电动汽车.ppt
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1、重点:电动汽车、燃气汽车的分类与特性新能源汽车新能源汽车-电动汽车、燃气汽车电动汽车、燃气汽车第五章新能源汽车可能用于汽车的石油替代能源有:电源、氢气、甲醇、乙醇、天然气、液化石油气、二甲醚、太阳能和生物质能等。主要介绍:电动汽车、燃气汽车、醇类汽车、氢燃料汽车和生物柴油汽车。电动汽车蓄电池电动汽车燃料电池汽车混合动力电动汽车1 电动汽车的概述 电动汽车是与燃油汽车相对应的,电动汽车是与燃油汽车相对应的,18811881年年就出现了电动汽车。在就出现了电动汽车。在2020世纪世纪2020年代达到了年代达到了鼎盛时期,然而在燃油汽车出现后电动汽车鼎盛时期,然而在燃油汽车出现后电动汽车无论在整车质
2、量无论在整车质量、动力性能、动力性能、行驶里程行驶里程、机、机动性和灵活性方面愈来愈落后于燃油汽车。动性和灵活性方面愈来愈落后于燃油汽车。在全球温室效应与能源问题逐渐受到各在全球温室效应与能源问题逐渐受到各国政府的重视下,主要国家之污染法规渐趋国政府的重视下,主要国家之污染法规渐趋严格,因此对低污染车辆之需求势必增加。严格,因此对低污染车辆之需求势必增加。随着各种高性能蓄电池和高效率电机不断地随着各种高性能蓄电池和高效率电机不断地出项,使人们把目光又转向了零污染或超低出项,使人们把目光又转向了零污染或超低污染排放的电动汽车。从污染排放的电动汽车。从2020世纪世纪7070年代起,年代起,新一代
3、电动汽车脱颖而出,出现了各种高性新一代电动汽车脱颖而出,出现了各种高性能的电动汽车。能的电动汽车。电动汽车是至少以一种动力源为车载电源,电动汽车是至少以一种动力源为车载电源,全部或部分由电机驱动,符合道路交通安全法规全部或部分由电机驱动,符合道路交通安全法规的汽车。它因车载动力系统不同可分为三类:以的汽车。它因车载动力系统不同可分为三类:以车载燃料电池为动力的燃料电池电动汽车车载燃料电池为动力的燃料电池电动汽车(Fuel Fuel Cell Electric VehicleCell Electric Vehicle-FCEV-FCEV);以车载蓄电;以车载蓄电池为动力的蓄电池电动汽车池为动力的
4、蓄电池电动汽车(Electric Electric VehicleVehicle-EV-EV ),亦称之为纯电动汽车;以车载,亦称之为纯电动汽车;以车载多能源为动力的混合动力电动汽车多能源为动力的混合动力电动汽车(Hybrid Hybrid Electric VehicleElectric Vehicle-HEV-HEV),其动力来自,其动力来自2 2 个或个或2 2 个以上能源,如蓄电池,超级电容,飞轮电池,个以上能源,如蓄电池,超级电容,飞轮电池,太阳能,内燃机,燃气轮机,斯特林发动机等。太阳能,内燃机,燃气轮机,斯特林发动机等。2 电动汽车的特点随着能源危机和环境污染的全球两大突出随着能
5、源危机和环境污染的全球两大突出问题日益严重,特别是随电动汽车自身难点不问题日益严重,特别是随电动汽车自身难点不断解决,使电动汽车具有更多突出特点。断解决,使电动汽车具有更多突出特点。(1)对环境无污染对环境无污染 (2)节能及能源多样化和综合利用节能及能源多样化和综合利用 (3)结构简单和维护结构简单和维护使用方便使用方便蓄电池电动汽车电动汽车对车载电源的要求能量密度(比能量)参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小称为该电池的比能量。功率密度(比功率)燃气轮机的净输出功率与压气机进气质量流量之比循环寿命起动性能价格费用可靠性安全性蓄电池电动汽车蓄电池的类型1.铅酸蓄电池:使用最广泛,最
6、成熟,成本售价最低廉的蓄电池。缺点是必能量低,自放电率高,循环次数少。2.镍氢电池:可快速充电,比能量、比功率较高,已经商品化,无污染。缺点是自放电高、成本较高、高温起动。3.镍锌电池:高比能量、高比功率和大电流放电。纯电动汽车4.锂蓄电池:体积小、质量比能量和质量比功率高、电压高、无污染等优点,缺点是不能快速充电,可靠性、安全性差,成本高,技术不成熟。5.飞轮电池:90年代才提出的新概念电池,它突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。众所周知,当飞轮以一定角速度旋转时,它就具有一定的动能。飞轮电池正是以其动能转换成电能的。高技术型的飞轮用于储存电能,就很像标准电池。一、纯电动汽车蓄电池充电
7、器电动汽车电动机电动机将蓄电池的能量转换成机械能来驱动电动汽车。力帆320首款纯电动车EV亮相上海长城自主电动小型车欧拉 据长城研发人员透露,这款的纯电动轻型车,据长城研发人员透露,这款的纯电动轻型车,4门门4座设计,采用锂座设计,采用锂离子动力电池,永磁同步直流电机,百公里耗电离子动力电池,永磁同步直流电机,百公里耗电10度。电池可以度。电池可以2000次次的满充满放,使用寿命为的满充满放,使用寿命为5年,一次充电续驶里程年,一次充电续驶里程160Km,最高时速,最高时速130Km/h,最大功率,最大功率50kW。在快速充电情况下,。在快速充电情况下,15分钟即可充满电池分钟即可充满电池容量
8、的容量的80%。海马并联纯电动轿车Mpe东风风神I-car吉利EK-2智慧吉利IG可定制动力 IG概念车将是吉利本次车展上推出的唯一一款纯的概念车型,该车型造型独特、设计理念前卫,采用纯电动动力总成,并将在太阳能技术引入。海马福仕达Me 福仕达福仕达Me是一款电动车型,这款车型基于城市工况是一款电动车型,这款车型基于城市工况的设计,最高时速为的设计,最高时速为80KM/H,续驶里程大于,续驶里程大于160KM;最高时速为最高时速为120KM/H,续驶里程大于,续驶里程大于200KM的技术正在的技术正在储备。可以用储备。可以用220V的居民用电进行充电。的居民用电进行充电。瑞麒M1-EV瑞麒瑞麒
9、M1-EV是是奇瑞奇瑞公司推出的首款高速纯电动汽车,在动力系统公司推出的首款高速纯电动汽车,在动力系统方面,整车搭载了方面,整车搭载了336V40Kw大功率电驱动系统,配备了大功率电驱动系统,配备了40Ah高性能高性能磷酸铁锂电池,使用过程中充电方式对消费者来说也非常的快捷和方磷酸铁锂电池,使用过程中充电方式对消费者来说也非常的快捷和方便,利用便,利用220V民用充电即可,充电时间一般在民用充电即可,充电时间一般在4-6小时;也还可以进小时;也还可以进行快速充电,半个小时即可充到电池电量的行快速充电,半个小时即可充到电池电量的80%。瑞虎3EV瑞虎瑞虎3EV采用采用375V80Ah锂离子电池,
10、动力强劲,采用额定值锂离子电池,动力强劲,采用额定值45KW永磁同步电机,峰值功率可达到永磁同步电机,峰值功率可达到90KW,最大扭矩最大扭矩215Nm,0-50Km/h加速加速时间小于时间小于5s,最高车速可达到最高车速可达到135km/h。瑞虎。瑞虎3EV使用方便,慢充使用方便,慢充220V民用电源,一次充电续航里程可达到民用电源,一次充电续航里程可达到150公里,充电时间仅用公里,充电时间仅用6-8个小个小时。快速充电在半个小时内即可达到电池充满的时。快速充电在半个小时内即可达到电池充满的80%。丰田FT-EV日产电动概念车NUVU首次登陆中国零排放下的驾驶激情:MINIEMINIE的电
11、力传动系统可产生220牛顿米的最大扭矩,提供8.5秒加速至100公里/小时的加速性能。电子限制的最高车速为152公里/小时。斯巴鲁G4e电动概念车亮相雪佛兰Volt增程型1.4升电动车中国纯电动众泰2008EV上市售11.98万上海牌纯电动轿车莲花汽车竞悦推出纯电动车型竞悦纯电动车型采用400V聚合物离子电池,实现电池管理系统等多项关键技术的突破。最大功率为125KW,百公里加速度为12.6秒,最高时速161公里,最大续航里程为177公里。电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车的组成包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既
12、定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。蓄电池:电源为电动汽车的驱动电动机提供电能,电动机将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前,电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池,但随着电动汽车技术的发展,铅酸蓄电池由于比能量较低锂电池、燃料电池、飞轮电池等,这些新型电源的应用,为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。驱动电动机驱动电动机 驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机,这种电机
13、具有“软”的机械特性,与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花,比功率较小、效率较低,维护保养工作量大,随着电机技术和电机控制技术的发展,势必逐渐被直流无刷电动机(BCDM)、开关磁阻电动机(SRM)和交流异步电动机所取代。GL42.驱动电动机电动汽车用电动机的主要性能要求是:使用寿命长、输出转矩与转动惯量之比大、过载系数高、高速操纵性能好、少维修或不维修、外形尺寸小、自身质量轻、容易控制以及成本低廉。电动汽车使用的几种典型电动机是:它励电刷式直流电动机、永磁式同步电动机、三相感应式电动机和开关式磁阻电动机。20世纪80年代前,几乎所有的车辆牵引电动机均为直流电动机,这是因为直流
14、电动机具有起步加速牵引力大,控制系统较简单等优点。直流电动机的缺点是有机械换向器,当在高速大负载下运行时,换向器表面会产生火花,所以电动机的转速不能太高。近10多年来,主要发展交流感应电动机和无刷永磁电动机系统。与原有的直流电动机系统相比,具有明显优势。其突出优点是体积小、质量轻、效率高、基本免维护和调速范围广。GL43.电驱动的结构形式电驱动的结构形式图5-2电驱动的结构形式C离合器D差速器FG固定速比减速器GB变速器M电动机电驱动的结构形式1、它由电动机、离合器、变速器和差速器组成2、它由电动机、固定速比的减速器和差速器组成 3、它由电动机、固定速比的减速器和差速器集成一个整体 4、5、6
15、、二、燃料电池汽车燃料电池与蓄电池的区别(1)燃料电池是能量转换装置,蓄电池是能量储存装置。(2)燃料电池的放电特性是连续进行的,蓄电池的放电特性是间断进行的。GL4二、燃料电池电动汽车二、燃料电池电动汽车图图5-3燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车a)北汽福田燃料电池电动汽车北汽福田燃料电池电动汽车b)日本丰田燃料电池电动汽车日本丰田燃料电池电动汽车GL41.燃料电池的基本工作原理图5-4燃料电池的工作原理GL42.燃料电池的燃料燃料电池的燃料燃料电池的燃料主要有氢气(H2)、甲醇(CH3OH)、汽油和其他类型的碳氢化合物。氢气(H2)是燃料电池最佳燃料,直接使用氢可以使燃料电池辅助系统大大简
16、化,效率提高,无排放污染。但目前氢的制取工艺较复杂,成本也较高。若将氢气储存在车载压缩罐内,则压缩罐的体积大,续驶里程短;若将氢气低温液化,采用液态储带,则难度大、费用高。甲醇和汽油都是碳氢化合物,通过重整器可将甲醇和汽油中的氢转化出来,再送入燃料电池转换成电能,这比直接携带氢气更为方便和经济。天然气是生产甲醇最常用的原料。天然气的储存、保管、充加、携带和运输都很不方便,然而将其转化为液体甲醇后,储存、保管、充加、携带和运输则很方便。甲醇和汽油都是碳氢化合物,通过重整器可将甲醇和汽油中的氢转化出来在内燃机汽车中,汽油热量转换为汽车驱动力的效率仅为1215%,如果将汽油 经过重整器重整为氢气,以
17、氢气作为燃料电池的燃料产生电,并通过电动机驱动汽车,则汽油热能转换为汽车驱动力的效率可以达到34%,不但效率得到大幅度提高,而且排放污染显著降低。3、燃料电池电动汽车的工作原理燃料电池车的动力系统与混和动力车大体相似,主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成,其中辅助动力为燃料电池。在车辆行驶之初,蓄电池处于电量饱满状态,其能量输出可以满足车辆要求,燃料电池动力系统不需要工作;电池电量低于60时,燃料电池动力系统起动:当车辆能量需求较大时,燃料电池动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量;当车辆能量需求较小时,燃料电池动力系统为驱动系统提供能量的同时,还给蓄电池组进行充电。通用
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