项目一 新能源汽车简介
任务一 认识新能源汽车
情境导入
张先生想换辆车，来到4S店进行选购。
张先生：我打算换一辆新车，请问是传统的燃油车好还是新能源汽车好呢？
技师王：传统的燃油车会排放有害气体、污染环境、运转噪声大，并且用车和养护成本也很高。新能源汽车采用动力蓄电池，在运行过程中可以做到零污染。与传统的燃油车相比，新能源汽车还具有结构简单、噪声小、操控性好、使用成本低等优点。
学习目标
1.掌握新能源汽车的定义和类别。
2.了解新能源汽车的特点及典型车型。
一、相关知识
1.新能源汽车定义
2017年1月17日工业和信息化部公布《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》第39号令，在规定中指出：新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或者主要依靠新型能源驱动的汽车，包括插电式混合动力（含增程式）汽车、纯电动和燃料电池汽车等。
2.新能源汽车分类
按照动力源的不同，新能源汽车可分为纯电动汽车（BEV）、增程式电动车（REEV）、混合动力汽车（HEV）和燃料电池电动汽车（FCEV）四种。
（1）纯电动汽车（BEV）
纯电动汽车BEV（battery electric vehicle）是指驱动能量完全由电能提供的、由电机驱动的汽车。电机的驱动电能来源于车载可充电储能系统或其他能量储存装置。
代表车型：特斯拉（图1-1）、蔚来ES8、日产聆风、宝马i3、吉利EV450（图1-2）、比亚迪e6（图1-3）、北汽EV、江淮iEV、上汽荣威e50及各大城市的纯电动公交车。
优点：可以实现行驶过程完全零排放，技术相对简单成熟，只要是有电力供应的地方就能够充电。如果续驶里程和充电速度能达到汽油车的水平，新能源汽车的普及率会更高。
缺点：动力蓄电池单位重量储存的能量太少，因电动车的动力蓄电池尚没形成经济规模，故购买价格较贵。至于使用成本，有的使用价格比汽车贵，有的价格仅为汽车的1/3，这主要取决于动力蓄电池的寿命及当地的油、电价格。
图1-1 特斯拉
图1-2 吉利EV450
图1-3 比亚迪e6
（2）增程式电动汽车（REEV）
增程式电动汽车REEV（Range Extended Electric Vehicle）在纯电动模式下可以达到其所有的动力性能，而当车载可充电储能系统无法满足续驶里程要求时，打开车载辅助供电装置为动力系统提供电能，以延长电动汽车的续驶里程，且该车载辅助供电装置与驱动系统没有传动轴（带）等传动连接。
代表车型：宝马i3增程版（图1-4）、比亚迪秦增程式电动车（图1-5）、广汽传祺GA5增程版、雪佛兰沃蓝达等。
优点：具有较长的续驶里程，仅凭纯电动模式也能行驶数百千米路程。由于动力源为电动机，所以起步时加速动力很足，电动机低速转矩大因而加速快。在动力蓄电池电量消耗殆尽后，还可以依靠自带的内燃机发电，给动力蓄电池充电；依靠内燃机发电，增程式电动车可以在一定程度上提高车辆的续驶里程。
缺点：由于发动机和发电机并不直接驱动车轮，造成了部分功率的浪费；并且发动机和电机的质量并未减轻；由于只有一台电动机驱动，所以只能发挥出“1+1=1”的效果。如一辆增程式电动车携带了总功率200kW的发动机和电动机，但是能驱动车轮的电动机功率只有100kW。
图1-4 宝马i3增程版
图1-5 比亚迪秦增程式电动车
（3）混合动力汽车（HEV）
混合动力汽车HEV（Hybrid Electric Vehicle）是能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：
——可消耗的燃料；
——可再充电能/能量储存装置。
代表车型：丰田普锐斯（图1-6）、雷凌（图1-7）、卡罗拉。
图1-6 丰田普锐斯
图1-7 丰田雷凌
优点：
1）可按平均需要的功率来确定内燃机的最大功率，在油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率而内燃机功率不足时，由动力蓄电池来补充；负荷小时，富余的功率可通过发电机给动力蓄电池充电。由于内燃机可持续工作，动力蓄电池又可以不断得到充电，故其续驶里程和普通汽车一样。
2）可以通过动力蓄电池回收制动、下坡和怠速时的能量。
3）低速行驶可关停内燃机，由动力蓄电池单独驱动，实现零排放。
4）有了内燃机就可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。
5）可让动力蓄电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。
缺点：长距离高速行驶基本不能省油。
（4）燃料电池电动汽车（FCEV）
燃料电池电动汽车FCEV（Fuel Cell Electric Vehicle）是一种以燃料电池系统作为单一动力源或者是以燃料电池系统与可充电储能系统作为混合动力源的电动汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气之间的化学反应作用，而不是经过燃烧直接变成电能的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池电动汽车是无污染的汽车。燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面看，燃料电池电动汽车是一种理想的车辆。与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：
1）零排放或近似零排放。
2）减少了机油泄漏带来的环境污染。
3）降低了温室气体的排放。
4）运行平稳、无噪声。
缺点：目前氢气供应基础设施不完善。
总之，新能源汽车主要以传统燃料之外的新能源作为车辆的驱动能量，新能源汽车与传统汽车的区别如图1-8所示。
图1-8 新能源汽车与传统汽车的区别
3.新能源汽车发展前景
《中国制造2025》是国务院于2015年5月印发的部署全面推进实施制造强国的战略文件，是中国实施制造强国战略的第一个10年行动纲领。《中国制造2025》把节能与新能源汽车列为重点发展的十大领域之一，将汽车强国正式上升为国家战略。
2016年10月26日，由500多位行业专家历时一年研究编制的《节能与新能源汽车技术路线图》正式发布，路线图的发布为我国汽车产业描绘出未来15年的发展蓝图，节能与新能源汽车发展目标见表1-1。路线图以2020年、2025年、2030年为节点，在销量方面规划出至2020年，新能源汽车年销量超过总销量7%，2025年新能源汽车年销量超过总销量15%，2030年新能源汽车年销量超过总销量40%。
2017年10月17日，工业和信息化部、财政部、商务部、海关总署、质检总局联合发布了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》（即“双积分政策”），对新能源汽车的技术含量、配套设施、服务水平有了更高的要求。有数据表明，汽车产业不仅规模庞大，而且关联行业多，还是众多产业技术创新的集合体，从行业现状来看，新能源汽车将是发展趋势。
2018年2月26日，工业和信息化部等七部委联合发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，办法中明确了动力蓄电池生产企业产品的设计要求、生产要求和回收责任等，旨在加强新能源汽车动力蓄电池回收利用管理，规范行业发展、推进资源综合利用、保护环境和人体健康、保障安全、促进新能源汽车行业持续健康发展。
表1-1 节能与新能源汽车发展目标
我国新能源汽车产业在政府的积极作为、科技的支撑引领、巨大的市场规模、创新的商业模式共同作用下取得了显著的技术进步和快速的发展，目前正处于由导入期向成长期过渡的关键阶段，在全球产业体系中占据举足轻重的地位，引领和加速了全球汽车电动化、智能化、网联化、共享化的进程。在当前市场成长的关键阶段，必须把安全作为新能源汽车最关键的指标，把提高新能源汽车安全性放在最重要的位置。因此，在2019年10月，由中国汽车工业协会、中国汽车动力蓄电池产业创新联盟、中国电动汽车充电基础设施促进联盟联合组织行业编制的《电动汽车安全指南》（2019版）在京发布，该指南的推出对提高我国新能源汽车安全性、促进我国新能源汽车健康发展起到了重要作用。
2020年4月7日，相关领导在北京主持召开了《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》咨询委员会会议，会议表明进一步坚定发展信心、明确发展目标；同时加快编制推动公共领域车辆电动化行动计划，积极推动公交、环卫、邮政、出租、通勤、轻型物流配送等领域，提高车辆电动化水平。鼓励相关地区出台用电补贴、便利使用等促进新能源汽车消费的具体政策措施，优化配套使用环境，加大推广应用的力度。在我国新能源汽车重大项目的不断推动下，在汽车行业及相关产学研单位的共同努力下，结合汽车产业的发展情况，建立了新的新能源汽车“三纵三横”产业格局。将纯电动汽车、插电式混合动力汽车（含增程式）、燃料电池电动汽车三种整车技术列为“三纵”；将动力蓄电池及管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化三种关键技术列为“三横”，如图1-9所示。
图1-9 新能源汽车产业格局
根据中国汽车工业协会的数据，2019年我国新能源汽车产销分别完成124.2万辆和120.6万辆，受新能源补贴退坡影响，同比分别下降2.3%和4.0%。其中纯电动汽车生产完成102万辆，同比增长3.4%；销售完成97.2万辆，同比下降1.2%；插电式混合动力汽车产销分别完成22.0万辆和23.2万辆，同比分别下降22.5%和14.5%；燃料电池汽车产销分别完成2833辆和2737辆，同比分别增长85.5%和79.2%。我国2013—2019年新能源汽车销量及增长率如图1-10所示。截至2019年底，全国新能源汽车保有量达381万辆，占汽车总量的1.46%。从产业规模来说，我国已经连续五年位居全球新能源汽车产销第一大国，新能源汽车增量连续两年超过100万辆，呈快速增长趋势。
图1-10 2013—2019年新能源汽车销量及增长率
2020年9月16日—17日，全球新能源汽车供应链创新大会在南京召开。本届大会聚焦“做强汽车三条链实现汽车强国”主题，共同商讨如何更好地打造汽车电动化、智能化、网联化的供应链。2.0版“节能与新能源汽车技术路线图”提出：到2035年，节能汽车与新能源汽车约各占50%，汽车产业基本实现电动化转型。专家组不建议制定“禁燃时间表”，但坚持汽车纯电驱动的发展路线不动摇。提出传统汽车要全面“混动化”的目标，用“全面电驱动计划”代替“禁燃时间表”更符合中国国情，坚持不懈地努力降低中国汽车综合能耗，实现二氧化碳减排的国际承诺。
4.新能源汽车应用特点
（1）无污染、噪声低
与燃油发动机汽车相比，新能源汽车行驶时不产生排放污染物，驱动电机工作时产生的噪声也比发动机产生的噪声小。但是，使用新能源汽车并非绝对无污染，动力蓄电池充电所用的电力，在用煤炭作燃料时也会产生CO、SO2、粉尘等有害排放物质，但它的污染比燃油汽车的废气要轻得多。
（2）能源效率高、来源多样化
新能源汽车的能源利用效率已超过燃油汽车，特别是在城市工况运行时，汽车走走停停，行驶速度不高，新能源汽车更加适宜。新能源汽车停车时不消耗电量，在制动过程中，电动机还可以自动转化为发电机，实现减速制动时能量的回收利用。另一方面，新能源汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖。向动力蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化而来。除此之外，如果夜间向动力蓄电池充电，还可以避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。
（3）结构简单、维修保养方便
新能源汽车较传统的燃油汽车结构简单，运转和传动的零部件比较少，维修保养工作量小。动力蓄电池、驱动电机保养以检查紧固为主。
（4）维修成本高、续驶里程短
目前新能源汽车尚不如燃油汽车技术完善，一方面动力蓄电池的寿命比较短，更换成本高；另一方面动力蓄电池的储存能量小，一次充电后续驶里程不理想，汽车的价格也比较贵。但从发展的角度来看，随着科技的进步，新能源汽车的问题会逐步得到解决。
（5）基础设施差、充电不方便
新能源汽车需要频繁充电，当车辆正常停放或长途行驶时，能够提供充电的设施非常少。此外，新能源汽车的动力蓄电池充满电所需要的时间也比较长，使用的便捷性较差。
二、任务实施
1.实施准备
（1）实训物品准备
1）动力蓄电池总成。
2）新能源汽车整车。
（2）安全注意事项
1）禁止随意分解各种动力蓄电池。
2）任务实施场地明亮整洁、通风良好。
3）禁止携带钥匙、手表、首饰等物品进行任务实施。
4）佩戴安全防护用品，避免电解液溅入眼内或接触皮肤。
2.实施内容
1）主流电动汽车品牌调查。
2）主流电动乘用车主要性能参数记录。
3.实施记录
任务实施记录单见表1-2。
表1-2 国内主流电动汽车性能参数查询记录单
三、任务检验
1.自检
参与实训练习的学员自我完成任务检验。
2.互检
由完成相同实操练习项目的学员相互进行任务检验。
3.终检
由专职质量管理人员（教师）进行专业检查。
四、教学评估
由教师依据教学目标对教学过程及结果进行价值判断。
