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1、第第2章章 新能源汽新能源汽车类型型2.1 2.1 纯电动汽汽车2.2 2.2 混合混合动力力电动汽汽车2.3 2.3 燃料燃料电池池电动汽汽车2.4 2.4 气体燃料汽气体燃料汽车2.5 2.5 生物燃料汽生物燃料汽车2.6 2.6 氢燃料汽燃料汽车2.7 2.7 太阳能汽太阳能汽车第第第第 1 1 页页页页1 1 页页页页1 1 页页页页2.1 纯电动汽汽车纯电动汽汽车的的类型型纯电动汽汽车的的结构原理构原理2.1.3 2.1.3 纯电动汽汽车驱动系系统布置形式布置形式2.1.4 2.1.4 纯电动汽汽车的特点的特点2.1.5 2.1.5 电动汽汽车的关的关键技技术2.1.6 2.1.6
2、纯电动汽汽车车型型实例例第第第第 2 2 页页页页纯电动汽汽车的的类型型纯电动汽汽车是是指指以以车载电源源为动力力，用用电机机驱动车轮行行驶，符符合合道道路路交交通通、安安全全法法规各各项要要求求的的车辆。一一般般采采用用高高效效率率充充电蓄蓄电池池为动力力源源。纯电动汽汽车无无需需再再用用内内燃燃机机，因因此此，纯电动汽汽车的的电动机机相相当当于于传统汽汽车的的发动机机，蓄蓄电池池相相当当于于原原来来的的油油箱箱，电能能是是二二次次能能源源，可可以以来来源源于于风能能、水能、水能、热能、太阳能等多种方式。能、太阳能等多种方式。纯电动汽汽车可可分分为2 2种种类型型，即即用用纯蓄蓄电池池作作为
3、动力力源源的的纯电动汽汽车和装有和装有辅助助动力源的力源的纯电动汽汽车。第第第第 3 3 页页页页纯电动汽汽车的的类型型1.1.用用纯蓄蓄电池作池作为动力源的力源的纯电动汽汽车用用单一蓄一蓄电池作池作为动力源的力源的纯电动汽汽车，只装置了蓄，只装置了蓄电池池组，它的它的电力和力和动力力传输系系统如如图所示。所示。第第第第 4 4 页页页页纯电动汽汽车的的类型型2.2.装有装有辅助助动力源的力源的纯电动汽汽车用用单一蓄一蓄电池作池作为动力源的力源的纯电动汽汽车，蓄，蓄电池的比能量和池的比能量和比功率比功率较低，蓄低，蓄电池池组的的质量和体量和体积较大。因此，在某些大。因此，在某些纯电动汽汽车上增
4、加上增加辅助助动力源，如超力源，如超级电容器、容器、发电机机组、太阳能、太阳能等，由此改善等，由此改善纯电动汽汽车的启的启动性能和增加性能和增加续驶里程。装有里程。装有辅助助动力源的力源的纯电动汽汽车的的电力和力和动力力传输系系统如如图所示。所示。第第第第 5 5 页页页页2.1.2 纯电动汽汽车的的结构原理构原理燃燃油油汽汽车主主要要由由发动机机，底底盘、车身身和和电气气四四大大部部分分组成成，纯电动汽汽车的的结构构与与燃燃油油汽汽车相相比比，主主要要增增加加了了电力力驱动控控制制系系统，而而取取消消了了发动机机，电力力驱动控控制制系系统的的组成成与与工工作作原原理理如如图2.42.4所所示
5、示，它它由由电力力驱动主主模模块、车载电源源模模块和和辅助模助模块三大部分三大部分组成。成。当当汽汽车行行驶时，由由蓄蓄电池池输出出电能能(电流流)通通过控控制制器器驱动电动机机运运转，电动机机输出出的的转矩矩经传动系系统带动车轮前前进或或后后退退。电动汽汽车续驶里里程程与与蓄蓄电池池容容量量有有关关，蓄蓄电池池容容量量受受诸多多因因素素限限制制。要要提提高高一一次次充充电续驶里里程程，必必须尽尽可可能能地地节省省蓄蓄电池的能量。池的能量。第第第第 6 6 页页页页2.1.2 纯电动汽汽车的的结构原理构原理第第第第 7 7 页页页页2.1.2 纯电动汽汽车的的结构原理构原理1 1电力力驱动主模
6、主模块电力力驱动主模主模块主要包括中央控制主要包括中央控制单元、元、驱动控制器、控制器、电机、机械机、机械传动装装置和置和车轮等。它的功用是将存等。它的功用是将存储在蓄在蓄电池中的池中的电能高效地能高效地转化化为车轮的的动能，并能能，并能够在汽在汽车减速制减速制动时，将，将车轮的的动能能转化化为电能充入蓄能充入蓄电池。池。中央控制中央控制单元根据加速踏板和制元根据加速踏板和制动踏板的踏板的输入信号，向入信号，向驱动控制器控制器发出相出相应的控制指令，的控制指令，对电动机机进行启行启动、加速、减速、制、加速、减速、制动控制。控制。驱动控制器是按中央控制控制器是按中央控制单元的指令和元的指令和电动
7、机的速度、机的速度、电流反流反馈信号，信号，对电动机的速度、机的速度、驱动转矩和旋矩和旋转方向方向进行控制。行控制。驱动控制器必控制器必须和和电动机机配套使用。配套使用。电机在机在电动汽汽车中被要求承担中被要求承担电动和和发电的双重功能，即在正常行的双重功能，即在正常行驶时发挥其主要的其主要的电动机功能，将机功能，将电能能转化化为机械能；在减速和下坡滑行机械能；在减速和下坡滑行时又被又被要求要求进行行发电，将，将车轮的的惯性性动能能转化化为电能。能。机械机械传动装置是将装置是将电动机的机的驱动转矩矩传输给汽汽车的的驱动轴，从而，从而带动汽汽车车轮行行驶。第第第第 8 8 页页页页2.1.2 纯
8、电动汽汽车的的结构原理构原理2 2车载电源模源模块电源源电源模源模块主要包括蓄主要包括蓄电池池电源、能量管理系源、能量管理系统和充和充电控控制器等。它的功用是向制器等。它的功用是向电动机提供机提供驱动电能、能、监测电源使用源使用情况以及控制充情况以及控制充电机向蓄机向蓄电池充池充电。纯电动汽汽车的常用的常用电源有源有铅酸酸电池、池、镍镉电池、池、镍氢电池、池、锂离子离子电池等。池等。纯电动汽汽车的能量管理主要是指的能量管理主要是指电池管理系池管理系统，它的主要功，它的主要功用是用是对电动汽汽车用用电池池单体及整体及整组进行行实时监控、充放控、充放电、巡巡检、温度、温度监测等。等。充充电控制器是
9、把交流控制器是把交流电转化化为相相应电压的直流的直流电，并按要求，并按要求控制其控制其电流。流。第第第第 9 9 页页页页2.1.2 纯电动汽汽车的的结构原理构原理辅助系助系统主要包括主要包括辅助助动力源、力源、动力力转向系向系统、驾驶室室显示操示操纵台和各种台和各种辅助装置等。助装置等。辅助系助系统除除辅助助动力源外，力源外，依据不同依据不同车型而不同。型而不同。辅助助动力源主要由力源主要由辅助助电源和源和DC/DCDC/DC功率功率转换器器组成，其功成，其功用是供用是供给电动汽汽车其它各种其它各种辅助装置所需要的助装置所需要的动力力电源，源，一般一般为12V12V或或24V24V的直流低的
10、直流低压电源，它主要源，它主要给动力力转向、制向、制动力力调节控制、照明、空控制、照明、空调、电动窗窗门等各种等各种辅助装置提助装置提供所需的能源。供所需的能源。动力力转向系向系统是是为实现汽汽车的的转弯而弯而设置的，它由置的，它由转向向盘、转向器、向器、转向机构和向机构和转向向轮等等组成。作用在成。作用在转向向盘上的控上的控制力，通制力，通过转向器和向器和转向机构使向机构使转向向轮偏偏转一定的角度，一定的角度，实现汽汽车的的转向。向。第第第第 10 10 页页页页2.1.2 纯电动汽汽车的的结构原理构原理驾驶室室显示操示操纵台台类同于同于传统汽汽车驾驶室的室的仪表表盘，不，不过其功能根据其功
11、能根据电动汽汽车驱动的控制特点有所增减，其信息指的控制特点有所增减，其信息指示更多地示更多地选用数字或液晶屏幕用数字或液晶屏幕显示。示。辅助装置主要有照明、各种声光信号装置、助装置主要有照明、各种声光信号装置、车载音箱音箱设备、空空调、刮水器、刮水器、风窗除霜清洗器、窗除霜清洗器、电动门窗、窗、电控玻璃升控玻璃升降器、降器、电控后控后视镜调节器、器、电动座椅座椅调节器、器、车身安全防身安全防护装置控制器等。它装置控制器等。它们主要是主要是为提高汽提高汽车的操控性、舒适的操控性、舒适性、安全性而性、安全性而设置的，根据需要置的，根据需要进行行选用。用。第第第第 11 11 页页页页2.1.3 纯
12、电动汽汽车驱动系系统布置形式布置形式 电动汽汽车的的驱动系系统是是电动汽汽车的核心部的核心部分，其性能决定着分，其性能决定着电动汽汽车运行性能的好运行性能的好坏。坏。电动汽汽车的的驱动系系统布置取决于布置取决于电机机驱动系系统的方式，可的方式，可以有多种多以有多种多样。常。常见的的驱动系系统布置形式布置形式如如图所示。所示。第第第第 12 12 页页页页2.1.3 纯电动汽汽车驱动系系统布置形式布置形式(1)(1)传统的的驱动模模式式。图（a a）与与传统汽汽车驱动系系统的的布布置置方方式式一一致致，带有有变速速器器和和离离合合器器，只只是是将将发动机机换成成电动机机，属属于于改改造造型型电动
13、汽汽车。这种种布布置置可可以以提提高高电动汽汽车的的起起动转矩，增加低速矩，增加低速时电动汽汽车的后的后备功率。功率。(2)(2)电动机机-驱动桥组合合式式驱动模模式式。图（b b）和和（c c）取取消消了了离离合合器器和和变速速器器，但但具具有有减减速速差差速速机机构构，由由1 1台台电动机机驱动两两车轮旋旋转。优点点是是可可以以继续沿沿用用当当前前发动机机汽汽车中中的的动力力传动装装置置，只只需需要要一一组电动机机和和逆逆变器器。这种种方方式式对电动机机的的要要求求较高高，不不仅要要求求电动机机具具有有较高高的的起起动转矩矩，而而且且要要求求具具有有较大大的的后后备功功率率，以以保保证电动
14、汽汽车的的起起动、爬坡、加速超爬坡、加速超车等等动力性。力性。第第第第 13 13 页页页页2.1.3 纯电动汽汽车驱动系系统布置形式布置形式(3)(3)电动机机-驱动桥整体式整体式驱动模式。模式。图（d d）是将）是将电动机装机装到到驱动轴上，直接由上，直接由电动机机实现变速和差速速和差速转换。这种种传动方式同方式同样对电动机有机有较高的要求，大起高的要求，大起动转矩和后矩和后备功功率，不率，不仅要求控制系要求控制系统有有较高的控制精度，而且要具高的控制精度，而且要具备良良好的可靠性，从而保好的可靠性，从而保证电动汽汽车行行驶的安全、平的安全、平稳。(4)(4)轮毂电机机驱动模式。模式。图（
15、e e）和（）和（f f）同）同图（d d）布置方式）布置方式比比较接近，将接近，将电动机直接装到了机直接装到了驱动轮上，由上，由电动机直接机直接驱动车轮行行驶。第第第第 14 14 页页页页2.1.4 纯电动汽汽车的特点的特点（1 1）无）无污染，噪声低。染，噪声低。纯电动汽汽车不不产生排气生排气污染，染，对环境保境保护和空气的和空气的洁净是十分有益的，有是十分有益的，有“零零污染染”的美称；的美称；电动汽汽车无内燃机无内燃机产生的噪声，生的噪声，电动机噪声小。机噪声小。（2 2）能源效率高，多）能源效率高，多样化。化。电动汽汽车的能源效率已超的能源效率已超过汽汽油机汽油机汽车，特，特别是在
16、城市运行。是在城市运行。电动汽汽车停止停止时不消耗不消耗电量，在制量，在制动过程中，程中，电动机可自机可自动转化化为发电机，机，实现制制动减速减速时能量的再利用。能量的再利用。另一方面，另一方面，电动汽汽车的的应用可有效地减少用可有效地减少对石油石油资源的依源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄，可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充池充电的的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、力、潮汐等能源潮汐等能源转化。除此之外，如果夜化。除此之外，如果夜间向蓄向蓄电池充池充电，还可以避开用可以避开用电高峰，有利于高峰，有利于电网均衡网均
17、衡负荷，减少荷，减少费用。用。第第第第 15 15 页页页页2.1.4 纯电动汽汽车的特点的特点（3 3）结构构简单，使用，使用维修方便。修方便。电动汽汽车较内燃机汽内燃机汽车结构构简单，运，运转、传动部件少，部件少，维修保养工作量小，当采用修保养工作量小，当采用交流感交流感应电动机机时，电动机无需保养机无需保养维护，更重要的是，更重要的是电动汽汽车易操易操纵。（4 4）动力力电源使用成本高，源使用成本高，续驶里程短。目前里程短。目前电动汽汽车尚尚不如内燃机汽不如内燃机汽车技技术完善，尤其是完善，尤其是动力力电池的寿命短，使池的寿命短，使用成本高。用成本高。电池的池的储能量小，一次充能量小，一
18、次充电后行后行驶里程不理想，里程不理想，电动车的价格的价格较贵。但随着。但随着电动汽汽车技技术的的发展，展，电动汽汽车存在的缺点会逐步得到解决。存在的缺点会逐步得到解决。第第第第 16 16 页页页页2.1.5 电动汽汽车的关的关键技技术 1 1电池及管理技池及管理技术电池是一直制池是一直制约电动汽汽车发展的关展的关键因素。要使因素。要使电动汽汽车能与燃油汽能与燃油汽车相相竞争，关争，关键就是要开就是要开发出比能量高、比功出比能量高、比功率大、使用寿命率大、使用寿命长、成本低的高效、成本低的高效电池。池。电池池组性能直接影响整性能直接影响整车的加速性能、的加速性能、续驶里程以及制里程以及制动能
19、量回收的效率等。能量回收的效率等。电池的成本和循池的成本和循环寿命直接影响寿命直接影响车辆的成本和可靠性，所有影响的成本和可靠性，所有影响电池性能的参数必池性能的参数必须得到得到优化。化。为了达到最佳的性能和寿命，需将了达到最佳的性能和寿命，需将电池包的温度控制在一池包的温度控制在一定范定范围内，减小包内不均匀的温度分布以避免模内，减小包内不均匀的温度分布以避免模块间的不的不平衡，以此避免平衡，以此避免电池性能下降，且可以消除相关的潜在危池性能下降，且可以消除相关的潜在危险。第第第第 17 17 页页页页2.1.5 电动汽汽车的关的关键技技术2 2电机及控制技机及控制技术电动汽汽车的的驱动电机
20、是机是电动汽汽车的关的关键部件。要使部件。要使电动汽汽车有良好的使用性能，有良好的使用性能，驱动电机机应具有具有较宽的的调速范速范围及及较高的高的转速，足速，足够大的启大的启动转矩，体矩，体积小、小、质量量轻、效率、效率高且有高且有动态制制动强和能量回和能量回馈的性能。的性能。电动汽汽车所用的所用的电动机正在向大功率、高机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向速、高效率和小型化方向发展。展。随着随着电机及机及驱动系系统的的发展，控制系展，控制系统趋于智能化和数字于智能化和数字化。化。变结构控制、模糊控制、神构控制、模糊控制、神经网网络、自适、自适应控制、控制、专家系家系统、遗传算法等非算法等
21、非线性智能控制技性智能控制技术，都将各自或，都将各自或结合合应用于用于电动汽汽车的的电动机控制系机控制系统。它。它们的的应用将使系用将使系统结构构简单、响、响应迅速、抗干迅速、抗干扰能力能力强，参数，参数变化具有化具有鲁棒性，可大大提高整个系棒性，可大大提高整个系统的的综合性能。合性能。第第第第 18 18 页页页页2.1.5 电动汽汽车的关的关键技技术3 3整整车控制技控制技术新型新型纯电动汽汽车整整车控制系控制系统是两条是两条总线的网的网络结构，即构，即驱动系系统的高速的高速CANCAN总线和和车身系身系统的低速的低速总线。高速。高速CANCAN总线每个每个节点点为各子系各子系统的的ECU
22、ECU，低速，低速总线按物理位置按物理位置设置置节点，基本原点，基本原则是基于空是基于空间位置的区域自治。位置的区域自治。实现整整车网网络化控制，其意化控制，其意义不只是解决汽不只是解决汽车电子化中出子化中出现的的线路复路复杂和和线束增加束增加问题，网，网络化化实现的通的通讯和和资源源共享能力成共享能力成为新的新的电子与子与计算机技算机技术在汽在汽车上上应用的一个用的一个基基础，同，同时也也为X-by-WireX-by-Wire技技术提供有力的支撑。提供有力的支撑。第第第第 19 19 页页页页2.1.5 电动汽汽车的关的关键技技术4 4整整车轻量化技量化技术(1)(1)通通过对整整车实际使用
23、工况和使用要求的分析，使用工况和使用要求的分析，对电池的池的电压、容量、容量、驱动电动机功率、机功率、转速和速和转矩、整矩、整车性能等性能等车辆参数的整体参数的整体优化，合理化，合理选择电池和池和电动机参数。机参数。(2)(2)通通过结构构优化和集成化、模化和集成化、模块化化优化化设计，减，减轻动力力总成、成、车载能源系能源系统的重量。的重量。(3)(3)积极采用极采用轻质材料，如材料，如电池箱的池箱的结构框架、箱体封皮、构框架、箱体封皮、轮毂等采用等采用轻质合金材料。合金材料。(4)(4)利用利用CADCAD技技术对车身承身承载结构件构件进行有限元分析研究，行有限元分析研究，用用计算和算和试
24、验相相结合的方式，合的方式，实现结构最构最优化。化。第第第第 20 20 页页页页2.1.6 纯电动汽汽车车型型实例例 1.1.奇瑞瑞麒奇瑞瑞麒纯电动汽汽车 第第第第 21 21 页页页页2.1.6 纯电动汽汽车车型型实例例2.2.奇瑞奇瑞QQQQ纯电动汽汽车 第第第第 22 22 页页页页2.1.6 纯电动汽汽车车型型实例例3.3.比比亚迪迪E6E6 第第第第 23 23 页页页页2.1.6 纯电动汽汽车车型型实例例4.4.吉利熊猫吉利熊猫纯电动汽汽车EK-1EK-1 第第第第 24 24 页页页页2.1.6 纯电动汽汽车车型型实例例5.5.长安奔奔安奔奔 第第第第 25 25 页页页页2.
25、1.6 纯电动汽汽车车型型实例例6.6.宝宝马Mini EMini E纯电动汽汽车 第第第第 26 26 页页页页2.1.6 纯电动汽汽车车型型实例例7.7.三菱三菱i MiEVi MiEV纯电动汽汽车 第第第第 27 27 页页页页2.1.6 纯电动汽汽车车型型实例例 8.8.日日产LeafLeaf纯电动汽汽车 第第第第 28 28 页页页页2.1.6 纯电动汽汽车车型型实例例9.9.奔奔驰smart fortwosmart fortwo纯电动汽汽车 第第第第 29 29 页页页页2.2 混合混合动力力电动汽汽车 2.2.1 2.2.1 混合混合动力力电动汽汽车的定的定义与分与分类2.2.2
26、 2.2.2 混合混合动力力电动汽汽车的的结构原理构原理2.2.3 2.2.3 混合混合动力力电动汽汽车的特点的特点2.2.4 2.2.4 混合混合动力力电动汽汽车车型型实例例第第第第 30 30 页页页页2.2.1 混合混合动力力电动汽汽车的定的定义与分与分类1.1.混合混合动力力电动汽汽车的定的定义从狭从狭义上上讲，混合，混合动力力电动汽汽车是指同是指同时装装备两种两种动力源力源热动力源（由力源（由传统的汽油机或者柴油机的汽油机或者柴油机产生）与生）与电动力源力源（电池与池与电动机）的汽机）的汽车。通。通过在混合在混合动力力电动汽汽车上使用上使用电机，使得机，使得动力系力系统可以按照整可以
27、按照整车的的实际运行工况要求灵活运行工况要求灵活调控，而控，而发动机保持在机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。也可以低油耗与排放。也可以认为混合混合动力力电动汽汽车通常是指既有通常是指既有蓄蓄电池可提供池可提供电力力驱动，又装有一个相，又装有一个相对小型内燃机的汽小型内燃机的汽车。第第第第 31 31 页页页页2.2.1 混合混合动力力电动汽汽车的定的定义与分与分类从广从广义上来上来讲，混合，混合动力力电动汽汽车指的是装指的是装备有两种具有不有两种具有不同特点同特点驱动装置的装置的车辆。这两个两个驱动装置中有一个是装置中有一个是车辆的的主要主要动
28、力来源，它能力来源，它能够提供提供稳定的定的动力力输出，出，满足汽足汽车稳定定行行驶的的动力需求，由于内燃机在汽力需求，由于内燃机在汽车上成功的上成功的应用，使之成用，使之成为首首选的的驱动装置；另外装置；另外还有一个有一个辅助助驱动装置，它具有良装置，它具有良好的好的变工况特性，能工况特性，能够进行功率的平衡，能量的再生与存行功率的平衡，能量的再生与存储，目前目前应用最多的是用最多的是电混合系混合系统。国国际电子技子技术委委员会会对混合混合动力力车辆的定的定义为：在特定的工：在特定的工作条件下，可以从两种或两种以上的能量存作条件下，可以从两种或两种以上的能量存储器、能量源或器、能量源或能量能
29、量转化器中化器中获取取驱动能量的汽能量的汽车。其中至少一种存。其中至少一种存储器或器或转化器要安装在汽化器要安装在汽车上。混合上。混合动力力电动汽汽车至少有一种能量至少有一种能量存存储器、能量源或能量器、能量源或能量转化器可以化器可以传递电能。串能。串联式混合式混合动力力车辆只有一种能量只有一种能量转化器可以提供化器可以提供驱动力，并力，并联式混合式混合车辆则不止一种能量不止一种能量转化器提供化器提供驱动力。力。第第第第 32 32 页页页页2.2.1 混合混合动力力电动汽汽车的定的定义与分与分类2 2混合混合动力力电动汽汽车的分的分类混合混合动力力电动汽汽车分分类方法方法较多，主要介多，主要
30、介绍6 6种分种分类方法。方法。（1 1）按照）按照动力系力系统结构形式划分。根据混合构形式划分。根据混合动力力电动汽汽车零零部件的种部件的种类、数量和、数量和连接关系，可以将其分接关系，可以将其分为串串联式混合式混合动力力电动汽汽车(SHEV)(SHEV)、并、并联式混合式混合动力力电动汽汽车(PHEV)(PHEV)和混和混联式混合式混合动力力电动汽汽车(PSHEV)(PSHEV)。串串联式混合式混合动力力电动汽汽车是指是指车辆行行驶系系统的的驱动力只来源力只来源于于电动机的混合机的混合动力力电动汽汽车。结构特点是构特点是发动机机带动发电机机发电，电能通能通过电机控制器机控制器输送送给电动机
31、，由机，由电动机机驱动汽汽车行行驶。另外，。另外，动力力电池也可以池也可以单独向独向电动机提供机提供电能能驱动汽汽车行行驶。第第第第 33 33 页页页页2.2.1 混合混合动力力电动汽汽车的定的定义与分与分类并并联式混合式混合动力力电动汽汽车是指是指车辆行行驶系系统的的驱动力由力由电动机及机及发动机同机同时或或单独供独供给的混合的混合动力力电动汽汽车。结构特点构特点是并是并联式式驱动系系统可以可以单独使用独使用发动机或机或电动机作机作为动力源，力源，也可以同也可以同时使用使用电动机和机和发动机作机作为动力源力源驱动汽汽车行行驶。混混联式混合式混合动力力电动汽汽车是指具是指具备串串联式和并式和
32、并联式两种混合式两种混合动力系力系统结构的混合构的混合动力力电动汽汽车。结构特点是可以在串构特点是可以在串联混合模式下工作，也可以在并混合模式下工作，也可以在并联混合模式下工作，同混合模式下工作，同时兼兼顾了串了串联式和并式和并联式的特点式的特点。第第第第 34 34 页页页页2.2.1 混合混合动力力电动汽汽车的定的定义与分与分类（2 2）按照混合度划分。按照）按照混合度划分。按照电动机相机相对于燃油于燃油发动机的功率机的功率比大小，可以将其分比大小，可以将其分为微混合型混合微混合型混合动力力电动汽汽车、轻度混度混合（弱混合）型混合合（弱混合）型混合动力力电动汽汽车、中度混合型混合、中度混合
33、型混合动力力电动汽汽车和重度混合（和重度混合（强混合）型混合混合）型混合动力力电动汽汽车。微混合型混合微混合型混合动力力电动汽汽车是以是以发动机机为主要主要动力源，不具力源，不具备纯电动行行驶模式的混合模式的混合动力力电动汽汽车。只具。只具备停停车怠速停怠速停机功能的混合机功能的混合动力力电动汽汽车是一种典型的微混合模式。一般是一种典型的微混合模式。一般情况下，情况下，电动机的峰机的峰值功率和功率和发动机的机的额定功率比定功率比 5%5%。第第第第 35 35 页页页页2.2.1 混合混合动力力电动汽汽车的定的定义与分与分类轻度混合（弱混合）型混合度混合（弱混合）型混合动力力电动汽汽车是以是以
34、发动机机为主要主要动力源，力源，电动机作机作为辅助助动力，在力，在车辆加速和爬坡加速和爬坡时，电动机可向机可向车辆行行驶系系统提供提供辅助助驱动力矩，但不能力矩，但不能单独独驱动车辆行行驶的混合的混合动力力电动汽汽车。一般情况下，。一般情况下，电动机的峰机的峰值功功率和率和发动机的机的额定功率比定功率比为5%5%15%15%。中度混合型混合中度混合型混合动力力电动汽汽车是以是以发动机和机和/或或电动机机为动力力源的混合源的混合动力力电动汽汽车。一般情况下，。一般情况下，电动机的峰机的峰值功率和功率和发动机的机的额定功率比定功率比为15%15%40%40%。重度混合（重度混合（强混合）型混合混合
35、）型混合动力力电动汽汽车是以是以发动机和机和/或或电动机机为动力源，且力源，且电动机可以独立机可以独立驱动车辆行行驶的混合的混合动力力电动汽汽车。一般情况下，。一般情况下，电动机的峰机的峰值功率和功率和发动机的机的额定定功率比功率比4040。第第第第 36 36 页页页页2.2.1 混合混合动力力电动汽汽车的定的定义与分与分类（3 3）按照外接充）按照外接充电能力划分。按照是否能能力划分。按照是否能够外接充外接充电，可分，可分为可外接充可外接充电型混合型混合动力力电动汽汽车和不可外接充和不可外接充电型混合型混合动力力电动汽汽车。可外接充可外接充电型混合型混合动力力电动汽汽车是一种被是一种被设计
36、成可以在正常成可以在正常使用情况下从非使用情况下从非车载装置中装置中获取能量的混合取能量的混合动力力电动汽汽车。不可外接充不可外接充电型混合型混合动力力电动汽汽车是一种被是一种被设计成在正常使成在正常使用情况下从用情况下从车载燃料中燃料中获取全部能量的混合取全部能量的混合动力力电动汽汽车。第第第第 37 37 页页页页2.2.1 混合混合动力力电动汽汽车的定的定义与分与分类（4 4）按照行）按照行驶模式的模式的选择方式划分。按照行方式划分。按照行驶模式的模式的选择方方式可分式可分为有手有手动选择功能的混合功能的混合动力力电动汽汽车和无手和无手动选择功能的混合功能的混合动力力电动汽汽车。有手有手
37、动选择功能的混合功能的混合动力力电动汽汽车是指具是指具备行行驶模式手模式手动选择功能的混合功能的混合动力力电动汽汽车，车辆可可选择的行的行驶模式包括模式包括热机模式、机模式、纯电动模式和混合模式和混合动力模式三种。力模式三种。无手无手动选择功能的混合功能的混合动力力电动汽汽车是指不具是指不具备行行驶模式手模式手动选择功能的混合功能的混合动力力电动汽汽车，车辆的行的行驶模式根据不同模式根据不同工况自工况自动切切换。第第第第 38 38 页页页页2.2.1 混合混合动力力电动汽汽车的定的定义与分与分类（5 5）按照）按照车辆用途划分。按照用途划分。按照车辆用途可以分用途可以分为混合混合动力力电动乘
38、用乘用车、混合、混合动力力电动客客车和混合和混合动力力电动货车。（6 6）按照与）按照与发动机混合的可再充机混合的可再充电能量能量储存系存系统划分。按照划分。按照与与发动机混合的可再充机混合的可再充电能量能量储存系存系统不同，可以划分不同，可以划分为动力蓄力蓄电池式混合池式混合动力力电动汽汽车、超、超级电容器式混合容器式混合动力力电动汽汽车、机、机电飞轮式混合式混合动力力电动汽汽车和和动力蓄力蓄电池与超池与超级电容器容器组合式混合合式混合动力力电动汽汽车。第第第第 39 39 页页页页2.2.2 混合混合动力力电动汽汽车的的结构原理构原理 1.1.串串联式混合式混合动力力电动汽汽车串串联式式混
39、混合合动力力电动汽汽车系系统结构构主主要要由由发动机机、发电机机、驱动电动机机和和蓄蓄电池池组等等部部件件组成成。发动机机仅仅用用于于发电，发电机机发出出的的电能能通通过电动机机控控制制器器直直接接输送送到到电动机机，由由电动机机产生的生的电磁力矩磁力矩驱动汽汽车行行驶。发动机发动机发电机发电机电动机电动机电池组电池组第第第第 40 40 页页页页2.2.2 混合混合动力力电动汽汽车的的结构原理构原理 2.2.并并联式混合式混合动力力电动汽汽车并并联式式混混合合动力力电动汽汽车系系统结构构主主要要是是由由发动机机、电动机机/发电机机和和蓄蓄电池池等等部部件件组成成，有有多多种种组合合型型式式，
40、可可以以根根据据使使用用要要求求选用用。并并联式式混混合合动力力系系统采采用用发动机机和和电动机机两两套套独独立立的的驱动系系统驱动车轮。发动机发动机变速器变速器电动机电动机电池组电池组第第第第 41 41 页页页页2.2.2 混合混合动力力电动汽汽车的的结构原理构原理 3.3.混混联式混合式混合动力力电动汽汽车混混联式式驱动系系统是是串串联式式与与并并联式式的的综合合，主主要要由由发动机机、发电机、机、电动机、行星机、行星齿轮机构和蓄机构和蓄电池池组等部件等部件组成。成。发电机发电机发动机发动机电动机电动机电池组电池组第第第第 42 42 页页页页2.2.3 混合混合动力力电动汽汽车的特点的
41、特点 混合混合动力力电动汽汽车是将原是将原动机、机、电动机、能量存机、能量存储装置装置(蓄蓄电池池)等等组合在一起，它合在一起，它们之之间的良好匹配和的良好匹配和优化控制，可充分化控制，可充分发挥内燃机汽内燃机汽车和和电动汽汽车的的优点，避免各自的不足，是当点，避免各自的不足，是当今最具今最具实际开开发意意义的低排放和低油耗汽的低排放和低油耗汽车。较之之纯电动汽汽车，混合，混合动力力电动汽汽车具有如下的具有如下的优点：点：(1)(1)由于有原由于有原动机作机作为辅助助动力，蓄力，蓄电池的数量和池的数量和质量可减少，量可减少，因此汽因此汽车自身重量可以减小；自身重量可以减小；(2)(2)汽汽车的
42、的续驶里程和里程和动力性可达到内燃机的水平；力性可达到内燃机的水平；(3)(3)借助原借助原动机的机的动力，可力，可带动空空调、真空助力、真空助力、转向助力及向助力及其它其它辅助助电器，无需消耗蓄器，无需消耗蓄电池池组有限的有限的电能，从而保能，从而保证了了驾车和乘坐的舒适性。和乘坐的舒适性。第第第第 43 43 页页页页2.2.3 混合混合动力力电动汽汽车的特点的特点 较之内燃机汽之内燃机汽车，混合，混合动力力电动汽汽车具有如下的具有如下的优点：点：(1)(1)可使原可使原动机在最佳的工况区域机在最佳的工况区域稳定运行，避免或减少了定运行，避免或减少了发动机机变工况下的不良运行，使得工况下的
43、不良运行，使得发动机的排机的排污和油耗大和油耗大为降降低；低；(2)(2)在人口密集的商在人口密集的商业区、居民区等地可用区、居民区等地可用纯电动方式方式驱动车辆，实现零排放；零排放；(3)(3)可通可通过电动机提供机提供动力，因此可配力，因此可配备功率功率较小的小的发动机，机，并可通并可通过电动机回收汽机回收汽车减速和制减速和制动时的能量，的能量，进一步降低一步降低了汽了汽车的能量消耗和排的能量消耗和排污。第第第第 44 44 页页页页2.2.4 混合混合动力力电动汽汽车车型型实例例1.1.普普锐斯混合斯混合动力力电动汽汽车第第第第 45 45 页页页页2.2.4 混合混合动力力电动汽汽车车
44、型型实例例2.2.凯美瑞混合美瑞混合动力力电动汽汽车第第第第 46 46 页页页页2.2.4 混合混合动力力电动汽汽车车型型实例例3.3.雷克雷克萨斯混合斯混合动力力电动汽汽车第第第第 47 47 页页页页2.2.4 混合混合动力力电动汽汽车车型型实例例4.4.凯迪拉克迪拉克凯雷德混合雷德混合动力力电动汽汽车 第第第第 48 48 页页页页2.2.4 混合混合动力力电动汽汽车车型型实例例 5.5.福特林肯混合福特林肯混合动力力车电动汽汽车第第第第 49 49 页页页页2.2.4 混合混合动力力电动汽汽车车型型实例例6.6.比比亚迪迪DMDM双模混合双模混合动力力电动汽汽车第第第第 50 50
45、页页页页2.2.4 混合混合动力力电动汽汽车车型型实例例7.7.吉利帝豪混合吉利帝豪混合动力力电动汽汽车第第第第 51 51 页页页页2.3 燃料燃料电池池电动汽汽车 2.3.1 2.3.1 燃料燃料电池池电动汽汽车的的类型型2.3.2 2.3.2 燃料燃料电池池电动汽汽车的的结构原理构原理2.3.3 2.3.3 燃料燃料电池池电动汽汽车的特点的特点2.3.4 2.3.4 燃料燃料电池池电动汽汽车车型型实例例第第第第 52 52 页页页页2.3.1 燃料燃料电池池电动汽汽车的的类型型1 1纯燃料燃料电池池驱动的的FCEVFCEV纯燃料燃料电池池电动汽汽车只有燃料只有燃料电池一个池一个动力源，汽
46、力源，汽车的所有的所有功率功率负荷都由燃料荷都由燃料电池承担。池承担。第第第第 53 53 页页页页2.3.1 燃料燃料电池池电动汽汽车的的类型型2 2燃料燃料电池与池与辅助蓄助蓄电池池联合合驱动(FC+B)(FC+B)的的FCEVFCEV 第第第第 54 54 页页页页2.3.1 燃料燃料电池池电动汽汽车的的类型型3 3燃料燃料电池与超池与超级电容容联合合驱动(FC+C)(FC+C)的的FCEVFCEV这种种结构形式与燃料构形式与燃料电池池+蓄蓄电池池结构相似，只是把蓄构相似，只是把蓄电池池换成超成超级电容。相容。相对于蓄于蓄电池，超池，超级电容充放容充放电效率高，能量效率高，能量损失小，比
47、蓄失小，比蓄电池功率密度大，在回收制池功率密度大，在回收制动能量方面比蓄能量方面比蓄电池有池有优势，循，循环寿命寿命长，但是超，但是超级电容的能量密度容的能量密度较小。随小。随着超着超级电容技容技术的不断的不断进步，步，这种种结构将成构将成为一种新的重要一种新的重要研究方向。研究方向。第第第第 55 55 页页页页2.3.1 燃料燃料电池池电动汽汽车的的类型型4 4燃料燃料电池与池与辅助蓄助蓄电池和超池和超级电容容联合合驱动(FC+B+C)(FC+B+C)的的FCEVFCEV第第第第 56 56 页页页页2.3.2 燃料燃料电池池电动汽汽车的的结构原理构原理第第第第 57 57 页页页页2.3
48、.2 燃料燃料电池池电动汽汽车的的结构原理构原理燃料燃料电池池电动汽汽车的的动力系力系统主要由燃料主要由燃料电池池发动机、机、辅助助动力源、力源、DC/DCDC/DC变换器、器、DC/ACDC/AC逆逆变器、器、电动机和机和动力力电控控系系统等等组成。成。1.1.燃料燃料电池池发动机机在在FCEVFCEV所采用的燃料所采用的燃料电池池发动机中，机中，为保保证PEMFCPEMFC组的正常的正常工作，除以工作，除以PEMFCPEMFC组为核心外，核心外，还装有装有氢气供气供给系系统、氧气、氧气供供给系系统、气体加湿系、气体加湿系统、反、反应生成物的生成物的处理系理系统、冷却系、冷却系统和和电能能转
49、换系系统等。只有等。只有这些些辅助系助系统匹配恰当和正常运匹配恰当和正常运转，才能保，才能保证燃料燃料电池池发动机正常运机正常运转。第第第第 58 58 页页页页2.3.2 燃料燃料电池池电动汽汽车的的结构原理构原理以以氢为燃料的燃料燃料的燃料电池池发动机系机系统 第第第第 59 59 页页页页2.3.2 燃料燃料电池池电动汽汽车的的结构原理构原理以以氢气气为燃料的燃料的FCEVFCEV的的总布置基本布置基本结构模型构模型 第第第第 60 60 页页页页2.3.2 燃料燃料电池池电动汽汽车的的结构原理构原理2.2.辅助助动力源力源在在FCEVFCEV上燃料上燃料电池池发动机是主要机是主要电源，
50、另外源，另外还配配备有有辅助助动力源。根据力源。根据FCEVFCEV的的设计方案不同，其所采用的方案不同，其所采用的辅助助动力源也力源也有所不同，可以用蓄有所不同，可以用蓄电池池组、飞轮储能器或超大容量能器或超大容量电容器容器等共同等共同组成双成双电源系源系统。3.DC/DC3.DC/DC变换器器 FCEVFCEV的燃料的燃料电池需要装置池需要装置单向向DC/DCDC/DC变换器，蓄器，蓄电池和超池和超级电容器需要装置双向容器需要装置双向DC/DCDC/DC变换器。器。第第第第 61 61 页页页页2.3.2 燃料燃料电池池电动汽汽车的的结构原理构原理4.4.驱动电动机机燃料燃料电池池电动汽汽