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电动汽车的工作原理、种类及优缺点介绍

2021-06-30 14:09
【新能源汽车网】

电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。

电动汽车工作原理

工作原理:蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶(Road)。

电动汽车的种类

按目前技术状态和车辆驱动原理,电动汽车可划分为:纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)三种,各自的工作原理略有不同。。

纯电动汽车

纯电动汽车由电动机驱动的汽车。纯电动汽车,相对燃油汽车而言,主要差别(异)在于四大部件,驱动电机,调速控制器、动力电池、车载充电器。相对于加油站而言,它由公用超快充电站。纯电动汽车之品质差异取决于这四大部件,其价值高低也取决于这四大部件的品质。纯电动汽车的用途也在四大部件的选用配置直接相关。

纯电动汽车时速快慢,和启动速度取决于驱动电机的功率和性能,其续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小,车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如铅酸、锌碳、锂电池等,它们体积,比重、比功率、比能量、循环寿命都各异。这取决于制造商对整车档次的定位和用途以及市场界定、市场细分。

纯电动汽车的驱动电机有直流有刷、无刷、有永磁、电磁之分,再有交流步进电机等,它们的选用也与整车配置、用途、档次有关。另外驱动电机之调速控制也分有级调速和无级调速,有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毂电机、内转子电机、有单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。

纯电动汽车的优缺点

优点:技术相对简单成熟,只要有电力供应的地方都能够充电。

缺点:蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵,至于使用成本,有些使用价格比汽车贵,有些价格仅为汽车的1/3,这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。电动汽车技术仍不成熟,充电技术、续航里程、可靠性等方面仍需改进,而报废电池的处理和电网系统的优化亦为需要解决的关键问题。

混合动力汽车

指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车:可消耗的燃料或可再充电能、能量储存装置。根据动力系统结构形式可分为以下三类:

串联式混合动力汽车(SHEV):车辆的驱动力只来源于电动机的混合动力(电动)汽车。结构特点是发动机带动发电机发电,电能通过电机控制器输送给电动机,由电动机驱动汽车行驶。另外,动力电池也可以单独向电动机提供电能驱动汽车行驶。

并联式混合动力汽车(PHEV):车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给的混合动力(电动)汽车。结构特点是并联式驱动系统可以单独使用发动机或电动机作为动力源,也可以同时使用电动机和发动机作为动力源驱动汽车行驶。

混联式混合动力汽车(CHEV):同时具有串联式、并联式驱动方式的混合动力(电动)汽车。结构特点是可以在串联混合模式下工作,也可以在并联混合模式下工作,同时兼顾了串联式和并联式的特点。

(注:随着混合动力电动汽车技术的发展,其类型不局限于以上几种,还可按照其它型式划分。)

那些通常采用传统燃料的,同时配以电动机、发动机来改善低速动力输出和燃油消耗。国内市场上,混合动力车辆的主流都是汽油混合动力,而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。

混合动力汽车的优点

1.采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时,由电池来补充;负荷少时,富余的功率可发电给电池充电,由于内燃机可持续工作,电池又可以不断得到充电,故其行程和普通汽车一样。

2.因为有了电池,可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。

3.在繁华市区,可关停内燃机,由电池单独驱动,实现“零”排放。

4.有了内燃机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.可以利用现有的加油站加油,不必再投资。

6.可让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。

混合动力汽车的缺点:长距离高速行驶基本不能省油。

燃料电池汽车

以燃料电池作为动力电源的汽车。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车,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,燃料电池汽车是一种理想的车辆。

单个的燃料电池必须结合成燃料电池组,以便获得必需的动力,满足车辆使用的要求。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.减少了机油泄露带来的水污染。

3.降低了温室气体的排放。

4.提高了燃油经济性。

5.提高了发动机燃烧效率。

6.运行平稳、无噪声。

这几种新能源车型中,最节能的是燃料电池汽车,它的燃料来源无穷无尽,燃烧后的产物只有水,续航里程可达700公里,由于技术方面不完善,目前处于试验推广阶段。其次是纯电动汽车,它使用的电能来源广泛,使用成本较低,目前市面多数都是电动汽车。第三是插电式混合动力和增程式混合动力,它在纯电状态下还是很节能的,但纯油状态下油耗是很大的,对于普通的混合动力,它在本质上还是汽油车,只是让汽油机更多的时间工作在高效区间而已。

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