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新能源汽车技术培训介绍第一章法规的作用第二章技术发展第三章典型新能源产品第四章对环境的影响第一章法规的作用CARBZEV强制标准和CAFE不同的驱动方式CO2排放立法的驱动北美新能源汽车的政策导向-加州CARB(CaliforniaAirResourceBoard)ZEVmandateTheZEVRegulationrequireslargevolumeandintermediatevolumevehiclemanufacturerstobringtoandoperateinCaliforniaacertainpercentofZEVs(suchasbatteryelectricandfuelcellvehicles),cleanplug-inhybrids,cleanhybridsandcleangasolinevehicleswithnear-zerotailpipeemissions.ZEV,PZEVAT-PZEVgetcreditsinCalifornia,e.g.eachBEV(75-99miles)earn2.5credits,eachFCEV7credits2011ManufacturerVolumeStatusLargeVolumeIntermediateVolumeChryslerGroupBMWFordHyundaiGMKiaHondaLandRoverNissanMazdaToyotaMercedesBenzSubaruVolkswagenVolvoZEV=ZeroEmissionVehicleNEV=NeighborhoodElectricVehicleNMOG=Non-MethaneOrganicGasesTZEV=TransitionalZeroEmissionVehicleATPZEV=AdvancedTechnologyPartialZeroEmissionVehiclePZEV=PartialZeroEmissionVehicleZEV强制标准中允许使用的技术61/22/2013ZEV强制标准的执行CARBZEVprogramming–MovingTargetVeryaggressivepolicyinitiallyOriginalmandaterequires10%BEVinCaliforniaby1998HigherrankedcreditscanfulfillloweronesCanpartiallyusePZEVtofulfillZEVmandateOEMskeepnegotiatingwithCARBtomakeitmorerealistic7北美新能源汽车的政策导向-联邦CorporateAverageFuelEconomy(CAFE)•1975年开始立法限制油耗，受70年代阿拉伯石油禁运的刺激•奥巴马总统2011年提出来严格的2025年目标–平均54.5MPG•13家大的汽车公司（占90%市场）同意该法案的签署USM.P.G.L/100km1023.5221515.6812011.761259.409307.841356.721405.881455.227504.704福特的新能源发展战略北美汽车技术在法规驱动下的发展方向为满足CARBZEV强制标准必须有一定数量的纯零排放车辆投放市场，包括BEV，FCV满足ZEV强制标准执行条件的清洁汽车的比例也需要和总效率可以购买该积分不同的企业选择了不同的路线为满足CAFÉ全系列车辆必须提供燃油经济性一定数量的高效车辆必不可少皮卡汽车和小轿车执行不同的标准10第二章技术发展一、从微混，中混，强混到纯电动的技术特点和性价比二、几种典型新能源动力系统的对比分析国内外对新能源汽车的定位插电式混合动力纯电动燃料电池普通混动中国定义的新能源汽车美国和欧洲的xEV(HEV,PHEV,BEV)电气化动力总成是重点FCV13构型电气化的程度SeriesParallelPowerSplit(Series-parallel)2-modePowerSplitMicroHEV微混----MildHEV中混N/AGMBAS+HondaInsightN/AN/AFullHEV强混EatonCaterpillarHEVTruckInfiniteM35hSonataHVWJettaHEVBMWHEVToyotaPriusFordFusionGM2-modeSUVsandtrucksPlug-inHEV插电NoneVWBMWPriusPHEVFusionEnergiGM2-modeEV(EVRE)电动(增程）GMVoltLotusSol’nNoneNoneNoneType:MagnitudeofElectrification动力系统电气化的分类构型研究的重点15LevelofPowertrainElectrification(1)微混MicroHybrids-StartStopSystemsTypically12VSystemEnhancedStarterinplaceofregularstarterPopularinEurope,mainlyonManualTransmissionVehiclesNewtrendacrossmodelsinNALead-Acid12VBatterywithsomeactivemanagement(2)轻混MildHybrids–EnhancedStartStopSystemwithRegenTypically48VSystemBeltIntegratedStarterGenerator(BISG)replacestheregularalternatorInductionmotor/generator~10kWTypically,theregularstarterisusedforcoldstartsSomeregenerationthroughBISGSaturnVueHybrid(GMBAS)LowVoltage,ReasonableCost16LevelofPowertrainElectrification(3)中混MediumHybridsCrankshaftIntegratedStarterGenerator(CISG)orBISGTypically~120VSystemwithElectricMachineCapacityofbetween10–20kWreplacingalternatorTypically,theregularstarterisusedforcoldstartsHondaCivicandAccordHybrids,GMBAS+NewtechnologyBatterySystemsused(NiMH,LiIon)(4)强混FullHybridsHighvoltagebattery:200-300VVariousConfigurationsofFullHybridsSimplePowersplitHybridsimplementedbyFord,ToyotaDual-modePowersplitinventedbyGMParallelhybridfromEuropeanmanufacturersSerieshybridinheavydutyvehiclesHighVoltage,ExtraCostLevelofPowertrainElectrification(5)Plug-inHybrids(PHEV)LargerbatterycapacitythanHEV(highvoltage)CanuseextraelectricchargingstationtofillthebatteryCanuseonboardpowertraintodrivevehicleandchargebattery(5.5)BEVRangeExtenderBattercapacityisbetweenPHEVandBEVOnboardsmallengine/generatorsettorechargebattery(6)BatteryElectricVehicles(BEV)BatterycapacityislargeenoughforreasonableEVRGFullyusethebatterytodrivethevehicleNissanLeaf,FordFocus17HighVoltage,Rechargeable,VeryHighCost发动机自动起停（ESS）的工作原理在车辆完全停下后关闭发动机，在驾驶员松开刹车后自动启动ESS的系统构成ESS的系统功能电子机油泵提供变速器供油保持功能稳压模块保持附件系统的正常供电动力总成模式管理决定启动停机的时机避免频繁的重起发动机给用户提供打开和关闭该功能的选择坡度检测功能提供道路环境信息上坡停车时需要不关闭发动机或者提前开启附件使用条件可以禁止发动机ESS功能空调取暖21MediumHybrid–HighVoltageBISG48V和110VBeltIntegratedStarterGenerator(BISG)Start-stopRegenerativebrakeBoost–loadlevelingState-of-artLi-ionbattery48V以上ESS的系统和功能基本的ESS功能48V锂离子电池发电机成为启动和发电两用，附件皮带必须保证传输双向力，轮系需要调整发动机动态停机模式管理判断驾驶员的停车意图（刹车+车速低）发动机在车速完全到零之前停止驾驶员改变主意（changeofmind)情况下，可以马上重新启动发动机能力回馈和发动机助力功能发电机可以在发动机停机过程中把动能转化成电能发动机启动后发电机可以提供一定的辅助扭矩Honda’sECOAssistSysteminInsight23Toyota’sInnovativeHybridVehicleEngineTechnologies24哪种构型更好？如何定义好？成本总的趋势是系统的成本随电气化程度的增加而提升效率/节油率双模式PSPSP2串联性价比比较复杂的问题平台化的潜力，可移植性好如果安装空间不受限制，P2最好不同混合动力技术的成本和回本周期不同混合动力技术的投资受益率的比较20000400006000080000246成本：RMB节油率（L/100km)FordPHEVFordPHEV带补贴FordSTTCA48VFordFHEVCIVICMHEV投资收益率高投资收益率低5%15%35%80%不考虑补贴政策的性价比：STT＞FHEV＞48V＞PHEV＞HEV考虑补贴政策（国家和地方）性价比：PHEV＞STT＞FHEV＞48V＞HEV27电池价格对市场接受的影响28Source:McKinseyAnalysis•当油和电池都很便宜是，不需要发展xHEV•当油很贵时，发展BEV28Source:AVLpresentationatSAEHEVSymposiumAVL对新能源市场的预测2014年北美xEV和柴油车销售前十•北美市场的主流新能源产品是依赖双电机的动力分流式，丰田的产品占据大部分市场，福特的产品开始上量，同时在PHEV方面比丰田定位的DTE长•P2类HEV开始大量进入市场，现代的产品比较突出，宝马的产品在动力性，平顺性方面最好•纯电动和增程式销售比较困难，OEM只有通过降价促销完成任务第三章典型新能源产品一、三大类新能源动力系统构型二、特性分析三类主流HEV/PHEV构型技术动力分流类P2类串/并联•在小车中的效率优势明显•不容易应用于大发动机或后驱结构•容易在车型中实现平台化技术•可以应用于大型后驱结构•效率不高•无调速功能，NVH调整大•系统简单丰田福特通用欧洲OEM现代起亚福特本田三菱动力分流类ToyotaTHSII系统同轴电机布置福特翼虎四驱混动平行轴电机布置方式丰田和福特动力分流系统设计的比较第四代普锐斯动力系统改变设计成平行轴，轴线尺寸进一步降低油耗降低20%丰田THA409mm丰