Analyse af klassificering af elektriske køretøjer
og tekniske egenskaber
Elektriske køretøjer er køretøjer drevet af batterier eller andre vedvarende energikilder, i modsætning til traditionelle køretøjer med forbrændingsmotorer, som er afhængige af brændselsceller eller elektriske motorer til at levere strøm. I henhold til den nuværende tekniske status og køretøjskørselsprincipper kan elektriske køretøjer opdeles i tre typer: rene elektriske køretøjer (BEV), brændselscelle-elkøretøjer og hybride elektriske køretøjer (HEV).
1. Batteri elektrisk køretøj (BEV)
Rene elektriske køretøjer har fordelene ved nul emissioner, lav støj, enkel struktur og moden teknologi. De er køretøjer, der er fuldstændig drevet af batterier og drevet af motorer. Køretøjets motorers drivenergi kommer fra indbyggede genopladelige batterier eller andre energilagringsenheder (inklusive strømbatterier). , superkondensator, svinghjulsbatteri osv.).
Køretøjsenergi bruger i øjeblikket hovedsageligt strømbatterier, herunder bly-syre-batterier, nikkel-brint-batterier, nikkel-kobber-batterier, natrium-svovl-batterier, carp-ion-batterier, zink-luft-batterier osv.
(1) Princip og sammensætning af rent elektrisk køretøjssystem
Rene elektriske køretøjer drives generelt af motorer. Elmotorernes drivende elektriske energi kommer fra indbyggede genopladelige batterier eller andre energilagringsenheder. Den indbyggede energi leverer elektrisk energi til drivmotoren gennem strømkonverteringsenheden (motorcontroller) og driver den til at fungere. Drivmotoren drives af transmissionsanordningen. Hjulene roterer for at flytte bilen.
Rene elektriske køretøjer er hovedsageligt sammensat af strømforsyningssystem, elektrisk drivsystem, hjælpesystem, karosseri og chassis.
(2) Typer af rene elektriske køretøjer
Et enkelt batteri bruges som køretøjets strømkilde: Batteriets specifikke energi og specifikke effekt er lav, og batteripakkens vægt og volumen er stor.
Installation af en hjælpestrømkilde: Installation af en hjælpestrømkilde (superkondensator, generatorsæt, solenergi osv.) på et rent elektrisk køretøj kan forbedre startydelsen for det rene elektriske køretøj og øge rækkevidden.
(3) Arbejdsprincip for rene elektriske køretøjer
Rene elektriske køretøjer bruger energien fra batteriet til at drive elmotoren til at flytte hjulene fremad. Energiflowet er: batteri → strømregulator → elmotor → kraftoverførselssystem → drivhjul. Blandt dem leverer batteriet strøm, som udsendes til den elektriske motor efter at have passeret gennem strømregulatoren. Den elektriske motor giver drejningsmoment, som driver hjulene gennem transmissionsenheden for at realisere kørsel af køretøjet.
2. Brændselscelle elektrisk køretøj (FCEV)
Sammenlignet med traditionelle elektriske køretøjer producerer den kemiske reaktionsproces af brændselsceller ikke skadelige produkter og har fordelene ved høj effektivitet, ingen forurening, nul emissioner og ingen støj. Brændselscellekøretøjer bruger normalt brint, methanol osv. som brændstof og genererer elektrisk energi gennem kemiske reaktioner til at drive motoren. Den mekaniske energi, der genereres af motoren, overføres til drivhjulene gennem en transmissionsanordning med variabel hastighed, hvorved køretøjet drives.
(1) Grundlæggende struktur af brændselscellekøretøjer
Et brændselscelle-køretøj (hydrogen-elektrisk hybrid) består af en brændselscellestak, en elektrisk trækmotor, en DCDC, et termisk system (køling), en batteripakke og en hydrogeneringsport. Den er sammensat af undersystemer såsom brændstofpåfyldning, brændstoftank (brint), transmission, kraftelektronisk controller og hjælpebatteri.
Brændselscelle-elkøretøjer og almindelige elektriske køretøjer har grundlæggende den samme elektriske drivstruktur. Brændselscellekøretøjer er sammensat af fire grundlæggende moduler: kraftsystem, chassis, elektronisk bilsystem og karosseri. Strømsystemet leverer strøm til køretøjet gennem brændselscellesystemet og elmotoren.
Ifølge forskellige drevformer kan den opdeles i rent brændselscelledrev og hybriddrev;
Ifølge forskellige energikilder kan den opdeles i to typer: køretøjsmonteret ren brint og brændstofreformering;
I henhold til andelen af energien leveret af brændselscellen til køretøjets samlede effektbehov kan den opdeles i to typer: energihybridtype og powerhybridtype.
(2) Arbejdsprincip for brændselscellekøretøjer
Hjertet i et brændselscellekøretøj, brændselscellestablen, giver en beholder, der accelererer den elektrokemiske reaktion af brint og oxygen, og omdanner den energi, der frigives i den kemiske reaktion mellem brint og oxygen, til elektrisk energi. I et brændselscellekøretøj arbejder brændselscellestablen og batteriet sammen for at levere energi til motoren, som igen giver strøm til køretøjet og driver køretøjet. For batteriet er det selve energikilden. For brændselscellestablen er dens energikilde brint, og dens nuværende almindelige lagringsmetode er at bruge højtryks-brintlagertanke.
(3) Brændselscellekøretøjer overvinder vanskeligheder
Katalysator: Brændselsceller skal bruge reaktionskatalysatorer til at generere elektricitet, og det sjældne metal platin, der udgør katalysatoren, er dyrt og har knappe reserver. Derfor er udviklingen af nye katalysatorer nøglen til direkte at påvirke udviklingen af brændselscelle-elbiler.
Kilde og opbevaring af brændstof: Brint brændselsceller kræver brint. Brint selv har ingen industriel kædestøtte. Fremstilling, transport, opbevaring og tankning er ekstremt ubelejligt, dyrt og farligt. Sammenlignet med brændstofkøretøjer og elektriske køretøjer, biler, er brintbrændselscellekøretøjer mindre modne.
3. Hybrid elektrisk køretøj (HEV)
Ifølge anbefalingerne fra den tekniske komité for elektriske køretøjer under Den Internationale Kommission for Elektromekaniske Systemer, henviser hybride elektriske køretøjer til køretøjer, der bruger to eller flere akkumulatorenergikilder eller omformere som drivenergi, hvoraf mindst to kan levere elektrisk energi. Kaldes en hybrid elbil. Normalt kaldes modeller, der blander forbrændingsmotor og batterikraft, hybridelektriske køretøjer, det vil sige modeller, der bruger traditionelt brændstof med en elektrisk motor og en generator, og den elektriske motor tjener som motorens hjælpekraft til at forbedre lavhastigheds effekt og brændstofforbrug.
Afhængigt af om køretøjet kræver et eksternt ladestik til opladning, kan hybride elbiler opdeles i plug-in hybridbiler og ikke-plug-in hybridbiler. Hybride elektriske køretøjer kan opdeles i serie-, parallel-, hybrid- og sammensatte hybridbiler i henhold til kraftsystemets strukturelle karakteristika.
(1) Serie hybrid elektrisk køretøj (SHEV)
Den mekaniske energiproduktion fra seriehybrid-elkøretøjsmotoren (SHEV) omdannes først til elektrisk energi gennem generatoren. En del af den konverterede elektriske energi bruges til at oplade batteriet, og den anden del bruges til at drive hjulene gennem drivmotoren og transmissionsenheden.
Strukturen af et seriehybridkøretøj er enkel, og dets kraftsystem består af tre kraftunderenheder: motor, generator og elektrisk motor.
Arbejdsprincippet for et seriehybridkøretøj: motoren driver generatoren til at generere elektricitet, og den elektriske energi overføres til batteriet eller den elektriske motor gennem controlleren, og den elektriske motor driver køretøjet gennem transmissionsmekanismen. Når belastningen er lille, driver elmotoren hjulene; når belastningen er stor, driver motoren generatoren til at generere elektricitet og drive motoren.
(2) Parallel hybrid elektrisk køretøj (PHEV)
Både PHEV-motoren og elmotoren bruges til at drive hjulene, og deres kraft leveres til hjulene parallelt. Køretøjet vælger disse to effektudgange i henhold til de aktuelle arbejdsforhold.
Motoren og elmotoren driver normalt hjulene gennem forskellige koblinger, og der er tre driftstilstande: motor alene, elektrisk drivsystem alene og motor + elektrisk drivsystem hybriddrev. Når den effekt, som motoren leverer, er større end den drivkraft, der kræves af køretøjet, eller når køretøjet bremser, fungerer det elektriske drivsystem i generatortilstanden for at oplade batteriet.
Motoren i et parallelt hybridkøretøj kan direkte drive hjulene gennem transmissionsmekanismen, som er tættere på det traditionelle køretøjs drivsystem. Det mekaniske effektivitetstab svarer til det for almindelige køretøjer, og det er meget udbredt.
(3) Serie-parallel hybrid elektrisk køretøj (SPHEV)
Et hybrid (serie-parallel) hybrid elektrisk køretøj (SPHEV) kombinerer et seriehybridsystem og et parallelhybridsystem med det formål at maksimere fordelene ved begge systemer og tilføje mekanisk kraft sammenlignet med serietransmissionsruten; sammenlignet med paralleltypen øges transmissionsvejen for elektrisk energi.
Hybridsystemet har to elmotorer. Alt efter kørselsforholdene kan elmotoren køres alene eller elmotoren + motoren kan køres i fællesskab. Desuden kan systemet, når det er nødvendigt, også generere elektricitet gennem en generator, mens det kører hjulene.
