fā)展現(xiàn)狀目前，中國動力電池已經(jīng)形成上游材料、中游生產(chǎn)以及下游應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)布局作為動力電池產(chǎn)業(yè)衍生行業(yè)，中國電池回收行業(yè)處于起始階段，目前已形成由生產(chǎn)者主導(dǎo)的回收和以專業(yè)第三方為主體的回收兩種模式。中國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈5.1中國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈5.2中國動力電池行業(yè)發(fā)展中國動力電池行業(yè)發(fā)展趨勢1）.動力電池未來向高性能、低成本、長壽命發(fā)展；2）.產(chǎn)銷量持續(xù)快速增長，行業(yè)集中度在競爭中提升；3）.動力電池系統(tǒng)銷售價格有力下降，上游材料成為關(guān)鍵因素；4）.動力電池發(fā)展利好，但負(fù)面事件頻發(fā)仍引擔(dān)憂；5）.回收路線漸趨清晰，商業(yè)體系仍待健全；有數(shù)據(jù)顯示，動力電池行業(yè)頭部效應(yīng)明顯，2018年上半年，寧德時代裝機(jī)量6.58GWh，市場占有率達(dá)到42.24%，排在首位；比亞迪以3.35GWh占比21.50%，排名第二；兩家合計占比63.74%。國軒高科以892.23MWh占比5.73%排在第三位，第四名孚能科技以753.56MWh占比4.84%，第五名億緯鋰能以547.82MWh占比3.52%，動力電池行業(yè)前5家企業(yè)市場占有率達(dá)到77.82%。1）寧德時代：從供應(yīng)商到合作商寧德時代成立于2011年并于2018年6月11日在創(chuàng)業(yè)板上市。寧德時代建立了動力和儲能電池領(lǐng)域完整的研發(fā)、制造能力，擁有材料、電芯、電池系統(tǒng)、電池回收的全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)。在電動汽車領(lǐng)域，已與國際頂級汽車廠商及國內(nèi)眾多知名汽車廠商建立了深度合作關(guān)系，為全球客戶研發(fā)、生產(chǎn)純電動汽車、混合動力汽車的動力電池系統(tǒng)。5.3中國動力電池行業(yè)裝機(jī)供應(yīng)前五企業(yè)2）比亞迪：從封閉到開放

比亞迪以電池起家。隨著新能源汽車快速發(fā)展，比亞迪也開放了動力電池業(yè)務(wù)。

比亞迪創(chuàng)立于1995年，主要生產(chǎn)商務(wù)轎車和家用轎車和電池。2003年成長為全球第二大充電電池生產(chǎn)商，同年組建比亞迪汽車。

在2017年，比亞迪宣布將動力電池業(yè)務(wù)獨(dú)立出來，并向外供應(yīng)動力電池，同時采購具有競爭力的其他企業(yè)動力電池。5.3中國動力電池行業(yè)裝機(jī)供應(yīng)前五企業(yè)3）國軒高科：發(fā)力三元高鎳電池

國軒高科承接國家科技部300wh／kg高能量密度重大科技專項(xiàng)進(jìn)展順利，公司已開發(fā)出的三元811軟包電芯，能量密度到達(dá)了302wh／kg。

在上游投資了磷酸鐵鋰正極材料與三元正極材料，未來將實(shí)現(xiàn)原材料全部自供，在下游也緊跟與車企綁定的趨勢，是北汽新能源的股東之一。

合肥國軒高科動力能源有限公司成立于2006年5月。公司主要從事鐵鋰動力電池新材料、電池芯、電池組及電動自行車、風(fēng)光鋰電綠色照明系統(tǒng)、電動汽車等相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，并延伸開發(fā)電動高爾夫車、鋰電光伏電源、鋰電備用電源等多領(lǐng)域系列產(chǎn)品。5.3中國動力電池行業(yè)裝機(jī)供應(yīng)前五企業(yè)4）孚能科技：發(fā)展勢頭強(qiáng)勁2018年2月7日，孚能科技宣布完成C輪50億元人民幣融資，引入了中國國有資本風(fēng)險投資基金、興業(yè)銀行股份有限公司、國新國信東吳海外基金等戰(zhàn)略投資者，投后估值130億。

目前孚能科技已經(jīng)給北汽新能源、江鈴、長安、長城、瑞麗、昌河等車企實(shí)現(xiàn)批量供貨，今年3月，其還通過了德國戴姆勒集團(tuán)VDA6.3過程質(zhì)量審核成功進(jìn)入戴姆勒供應(yīng)商體系。在18年上半年，孚能科技累計出貨超10萬套。5.3中國動力電池行業(yè)裝機(jī)供應(yīng)前五企業(yè)5）億緯理能：形成動力電池全系產(chǎn)品格局

億緯鋰能采取的多方位技術(shù)路線布局戰(zhàn)略，目前已形全面覆蓋新能源專用車、商用車、乘用車等不同領(lǐng)域，億緯鋰能也由此成為國內(nèi)少數(shù)具備動力電池全面解決方案的電池生產(chǎn)企業(yè)之一。

惠州億緯鋰能股份有限公司自2001年成立，具有自助知識產(chǎn)權(quán)和國際先進(jìn)技術(shù)水平的新型鋰電能源領(lǐng)先企業(yè)。圍繞著“追求卓越、質(zhì)量優(yōu)先、創(chuàng)造價值、言而有信、團(tuán)隊合作、尊重個人”的企業(yè)核心價值觀，歷經(jīng)10年的快速發(fā)展，現(xiàn)已成為中國鋰電池行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)；5.3中國動力電池行業(yè)裝機(jī)供應(yīng)前五企業(yè)5.42019年中國動力電池行業(yè)市場前景及投資研究報告鋰離子電池產(chǎn)業(yè)作為中國“十一五”期間重點(diǎn)發(fā)展的新能源、新能源汽車和新材料三大產(chǎn)業(yè)中的交叉產(chǎn)業(yè)，伴隨政策的支持，帶動了中國鋰離子電池市場保持高速增長態(tài)勢?！笆晃濉币黄趧恿﹄姵匕l(fā)展計劃我國用鋰離子電池的發(fā)展趨勢5.5中國動力電池行業(yè)產(chǎn)能過?，F(xiàn)象動力電池行業(yè)出現(xiàn)產(chǎn)能過剩現(xiàn)象

除了國內(nèi)動力電池廠商的加速擴(kuò)張外，外資電池公司的本土化進(jìn)程也在加速。2020電動汽車補(bǔ)貼計劃將減少，為國外電池企業(yè)的發(fā)展提供空間。2018年7月，韓國SK表示，準(zhǔn)備在中國建設(shè)15GWh生產(chǎn)基地。并計劃在2025年全球?qū)崿F(xiàn)60GWh以上的規(guī)模。預(yù)算，目前生產(chǎn)的動力電池產(chǎn)能全部釋放，將形成170GWh/年的巨大產(chǎn)能，約為當(dāng)前市場實(shí)際需求的7倍，能夠滿足500萬輛電動乘用車和50萬輛電動大客車的總需求。動力電池產(chǎn)能過剩的問題已經(jīng)出現(xiàn)。

動力電池產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩，追求龍頭企業(yè)質(zhì)量，小廠商的落后產(chǎn)能得不到很好的消化。中小型制造商不會被消化，企業(yè)生存將被連續(xù)擠壓。在產(chǎn)能過剩的困擾下，一些中小型制造商可能會轉(zhuǎn)型低速車輛和小型能源儲存等技術(shù)要求較低的領(lǐng)域，從而退出電池動力領(lǐng)域。5.6國外動力電池發(fā)展現(xiàn)狀

日本在鋰離子電池領(lǐng)域居技術(shù)領(lǐng)先地位，已制定至2030年發(fā)展規(guī)劃，系統(tǒng)地安排研發(fā)課題，以維持長期的領(lǐng)先地位；松下、NEC、索尼等著名公司都建有大規(guī)模鋰離子電池生產(chǎn)線。