新能源汽车教学课件下载

新能源汽车技术与发展第一章新能源汽车概述新能源汽车定义与分类纯电动汽车BEV插电式混合动力PHEV油电混合汽车HEV完全依靠电池储存的电能驱动，零排放，结兼具内燃机和电动机，可外部充电，适合长不需外部充电，通过回收制动能量给电池充构简单，但受限于充电设施和续航里程途和短途行驶，减少里程焦虑电，提高燃油效率，降低排放增程式电动汽车EREV燃料电池汽车FCEV主要由电动机驱动，配备小型发动机作为发电机，延长行驶里程，解决充电焦虑新能源汽车发展历程11832年苏格兰发明家罗伯特·安德森制造出世界上最早的原始电动车，使用不可充电的原始电池21899年费迪南德·保时捷设计制造了第一辆混合动力汽车Lohner-Porsche，采用内燃机驱动发电机供电31960-1990年代石油危机推动电动汽车研发，通用EV1等早期现代电动车问世但未能大规模商业化42003年特斯拉公司成立，以生产纯电动跑车为目标，开启电动汽车商业化新篇章52009年日产Leaf推出，成为首款面向大众市场的现代电动汽车，拥有实用性与适中价格62020年至今电动汽车进入快速发展期，各大车企纷纷推出电动车型，政策支持力度加大纯电动汽车与传统燃油车对比排放优势使用成本纯电动汽车行驶过程零排放，减少城充电成本远低于加油成本，每公里行市空气污染，降低温室气体排放，有驶费用仅为燃油车的1/3-1/4维护助于缓解全球气候变化成本降低约50%，无需更换机油和定期保养发动机驾驶体验电动机提供即时扭矩，加速更为迅猛；噪音大幅降低，行驶更加安静舒适；结构简单，振动小新能源汽车的优势节能减排政策支持相比传统燃油车，新能源汽车能够减少60%-80%的碳排放，显著降低城市空气污染和雾霾形成全球范围内普遍享受购置补贴、税收减免、牌照便利等政策红利，降低消费者购买和使用成本降低能源依赖市场潜力减少对传统石油的依赖，提升国家能源安全电力可来自多种清洁能源，如风能、太阳能等可再生资源预计2030年全球新能源汽车年销量将超过4000万辆，中国市场占比超过40%，成为汽车产业转型主战场维护成本低技术溢出纯电动汽车结构简单，零部件减少70%以上，无需定期更换机油，维护保养成本大幅降低推动电池、电机、电控等技术突破，带动材料科学、能源管理等领域创新，形成新的产业生态第二章新能源汽车核心技术详解本章将深入探讨新能源汽车的核心技术组成，包括动力系统、电池技术、充电基础设施以及混合动力系统工作原理，帮助读者全面理解新能源汽车的技术基础电动汽车动力系统组成电池组电机电控系统电动汽车动力系统由三大核心部件组成，它们相互协作确保车辆高效运行电机将电能转化为机械能驱动车轮；电池组储存并提供电能；电控系统则负责整车能量管理、电机控制和能量回收，是车辆的大脑锂离子电池技术解析三元锂电池磷酸铁锂电池锰酸锂电池主要成分镍钴锰/镍钴铝主要成分磷酸铁锂主要成分锰酸锂•能量密度高（240-300Wh/kg）•能量密度较低（160-190Wh/kg）•能量密度低（120-150Wh/kg）•循环寿命适中（1000-1500次）•循环寿命长（2000-3000次）•循环寿命短（800-1000次）•安全性能较差，热失控风险高•安全性能优异，热稳定性好•安全性能中等，成本低•代表车型特斯拉Model

3、蔚来ES6•代表车型比亚迪汉、特斯拉入门版•代表车型早期日产Leaf电池管理系统BMS功能监控电池健康状态、温度控制、电量均衡管理、过充过放保护、寿命预测与管理，是保障电池安全高效运行的核心电池热失控示意与安全防护电池热失控是指电池内部因短路、过充、物理损伤等原因导致温度急剧上升，引发连锁反应最终导致燃烧爆炸的现象热失控触发外部撞击、过充电、内部短路导致局部温度升高反应蔓延电解液分解、正负极材料反应，释放大量热量和可燃气体连锁反应热量传递至相邻电芯，引发更大范围热失控安全防护技术•阻燃隔热材料隔离电芯•热扩散阻断层设计•智能冷却系统实时监控与降温•复合铜箔熔断技术切断电流路径充电技术与基础设施充电桩类型与功率对比充电网络现状与挑战7kW60kW慢充（家用）快充适合家庭、办公场所安装，充满时间8-12小适合公共场所，充满时间1-2小时，使用DC时，成本低，使用AC交流电直流电，可满足日常应急需求350kW超充高速公路服务区、特定充电站，充电15分钟可增加200-300km续航•中国截至2023年底公共充电桩超过210万个，居全球第一•分布不均一线城市密集，三四线城市及农村地区稀少•高峰时段排队等候问题严重•充电兼容性与支付系统标准化有待完善•充电速度与电网承载能力的平衡问题混合动力与增程式技术共有特性HEV（混合动力）PHEV（插电混动）第三章产业发展与市场趋势本章将分析全球新能源汽车市场的发展规模与趋势，探讨主要车企战略与代表车型，解析产业链结构以及政策环境对行业的影响，帮助读者把握行业发展脉络全球新能源汽车市场规模与增长主要车企与代表车型特斯拉Model3比亚迪汉日产Leaf全球销量最高的电动车，最大续航675公里，0-100km/h加搭载刀片电池，安全性出色，最大续航605公里，国产高端电全球首款面向大众的现代电动车，累计销量超过50万辆，最速

3.3秒Performance版本动轿车代表新版续航可达385公里传统车企转型案例通用汽车宣布2035年前全面转向电动车，投资270亿美元用于电动化转型丰田汽车采取多元化路线，同时发展混合动力、纯电动和氢燃料电池技术大众集团计划到2030年电动车占总销量比例达70%，推出ID系列纯电动平台福特汽车投资220亿美元开发电动车，计划2030年40%销量来自电动车新能源汽车产业链解析下游销售与服务生态中游整车制造与技术研发•销售渠道与新零售模式上游原材料与核心部件•传统车企电动化转型•充电设施建设与运营•锂、钴、镍等矿产资源开采与加工•新兴电动车企业快速崛起•维修保养服务网络•电池材料正极材料、负极材料、电解•动力总成系统集成•电池回收与梯次利用液、隔膜•车辆平台开发与智能化技术研发•数据服务与增值业务•电池单体及电池包制造•电机、电控系统关键部件生产产业链各环节高度关联，上游原材料价格波动直接影响整车成本；中游整车制造商通过纵向整合加强供应链控制；下游服务生态成为新的利润增长点产业链协同发展是行业健康发展的关键新能源汽车产业链价值分布35%15%12%电池系统电机系统电控系统占整车成本比重最大，是价值链核心环节，产业集中度高提供动力输出，技术壁垒中等，市场竞争激烈整车大脑，软件价值占比提升，高度定制化28%10%车身与底盘其他部件轻量化设计要求高，传统优势企业占据主导包括内饰、空调、转向等系统，价值占比相对稳定随着产业发展，电池成本占比将逐步下降，智能化软件系统价值将显著提升整车制造商正通过垂直整合电池等核心部件生产，提高整体竞争力和利润空间政策驱动与补贴现状中国政策体系国际政策比较双积分政策欧盟同时考核汽车企业的平均燃料消耗量和新能源汽车积分情况，不达标企业需购买积分或面临处罚2035年禁售燃油车，碳排放标准严格，对超标车企处以高额罚款，各国提供购车补贴补贴退坡美国购置补贴逐年下降，从2022年底全面取消，转向以免征购置税、政府采购等方式支持产业发展提供最高7500美元税收抵免，但有本土制造要求；加州等州推行零排放汽车强制性市场份额基础设施建设日本实施充电基础设施建设奖补政策，要求新建小区100%配建充电设施或预留建设条件政府目标2035年实现所有新车电动化，提供购置补贴和税收减免，大力发展氢能源基础设施第四章安全与未来展望本章将深入分析新能源汽车面临的安全挑战与解决方案，探讨智能化发展趋势，展望未来技术路线，并通过典型案例剖析行业领先企业的技术创新，帮助读者了解行业前沿动态动力电池安全问题热失控案例分析安全技术解决方案2020-2023年全球发生超过100起电动车自复合铜箔技术在电池内部集成熔断机制，当温燃事件，大部分由电池热失控引起主要原因度超过设定阈值时自动断开电流；蜂窝结构隔包括外部撞击损伤、制造缺陷、电池管理系统热层阻止热量在电芯间传递；智能冷却系统实失效等时监控温度异常新国标安全要求安全电池技术路线GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安磷酸铁锂电池因热稳定性好成为安全首选；固全要求》规定电池必须通过针刺、挤压、过态电池有望从根本上解决安全问题；宁德时代充、过放、短路、热扩散等严苛测试，显著提CTP无模组技术减少连接点降低风险高了安全门槛复合铜箔结构与断路原理复合铜箔技术是当前最先进的电池热失控防护技术之一，通过在电池内部集成熔断机制，实现自我保护结构组成在传统铜箔集流体中加入低熔点合金层，形成三明治结构铜箔-低熔点合金-铜箔触发机制当温度上升至170-200℃时，低熔点合金层熔化形成孔洞，电流路径自动切断保护效果实验证明可将热失控蔓延概率降低90%以上，单个电芯热失控不会引发整个电池包燃烧产业应用已在多家车企高端车型中应用，成本增加约8-12%，但大幅提升安全性能新能源汽车智能化趋势自动驾驶系统智能充电管理智能座舱车联网技术人机交互自动驾驶辅助系统车联网与智能充电•感知系统摄像头、毫米波雷达、激光雷达•车辆远程监控与OTA升级•决策系统高性能芯片、AI算法•基于大数据的智能导航与充电规划•执行系统线控转向、制动、加速•V2G双向充电技术，车辆成为移动能源•国内L2级别普及率达60%，L3级别开始商业化•充电预约、自动支付、负荷平衡管理人机交互与智能座舱新能源汽车未来技术展望固态电池1氢燃料电池2轻量化材料3无线充电技术4功率半导体5固态电池技术氢燃料电池技术采用固体电解质替代传统液态电解质，能量密度提升50-100%，充电时间缩短80%，安加氢时间短（3-5分钟），续航里程长（600-800公里），零排放仅产生水目前主要全性显著提高丰田、大众、宁德时代等公司投入巨资研发，预计2025-2028年实现商挑战是氢气存储、制氢成本和加氢站建设适合重型卡车、长途客车等商用车领域，丰业化应用田、现代等企业大力推进轻量化与电驱动创新碳纤维复合材料、高强度铝合金等轻量化材料可减轻车重15-25%，提升续航能力新一代碳化硅功率半导体可提高电机效率3-5%，减少30%能量损失集成式电驱动系统将电机、减速器、电控集于一体，简化结构，降低成本案例分享特斯拉电池技术革新4680电池单体突破倍516%能量提升续航提升相比2170电池单体能量提升5倍在相同体积下提供更高能量密度14%成本降低简化生产工艺，减少材料使用技术创新点无极耳设计干电极工艺结构电池采用全极耳设计，降低内阻，减少热量产生，提高充放电效率取消传统的湿法工艺，减少溶剂使用，降低环境影响，简化生电池包作为车身结构的一部分，减少部件数量，降低重量，提产流程高整车刚性特斯拉通过垂直整合电池研发与生产，建立从原材料到整车的完整产业链，降低对供应商依赖，预计到2025年电池年产能达到3TWh，足以支持300万辆电动车生产案例分享比亚迪刀片电池安全创新创新结构设计极致安全性能市场应用成果采用长条形排列，将电芯直接集成入电池包，取针刺测试表面温度仅30-60℃，无烟无火；压力首次应用于汉EV车型，单次充电续航超过600消模组环节，空间利用率提高50%，体积能量密测试承受超过10吨压力无爆炸；高温测试400℃公里；已对外供应多家车企；累计装车量超过度提升下保持稳定300万辆刀片电池是比亚迪十年技术积累的结晶，从根本上解决了新能源汽车安全问题，为行业树立了新标准—比亚迪董事长王传福新能源汽车教学资源推荐免费PPT下载平台推荐书籍与文献中国汽车工程学会资源库提供行业标准文档、技术报告和教学《电动汽车系统与控制》（清华大学出版社）系统介绍电动汽PPT车基础理论新能源汽车技术创新联盟分享最新技术进展、政策解读和案例《新能源汽车技术》（机械工业出版社）适合本科教学的专业分析教材清华大学汽车工程开放课程由知名教授讲解的专业课程，包含《锂离子电池科学与应用》深入理解电池技术的专业著作详细PPT在线课程与视频讲解学术平台行业培训视频平台中国大学MOOC《新能源汽车技术》课SAE中国举办的新能源汽车技术培训课程，B站电动知家、电动汽车百科等专业频道程，由同济大学教授主讲包含证书认证的技术解析视频教学设计建议理论与实践结合内容动态更新互动教学方法•组织学生参观新能源汽车工厂或4S店•定期关注工信部、发改委等部门最新政•组织技术难点辩论，如三元锂vs磷酸策铁锂•邀请行业专家进行实践经验分享•收集整理行业技术发展报告•电动汽车案例分析与小组讨论•安排动力电池拆解实验（在专业人员指导下）•追踪国内外车企最新产品与技术突破•模拟电池管理系统设计•组织电动汽车试驾体验，感受电机动力•分析市场销量数据与消费者反馈•新能源汽车商业模式创新提案特性教学设计应体现学科交叉特点，融合机械、电气、材料、计算机等多学科知识，培养学生综合运用能力同时注重培养学生的创新意识和批判性思维，鼓励学生提出自己的见解和创新点常见问题解答续航里程焦虑如何缓解？充电设施不足怎么办？电池回收与环保如何保障？随着电池技术进步，主流电动车续航已达中国正加速推进充电基础设施建设，公共目前中国已建立较完善的动力电池回收体500-700公里，满足日常通勤和短途旅充电桩超过210万个，私人充电桩超过系，通过梯次利用延长电池生命周期退行合理规划行程，熟悉沿途充电站分800万个同时，快充技术发展迅速，役电池仍有70-80%容量，可用于储能电布，选择增程式车型或混合动力可有效缓15-30分钟可充至80%电量建议用户安站、备用电源等完全失效后，钴、镍等解焦虑预计2025年电池能量密度将再装家用充电桩，充分利用夜间低谷电价，贵金属可提取再利用，回收率达95%以提升30%，续航问题将进一步改善平时主要依靠家充，出行时作为补充上行业已建立电池编码追溯系统，保障全生命周期管理结语新能源汽车的绿色未来发展趋势明确双轮驱动发展共建绿色生态新能源汽车已成为全球汽车产业转型升技术创新与政策支持将继续作为推动新新能源汽车产业链各环节企业、研究机级的主要方向，中国在政策支持、市场能源汽车发展的双轮电池安全性、能构、政府部门需通力合作，共同构建清规模和技术创新方面均处于全球领先地量密度、充电速度等关键技术将不断突洁、高效、可持续的绿色出行生态系位预计到2030年，新能源汽车将占全破；碳减排政策、油耗法规将继续趋统，推动低碳环保社会建设，为全球气球新车销量的40%以上，中国市场占比严，为产业发展提供稳定预期候变化治理贡献中国方案将超过50%谢谢观看欢迎下载完整课件联系方式资源获取•电子邮箱xnyqjs@example.com•扫描右侧二维码下载完整PPT•官方网站www.nevedu.cn•关注公众号获取更多教学资源•微信公众号新能源汽车教学资源•加入教师交流群分享教学经验©2024新能源汽车教育联盟版权所有。