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四輪電動汽車的優勢及分類

時間:2020/4/7 瀏覽量:632

一、什么是電動車?
全部或部份由電機驅動、并配備大容量存儲裝置的汽車。包括純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車三大類。

1、純電動汽車

純電動汽車是完全由可充電電池(如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池)提供動力源的汽車。

優點:
a)無污染、噪聲小;
b)結構簡單、使用維修方便;
c)能量轉換效率高,同時可回收制動、下坡時的能量,提高能量的利用效率。

2、混合動力電動汽車

使用電動機和傳統內燃機聯合驅動的汽車,按動力耦合方式的不同可以分為串聯式混合動力、并聯式混合動力和混聯式混合動力。

特點:
a)采用小排量的發動機,降低了燃油消耗;
b)可以使發動機經常工作在高效低排放區,提高了能量轉換效率,降低了排放;
c)將制動、下坡時的能量回收到蓄電池中再次利用,降低了燃油消耗;
d)在繁華市區,可關停內燃機,由電機單獨驅動,實現“零” 排放;
e)電機和內燃機聯合驅動提高了車輛動力性,增強了駕駛樂趣;
f)得用現有的加油設施,具有與傳統燃油汽車相同的續駛里程。

3、燃料電池電動汽車

利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下,在燃料電池中經電化學反應產生的電能,并作為主要動力源驅動的汽車。

特點:
a)能量轉化效率高,轉換效率可高達60~80%,為內燃機的2~3倍;
b)零排發,不污染環境。燃料電池的燃料是氫和氧,生成物是清潔的水;
c)氫燃料來源廣泛,可以從可再生能源獲得,不依賴石油燃料。

二、電動車的發展歷程

從1995年清華大學研制的第一臺輕型電動車面世,短短十年時間,中國從無到有,發展出一個全球最大的電動車行業。并且,新日公司認為:中國電動車行業的迅猛發展均直接受益于“城市化、世界工廠、消費升級”這當今中國經濟三大主題因素。十年間,中國電動車產業迅速崛起,至今,已經走過了三個主要發展階段:

1、1996年至1999年左右的早期試驗性生產階段。在這一階段,電池、電機、控制器等關鍵零部件在技術上尚不完善,主要是生產企業自發的匯集信息、跟蹤技術、組織市場調研,小批量試制并投放市場,為輕型電動車的產業化做好了產品、技術、市場、人才等方面的準備。

2、2000年至2004年的初創生產規模化階段。在這一階段,伴隨著關鍵研發技術的不斷突破,整車性能大為提升,加之全國城市的大規模“禁摩”政策推動,作為自行車、摩托車替代產品的輕型電動車憑借快捷、方便、環保、廉價的優勢,迅速被越來越多的消費者認同。特別是2003年“SARS”突發,極大地激發了市場對于電動交通工具的訴求。產業內部的整車企業迅速崛起,投入不斷加大、產能不斷擴張,形成了江蘇無錫、浙江、天津三大產業集聚區,成為“長三角”產業結構升級中的一個新亮點,奠定了三足鼎立的競爭格局。

3、2005-2006年的超速進噴增長階段。在這一階段,電動車得到了消費者的廣泛認可,市場需求急劇膨脹,帶動了生產企業的規模擴張。盡管有產業標準不明晰等政策因素的影響,但消費者對這一新興交通工具的青睞,推動輕型電動車產業近年來保持了年均80%以上的增長速度。

三、純電動汽車與純電動清掃車(特種車、場地車)的區別?

1、相同點

a)電動汽車的組成包括電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。因此電動汽車與電動清掃車(特種車、場地車)基本無區別,電動清掃車這類特種車屬于電動汽車的一個分支。

b)都具用噪音低、零排放、節能、環保的優勢,是未來汽車發展的方向。

2、不同點

a)應用領域不同,電動小汽車是要替代傳統采用內燃發動機驅動的小汽車、客車等車輛,著重于提高車速、續航里程、續航時間、快速沖電等方面。而電動清掃車等這些特種車,有完成既定任務的工作裝置,有明確的車速限制,只對專用功能有要求的行業、企業或個人,如旅游風景區、樓盤開發、公安巡邏、高爾夫球場等。

b)生產資質不同,生產電動清掃車這類特種車,生產企業必須取得中華人民工和國頒發的《特種設備制造許可證》,不是所有工廠都具備此資質。

c)目前對于電動小汽車上路行駛,國家還沒有相應的政策法規出臺,全國只有個別城市采購了小批量的電動小汽車作為試點。而電動清掃這類特種車,國家允許在特定的場合或范圍內使用。目前各地都有應用,市場認可度非常高。

四、電動車的組成、基本結構

電動汽車的組成包括電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。

電源——電源為電動汽車的驅動電動機提供電能,電動機將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。目前,電動汽車上應用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池,但隨著電動汽車技術的發展,鉛酸蓄電池由于比能量較低,充電速度較慢,壽命較短,逐漸被其他蓄電池所取代。正在發展的電源主要有鈉硫電池、鎳鉻電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等,這些新型電源的應用,為電動汽車的發展開辟了廣闊的前景。目前,電動車常用的鉛酸蓄電池主要分為三類,分別為普通蓄電池、干荷蓄電池和免維護蓄電池三種。

1) 普通蓄電池;普通蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構成,電解液是硫酸的水溶液。它的主要優點是電壓穩定、價格便宜;缺點是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護頻繁。

2) 干荷蓄電池:它的全稱是干式荷電鉛酸蓄電池,它的主要特點是負極板有較高的儲電能力,在完全干燥狀態下,能在兩年內保存所得到的電量,使用時,只需加入電解液,等過20—30分鐘就可使用。

3) 免維護蓄電池:免維護蓄電池由于自身結構上的優勢,電解液的消耗量非常小,在使用壽命內基本不需要補充蒸餾水。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點。使用壽命一般為普通蓄電池的兩倍。市場上的免維護蓄電池也有兩種:第一種在購買時一次性加電解液以后使用中不需要維護(添加補充液);另一種是電池本身出廠時就已經加好電解液并封死,用戶根本就不能加補充液。

驅動電動機——驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。目前電動汽車上廣泛采用直流串激電動機,這種電機具有"軟"的機械特性,與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動機由于存在換向火花,比功率較小、效率較低,維護保養工作量大,隨著電機技術和電機控制技術的發展,勢必逐漸被直流無刷電動機(BCDM)、開關磁阻電動機(SRM)和交流異步電動機所取代。

電動機調速控制裝置——電動機調速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的,其作用是控制電動機的電壓或電流,完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。

早期的電動汽車上,直流電動機的調速采用串接電阻或改變電動機磁場線圈的匝數來實現。因其調速是有級的,且會產生附加的能量消耗或使用電動機的結構復雜,現在已很少采用。目前電動汽車上應用較廣泛的是晶閘管斬波調速,通過均勻地改變電動機的端電壓,控制電動機的電流,來實現電動機的無級調速。在電子電力技術的不斷發展中,它也逐漸被其他電力晶體管(入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等)斬波調速裝置所取代。從技術的發展來看,伴隨著新型驅動電機的應用,電動汽車的調速控制轉變為直流逆變技術的應用,將成為必然的趨勢。

在驅動電動機的旋向變換控制中,直流電動機依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向,實現電動機的旋向變換,這使得孔子哈電路復雜、可靠性降低。當采用交流異步電動機驅動時,電動機轉向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可,可使控制電路簡化。此外,采用交流電動機及其變頻調速控制技術,使電動汽車的制動能量回收控制更加方便,控制電路更加簡單。

傳動裝置(傳動軸、減速箱、差速器)——電動汽車傳動裝置的作用是將電動機的驅動轉矩傳給汽車的驅動軸,當采用電動輪驅動時,傳動裝置的多數部件常常可以忽略。因為電動機可以帶負載啟動,所以電動汽車上無需傳統內燃機汽車的離合器。因為驅動電機的旋向可以通過電路控制實現變換,所以電動汽車無需內燃機汽車變速器中的倒檔。當采用電動機無級調速控制時,電動汽車可以忽略傳統汽車的變速器。在采用電動輪驅動時,電動汽車也可以省略傳統內燃機汽車傳動系統的差速器。

行駛裝置(底盤)——行駛裝置的作用是將電動機的驅動力矩通過車輪變成對地面的作用力,驅動車輪行走。它同其他汽車的構成是相同的,由車輪、輪胎和懸架等組成。

轉向裝置(方向機、方向盤)——專項裝置是為實現汽車的轉彎而設置的,由轉向機、方向盤、轉向機構和轉向輪等組成。作用在方向盤上的控制力,通過轉向機和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度,實現汽車的轉向。多數電動汽車為前輪轉向,工業中用的電動叉車常常采用后輪轉向。電動汽車的轉向裝置有機械轉向、液壓轉向和液壓助力轉向等類型。

制動裝置——電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣,是為汽車減速或停車而設置的,通常由制動器及其操縱裝置組成。在電動汽車上,一般還有電磁制動裝置,它可以利用驅動電動機的控制電路實現電動機的發電運行,使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流,從而得到再生利用。

工作裝置(其它設備)——工作裝置是工業用電動汽車為完成作業要求而專門設置的,如電動叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機驅動的液壓系統完成。

五、電動車的相關部件參數及名詞解釋

電池——電動車的動力源,類似于傳統汽車的油箱。種類為:鉛酸電池、鈉硫電池、鎳氫電池、鎳鉻電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等電池,目前電動車用的電池主要為鉛酸電池和鋰電池。我們常用的鉛酸蓄電池主要分為三類,分別為普通蓄電池、干荷蓄電池和免維護蓄電池三種。目前我們公司產品用的是普通蓄電池(動力)。電池參數表現為xxA(電壓)xxAH(安時)。例36V120AH,表示工作輸出電壓是36伏,電池容量是120安時。結合電機功率就能算出電池供電時間。

計算公式:電機功率/電池輸出電壓= 電池輸出電流A(安)
              電池總安時/電池輸出電流A(安)=電池供電時間

電機、電機功率——指電動車的驅動力的大小。電機功率大小,跟電動車的速度、爬坡度、載重能力有直接關系
電機、電機功率類似傳統汽車的發動機和發動機的排量。

控制器——指控制電機的電壓,調節電機轉速和電機輸出功率,從而控制電動車的車速。目前市場上電動車的控制器主要有:美國“科蒂斯”、國產“英博爾”、意大利“薩牌”、天津“松正”,公司產品主要用美國“科蒂斯”、國產“英博爾”這兩種。

剎車——目前電動車的剎車方式有:碟剎、鼓剎、電磁剎等方式。常用的為碟剎、鼓剎、碟剎加鼓剎。

速度控制——調整電機電壓高低,實現車速增減

電池充電——電池充電時間,
計算公式:安時/充電電流(充電器有標注)=充電時間

最高車速——指電動車平坦路面行駛的最高速度。注:電機最大輸出功率未必等于最高時速。

制動距離——指在額定車速(宣傳資料上理論時速)行駛中,駕駛員完全踩下剎車至電動車完全停止所需的距離。

爬坡度數——指電動車滿載情況下最大爬坡度數。基本上都少于25%。

載重量——指電動車最大載重量。

充電時間——指將電池完全充滿所需的時間。充電時間跟充電器電流有直接關系。

行駛里程——指電動車在滿電情況下,跑出的最遠距離。

行駛里程的計算公式:
1)電機功率(瓦)/電池輸出電壓(伏)=工作電流(安)
2)安時(AH)/工作電流(A)=工作時間
3)工作時間*時速=續駛里程

車架——指電動車底盤,一般是由鐵、鋼、鋁合金為材料。目前電動車的車架絕大部份為鋼制車架。

外殼——指車的外殼采用的是何種材料,目前常用為玻璃鋼、鋼板、塑料。

輪胎——指車使用何種輪胎,如:特寬胎、子午線真空胎。目前公司產品主要使用子午線真空胎。

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