第1章 绪论新能源汽车技术课件.pdf
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1、YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY第1章绪论新能源汽车技术wYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY/I章绪论I,1.1新能源汽车的定义和分类1.2 发展新能源汽车的必要性1.3 新能源汽车发展现状1.4 新能源汽车车型分析1.5新能源汽车技术路线及关键技术新能源汽车技术|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.1 新能源汽车的定义和分类 ili新能源汽车的定义根据我国汽车产业发展政策的有关规定,2007年,国家发展和改 革委员会制定了新能源汽车生产准入管理规则,规则对新能源 汽车做出了明确的定义:新能源汽车系指
2、采用非常规的车用燃料作为动 力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆 的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车技术3w|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.1.2新能源汽车的分类新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其它新能源汽车等。增程式电动车是一种配有地面充电和车载供电功能 的纯电驱动的电动汽车。其动力系统由动力电池系 统、动力驱动系统、整车控制系统和辅助动力系统(APU)组成。新能源汽车技术4|YANCHENG INSTITUTE OF
3、TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性1.2.1能源短缺世界能源主要包括石油、天然气、煤炭和核能等。据预 测,目前全球已探明石油储量为12000.7亿桶,可开采40.6 年;天然气已探明储量179.83万亿m3,可开采65.1年。全 球2006年底已探明可开采煤炭储量为9090.64亿吨,可开采 155年,而随着可探明技术的发展,可开采煤炭储量将增加 至U200年以上。在世界能源消耗总量中,2007年,石油占 35%,煤占29%,天然气占24%,核能和水利发电各占6%,如 图所示。随着时间的推移,能量消耗结构会发生变化。新能源汽车技术5YANCHENG INSTITUTE OF TE
4、CHNOLOGYm Hvdio electricMuclear Energy 小Natural GasOil35%24%A.2发展新能源汽车的必要性新能源汽车技术6YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性我国是一个能源短缺的国家,但却是一个能源消费大国。按照当前的能 源资源开采速度,各种一次能源可供应的年限,石油为11.3年;天然气 为27.2年;煤炭为45年。表卜1为中国的能源资源状况。翎酎源总量,(亿顿标准煤)Q原加(亿吨)2原油一(亿吨)2天然引(亿立方米)水能/(亿千瓦 时)/则余开采储量,(经济开发)31391.9/1145.032
5、%13668912600.0P结构(%)/3588c3.“13 336 世界总量*13832W9842.121402.8/1493811.073053.0/中国所占比例/10.111介2.3-0.9/17.23新能源汽车技术YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性目前世界汽车保有量约8亿辆,预计到2030年全球汽车保有量将突破20 亿辆,主要增量来自发展中国家。图L 2为世界汽车保有量增长的预测。新能源汽车技术8YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性石油在交通领域的消费逐年增 长。国际能源
6、机构(IEA)的统 计数据表明,2001年全球57%的 石油消费在交通领域(其中美 国达到67%)。预计到2020年交 通用油占全球石油总消耗的62%以上。美国能源部预测,2020 年以后,全球石油需求与常规 石油供给之间将出现净缺口,2050年的供需缺口几乎相当于 2000年世界石油总产量的两倍。图1.3为IEA对20052030年间各 地区及国家在世界交通运输石 油需求增长量中所占比例的预 测。203年 2。州年新能源汽车技术9|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGYA.2发展新能源汽车的必要性4-中国的石油消耗量仅次于美国,位居世界第二位,原油消 费年均增长率为
7、6%以上,与国际通行的石油消费强度比较,我国石油消费强度为0.19,大体相当于日本的4倍,欧洲的 3倍,美国的2倍。据预测,未来几年,中国原油进口量的 增长比例将达到10%以上,成品油的进口量增长比例在8%左 右,总的石油进口量增长比例将达到年均6%。国际能源机 构(IEA)预测,随着越来越多中国消费者购买汽车,到 2030年,中国石油消耗量的80%需要依靠进口。新能源汽车技术10YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性我国汽车保有量迅速增加。截止2008年底,全国汽车保有 量为6467万辆,与2007年相比,增加770万辆,增长13.52%
8、。中国成为仅次于美国的世界第二大新车销售市场。预计到 2015年,全国汽车保有量将超过1亿辆。表1-2为20052008 年全国汽车保有量及增长率。表1-2 20052008年全国汽车保有量及增长率年2U05201162002002俣有量(万量)0也74取;55的区6457增长率?15.214313.5新能源汽车技术11YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性勺汽车消费的快速增长导致能源消耗加速增长。中国机动车 燃油消耗量约占全国总油耗的1/3,这也使得中国石油对外 依存度每年都在不断攀升。从我国单车耗油量来看,我国 平均单车所耗油的实际值约
9、2.5吨,比美国高1CP25%,比日 本高1倍以上。表1-3汽车占全国汽车和柴油消耗的比例年份F汽油柴油不汽油消耗量d(万吨)P汽车消耗量V(万吨)炉汽车消耗比例dC%)用柴油消耗量d(万吨)P汽车消耗量JC万吨P汽车消耗比例+(%)口20054816 新4193“跖7Q1096739714336,22006P52 0*4541 中次11600P446犯5甲2007P56064894题布12422C503040.新能源汽车技术12|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY41.2发展新能源汽车的必要性1.2.2环境污染燃油汽车在运行过程中会产生大量的有害气体,不但污染
10、环境,还大大地影响人类健康。污染物主要包括:(1)碳氢化合物(HC)汽车尾气中的碳氢化合物中含苯、甲苯和二甲苯等有害物质。其 中以苯的危害最大,它是一种致癌物质,可引发人体血癌、贫血、血小 板减少、粘膜出血以及头痛、失眠、呕吐等疾病。(2)氮氧化合物(NOx)氮氧化物是一种强烈的腐蚀剂,对人的呼吸器官有刺激作用,会 引起气管炎、肺炎、和肺气肿,削弱血液输氧功能,燃油汽车加速行驶 时,各种有害气体排放量激增,其中又以NOx排放量为最大。新能源汽车技术13|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性(3)一氧化碳(CO)一氧化碳是一种无色、无臭的有
11、毒气体,它通过呼吸道进入人体 后,与血液中的血红蛋白相结合,削弱血液的输氧功能,从而造成人 体内部缺氧,危害中枢神经系统,轻则头晕、头痛、四肢无力、视力 受损,重则中毒身亡。(4)二氧化硫(S02)二氧化硫是一种无色无味的气体,能损害人的肝、肾和心脏,对 眼、鼻、咽喉和呼吸都有强烈的刺激作用,会引发和加重人的呼吸系 统和心血管疾病,严重时导致死亡。(5)臭氧(03)臭氧对人体的器官和肺部均有损害作用,对心脏,肝等器官也有不 良影响,臭氧浓度达到0.17 mg/m3时,就能危害人体健康。新能源汽车技术14|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要
12、性(6)铅铅以化合物的形式,通过呼吸道或皮肤,进入人体内,危害人体健 康。人体摄入过量的铅,有引发癌症的危险,损害人体造血系统、心脏 和肾脏,使消化系统中毒,还会引起神经中枢中毒,导致乔迷、痉李以 致死亡。铅中毒的症状是精神呆滞,智力下降,头痛失眠,记忆力减退,视力受损,嗅觉不灵,举止异常,身体虚弱。(7)可吸入颗粒物直径小于0.01mm的微粒,能漂浮在空气中,轻而易举地进入人体内 部,在人体内刺激肺壁,造成肺炎、哮喘和心脏病。燃油汽车,尤其是 柴油汽车,除排出一氧化碳等有害物质外,还会排出大量有害微粒,污 染环境,危害人体健康。(8)汽油汽油是燃油汽车的主要燃料,汽油主要以蒸气形式,从运油车
13、、储油罐,加油设备、汽油油桶、化油器、油泵、油嘴等的缝隙和孔道中 逸出,直接污染大气,危害人的身体健康。新能源汽车技术15|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性燃油汽车的尾气除了上述的直接污染外,同时还产生间接 污染。(1)排出的C02将产生全球性的温室效应,使大气气候异常,气候异常又将引发飓风等自然灾害。如果大气中的C02浓度 增加一倍,温室效应气温将上升约1.54.5度,飓风的能量 可增加5%,必然带来严重的环境问题。(2)排出的氨氧化物和硫化物也是酸雨中的主要有害成分,是形成烟雾、酸雾、酸雨的直接原因,对森林植被、农作 物及建筑物都
14、有腐蚀毁坏作用。新能源汽车技术16wYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGYA.2发展新能源汽车的必要性城市名称*汽车聃污染物分担率(”CO好。炉北京63本照0。上海44.M以“42.3。81334.W南京p84M济南9W22,“南昌74.W44.2。台肥6田35,0。_新能源汽车技术17|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性由上表可知,机动车排放污染已对城市大气污染构成了严 重威胁。因此,必须研究改善城市机动车排放污染的对策 和措施。降低和控制机动车排放污染物的主要措施有:(1)控制机动车排放污染源水平。(2)提
15、高燃油品质,发展代用燃料。(3)推广使用电动汽车。(4)加强城市道路交通综合整治,改善城市道路行驶环 境。新能源汽车技术18|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性欧洲制订了旨在限制汽车污染物排放的欧V和欧VI标准。根据新标准,未来欧盟国家对本地生产及进口汽车的污染 物排放量,特别是氮氧化物和颗粒物排放量的控制将日益 严格。欧V标准已于2009年9月1日开始实施。柴油SUV执行欧V标 准的时间是2012年9月。相对于欧V标准,将于2014年9月 实施的欧VI标准更加严格。根据欧VI标准,柴油轿车的氮 氧化物排放量不应超过80 mg/100k
16、m,比目前标准规定的排 放量减少68%。欧盟官员称,与欧V标准相比,欧VI标准对新能源汽车技术19w|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性目前欧盟采用的欧IV标准是2005年1月开始实施的。该标准要求柴油轿车的氮氧化物排放量不得超过 250mg/100km;面包车和SUV的氮氧化物排放量不 得超过390 mg/100km。北京于2008年在国内率先对新车实行“国四”排 放标准,2010年国内新车销售将全面实施该标准。预计到2010年,中国生产汽车的排放控制技术水平 与国外先进水平差距有望由2000年的8年缩短到5年。新能源汽车技术20|Y
17、ANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性1.2.3气候变暖能源的大量消耗带来温室气体排放问题。二氧化碳是全球 最重要的温室气体,是造成气候变化的主要原因,而它主 要来自化石燃料的燃烧。中国的二氧化碳年排放量仅次于 美国列世界第二位。图1.4为世界主要国家排放二氧化碳的 比例。据世界上许多科学家预测,未来50至100年人类将完全进 入一个变暖的世界。由于人类活动的影响,温室气体和硫 化物气溶胶的浓度增加过快,未来100年全球平均地表温度 将上升1.45.8,到2050年我国平均气温将上升2.2。新能源汽车技术21YANCHENG INSTITUT
18、E OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性新能源汽车技术22|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGYA.2发展新能源汽车的必要性4-为了减少汽车对全球气候变暖的影响,削减温室气体二氧化碳的排放,汽车应尽量采用小排量发动机和稀薄燃烧发动机,最大限度地提高能源 利用效率,从而减少汽车对全球气候变暖的影响。汽车二氧化碳排放法 规开始实施。2008年,欧盟要求轿车二氧化碳排放达到140g/kni,对于 汽油车,对应油耗6L/100km以下;2012年,达到120g/km;2020年,达 到100g/km。如果中国采用一系列先进技术,包括电动汽车、天然气汽车和以
19、天然气 为燃料的内燃机技术,到2030年,中国汽车二氧化碳的排放总量有可能 降低45%。新能源汽车技术23w|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.2发展新能源汽车的必要性在能源和环保的压力下,新能源汽车无疑将成为未 来汽车的发展方向。据专家预计,如果新能源汽车 得到快速发展,结合中国的能源资源状况和国际汽 车技术的发展趋势,预计到2025年后,中国普通汽 油车占乘用车的保有量将仅占50%左右,而先进柴 油车、燃气汽车、生物燃料汽车等新能源汽车将迅 猛发展。新能源汽车技术24w|YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY1.3新能源汽车发展现
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