新能源汽车功率电子基础VEH03245-1
合集下载
(2024年)新能源汽车整套课件汇总完整版电子教案(全)
23
智能网联技术概述及发展趋势
2024/3/26
智能网联技术定义
智能网联技术是指通过先进的通信、电子、计算机等技术，实现车与车、车与路、车与云 等智能信息交换和共享，提升车辆智能化水平和自动驾驶能力。
发展历程
智能网联技术经历了从单一功能到多功能集成、从局部自动化到全面自动化的发展过程， 当前正处于快速发展阶段。
2024/3/26
结构拓扑优化
01
通过数学方法优化结构形状，实现轻量化设计，提高材料利用
率。
先进连接技术
02
如激光焊接、搅拌摩擦焊等，可实现异种材料连接，提高连接
强度和效率。
3D打印技术
03
可实现复杂结构一体化成型，减少零部件数量，降低重量和成
本。
22
06
智能网联技术在新能源汽车中融 合创新
2024/3/26
9
充电设施建设及运营管理
充电设施类型
充电标准与接口
介绍充电桩、充电站等不同类型的充电设 施及其特点。
详解国内外电动汽车充电设施的相关标准 及接口规范。
充电设施规划布局
充电设施运营管理
探讨城市充电设施的规划布局原则和方法 ，包括选址、规模、布局等方面的考虑。
阐述充电设施的运营管理模式、服务流程 、费用结算等方面的内容，提高充电设施 的运营效率和服务水平。
储氢等。
03
整车布置
燃料电池汽车的整车布置需要考虑到动力系统、储氢系统、乘坐空间及
安全性等因素。一般采用将燃料电池堆布置在车辆前部或底部，以优化
整车重心和前后轴荷分配。
17
燃料电池汽车应用前景展望
• 环保性能优越：燃料电池汽车以氢气为燃料，排放物仅为水，具有零排放、无 污染等环保优势。随着环保意识的提高和政策的推动，燃料电池汽车的应用前 景广阔。
新能源汽车电学基础与高压安全课件 -常见元器件认知及测量
三极管的类型及电路符号
智能电学套装中的插件三极管和贴片三极管
学习目标
任务导入
获取信息
任务实施
（二）三极管
三极管按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最 多的是硅NPN和锗PNP两种三极管。NPN管由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成， 发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结，三条引 线分别称为发射极e（Emitter）、基极b （Base）和集电极c （Collector）。如图所示，为三 极管结构原理图。
发光二极管，简称为LED，是一种常用的 发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光， 它在照明领域应用广泛。发光二极管可高效地 将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用 途，如照明、平板显示、医疗器件等。
如图所示为发光二极管。
学习目标
任务导入
（一）二极管
4 光敏二极管
获取信息
任务实施
光敏二极管，又叫光电二极管 （photodiode）是一种能够将光根据使用方 式，转换成电流或者电压信号的光探测器。
目录
CONTENTS
CONTENTS
^ ^ ^^^^
01 可变电阻 02 线圈和电感
03 二极管、三极管、IGBT\MOS
04 互感器
05 断路器
06
实训：电子元件可变电阻、二 极管、三极管的测量
01.
可变电阻
《新能源汽车电学基础与高压安全》
学习目标
任务导入
（一）定义
获取信息
任务实施
可调电阻也叫可变电阻，可调电 阻是电阻的一类，可调电阻的电阻值 的大小可以人为调节，以满足电路的 需要。
新型能源车辆技术培训
包括传感器技术、定位与导航技术、决策 与控制技术等，是实现高级别自动驾驶的 基础。
法规与标准制定
未来挑战与机遇
随着自动驾驶技术的发展，相关法规和标 准也在不断完善，为技术的落地应用提供 法律保障。
自动驾驶技术面临安全、伦理、法律等方 面的挑战，但同时也为交通运输、城市规 划等领域带来巨大变革和机遇。
实践技能得到提升
通过实践操作和案例分析等环节，学员们掌握了新能源车辆的维 护、保养及常见故障排除等实用技能。
对未来充满期待
通过了解新能源车辆技术的发展趋势和市场前景，学员们对未来 充满了期待和信心。
THANKS
谢谢
03
CHAPTER
电机驱动与控制技术
电机类型及性能比较
01
02
03
永磁同步电机
高效率、高功率密度、宽 调速范围，适用于电动汽 车等高性能应用。
异步电机
结构简单、成本低、维护 方便，但效率相对较低， 适用于一些对成本要求较 高的应用。
开关磁阻电机
具有较高的可靠性和效率 ，以及较宽的调速范围， 适用于一些特殊应用场合 。
05
CHAPTER
充电设施建设与运营管理
充电设施类型及特点
交流充电桩
采用交流电为电动汽车提供充电 服务，充电功率较小，充电时间 较长，适用于家庭、办公场所等
。
直流充电桩
采用直流电为电动汽车提供充电服 务，充电功率大，充电时间短，适 用于公共停车场、高速公路服务区 等场所。
换电站
为电动汽车提供快速更换电池的服 务，适用于出租车、物流车等需要 快速补能的车辆。
安全意识培养
强调对新能源车辆使用者和公众进行安全意识培养的重要 性，包括正确使用新能源车辆、了解相关安全知识等。
汽车电工电子基础全套课件完整版
2.电压
电路中两点间的电压可用电压表测量，测量时只需将表笔并接
于被测电路的两点之间即可，注意选择电压表合适的量程和极 性（直流电压表）。
注意:电压表和电流表的连接都要根据实际方向来进行，不能靠 参考方向来进行。
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
由话筒、放大器、扬声器组成的扩音器电路是电信电 路
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
激励和响应
在电路理论中，信号源（或电源）提供的电压或电
流称为激励，由于激励在电路各部分产生的电压和电 流称为响应。
电路分析就是在已知电路的结构和元件参数的条件 下，分析电路的激励与响应之间的关系。
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
电路模型
将实际元件理想化，在一定条件下考虑电路元件的
主要性质忽略其次要性质，使之尽可能用简单的数学式 表达，这样经过简化的元件称为理想元件或元件模型。
方向及单位，缺一不可。
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
练习
1.在图中，Uab=-5V ，试问a,b两点哪点电位高？
a
解：Uab的参考方向为由a指向b，而
Uab<0，实际方向同参考方向相反，即
电压参考方向：可以任意假设，与实际方向一致时为正 值与实际方向相反时为负值
电路中两点间的电压可用电压表测量，测量时只需将表笔并接
于被测电路的两点之间即可，注意选择电压表合适的量程和极 性（直流电压表）。
注意:电压表和电流表的连接都要根据实际方向来进行，不能靠 参考方向来进行。
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
由话筒、放大器、扬声器组成的扩音器电路是电信电 路
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
激励和响应
在电路理论中，信号源（或电源）提供的电压或电
流称为激励，由于激励在电路各部分产生的电压和电 流称为响应。
电路分析就是在已知电路的结构和元件参数的条件 下，分析电路的激励与响应之间的关系。
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
电路模型
将实际元件理想化，在一定条件下考虑电路元件的
主要性质忽略其次要性质，使之尽可能用简单的数学式 表达，这样经过简化的元件称为理想元件或元件模型。
方向及单位，缺一不可。
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
练习
1.在图中，Uab=-5V ，试问a,b两点哪点电位高？
a
解：Uab的参考方向为由a指向b，而
Uab<0，实际方向同参考方向相反，即
电压参考方向：可以任意假设，与实际方向一致时为正 值与实际方向相反时为负值
新能源汽车技术概论 第六章 纯电动汽车
机械工业出版社 2019年7月
主要内容
第一章 汽车与能源 第二章 新能源汽车产业发展 第三章 新能源汽车类型 第四章 电动汽车储能装置 第五章 电动汽车驱动电机及控制系统 第六章 纯电动汽车 第七章 燃料电池电动汽车 第八章 混合动力电动汽车 第九章 其他新能源汽车
第六章 纯电动汽车
主要内容
• 1.纯电动汽车概述 • 2. 纯电动汽车的驱动系统 • 3. 纯电动汽车的结构原理 • 4. 纯电动汽车的实例
按驱动电动机分类
• 直流电动机驱动 • 交流电动机驱动 • 永磁无刷电动机驱动 • 开关磁阻电动机驱动
二、纯电动汽车的驱动系统
M电动机；T传动装置；D差速器；G减速器；RM相互相反电动机 图6-3 电动汽车使用的动力传动系统
三.纯电动汽车的结构原理
纯电动汽车结构可分为三个子系统，即车载电源模块、电力驱 动主模块和辅助控制模块。
纯电动汽车的结构与原理
• 辅助模块 • 2、动力转向单元。转向装置是为实现汽车的转弯
而设置的，它由方向盘、转向器、转向机构和转向轮 等组成。作用在方向盘上的控制力，通过转向器和转 向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。 为提高驾驶员的操控性，现代汽车都采用了动力转向 ，较理想的是采用电子控制动力转向系EPS。电子控 制动力转向系主要有电控液力转向系和电控电动转向 系两类，对于纯电动汽车较适于选用电控电动转向系 。
北汽 ＥＶ２００纯电动汽车
• 北汽 ＥＶ２００电动汽车 的长、宽、高分别为 ４０ ２５ｍｍ、１７２０ｍｍ、１５０３ｍｍ，轴距达到 ２５００ｍｍ，整车质量为 １２９０ｋｇ。
电动汽车是高科技综合性产品，除电池、电动 机外，车体本身也包含很多高新技术，有些节能措 施比提高电池储能能力还易于实现。汽车车身特别 是汽车底部更加流线型化，可使汽车的空气阻力减 少50%。
主要内容
第一章 汽车与能源 第二章 新能源汽车产业发展 第三章 新能源汽车类型 第四章 电动汽车储能装置 第五章 电动汽车驱动电机及控制系统 第六章 纯电动汽车 第七章 燃料电池电动汽车 第八章 混合动力电动汽车 第九章 其他新能源汽车
第六章 纯电动汽车
主要内容
• 1.纯电动汽车概述 • 2. 纯电动汽车的驱动系统 • 3. 纯电动汽车的结构原理 • 4. 纯电动汽车的实例
按驱动电动机分类
• 直流电动机驱动 • 交流电动机驱动 • 永磁无刷电动机驱动 • 开关磁阻电动机驱动
二、纯电动汽车的驱动系统
M电动机；T传动装置；D差速器；G减速器；RM相互相反电动机 图6-3 电动汽车使用的动力传动系统
三.纯电动汽车的结构原理
纯电动汽车结构可分为三个子系统，即车载电源模块、电力驱 动主模块和辅助控制模块。
纯电动汽车的结构与原理
• 辅助模块 • 2、动力转向单元。转向装置是为实现汽车的转弯
而设置的，它由方向盘、转向器、转向机构和转向轮 等组成。作用在方向盘上的控制力，通过转向器和转 向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。 为提高驾驶员的操控性，现代汽车都采用了动力转向 ，较理想的是采用电子控制动力转向系EPS。电子控 制动力转向系主要有电控液力转向系和电控电动转向 系两类，对于纯电动汽车较适于选用电控电动转向系 。
北汽 ＥＶ２００纯电动汽车
• 北汽 ＥＶ２００电动汽车 的长、宽、高分别为 ４０ ２５ｍｍ、１７２０ｍｍ、１５０３ｍｍ，轴距达到 ２５００ｍｍ，整车质量为 １２９０ｋｇ。
电动汽车是高科技综合性产品，除电池、电动 机外，车体本身也包含很多高新技术，有些节能措 施比提高电池储能能力还易于实现。汽车车身特别 是汽车底部更加流线型化，可使汽车的空气阻力减 少50%。
新能源电动汽车辅助系统培训课件
冲击传到方向盘造成的“打手”现象。
• 高速行驶时，要求助力系统能对转向系统有一种“反向”助
力，即适当增加转向系统的阻尼。传统的液压或气压动力转 向系统很难做到，而EPS系统利用电动机特性即可实现。
• 电机只需在要求转向时运行，节省能源消耗。结构紧凑，一
般要比同规格的液压式动力转向系统轻25%。
• EPS系统有助于四轮转向的实现，促进车辆悬架系统发展。
载货车悬架较硬，满载时行驶，车身振动较小，但空载或 轻载时，高速行驶振动较大，平顺性较差。
41
3. 2 电控悬架系统的功能
• （1）刚度调节功能。
悬架刚度主要根据车速、路况、车身姿态来控制。
• （2）阻尼调节功能。
通过调节减振器阻尼改变悬架较“柔软”或更“坚硬”的状态。
• （3）车体高度调节功能。
21
电子控制器ECU的基本组成框图
22
EPS电机正反转控制电路
A1和A2端为触发信号 端，用以触发电动机产 生正反转。
控制触发信号端电流的 大小，就可以控制电动 机通过电流的大小。
23
助力电动机电流的控制逻辑
24
GOLF2004转向助力特性图
重车 轻车
25
1. 5 EPS系统的优点
• 调整简单、控制灵活。 • 低速停车获得较大转向助力。高速时消减路面不平对转向轮
26
2 线控制动系统
• 分类
电子液压式制动系统 （ELECTRO HYDRAULIC BRAKING，EHB） 电子机械式制动系统 （ELECTRO MECHANICAL BRAKING，EMB） EHB 将电子与液压系统相结合所形成的制动系统。由电子系 统提供控制，液压系统提供动力。
EMB 将传统制动系统中的液压油或空气等传力介质完全由 电制动取代，是制动控制系统发展方向。
• 高速行驶时，要求助力系统能对转向系统有一种“反向”助
力，即适当增加转向系统的阻尼。传统的液压或气压动力转 向系统很难做到，而EPS系统利用电动机特性即可实现。
• 电机只需在要求转向时运行，节省能源消耗。结构紧凑，一
般要比同规格的液压式动力转向系统轻25%。
• EPS系统有助于四轮转向的实现，促进车辆悬架系统发展。
载货车悬架较硬，满载时行驶，车身振动较小，但空载或 轻载时，高速行驶振动较大，平顺性较差。
41
3. 2 电控悬架系统的功能
• （1）刚度调节功能。
悬架刚度主要根据车速、路况、车身姿态来控制。
• （2）阻尼调节功能。
通过调节减振器阻尼改变悬架较“柔软”或更“坚硬”的状态。
• （3）车体高度调节功能。
21
电子控制器ECU的基本组成框图
22
EPS电机正反转控制电路
A1和A2端为触发信号 端，用以触发电动机产 生正反转。
控制触发信号端电流的 大小，就可以控制电动 机通过电流的大小。
23
助力电动机电流的控制逻辑
24
GOLF2004转向助力特性图
重车 轻车
25
1. 5 EPS系统的优点
• 调整简单、控制灵活。 • 低速停车获得较大转向助力。高速时消减路面不平对转向轮
26
2 线控制动系统
• 分类
电子液压式制动系统 （ELECTRO HYDRAULIC BRAKING，EHB） 电子机械式制动系统 （ELECTRO MECHANICAL BRAKING，EMB） EHB 将电子与液压系统相结合所形成的制动系统。由电子系 统提供控制，液压系统提供动力。
EMB 将传统制动系统中的液压油或空气等传力介质完全由 电制动取代，是制动控制系统发展方向。
《汽车电工电子基础》课件 3.1汽车基本元器件
现在，你的手中，有一组电池作为电源，还有三个小灯泡，三个电阻，和三 个开关，以及若干导线，请你绘制一个电路，让每个小灯泡串联一个保护电 阻，并且可以分别控制。
汽车工程系新能源汽车教研组
汽车工程系新能源汽车教研组
3.汽车中的导线 （3）低压导线标注
为了安装或检修方便，汽车电路图中的低压导线、接线端子或电气元件 接线柱上常常标注一些数字或字母，熟悉和掌握它们的含义对阅读电路图有 很大的帮助。
汽车工程系新能源汽车教研组
3.汽车中的导线 2.高压导线
在汽车电路中汽油发动机的点火系统（10~15 kV）、新能源汽车的能源 系统（300~900 V）和驱动系统（300~900 V）采用高压导线。
1.汽车中的开关 2.开关的种类 （1）按工作性质分类
按工作性质的不同，开关可分为机械式和电磁式两大类。 机械式开关触点的动作是通过操作人员的手、脚或其他外力实现的；电 磁式开关触点的动作是通过电磁线圈产生的磁力实现的。 （2）按功能和用途分类
按功能和用途的不同，开关可分为电源开关、点火开关、照明开关、 信号开关、刮水器开关等。 （3）按结构分类
a）插片式
b）缠丝式
图1 c）熔管式
d）熔片式 e）插拔式
汽车工程系新能源汽车教研组
2.汽车中的电路保护装置
汽车工程系新能源汽车教研组
2.汽车中的电路保护装置 （2）易熔线
易熔线是一种截面积小于被保护导线截面积的、可长时间通过额定电流 的铜芯低压导线或合金导线。当电流超过易熔线的额定电流数倍时，易熔线 首先熔断，以确保电路或电气设备免遭损坏。易熔线常用于保护总电路或大 电流电路。易熔线的多股绞合线外包有聚乙烯护套，比常见的导线柔软，一 般长度为 50~200 mm，通过插接件接入电路，通常接在电路的起始端，即 蓄电池正极附近。
《新能源汽车技术》课程标准(姜娥)
《新能源汽车技术》课程标准教学单位汽车与机电工程学院所属专业汽车电子使用教材《新能源汽车技术》编制时间二零一一年四月教务处制《新能源汽车技术》课程标准二、课程定位（一）课程性质《新能源汽车标准》课程是汽车电子专业一门介绍标准的专业选修课，收录了截止至2009年4月1日我国颁布的新能源汽车专项检验标准。
通过本课程的教学，要求学生了解涉及新能源汽车的动力电池、电机电控、零部件、安全要求、性能实验、定型实验等领域的国家及行业专项检验标准，为今后的专业生涯打下基础。
要求学生在学习中给予足够的重视。
（二）课程设计理念⑴课程采取教、学、做一体化的教学模式；⑵构建以“岗位职业能力和综合素质培养”为主线的教育；⑶推进基于工作工程的课程开发与设计、推进项目教学法；⑷加强校企合作，坚持产学研相结合。
（三）课程设计思路本课程是采用教师为主导、学生为主体的教学方法，将理论知识融入学生操作训练过程中，使学生会新能源汽车电池系统的检验、安装；新能源汽车电机系统的检验、安装；新能源汽车控制系统的检验、安装及新能源汽车的故障分析与排除和新能源汽车系统的生产工艺文件制定。
充分体现课程的职业性、实践性和开放性。
将对应的技能训练分为以下几个环节：（一）课堂操作示范。
课堂上示范讲解。
（二）课堂模仿操作：学生模仿老师的操作方法，进行现场测量。
（三）学生课外作业：由教师提出一个作业要求，要求学生完成，学生分小组讨论，最后得出结果。
（五）作业展示结果：分小组展示作业结果，，学生和教师共同评价结果。
三、课程目标对于汽车电子专业的学生，新能源汽车技术课程是汽车电类课程的延伸课程，要求在学习中给予足够的重视。
学生通过理论和实践的学习，掌握新能源汽车原理与构造知识；新能源纯电动车电气结构基础知识；新能源混合动力车电气结构基础知识；会新能源汽车电子故障分级与诊断；具有新能源汽车动力系统安装、检测、调试能力。
为学生今后顶岗实习，完成各种常见电路的设计和维修打下坚实基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第1章 绪论
程夕明
北京理工大学机械与车辆学院 电动车辆国家工程实验室
办 公 室：车辆实验楼501C 电子邮件：CXM2004@ 微 信：BITXMCHENG
目录
1.1 汽车技术发展历程 1.2 纯电动汽车 1.3 混合动力电动汽车 1.4 插电式混合动力电动汽车 1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系
1.1 汽车技术发展历程（1）
1.1 汽车技术发展历程（2）
1.2 纯电动汽车—政策
1. 战略 （1）2010年10月，新能源汽车成为中国的七大战略新兴产 业之一。 （2）纯电驱动。
2. 政策 （1）按新能源汽车的电池电量和续驶里程，中央政府和地 方政府双补贴及退坡。 （2）行驶里程3万公里，远程接入监管。 （3）碳排放双积分。 （4）电池回收与梯次利用政策。
1.2 纯电动汽车—动力结构
信号连接
图1.1 纯电动汽车的动力系统结构
1.2 纯电动汽车—案例
1. 聆风：2010年10月，第一辆规模化纯电动汽车上市，日产汽 车公司。
2. Model S ： 2012 年 ， 第 一 辆 豪 华 纯 电 动 汽 车 上 市 ， 096km/h@5s ；2014年，全时四驱车型上市，0-96km/h@3.2s， 配 套 ADAS ； 2016 年 ， Level3 智 能 电 动 汽 车 上 市 ； 2016 年 ， 500 km车型上市； 特斯拉汽车公司 。
3. I3：2013年，第一辆小型碳纤维电动汽车上市，最高时速 150 km，宝马汽车公司。
4. BYD E6：中国市场2016年销量最高的纯电动汽车，2017年款 车型，最高时速140 km，续驶里程400 km。
5. 销量：2016年中国市场销量近40万辆，2017年可达70万辆。
1.2 纯电动汽车—节能与减排机理
1. 节能 （1）相对于燃油汽车，纯电动汽车的等效经济性可提高 200%。 （2）电动机及其控制系统的效率是发动机2~4倍。
2. 减排 （1）光伏、风能、水力发电，纯电动汽车几乎零排放。 （2）可控核能发电，城市纯电动汽车几乎零排放。 （3）燃煤发电，大城市纯电动汽车几乎零排放。 （4）电动汽车减排问题，应计算全生命周期的整车、零部 件、运输、使用等各环节的碳排放问题。
1.2 纯电动汽车—特质
1. 简洁 电池、电动机及其控制器、差速器。
2. 高性能 电动机及其控制器，高效率（95%）、高比功率（5 kW/kg）、
高比转矩（10N∙m/kg）、高转速（12000r/min）。 3. 大质量
电池系统，低比能量（ 200 Wh/kg ），长充电时间（8h）， 低耐久性（~10年/16万km），低安全性（热失控），高成本 （1.5元/Wh），低充电费。 4. 制造 零部件少：取消变速器，电动汽车的零部件比燃油汽车少 80%。底盘简洁：取消传动轴，排气系统。
1.2 纯电动汽车—新技术
1. 动力 （1）组合式电驱动：前后桥电机、多驱动桥电机。 （2）分布式电驱动：轮边电机、轮毂电机。 （3）智能电池管理系统。
2. 底盘 （1）机械与电气协调制动。 （2）分布式制动与稳定控制。 （3）智能传感器与执行器。
3. 电子电气架构 分布式计算中心、两线制以太网、网关（路由器）、环境感 知系统、云计算、信息安全、电磁兼容性。
1.2 纯电动汽车—底盘布置案例1
特斯拉纯电动汽车后桥驱动底盘布置图
1.2 纯电动汽车—底盘布置案例2
特斯拉纯电动汽车前后桥驱动底盘布置图
2. 电动汽车技术
1.2 纯电动汽车—智能化环境感知系统
1.3 混合动力电动汽车—概述
1. 节能减排 （1）节能50%，依赖混合度（轻混、中混、重混）。 （2）减排90%，CO2。
2. 动力系统复杂 （1）保留了发动机及其传动系统。 （2）增加了电驱动系统。 （3）增加了机电复合装置。 （4）增加了系统控制难度。 （5）增加了底盘布置难度。
3. 结构类型多 串联、并联、混联。
1.3 混合动力电动汽车—案例1
混联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4.即时起动； 5. 混合驱动； 6. 取消怠速； 7. 发电储能。
工作特点 全时混合驱动。
图1.2 丰田普锐斯的THSⅡ混合动力系统结构
1.3 混合动力电动汽车—案例2
并联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4.即时起动； 5. 混合驱动； 6. 取消怠速； 7. 发电储能。
工作特点 间隙混合驱动。
图1.3 本田英赛特混合动力系统结构
1.3 混合动力电动汽车—案例3
图1.4 沃林混合动力系统结构
串联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4. 发电储能。
工作特点 全时纯电驱动、系 统效率低。
1.4 插电式混合动力电动汽车—概述
1. 结构特点 车载动力蓄电池组的电网充电功能。
2. 案例
表1.1 插电式混合动力电动汽车动力配置参数 车辆 最大功率/最大转矩（kW / N·m） 锂离子动力蓄电池配置
荣威eRX5
汽油发动机 电动机1 124 / 250 30 / 150
电动机2 56 / 318
正极材料 三元材料
能
量
（kWh）
12
比亚迪唐80 151 / 320 110 / 250 110 / 250 磷酸铁锂 18.4
1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系-案例
表1.2 三种工况下普锐斯混合动力电动汽车燃油经济性提高的贡献比例
效率提升/工况
美国城市工况 欧洲ECE城市工况
日本10-15工况
发动机效率提高
59%
56%
53%
发动机停止
13%
20%
27%
电制动能量回收
28%
24%
20%
发动机效率提高 发动机停止 电制动能量回收
PMSM电动和发电运行
PMSM电动功能 PMSM发电功能
1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系-图解
图1.5 电动汽车技术与功率电子学的密切关系
1.6 本章小结与作业
➢ 本章知识点
（1）纯电动汽车动力系统结构 （2）混合动力电动汽车动力系统结构 （3）燃料电池汽车动力系统结构 （4）电动汽车节能减排与功率电子技术的关系。
程夕明
北京理工大学机械与车辆学院 电动车辆国家工程实验室
办 公 室：车辆实验楼501C 电子邮件：CXM2004@ 微 信：BITXMCHENG
目录
1.1 汽车技术发展历程 1.2 纯电动汽车 1.3 混合动力电动汽车 1.4 插电式混合动力电动汽车 1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系
1.1 汽车技术发展历程（1）
1.1 汽车技术发展历程（2）
1.2 纯电动汽车—政策
1. 战略 （1）2010年10月，新能源汽车成为中国的七大战略新兴产 业之一。 （2）纯电驱动。
2. 政策 （1）按新能源汽车的电池电量和续驶里程，中央政府和地 方政府双补贴及退坡。 （2）行驶里程3万公里，远程接入监管。 （3）碳排放双积分。 （4）电池回收与梯次利用政策。
1.2 纯电动汽车—动力结构
信号连接
图1.1 纯电动汽车的动力系统结构
1.2 纯电动汽车—案例
1. 聆风：2010年10月，第一辆规模化纯电动汽车上市，日产汽 车公司。
2. Model S ： 2012 年 ， 第 一 辆 豪 华 纯 电 动 汽 车 上 市 ， 096km/h@5s ；2014年，全时四驱车型上市，0-96km/h@3.2s， 配 套 ADAS ； 2016 年 ， Level3 智 能 电 动 汽 车 上 市 ； 2016 年 ， 500 km车型上市； 特斯拉汽车公司 。
3. I3：2013年，第一辆小型碳纤维电动汽车上市，最高时速 150 km，宝马汽车公司。
4. BYD E6：中国市场2016年销量最高的纯电动汽车，2017年款 车型，最高时速140 km，续驶里程400 km。
5. 销量：2016年中国市场销量近40万辆，2017年可达70万辆。
1.2 纯电动汽车—节能与减排机理
1. 节能 （1）相对于燃油汽车，纯电动汽车的等效经济性可提高 200%。 （2）电动机及其控制系统的效率是发动机2~4倍。
2. 减排 （1）光伏、风能、水力发电，纯电动汽车几乎零排放。 （2）可控核能发电，城市纯电动汽车几乎零排放。 （3）燃煤发电，大城市纯电动汽车几乎零排放。 （4）电动汽车减排问题，应计算全生命周期的整车、零部 件、运输、使用等各环节的碳排放问题。
1.2 纯电动汽车—特质
1. 简洁 电池、电动机及其控制器、差速器。
2. 高性能 电动机及其控制器，高效率（95%）、高比功率（5 kW/kg）、
高比转矩（10N∙m/kg）、高转速（12000r/min）。 3. 大质量
电池系统，低比能量（ 200 Wh/kg ），长充电时间（8h）， 低耐久性（~10年/16万km），低安全性（热失控），高成本 （1.5元/Wh），低充电费。 4. 制造 零部件少：取消变速器，电动汽车的零部件比燃油汽车少 80%。底盘简洁：取消传动轴，排气系统。
1.2 纯电动汽车—新技术
1. 动力 （1）组合式电驱动：前后桥电机、多驱动桥电机。 （2）分布式电驱动：轮边电机、轮毂电机。 （3）智能电池管理系统。
2. 底盘 （1）机械与电气协调制动。 （2）分布式制动与稳定控制。 （3）智能传感器与执行器。
3. 电子电气架构 分布式计算中心、两线制以太网、网关（路由器）、环境感 知系统、云计算、信息安全、电磁兼容性。
1.2 纯电动汽车—底盘布置案例1
特斯拉纯电动汽车后桥驱动底盘布置图
1.2 纯电动汽车—底盘布置案例2
特斯拉纯电动汽车前后桥驱动底盘布置图
2. 电动汽车技术
1.2 纯电动汽车—智能化环境感知系统
1.3 混合动力电动汽车—概述
1. 节能减排 （1）节能50%，依赖混合度（轻混、中混、重混）。 （2）减排90%，CO2。
2. 动力系统复杂 （1）保留了发动机及其传动系统。 （2）增加了电驱动系统。 （3）增加了机电复合装置。 （4）增加了系统控制难度。 （5）增加了底盘布置难度。
3. 结构类型多 串联、并联、混联。
1.3 混合动力电动汽车—案例1
混联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4.即时起动； 5. 混合驱动； 6. 取消怠速； 7. 发电储能。
工作特点 全时混合驱动。
图1.2 丰田普锐斯的THSⅡ混合动力系统结构
1.3 混合动力电动汽车—案例2
并联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4.即时起动； 5. 混合驱动； 6. 取消怠速； 7. 发电储能。
工作特点 间隙混合驱动。
图1.3 本田英赛特混合动力系统结构
1.3 混合动力电动汽车—案例3
图1.4 沃林混合动力系统结构
串联节能途径： 1. 纯电驱动； 2. 机电联合制动；
3. 发动机高效工作； 4. 发电储能。
工作特点 全时纯电驱动、系 统效率低。
1.4 插电式混合动力电动汽车—概述
1. 结构特点 车载动力蓄电池组的电网充电功能。
2. 案例
表1.1 插电式混合动力电动汽车动力配置参数 车辆 最大功率/最大转矩（kW / N·m） 锂离子动力蓄电池配置
荣威eRX5
汽油发动机 电动机1 124 / 250 30 / 150
电动机2 56 / 318
正极材料 三元材料
能
量
（kWh）
12
比亚迪唐80 151 / 320 110 / 250 110 / 250 磷酸铁锂 18.4
1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系-案例
表1.2 三种工况下普锐斯混合动力电动汽车燃油经济性提高的贡献比例
效率提升/工况
美国城市工况 欧洲ECE城市工况
日本10-15工况
发动机效率提高
59%
56%
53%
发动机停止
13%
20%
27%
电制动能量回收
28%
24%
20%
发动机效率提高 发动机停止 电制动能量回收
PMSM电动和发电运行
PMSM电动功能 PMSM发电功能
1.5 功率电子学与电动汽车技术的关系-图解
图1.5 电动汽车技术与功率电子学的密切关系
1.6 本章小结与作业
➢ 本章知识点
（1）纯电动汽车动力系统结构 （2）混合动力电动汽车动力系统结构 （3）燃料电池汽车动力系统结构 （4）电动汽车节能减排与功率电子技术的关系。