一分钟了解新能源汽车

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随着我国经济飞速发展,GDP 不断提高,汽车已经从之前的奢侈品成为了现在老百姓日常的必须品,目前我国汽车保有量已超过3亿辆,汽车技术也有了长足发展,但石油资源的枯竭和环境问题对传统燃油汽车工业提出了更为苛刻的要求。遵循国家能源转型战略,研发和使用由清洁能源提供动力的新能源汽车是解决环境污染、应对能源危机的有效方法。

新能源汽车分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车。目前我们接触最多的是纯电汽车和混动汽车。

一分钟了解新能源汽车-第1张图片
图片来源于网络,仅示意

1.纯电动汽车以车载动力电池为动力,用电机驱动汽车行驶,其主要由电力驱动控制系统、底盘、车身和各种辅助装置组成。电力驱动控制系统是整车的核心,也是目前整个行业的技术难点,决定性能特征及续航里程。纯电动汽车工作原理可大致总结为:蓄电池-电流-电力调节器-电动机-动力传动系统-驱动汽车行驶。行驶过程中无废气排出,不污染环境,符合国家的“碳中和”政策需求,能源利用率可达到80%以上。

2.混合动力汽车一般是指由燃料发动机和电池电动机共同运行来驱动的汽车。混合动力汽车分为微度混合动力、中度混合动力、全混合动力和插电式混合动力四种。

严格来讲,微混合动力汽车的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力,所以不算是真正的混合动力汽车。

中度混合动力汽车采用 ISG 系统,装备有高压电动机,在汽车加速或大负荷工作时电动机帮助发动机共同驱动汽车,可改善发动机动力不足、输出响应滞后的问题,提高了整车性能。这种系统混合程度可以达到30%且技术较成熟,应用广泛。

全混合动力汽车采用 272-650V 的高压起动电机,混合度可达50%以上。工作时通过车载蓄电池供电,电动机可以在匀速巡航或起动工况下独立驱动汽车,发动机只是在加速或电池电量不足的情况下补充驱动,可更好结合电机和内燃机的优点,目前应用也很广泛。

插电式混合动力汽车是一种将纯电动系统和现有混合动力系统相结合的产物,在工作时由于有外接插入式充电系统,车辆可以在电动状态下行驶较长里程,将内燃机的工作比例进一步缩小,可有效解决目前纯电动汽车续航里程短的问题。

混合动力汽车有三个优点,第一,混合动力汽车延续传统汽车的用车习惯,客户接受程度高,政府和企业也无需投资新建充电装置和加油站。第二,由于在起步、加速等大功率运行时有电动机的辅助,使得其燃油经济性高、排放低、整车行驶性能优越,第三,在低速或怠速时利用电动机工作可有效降低机械噪音。

重点说下混合动力汽车的缺点。由于拥有两套驱动系统,使得整车质量和造价增加,控制复杂,目前技术也不成熟,维修成本会相对提高。同时,它主要依靠势能和电能的不停转化从而达到节能的目的,所以在频繁制动、减速时相对节能,而处于长时间匀速行驶时节能效果就会大大降低。

最后,提一下燃料电池电动汽车,在这里要说一下燃料电池的概念,燃料电池是一种将电化学能转化成电能的能量转化 装置,它使氢气和空气中的氧气发生氧化反应(燃烧)从而 产生电流,且氢与氧化学反应后只生成水,整个过程清洁 高效,能量利用率可达到 60%以上。

氢燃料电池汽车通常由燃料电池堆、氢气储气罐、动力电池、燃料电池、直流升 压转换器、动力电机和动力控制单元组成。

燃料电池将化学能直接转化成电能,只要不断提供氢气和氧气(空气)就可以不断产生直流电,供汽车行驶,不会产生大量废气和废热,转化效率高、电池寿命长、维护工作量小。加注氢气时间短,3-5分钟,使用方便。

但目前燃料电池汽车市场保有量不高,主要原因是很多技术难题没有攻克,汽车造价太高。氢气的罐装需要有一定量的基础配套设施做辅助,推动建设需要一定时间和资金。

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