电动汽车原理详解
在全球温室效应与能源问题逐渐受到各国政府 的重视下,主要国家之污染法规渐趋严格,因此 对低污染车辆之需求势必增加。随着各种高性能 蓄电池和高效率电机不断地出项,使人们把目光 又转向了零污染或超低污染排放的电动汽车。从 20世纪70年代起,新一代电动汽车脱颖而出, 出现了各种高性能的电动汽车。
电动汽车是至少以一种动力源为车载电源,
3.3 混合电动汽车(HEV)
从世界范围内电动汽车的发展过程看,电动汽车的研究 是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车开始的。但由于纯电 动汽车是从单独依靠蓄电池供电的,而目前动力电池的性能 和价格还没有取得重大突破,因此,纯电动汽车的发展没有 达到预期的目的。目前燃料电池研究还没有取得重大突破, 燃料电池电动汽车的发展也受到了限制。
3.3.1 HEV的工作过程
HEV采用发动机-发电机和电动驱动系统。 发动机的动力保证HEV正常行驶时所需要的基 本动力。然后采用控制发动机转速范围、降低 发动机的最高转速、保持发动机的稳定均衡地 运转和“开—关”的控制方式,使发动机避开 启动、怠速和转速突然变化时,燃料燃烧不完 全而引起的燃料经济性降低和增加有害气体的 排放。HEV以电动机驱动作为辅助动力。一般 在HEV发动机启动、车辆启动、加速和爬坡时 起作用。还起发电机的作用,使发动机的动能 转换为电能,储存到电池组中去。
3.3.1 HEV的主要技术组成
(1)发动机 采用四冲程内燃机(包括汽油机和 柴油机)、二冲程内燃机(包括汽油机和柴油 机)、转子发动机、燃气轮机和斯特林发动机 等。
(2)电动机 采用直流电动机、交流感应电动机、 永磁电动机和开关磁阻电动机等。
全部或部分由电机驱动,符合道路交通安全法
规的汽车。它因车载动力系统不同可分为三类:
以车载燃料电池为动力的燃料电池电动汽车
(Fuel Cell Electric Vehicle--FCEV) ;以车 载蓄电池为动力的蓄电池电动汽车( Electric Vehicle--EV ),亦称之为纯电动汽车;以车
3.2 燃料电池电动汽车(FCEV)
采用燃料电池作电源的电动汽车称为燃料电池电动汽 车即Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV)。其动力源是用燃 料电池发动机-电动机系统。燃料电池驱动系统是FCEV的 核心部分,不同燃料作为动力源,发电机系统组成是有差 别的。目前,多以压缩氢气或液化氢气及作为基本燃料。 3.2.1介绍几种典型的燃料电池电动车
高压氢气。一次充气行驶里程分别可达400公里和270公里。
通用Hy-wire氢动三号的电池组
3.2.2 FCEV的发展现状
燃料电池技术被认为是21 世纪首选的洁净、 高效的发电技术,其具有能量转化效率高、不 污染环境、使用寿命长等不可比拟的优势。但 是由于目前燃料电池研究还没有取得重大突破, 燃料电池电动汽车的发展也受到了限制。
3.1 蓄电池电动汽车(EV)
EV是一种最好的零污染或超低污染的车辆,它没有噪声 和振动,操作性能好等,远远地优先于燃油汽车,是当前开 发和研制取代燃油汽车的首选车型。EV动力源采用蓄电池-电动机系统。 3.1.1 EV的基本组成部分:
(1) 车载电源 (2) 电池的管理系统 (3) 驱动电动机和驱动系统 (4) 控制技术 (5) 车身及底盘 (6) 安全保护系统 3.1.2 EV的控制策略和控制系统
➢ 电动汽车的概述 ➢ 电动汽车的特点 ➢ 电动汽车的分类 ➢ 蓄电池电动汽车(EV) ➢ 燃料电池电动汽车(FCEV) ➢ 混合电动汽车(HEV) ➢ 电动汽车的关键技术 ➢ 电动汽车的结构及工作原理
1 电动汽车的概述
电动汽车是与燃油汽车相对应的,1881年就出 现了电动汽车。在20世纪20年代达到了鼎盛时 期,然而在燃油汽车出现后电动汽车无论在整车 质量、动力性能、行驶里程、机动性和灵活性方 面愈来愈落后于燃油汽车。
3.1.3蓄电池电动汽车的发展
EV发展的瓶颈在于电池。近年来由于电池 技术的制约使得EV发展速度有所缓慢。在车 载电源得到解决后,电动汽车必会迅速地发展。
目前EV趋于小型化、个性化和家庭化发展, 主要为家庭辅助用车或休闲用车。 3.1.4 几种典型EV 世界各国有各种微型和小型EV在使用。
韩国现代公司推出的蓄电池电动跑车
在此情况下,混合动力汽车成为电动汽车开发过程中最有 可能市场化的一种新车型,它将现有内燃机与一定容量的储 能器件通过先进控制系统相组合,可以大幅度降低油耗,减 少污染物排放。国外普遍认为它是投资少、选择余地大、易 于满足未来排放标准和节能目标、市场接受度高的主流清洁 车型,从而引起各大汽车公司的关注。
载多能源为动力的混合动力电动汽车
( Hybrid Electric Vehicle--HEV),其动力
来自2 个或2 个以上能源,如蓄电池,超级电
容,飞轮电池,太阳能,内燃机,燃气轮机,
斯特林发动机等。
2 电动汽车的特点
随着能源危机和环境污染的全球两大突出问题 日益严重,特别是随电动汽车自身难点不断解决, 使电动汽车具有更多突出特点。 (1)对环境无污染 (2)节能及能源多样化和综合利用 (3)结构简单和维护使用方便
下面分别介绍以氢为燃料和以甲醇为燃料的燃料电池发 动机系统。并介绍通用的一款用氢气作为燃料的燃料电池 电动汽车。
13逆变器
驱动电机 氢气压力调节器
12 DC/DC转换器 热பைடு நூலகம்换器
燃
料
氢气储存罐
电 池
组
氢气循环泵
11电源开关
空气加湿、去 离子过滤器
空 气 压 缩 机
5冷凝器、汽水分离器
水箱 水泵
以氢为燃料的燃料电池发动机系统
甲醇储存罐
H净化器
重整器带燃烧气
氢气净化泵
以甲醇为燃料的燃料电池发动机系统
通用Hy-wire 氢动三号由200块相互串联在一起的燃料电池块组成的电池组产生电力, 通过68升的氢气储存罐向燃料电池组提供氢气。电池组所产生的电能 输入电动机后,通过功率为60千瓦/82马力三相异步电机驱动车辆行驶, 并几乎不产生任何噪音。氢储存罐分为两种,一种罐内储存的是温度 为-253°C的液态氢,另一种罐内储存的是承受最高压力可达700Pa的