《电动汽车》
1包过驾照电动车辆的种类:外供电源的电动车辆,自卸电源的电动车辆
3混合动力电动汽车(HEV)过渡型车型,丰田汽车公司的普瑞斯(Prius)
4电动汽车重大专项提出“三纵、三横”的研究和开发的布局,强力建立符合整车开发规律的严密的整车开发程序,以燃料电池电动车辆FCEV(包括燃料电池专项)、混合动力电池车辆HEV和纯电动车辆EV的整车为主导(三纵),带动关键零部件、多能源动力总成控制系统、电机驱动系统、电池和电池管理系统(三横)
5现代自携电力源和动力源的电动车辆基本有两种模式
6多电源电力混合驱动模式:以蓄电池为主要电源,以超级电容器或发动机-卡尔森c25发电机组为辅助电源的电动车辆称为纯电动车辆。以燃料电池为主要电源,以蓄电池组或超级电容器为辅助电源的电动车辆称为燃料电池电动车辆
7EV和FCEV的共同之处(1)电力变换系统基本相同(2)电力控制系统基本相同(3)都是用电动机来驱动。不同之处(1)EV的蓄电池必须由外接电源提供电能,蓄电池的电能石间断供给,EV的行驶状态时间断的,续驶里程受蓄电池SOC限制(2)FCEV的燃料电池是一种自携式“发电”设备,燃料电池只要连续供给燃料,电能就可以连续产生,FCEV的行驶状态是连续的,续驶里程只受燃料箱容积的限制
8多动力源动力混合驱动模式(混合动力为什么环保节约)以内燃机为主要动力源,以驱动电动机为辅助动力源的电动车辆称为混合动力电动车辆,HEV采用现代新技术的低油耗和低污染的发动机来取代普通的发动机,动力混合的方式有串联式、并联式和混联式等混合模式。发动机驱动模式仍然是主要驱动模式、电动机驱动模式一般是辅助驱动模式。不同的混合动力电动车辆,可以实现不同程度的节能、“低污染”或“超低污染”
9主要的动力蓄电池有以下几种:(1)铅酸电池(2)镍-氢电池(3)锂电子电池(4)锌空气电池(5)超级电容器。因为受到蓄电池的比功率和比能量较低的限制,一般在EV上还装置辅助电源,辅助电源有:(1)超级电容器(2)发电机-发电机组等
10 FCEV的电力系统由:燃料电池发电机和辅助电源、电流变换器、驱动电动机和整车控
制系统等组成,电动机驱动是FCEV的唯一驱动模式。
11 HEV的主要动力装备(1)发动机(2)ISG电动/发电机,其作用:a 发动机启动时作为发动机的起动机,带动发电机启动;b 发动机运转时被发动机带动作为发电机,可以为蓄电池充电和为驱动电动机提供电力;c 在某些HEV上ISG还参与车辆的驱动,为车辆加速和爬坡提供辅助动力;d 在车辆制动时作为发电机,回收制动反馈的能量(3)驱动电动机(交流感应电动机,永磁电动机,开关磁阻电动机和特种电动机);(4)辅助电源
12 HEV的动力可以在“动力混合器”中混合,也可以再车轮处混合;动力混合器主要有分动箱式动力混合器和行星齿轮式混合器等
13 HEV根据所采用不同的动力组合装置和不同的组合方法可分为:(1)串联式HEV(2)并联式HEV(3)混联式HEV
14 单体铅酸蓄电池的电压为2V,,镍氢电池是一种碱性电池,单体电池标称电压为1.2V,比能量看达到70~80W.h/kg一汽奥迪论坛,比功率可达到200W/kg,有高倍率的放电特性,镍氢电池的“过充”和“过放”性能好,能够带电快速充电,循环寿命可达到1000次以上,镍氢电池负极的关键技术是储氢合金
15 锂电子电池的负极采用天然球状石墨或片状石墨、人造石墨和层状石墨的锂-碳化合物等制造,锂电子电池的正极采用锂的化合物制造,锂电池的电压为4V左右
16 锂电子电池显示出很多优点,电压高达3.6~4V,比能量达到100~120W.h/kg,比功率高达1500W/kg,循环寿命可达到1000次,锂电子电池主要问题是快速充、放电的性能较差,需要进一步解决对其充放电过程的控制和配备专用的充电器,可靠性、一致性在于进一步解决,钴系锂电子电池在过充电状态时会引起电池爆炸,需要用安全阀来防止电解液受高温汽化后产生的压力升高,并装自动温度调控装置进行过充电的保护,锂的制取较困难。
17 锌空气电池是以锌作为正极,以氧为负极,以氢氧化钾为电解质,锌空气电池的理论比能量可达1350W.h/kg,目前的新空气电池的实际比能量只达180~230W.h/kg,成组的锌空气电池具有良好的一致性
18 铝空气电池的理论比能量可达3100W.h/kg,实际上可达到350W.h/kg
19 电池组管理系统主要包括:(1)动力电池组管理系统(2)高压电线线路管理系统(3)
热(温度)管理系统。超级电容器的寿命可达百万次,快速、大电流充放电的特性,超级电容器的电容量从1F到几千法,放电电流可高达几千安,功率密度大与1KW/kg,充、放电次数可达10万次
20 燃料电池电动汽车(FCEV)的燃料主要为氢气,还可以用车载改质器中用甲醇、汽油和其他类型的谈情化合物经过改质的氢气
绿源电动车电池21 质子交换膜燃料电池PEMFC,单体PEMFC的关键部件包括:负极(燃料极)、正极(氧化极)、质子交换膜和催化剂;质子交换膜IEM只允许H+氢离子透过,但不允许其他离子和氢分子透过;PEMFC需要用铂等贵金属作为催化剂,只有在催化剂的催化作用下,才能促成氢离子从负极向正极移动,并与氧气O2发生化学反应生成电能与水。含有一氧化碳时,一氧化碳会优先附着在铂的表面上,阻碍了氢离子与铂表面相接触,使铂出现:中毒“现象,降低了PEMFC的性能,甚至使得PEMFC失效,PEMFC的能量密度大,比能量可道道200W.h/kg,电池的质量比功率不小于150W/kg,,单体电压一般在1V左右
22 电动车辆对电动性能要求:a 电动机的功率、转矩和转速应满足电动车辆动力性能的要求,能够适应电动车辆频繁的起动、加速、减速、倒车和停车的运动要求,并保持高功率;
b 一般要求电动机能够承受2~4倍的过载,并能够实现四象限的运转,高效率地回收电动车辆在制动时反馈的能量;c 电动机的工作电压高、转速高可以提高电动机的比功率,点少电动机的尺寸,降低电动机的重量和各种控制装置和导线的截面积。有利于在电动车辆上进行安装和布置,并可以降低成本;d 电动机有良好的可靠性、耐温和耐潮湿,可以在恶劣的环境条件下长时期的运转,结构简单、使用维修方便,适合批量生产
23 开关磁阻电动机的起动电流低、起动转矩高、电动机的功率高,适用于高速运转;电路简单,具有高可靠性、高效率和低损耗;结构简单,便于维护和修理
24 电动车辆的电动机驱动系统:a 平行式一体化驱动系统 b 车贸网同轴式一体化驱动系统 c 双联式一体化驱动系统(在电动大客车或货车上,需要采用大功率的驱动电动机,但大功率的驱动电动机的直径比较粗,在车辆底盘上布置较困难,可以采用串联一体化驱动系统。用俩个电动机串联,其中前面的主驱动电动机直接与传动系统连接。后面的辅助电动机与主驱动电动机之间用单向离合器连接。在一般情况下,用主驱动电动机驱动车辆行驶。在起动加速和爬坡时,辅助电动机参加驱动)。d 电动机驱动系统(轮毂电机)
25 ISA一体化的交流发电机/一体化的起动发电机是西门子公司开发的新技术。
26 纯电动汽车是以电池为储能单元,以电动机为驱动系统的车辆。
27纯电动汽车的特点是结构相对简单,生产工艺相对成熟。缺点是充电速度慢,续驶里程短。因此适合于行驶路线相对固定,有条件进行较长时间充电的车辆。
28 纯电动汽车组成与原理 电动汽车主要由电力驱动系统、电源系统和辅助系统等三部分组成。汽车行驶时,由蓄电池输出电能(电流)通过控制器驱动电动机运转,电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退。电动汽车续驶里程与蓄电池容量有关,蓄电池容量受诸多因素限制。要提高一次充电续驶里程,必须尽可能地节省蓄电池的能量。
混连工作过程
混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构,两套机构或通过齿轮系,或采用行星轮式结构结合在一起,从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。
串联工作过程
串联式混合动力汽车的发动机输出的机械能通过发电机转化为电能,转化后的电能一部分经由电动机和传动装置驱动车轮,另一部分则可存储到蓄电池中去,供汽车加速时或在其他工况下使用,与传统的燃油车比较,它是一种发动机辅助型的电动汽车,主要是为了增加汽车的行驶里程。
驱动部件有发动机、发电机和电动机
并联工作过程
发动机和电动机通常采用不同的离合器驱动车轮,可以采用发动机单独驱动,电力单独驱动以及发动机和电力混合驱动三种不同的工作模式。并联式是一种电力辅助型的燃油车,目的是为了降低排放和燃油消耗。当发动机提供的功率大于驱动汽车所需的功率或者再生制动时,电动机工作在发电机状态,将多余的能量冲入蓄电池。
驱动部件有发动机和电动机
发展电动汽车的必要性 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。缺点是充电速度慢,续驶里程短。因此适合于行驶路线相对固定,有条件进行较长时间充电的车辆新一代a6
混合动力汽车优点:1、采用复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。
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