新能源汽車概論課件 3.1認(rèn)知純電動(dòng)汽車

認(rèn)知純電動(dòng)汽車目錄一、純電動(dòng)汽車的定義與分類二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理三、純電動(dòng)汽車的特點(diǎn)四、純電動(dòng)汽車各類車型比較五、純電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)3一、純電動(dòng)汽車的定義與分類1、純電動(dòng)汽車定義

純電動(dòng)汽車（BatteryElectricVehicle，簡(jiǎn)稱BEV)）是指以車載電源為動(dòng)力源，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛，一般采用高效率充電蓄電池為動(dòng)力源，如右圖所示。如：比亞迪e5、特斯拉汽車、北汽新能源EX系列，吉利帝豪EV等。4一、純電動(dòng)汽車的定義與分類2.純電動(dòng)汽車分類

純電動(dòng)汽車發(fā)展至今，種類較多，通常按車輛用途、車載電源數(shù)目以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成進(jìn)行分類。按照用途不同分類，純電動(dòng)汽車可分為電動(dòng)轎車、電動(dòng)貨車和電動(dòng)客車三種。（1）電動(dòng)轎車是目前最常見(jiàn)的純電動(dòng)汽車。除了一些概念車，純電動(dòng)轎車已經(jīng)有了小批量生產(chǎn)，并已進(jìn)入汽車市場(chǎng)。（2）電動(dòng)貨車用作功率運(yùn)輸?shù)碾妱?dòng)貨車比較少，而在礦山、工地及一些特殊場(chǎng)地，則早已出現(xiàn)了一些大噸位的純電動(dòng)載貨汽車。（3）電動(dòng)客車，純電動(dòng)小客車也較少見(jiàn)；純電動(dòng)大客車用作公共汽車，在一些城市的公交線路以及世博會(huì)、世界性的運(yùn)動(dòng)會(huì)上，已經(jīng)有了良好的表現(xiàn)。5二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理

純電動(dòng)汽車由車載電源為能源，電機(jī)為動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)車輛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛。純電動(dòng)汽車的主要組成是電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、車身、底盤組成。純電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

6二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理

純電動(dòng)汽車采用電動(dòng)機(jī)取代了傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，采用減速器代替了傳統(tǒng)的變速箱，安裝了動(dòng)力電池在底盤底部舍棄了油箱，能源類型也從燃油變成了電能，由燃油車的利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能變成了電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，大大提升了能量的使用效率。純電動(dòng)汽車對(duì)比燃油車7二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理電源系統(tǒng)主要是由動(dòng)力電池、電池管理系統(tǒng)、車載充電機(jī)及輔助動(dòng)力源組成。電源系統(tǒng)的組成1.電源系統(tǒng)

8二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理

動(dòng)力電池系統(tǒng)是純電動(dòng)汽車的能量源，其主要作用是保證電池組工作在安全區(qū)間內(nèi)，提供車輛控制所需的必要信息，在出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)處理，并根據(jù)環(huán)境溫度、電池狀態(tài)及車輛需求等決定電池的充放電功率等。

動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的核心，是純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)能量的唯一來(lái)源，直接關(guān)系到電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能、續(xù)航能力、也與電動(dòng)汽車的安全性直接相關(guān)。1.電源系統(tǒng)

（1）動(dòng)力電池系統(tǒng)9二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理

目前用在汽車上的動(dòng)力電池，主要有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池（磷酸鐵鋰和三元鋰電池）和氫燃料電池四大類。四種電池各有優(yōu)缺點(diǎn)，不同的車型的選擇也是不同的。1.電源系統(tǒng)

（1）動(dòng)力電池系統(tǒng)10二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理

電池管理系統(tǒng)作用是檢測(cè)單個(gè)電池或電池組的荷電狀態(tài)，并根據(jù)各種傳感信息，包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環(huán)境溫度等，合理地調(diào)配和使用有限的車載能量；它還能夠根據(jù)電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式，以盡可能延長(zhǎng)電池的壽命。主要任務(wù)是保證電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性能：1.電源系統(tǒng)

（2）電池管理系統(tǒng)a.安全性，保護(hù)電池單體或電池組免受損壞，防止出現(xiàn)安全事故；b.耐久性，使電池工作在可靠的安全區(qū)域內(nèi)，延長(zhǎng)電池的使用壽命；C.動(dòng)力性，維持電池工作在滿足車輛要求的狀態(tài)下。11二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理充電系統(tǒng)的組成有：充電樁、充電線、充電口、充電機(jī)和發(fā)電機(jī)（電動(dòng)機(jī)）。1.電源系統(tǒng)

（3）充電系統(tǒng)充電系統(tǒng)組成12二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理1.電源系統(tǒng)

（4）電源系統(tǒng)工作原理電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)工作原理框圖13二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)（DM）、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（MCU）及工作必要的輔助裝置三部分構(gòu)成。純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)14二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)三種電機(jī)參數(shù)2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)是純電動(dòng)汽車三大核心部件之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)直接影響車輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性?，F(xiàn)階段常見(jiàn)的汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī)，交流異步電機(jī)，永磁同步電機(jī)。15二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理（2）電機(jī)控制器帝豪EV450電機(jī)控制器2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

電機(jī)控制器安裝在前艙內(nèi)，采用CAN通訊控制，控制著動(dòng)力電池組到電機(jī)之間能量的傳輸，同時(shí)采集電機(jī)位置信號(hào)和三相電流檢測(cè)信號(hào)，精確地控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。電機(jī)控制器是一個(gè)既能將動(dòng)力電池中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同時(shí)具備將車輪旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能（交流電轉(zhuǎn)換為直流電）給動(dòng)力電池充電的設(shè)備。16二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理（3）電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作原理電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

17二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理北汽EV160高壓控制盒3.高壓控制盒

純電動(dòng)汽車高壓控制盒又稱高壓配電盒，主要功能是將動(dòng)力電池的高壓電分配給各個(gè)高壓零部件，同時(shí)保護(hù)電路，防止過(guò)載等功能。純電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池電壓多在200~400Ｖ，全車高壓用電器如電機(jī)控制器、空調(diào)系統(tǒng)、DC/DC系統(tǒng)及充電系統(tǒng)若直接與動(dòng)力電池相連則會(huì)造成動(dòng)力電池線束雜亂，既增加成本又占用整車空間，且增大整車安全隱患。18二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理北汽EV160DC-DC轉(zhuǎn)換器4.DC-DC轉(zhuǎn)換器

DC-DC轉(zhuǎn)換器安裝于前機(jī)艙位置，其主要功能是在車輛啟動(dòng)后將動(dòng)力電池輸入的高壓電轉(zhuǎn)變成低壓12V向蓄電池充電，以保證行車時(shí)低壓用電設(shè)備正常工作。19二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理北汽EV160車載充電機(jī)5.車載充電機(jī)

車載充電機(jī)，以交流電源作為輸入，輸出為直流，直接給動(dòng)力電池充電。車載充電機(jī)作為電動(dòng)汽車電氣系統(tǒng)的一部分，被固定在底盤上。車載充電機(jī)的輸入端，以標(biāo)準(zhǔn)充電接口的形式固定在車體上，用于連接外部電源。車載充電機(jī)的輸出端，直接連接動(dòng)力電池包慢充電接口。在電動(dòng)汽車CAN總線通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，車載充電機(jī)作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，掛在CAN總線上，通過(guò)CAN與整車控制器交換數(shù)據(jù)。20二、純電動(dòng)汽車的組成與工作原理輔助系統(tǒng)組成6.輔助系統(tǒng)

純電動(dòng)汽車輔助系統(tǒng)主要輔助系統(tǒng)包括車載信息顯示系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等，借助這些輔助設(shè)備來(lái)提高汽車的操縱性和乘員的舒適性.主要組成有：輔助電源（蓄電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器）、儀表系、照明系、輔助控制裝置組成。21三、純電動(dòng)汽車的特點(diǎn)1、純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)

①無(wú)廢氣污染、噪聲?、趩我坏膭?dòng)力源③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便④能量轉(zhuǎn)換效率高⑤政策優(yōu)22三、純電動(dòng)汽車的特點(diǎn)2、純電動(dòng)汽車的缺點(diǎn)①續(xù)航不足②充電時(shí)間長(zhǎng)③電池壽命短、成本高④配套設(shè)施不完善231、吉利帝豪EV

吉利帝豪EV，前機(jī)艙采用2+2的布局形式，主要有：電機(jī)控制器和DC-DC轉(zhuǎn)換器集成、高壓控制盒和車載充電機(jī)集成、低壓輔助電池等組成。帝豪EV450前機(jī)艙結(jié)構(gòu)圖四、純電動(dòng)汽車各類車型比較242、北汽新能源EV160

北汽EV160，前機(jī)艙的主要有電機(jī)控制器、高壓控制盒、DC-DC轉(zhuǎn)換器和車載充電機(jī),低壓輔助電池等組成。北汽EV160前機(jī)艙結(jié)構(gòu)圖四、純電動(dòng)汽車各類車型比較253、比亞迪e5

比亞迪e5，前機(jī)艙采用四合一的布局形式，將電機(jī)控制器、高壓控制盒、DC-DC轉(zhuǎn)換器和車載充電機(jī)集成一起。比亞迪e5前機(jī)艙結(jié)構(gòu)圖四、純電動(dòng)汽車各類車型比較26五、純電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)1.提高電池比容量

現(xiàn)階段我國(guó)電動(dòng)汽車電池技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先地位，但是對(duì)于電動(dòng)汽車的需要還是需要繼續(xù)改進(jìn)的。尤其是在電池的能量密度這一性能迫切需要提高，能量密度是動(dòng)力電池最核心的性能指標(biāo)之一，尋求更高的能量密度是電池企業(yè)孜孜以求的目標(biāo)。2018年初，特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的21700電池系統(tǒng)能量密度達(dá)300Wh／kg，對(duì)于這個(gè)技術(shù)差距仍舊較大。27五、純電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)2.充電樁大力推廣

公共充電樁集中。截止到2021年8月，全國(guó)充電運(yùn)營(yíng)企業(yè)所運(yùn)營(yíng)充電樁數(shù)量超過(guò)1萬(wàn)臺(tái)的共有11家，分別為：特來(lái)電運(yùn)營(yíng)22.7萬(wàn)臺(tái)、星星充電運(yùn)營(yíng)22.1萬(wàn)臺(tái)、國(guó)家電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)19.6萬(wàn)臺(tái)、云快充運(yùn)營(yíng)8.2萬(wàn)臺(tái)、南方電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)4.1萬(wàn)臺(tái)、依威能源運(yùn)營(yíng)3.2萬(wàn)臺(tái)、上汽安悅運(yùn)營(yíng)2.2萬(wàn)臺(tái)、匯充電運(yùn)營(yíng)2.2萬(wàn)臺(tái)、中國(guó)普天運(yùn)營(yíng)1.7萬(wàn)臺(tái)、深圳車電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)1.7萬(wàn)臺(tái)、萬(wàn)馬愛(ài)充運(yùn)營(yíng)1.6萬(wàn)臺(tái)。這11家運(yùn)營(yíng)商占總量的90.6%，