图解新能源汽车关键技术与维修精要
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

1.2 新能源汽车的分类

1.2.1 纯电动汽车

纯电动汽车(图1-2-1)是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等)提供动力源的汽车。纯电动汽车与内燃机汽车在外观上没有什么区别,两种汽车的转向装置、悬架装置及制动系统基本上是相同的,它们都采用橡胶轮胎,车轮与地面之间相互接触,并产生相互作用,进而实现车辆的不同工况,两者的力学过程也不存在本质的区别。因此,电动汽车的操纵稳定性、平顺性及通过性与内燃机汽车完全相同。电动汽车本身除具有再生制动性能外,与内燃机汽车的制动性能也是相同的。

纯电动汽车与燃油汽车的主要区别在于它们的驱动系统不同,传统的燃油汽车用液态的汽油或柴油作燃料,由内燃机驱动。而纯电动汽车用电机驱动,用动力电池、燃料电池、超级电容器等作相应的能源。纯电动汽车的能量供给和消耗与动力电池的性能密切相关,直接影响电动汽车的动力性和续驶里程,同时影响纯电动汽车行驶的成本效益。由于电机驱动的一些特点,使纯电动汽车的结构和动力性能与燃油汽车存在较大的差别。

图1-2-1 纯电动汽车

1.2.2 混合动力汽车

广义上说,混合动力汽车(图1-2-2)是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车,即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电机作为动力源,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料,如压缩天然气、丙烷和乙醇等燃料。

图1-2-2 插电式混合动力汽车

随着世界各国环境保护的措施越来越严格,混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点,并已经开始商业化。混合动力汽车使用的电动力系统中包括高效强化的电动机/发电机、发电机和动力电池。动力电池使用的有铅酸电池、镍-锰氢电池和锂离子电池,以及氢燃料电池。混合动力汽车的动力总成主要包括发动机、发电机、电动机/发电机、动力电池(电容)及变速器等。

1.2.3 燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车(简称燃料电池汽车)(图1-2-3)是利用氢气等燃料和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生电能,并作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车在车身、动力传动系统、控制系统等方面,与普通汽车基本相同,主要区别在于动力电池的工作原理不同。燃料电池电动汽车有其独特的优势,如能量转化率高、零排放、不污染环境等。北美各大汽车公司加入了美国政府支持的国际燃料电池联盟,各公司分别承担相应任务,生产以新的燃料电池作为动力的汽车,美国通用汽车公司在美国能源部的资助下推出了以质子交换膜燃料电池(PEMFC,也称离子交换膜燃料电池或固体高聚合物电解质燃料电池)和动力电池并用提供动力的轿车;美国福特汽车公司现已研制出从汽油中提取氢的新型燃料电池,其燃料效率比内燃机提高一倍,而产生的污染物质只有内燃机的5%。我国在燃料电池电动汽车领域的研究水平与发达国家接近,由清华大学和北京富源新技术开发总公司联合研发的我国第一辆质子交换膜燃料电池的电动旅游观光车,展示了国内研制电动车的最新技术。

燃料电池电动汽车是以电力驱动为唯一的驱动模式,其电气化和自动化程度大大高于传统内燃机汽车。在结构组成上,燃料电池汽车仍然保留了传统内燃机汽车的车身形式、悬架系统、转向系统和制动系统等,不同之处在于它的动力驱动系统。在整车布置上除与内燃机汽车相同的部分外,燃料电池汽车还包括氢气存储罐或甲醇改质系统、燃料电池发动机系统、电气控制系统和电机驱动系统等。这些核心部件的布置不仅要考虑布置方案的优化及零部件性能实现的便利,还必须考虑氢泄漏等传统汽车所不涉及的安全性问题。

图1-2-3 燃料电池汽车