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福田欧辉新能源客车知识培训技术中心2015.03一、新能源汽车基本概念二、新能源产品介绍三、CAN总线简介四、混合动力系统基础知识五、纯电动驱动系统基础知识一、新能源汽车基本概念根据国家工信部、科技部发布的相关文件，新能源汽车是指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。新能源汽车包括：混合动力汽车、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。燃料电池汽车目前尚不具备产业化条件，加强关键技术的科技攻关是当前的重点。混合动力车辆定义“能量与功率传送路线：具有如下特点的车辆称为混合动力车辆：●传送到车轮推进车辆运动的能量，至少来自两种不同的能量转换装置，（例如：内燃机、燃气涡轮、斯特林发动机、电动机、液压马达、燃料电池等）；●这些能量转换装置至少要从两种不同的能量储存装置（例如：燃油箱、蓄电池、飞轮、超级电容、高压储氢罐等）吸取能量；●从储能装置流向车轮的这些通道，至少有一条是可逆的。●“如果可逆的储能装置供应的是电能时，则称作混合动力电动车。”新能源汽车的定义普通混合动力汽车插电式混合动力汽车增程式电动汽车纯电动汽车节能车型新能源车型未来发展方向混合动力我司新能源车型分类一、新能源汽车基本概念新能源纯电动汽车插电式混合动力FT：油箱TM：变速器MG：马达/发电机GE：发电机ICE：内燃机RESS：可再补充式能力存储系统增程式混合动力串联·并联·混联混合动力按电池搭载容量划分一、新能源汽车基本概念微混合≤10%轻混合10-20%中混合20-30%强混合＞50%混合度（电机的输出功率在整个系统的输出功率中的占比）一、新能源汽车基本概念1.5按动力传输方式划分串联混合动力并联混合动力混联混合动力F：燃料E：发动机B：电池M/G：马达/发电机T：变速器I：转换器一、新能源汽车基本概念FBEIM/GT燃料线路电力传输线路机械动力传输线路FBEIGMFBEIMSplTM/G一、新能源汽车基本概念混合动力汽车传统汽车产品技术混合动力汽车核心技术车身系统电气系统内饰系统动力平台电辅助系统动力系统控制系统关键零部件技术发动机传动系统驱动电机动力蓄电池悬架系统转向系统混合动力汽车技术链一、新能源汽车基本概念一、新能源汽车基本概念内燃机运行在高效区一、新能源汽车基本概念核心零部件——电机种类•直流电动机•交流异步电机•永磁同步电机•开关磁阻电动机一、新能源汽车基本概念核心零部件——各种电机的特点电机类型优点缺点直流电机控制性能较好，具有良好的电磁转矩控制特性，调速比较方便，控制装置简单，成本低；转速范围小，效率低，质量重，体积大，维护成本大感应电机结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠、低转矩脉动、低噪声，不需要位置传感器，转速极限高，感应电机矢量控制调速技术比较成熟。驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。永磁同步电机较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，尤其是内置式永磁同步电机，具有结构灵活，设计自由度大，有望得到高性能，适合用作混合动力汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动。对冷却系统要求相对较高，对控制器的处理能力要求较高，有热退磁效应。开关磁阻电机开关磁阻电机驱动系统的主要特点是电机结构紧凑牢固，适合于高速运行，并且驱动电路简单成本低，在宽广的转速范围内效率都比较高，而且可以方便地实现四象限控制。噪声和振动比一般的电动机大，且出线较多；使用位置传感器，增加了结构复杂性，降低了可靠性。一、新能源汽车基本概念核心零部件——各种电机的应用前景大功率异步驱动电机系统由于其技术成熟度较高，已在纯电动客车上得到了较成功运用，一度占据主导地位。但目前随着永磁同步电机技术的发展，成本的逐渐下降，效率更高的永磁电机已经在新能源客车领域占据半壁江山，并代表了未来的发展方向。我司自进入新能源客车领域以来，自始至终坚持采用永磁同步电机路线，占据技术制高点，引领行业发展。一、新能源汽车基本概念核心零部件——电机的特性一、新能源汽车基本概念电动机发动机备注转速范围差异最低工作转速为零有最低怠速纯电机驱动的情况下，可取消离合器扭矩特性差异低转速段扭矩达到最大中速段扭矩达到最大电动车加速性能好额定/峰值特性差异峰值参数一般是额定参数2倍无峰值特性概念相同功率需求情况下，与发动机相比，可选取功率较小的电机核心零部件——电机的重要参数类型永磁同步水冷直驱电机电机额定功率kW100电机峰值功率kW150电机额定转速rpm1000电机最高转速rpm3000额定转矩Nm955最大转矩Nm2800电机最高效率%92绝缘等级F级外壳防护等级IP55一、新能源汽车基本概念核心零部件——电机的绝缘等级一、新能源汽车基本概念电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。绝缘的温度等级A级E级B级F级H级最高允许温度（℃）105120130155180绕组温升限值（K）607580100125性能参考温度（℃）8095100120145核心零部件——电机的防护等级一、新能源汽车基本概念IP（INGRESSPROTECTION）防护等级系统由IEC（INTERNATIONALELECTROTECHNICALCOMMISSION，国际电工协会）所起草，将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示电器防尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示电器防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。IP54防水等级防尘等级防护等级核心零部件——电机的防尘等级一、新能源汽车基本概念数字防护范围说明0无防护对外界的人或物无特殊的防护1防止直径大于50mm的固体外物侵入防止人体（如手掌）因意外而接触到电器内部的零件，防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入2防止直径大于12.5mm的固体外物侵入防止人的手指接触到电器内部的零件，防止中等尺寸（直径大于12.5mm）的外物侵入3防止大于直径2.5mm的固体外物侵入防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件4防止大于直径1.0mm的固体外物侵入防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件5防止外物及灰尘完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘侵入，但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作6防止外物及灰尘完全防止外物及灰尘侵入核心零部件——电机的防水等级一、新能源汽车基本概念数字防护范围说明0无防护对水或湿气无特殊的防护1防止水滴侵入垂直落下的水滴（如凝结水）不会对电器造成损坏2倾斜15度时，仍可防止水滴侵入当电器由垂直倾斜至15度时，滴水不会对电器造成损坏3防止喷洒的水侵入防雨或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水侵入电器而造成损坏4防止飞溅的水侵入防止各个方向飞溅而来的水侵入电器而造成损坏5防止喷射的水侵入防止来自各个方向由喷嘴射出的水侵入电器而造成损坏6防止大浪侵入装设于甲板上的电器，可防止因大浪的侵袭而造成的损坏7防止浸水时水的侵入电器浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下，可确保不因浸水而造成损坏8防止沉没时水的侵入电器无限期沉没在指定的水压下，可确保不因浸水而造成损坏核心零部件——电机的两种基本工作模式电能传递机械能传递驱动模式电量充足一、新能源汽车基本概念核心零部件——电机的两种基本工作模式电能传递机械能传递发电模式一、新能源汽车基本概念核心零部件——动力电池电池是新能源车的动力源，是影响新能源车性能的关键部件，也是制约其发展的关键。新能源车动力电池应具有比能量高、比功率大、自放电少、使用寿命长及安全性好等特性。目前各国研发的重点是锂离子电池，燃料电池则因可以做到完全零排放，而被视作远期目标。一、新能源汽车基本概念核心零部件——目前在用动力电池的分类一、新能源汽车基本概念动力电池分类（从材料来分）动力电池铅酸电池镍铬电池镍氢电池锂电池钴酸锂锰酸锂磷酸铁锂钛酸锂多元复合锂其他核心零部件——各种动力电池的特性一、新能源汽车基本概念镍氢电池锂离子电池铅酸电池充放电寿命中好差使用年限中好差充电速度好好差能量密度中好差功率密度中好差安全性中中好环保型中中差成本中差好核心零部件——动力电池的发展趋势1、铅酸电池由于自身性能限制了动力电源的发展，且存在铅污染，逐渐退出市场；2、镍镉电池也存在镉污染，记忆效应严重，也基本退出动力电池市场；3、镍氢电池是镍镉电池的改进，具有充电速度较快，基本无记忆效应，无环境污染，安全性高的特点，曾经在车用动力电池行业占据主导地位；4、随着比能量高、比功率高、自放电小、无记忆效应的锂离子动力电池技术逐渐成熟，镍氢电池已逐渐退出主流市场，锂离子电池已经牢牢占据了车用动力电池的主导地位。一、新能源汽车基本概念核心零部件——动力电池单体及电池组项目力神电池类型磷酸铁锂单体容量Ah20单体电压V3.2单体质量kg0.513单体尺寸mm27×70×134电池组额定电压V537.6电池组额定容量Ah320电池组组合方式：9个标准箱4小箱（16×12）电池,5大箱（16×24）:电池共16并168串电池组总能量kWh172电池组总重量kg2000一、新能源汽车基本概念核心零部件——动力电池专业术语电池容量：电池性能的重要性能指标之一是电池容量，它表示在一定条件下（放电率、温度、终止电压等）电池放出的电量，即电池的容量，通常以安培·小时为单位；SOC：全称是StateofCharge，荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0~1，当SOC=0时表示电池放电完全，当SOC=1时表示电池完全充满；SOH：SOH(StateOfHealth)：蓄电池容量、健康度、性能状态，即蓄电池满充容量相对额定容量的百分比，新出厂电池为100%，完全报废为0%；一、新能源汽车基本概念核心零部件——动力电池专业术语DOD：DepthofDischarge，即循环深度,100%DOD,即电池每次放出的容量为100%；循环寿命：一般指在特定充放电循环条件下，电池实际容量下降至额定容量80%时所经历的循环次数。同一种电池，在不同的充放电制度下，其循环寿命是不同的。例如：1C充/放电，某只电池的循环寿命为2000次，但5C充/放电下，该电池的循环寿命可能只有1000次（视具体放电深度和环境温度还可以有很大的变化）。正常情况下，每个用户对电池的使用情况不同，所以必须有一个统一的标准来检验电池的循环寿命，由此产生了各种标准（企业标准、行业标准、国家标准、国际标准等）一、新能源汽车基本概念核心零部件——动力电池专业术语充放电倍率：充放电倍率=充放电电流/额定容量。充放电倍率是表示充放电快慢的一种度量。所用的容量1小时放电完毕，称为1C放电；5小时放电完毕，则称为1/5=0.2C放电。例如：额定容量为100Ah的电池用20A放电时，持续放电时间为5小时，则其放电倍率为0.2C。一般可以通过不同的放电电流来检测电池的容量。对于24Ah电池来说，2c放电电流为48A,0.5C放电电流为12A。能量体积密度：单位体积内包含的能量，单位是W·h/L。能量重量密度：单位重量内包含的能量，单位是W·h/kg。功率体积密度：单位体积内可释放的功率，单位是W/L。功率重量密度：单位重量内可释放的功率，单位是W/kg。一、新能源汽车基本概念新能源客车产品系列纯电动插电式混合动力快充慢充快换并联式混联式燃料电池氢燃料福田欧辉新能源客车，主要分纯电动客车、插电式混合动力客车和氢燃料客车，其中纯电动分为快充、快换、慢充和在线充电，插电混动分为并联式、混联式和串联式混合