电动汽车的类型及其主要技术特征是什么
电动汽车是主要以动力电池或超级电容为能量源、全部或部分由电机驱动的汽车。按照目前技术状态和车辆驱动原理,电动汽车主要可分为纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和混合动力电动汽车(HEV)三种类型。
其中,混合动力电动汽车一般可以分为普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车(PHEV)以及增程式混合动力汽车(E-REV)等。同时,混合动力电动汽车(HEV)又有很多种形式。根据内燃机和驱动电机的布置结构和动力耦合方式,混合动力电动汽车又可以细分为四种类型:串联式混合动力汽车(SHEV)、并联式混合动力汽车(PHEV)、混联式(串并联)混合动力汽车(SPHEV)和复合式混合动力汽车(CHEV)等,如图1-1所示。
图1-1 电动汽车的分类
根据混合度的不同,混合动力电动汽车可再细分:①弱混合型,也称微混合型,H<10%;②轻度混合型,H<20%;③中度混合型,H<30%;④重度混合型,也称全混合、强混合型,H一般为50%;⑤插电式混合型包括增程式电动汽车动力系统,H>50%。混合类型不同,节油效果不同,所需的电池容量和电压也不同。其分类如图1-2所示。
图1-2 按照混合度分类的车型
还有一些新型电动汽车,主要是利用一些新型能源进行车载发电,全部或部分由电机驱动的汽车。目前应用到车上的新型能源主要有太阳能、风能等可再生能源以及核能等,相应地新型电动汽车主要包括太阳能汽车、风能汽车和核能汽车等。
目前,我国将插电式混合动力汽车(PHEV,包含E-REV)、纯电动汽车(BEV)和燃料电池汽车(FCEV),分别对应过渡、中期和长期的汽车节能环保技术路线;将普通的混合动力汽车(HEV)认定为节能型汽车。这些新能源车型的主要技术特征总结如下:
①纯电动汽车以车载电源为动力,以电机作为驱动系统,省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统,动力系统的布置大大简化,而且能量转换效率更高,同时相对传统汽车对环境的影响更小,但目前面临着电池成本高、续驶里程短、充电时间长等问题。图1-3所示为一种典型的纯电动汽车结构示意图。
②燃料电池汽车以燃料电池作为动力源,通过将化学能转化为电能,并将电能转化为机械能,作为动力驱动汽车前进。燃料电池电动汽车和普通电动汽车有基本一致的电力驱动构造。它们之间的主要区别在于,燃料电池汽车的电池是一个小型发电设备,依靠氢与某种氧化物的化学反应产生驱动电能,而无须从电网充电。由于它能够有效避免续驶里程短和充电时间长的问题,从长远来看燃料电池汽车有望取代锂离子电池纯电动汽车。图1-4所示为一种燃料电池电动汽车的结构示意图。
图1-3 典型的纯电动汽车结构示意图
图1-4 燃料电池电动汽车的结构示意图
③普通混合动力汽车在正常行驶过程中,主要依靠发动机驱动。而在电量充足的条件下,车辆起动或者低速行驶时完全依靠电动机驱动,但是续驶里程极短。随着车速提高,发动机开始驱动车辆行驶。当遇到坡道或者急加速时,发动机和电动机共同驱动车辆行驶。
插电式混合动力相比普通混合动力多了插电口,能够外接充电。得益于更大功率的电动机辅助,动力性能更好。
增程式混合动力汽车是使用发动机进行发电、用电动机进行驱动的车辆。当电池组电量充足时,采用纯电动模式行驶,而当电量不足时,发动机驱动,带动发电机为动力电池充电,提供电动机运行的电力(增程模式)。与普通混合动力汽车和插电式混合动力汽车不同,增程式混合动力汽车无论在什么情况下,都不能由发动机直接驱动车轮行驶,仅能通过电动机驱动。但它能够像插电式混合动力汽车一样,通过外接电源进行充电。图1-5所示为增程式混合动力汽车的结构示意图。
图1-5 增程式混合电动汽车的结构示意图
纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车各有其结构特点和优缺点,其对比总结见表1-1。
表1-1 纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车优缺点比较
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