1、 目 录 001 新能源汽车概述 主 编 欧阳波仪 旷庆祥 副主编 陈彦纶 刘 平 002 版权专有 侵权必究 图书在版编目（CIP）数据 新能源汽车概述/欧阳波仪，旷庆祥主编.北京：北京理工大学出版社，2019.5 ISBN 9787568266253 .新 .欧 旷 .新能源汽车 .U469.7 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2019）第 008016 号 出版发行 /北京理工大学出版社有限责任公司 社 址 /北京市海淀区中关村南大街 5 号 邮 编 /100081 电 话 /（010）68914775（总编室）（010）82562903（教材售后服务热线）（010）68948351（
2、其他图书服务热线）网 址 /http:/ 经 销 /全国各地新华书店 印 刷 /开 本 /787 毫米1092 毫米 1/16 印 张 /14 责任编辑 /王晓莉 字 数 /283 千字 文案编辑 /王晓莉 版 次 /2019 年 5 月第 1 版 2019 年 5 月第 1 次印刷 责任校对 /周瑞红 定 价 /65.00 元 责任印制 /李志强 图书出现印装质量问题，请拨打售后服务热线，本社负责调换 目 录 001 前 言 随着我国汽车数量的不断增加，在能源和环保的当前形势下，发展新能源汽车是我国未来汽车发展的方向和趋势。为了满足新能源汽车技术职业教育与新能源汽车维修行业零距离对接的要求，
3、编者从现代汽车发展的角度出发，综合分析当前能源危机、环保危机形势下现代汽车工业的转型升级，通过对混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、代用燃料汽车等典型车型进行剖析，说明了新能源汽车的结构特点、工作原理和关键技术。本书在编写过程中充分考虑理实一体化教学的要求，采用由浅入深、由易到难的渐进方式编写，具有以下特点：1.本书采用任务驱动的形式编写，以“够用、适用、应用”作为原则，通过对学习目标、学习手册、教学视频、在线测验、拓展学习等进行逐一讲述的形式，构建了知识和技能模块。2.本书反映了新能源汽车的新知识、新技术、新工艺和新标准，注重与职业技术岗位标准的紧密结合，符合国家及行业相关技术标准以及技
4、能鉴定的要求。3.本书文字简洁、通俗易懂、图文并茂、形式生动，容易培养学生的学习兴趣，也有利于学生学习效果的提升。新能源汽车概述由欧阳波仪、旷庆祥担任主编，陈彦纶、刘平担任副主编。此外，本书在编写过程中参考了大量的技术文献资料，得到了部分汽车维修企业及相关人士的大力支持，在此表示衷心的感谢！由于本书涉及内容较新，且编者水平有限，书中难免存在不妥与疏漏之处，诚望专家和读者批评指正。编 者 目 录 001 目 录 项目一 新能源汽车认知 001 任务 11 初识新能源汽车 002 任务 12 新能源汽车与燃油汽车对比 018 项目二 混合动力汽车 029 任务 21 分析混合动力汽车的构成与分类
5、030 任务 22 分析混合动力系统的结构及工作原理 042 任务 23 混合动力汽车实训（比亚迪秦）056 项目三 纯电动汽车 069 任务 31 初识纯电动汽车 070 任务 32 分析纯电动汽车电池 080 任务 33 分析纯电动汽车电机 098 任务 34 纯电动汽车实训（北汽 EV200/特斯拉 Model S）127 项目四 燃料电池电动汽车 133 任务 41 分析燃料电池电动汽车的结构 134 任务 42 分析燃料电池电动汽车的核心部件 152 项目五 代用燃料汽车、其他清洁能源汽车 165 任务 51 分析气体燃料汽车与液体燃料汽车 166 任务 52 分析太阳能汽车 204
6、 001 项目一 新能源汽车认知 近年来，随着环境压力不断增大以及石油资源的日益匮乏，发展新能源汽车已经成为国家战略发展的重要方向。中国新能源汽车行业市场前瞻与投资战略规划分析报告分析认为，与其他国家相比，我国具备发展新能源汽车的优势。我国人口众多、资源丰富，经济发展较快，而汽车拥有量却相对较少，新能源汽车的潜在市场空间巨大，同时拥有良好的国际国内环境，技术上已经具备比较好的基础，前期小规模示范与国外发展经验可以为我国新能源汽车的发展提供有益的借鉴。本项目主要是初步了解新能源汽车，包括“初识新能源汽车”和“新能源汽车与燃油汽车对比”两个任务，通过学习和训练，将了解新能源汽车技术发展的背景和现状
7、、新能源汽车的定义和分类、纯电动汽车的结构特点、混合动力汽车的结构特点、氢能源电池汽车的结构特点等。同时，需要查阅大量资料，掌握调研的一些方法，具备制作 PPT 或报表的技能。002 任务 1-1 初识新能源汽车 汽车是现代工业文明的象征之一，也是推动一国或地区经济发展的重要引擎。随着环境保护、低碳经济、降低能耗的理念为人们所重视，汽车工业因其尾气排放污染环境、高能耗等一系列负效应，面临日益严峻的挑战。相对传统的燃油汽车，新能源汽车能够有效降低汽车排放的废气量、有效解决交通能源重消耗的问题，发展新能源汽车已经变得势在必行。那么，到底什么是新能源汽车、其发展史是什么样的、发展背景和前景怎么样等一
8、系列问题是我们首先要了解的。因此，本任务就是初步认识新能源汽车。随着近年来各国对能源危机、环境污染等的关注不断加深，新能源汽车因其清洁、高效、低碳化等特性受到前所未有的关注。通过本任务的学习，将初步认识新能源汽车。为了加强认识，请你选择自己所在地的一家整车制造企业，就这个企业目前新能源汽车开发现状以及未来的战略，做一个 PPT 汇报稿，将其上传到学习平台，并在学习小组或班上进行简短汇报。学习目标 专业能力 1.能够清晰地描述新能源汽车的定义和分类。2.能够了解并接受国家能源安全和节能环保战略。3.能够较好地了解世界各国新能源发展的情况。4.能够较熟练地说出新能源汽车发展的前景和趋势。社会能力
9、1.树立能源安全和节能环保意识。003 2.强化汇报沟通的能力。3.加强小组协同学习的能力。方法能力 1.通过查询资料完成学习任务，提高资源搜集的能力。2.通过制作 PPT 汇报稿，提升制作 PPT 简报的能力。3.通过完成学习任务，提高解决实际问题的能力。相关知识 一、新能源汽车的定义与分类 新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源汽车，是指采用新能源作为动力来源，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。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车
10、等。新能源汽车技术总览如表 1 1 1 所示。表 1 1 1 新能源汽车技术总览 新能源汽车类型 技术 能量/燃料来源 电动汽车 混合动力汽车（HEV）石油/电力 纯电动汽车（BEV）电力 燃料电池电动汽车（FCEV）氢/电力 氢能汽车 氢发动机汽车 氢 煤制醇醚燃料汽车 煤制二甲醚 煤炭 煤制甲醇 煤炭 生物燃料汽车 生物乙醇 粮食/非粮食农作物 生物柴油 动植物油脂 燃气汽车 石油液化气（LPG）石油 液化天然气（LNG）天然气 压缩天然气（CNG）天然气 新型燃油汽车 清洁柴油 石油 新配方汽油（RFG）石油 其他类型 太阳能汽车 太阳能 来源：新能源汽车整车设计典型车型与结构（上海科学
11、出版社）什么是新能源汽车？004 二、新能源汽车的发展背景 据预测，目前全球已探明石油储量可开采不到 40 年，天然气已探明储量可开采约 60 年，已探明可开采煤炭可开采约 150 年，世界能源危机日益突出。同时，自 20 世纪 80 年代开始，随着经济的发展，具有全球性影响的环境问题日益突出。当前，汽车工业面临着严峻的挑战。一方面，汽车是油耗大户，且目前内燃机的热效率较低，燃料燃烧产生的热能只有 35%40%用于实际汽车行驶，节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾；另一方面，汽车的大量使用加剧了环境污染，城市大气中 CO 的 82%、NO2的 48%、HC 的 58%和微粒的 8%来自汽车尾气，
12、此外，汽车排放的大量 CO2加剧了温室效应。汽车噪声也是环境噪声污染的主要内容之一。因此，从节能与环保角度考虑，近年来世界各国纷纷开始重视发展新能源汽车。就我国而言，重视发展新能源汽车主要是因为能源安全战略和节能环保战略两个方面的因素。（一）基于国家能源安全战略 我国是一个能源生产大国，拥有丰富的能源资源，如图 1 1 1 所示，我国石油探明储量较多，约占全世界的 13%，位居世界第三位。但是，在经济高速增长的条件下，我国能源的消耗速度非常快，2009 年对外依存度首次突破 50%，2015 年首次突破 60%（达到 60.6%）。不难看出，我国的能源供应量与日益增加的能源消耗量之间的矛盾变得
13、愈加突出。图 1 1 1 世界石油探明储量前十名 另外，我国石油进口的主要通道有东北通道、西北通道、西南通道以及海上通道。这 为什么要发展新能源汽车？005 些石油的外部进口通道均存在较大的政治军事风险以及各种不确定因素。比如海上通道，我国远洋石油进口量的 4/5 依赖马六甲海峡运输，而我国在这一海域并没有实际控制权，一旦遇到突发事件，海上通道将会遭遇致命的安全隐患。因此，出于破解未来石油危机的考虑，我国政府大力发展新能源汽车具有十分重要的战略价值和意义。（二）基于国家节能环保战略 节能环保一直是世界各国人民致力追求的目标。1997 年在日本京都通过了国际性公约京都议定书，世界各国约定将大气中
14、的温室气体含量稳定在一个适当的水平，进而防止剧烈的气候改变对人类造成伤害。2009 年 12 月召开了哥本哈根世界气候大会，会议上各国承诺了 2020 年单位 GDP 碳排放比 2005 年下降的程度，我国承诺下降 40%45%，美国承诺减少 17%，日本承诺减排 25%，可以看出，相比于其他国家，我国面临着极为严峻的减排压力。正是由于人们越来越高的环保意识和对温室效应的日益关注，具有显著节能与环保特性的新技术才越来越具有意义。人们利用新能源汽车技术可以减缓对石油的消耗，有效地减少碳排放量，进而对全球温室效应起到一定的抑制作用。三、新能源汽车发展史 20 世纪末以来，世界各国和各大汽车公司以及
15、国内各大科研机构和高等院校纷纷致力于开发清洁节能汽车，新能源汽车获得了长足发展。不过，新能源汽车并非新鲜事物，它已经存在 120 多年，并且曾一度还是最流行的汽车类型。（一）纯电动汽车发展史 1834 年，电动机问世不久，美国人托马斯达尔波特制造了一辆由不可充电的干电池驱动的电动三轮车（见图 1 1 2），虽然只能行驶一小段距离，但他因此获得了美国电机行业的第一个专利。1839年，苏格兰人罗伯特安德森发明了电驱动的马车，这是一辆使用不能充电的初级电池驱动的车辆。1840 年之后，很多科学家投身于电动汽车的研发中。直至 1886年，卡尔本茨和戈特利布戴姆勒发明了第一辆汽油机汽车，电动汽车与燃油汽
16、车的竞争拉开了序幕。伟大的发明家爱迪生一直是电动车的坚定支持者，他曾在纽约时报上评论电动车经济且不排放废气，是理想的交通工具。正是基于这样的认识，1895 年爱迪生造出了他的第一辆电动汽车（见图 1 1 3）。新能源汽车“新”吗？006 图 1 1 2 达尔波特的电动三轮车 图 1 1 3 爱迪生和他的第一辆电动汽车 1899 年，比利时人卡米乐热纳茨驾驶着一辆炮弹外形电动车（见图 1 1 4）以105.88 km/h 的速度刷新了由汽油动力发动机保持的世界汽车最高速度纪录，这是汽车速度第一次突破 100 km/h 大关，这个电动车速度纪录一直到 20 世纪才被打破。从 20 世纪 20 年代开始，石油开采技术和内燃机技术飞速进步，燃油汽车的速度得到大幅提高，加一次油可持续巡航里程是电动车的 3 倍左右，且使用成本低。相比之下，电动车的发展进入瓶颈时期，在降低制造成本和改善使用便利性方面没有明显的进步。这种背景下，电动车很快失去了存在的意义，1940 年左右电动车基本从欧美汽车市场中消失，直到 1990 年洛杉矶车展上，通用汽车推出 Impact 纯电动轿车，随后推出了 EVl 车型（
