各种类型的电动汽车
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新能源汽车第一章1.什么是新能源汽车新能源汽车包括哪些类型(1)新能源汽车系指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
(2)分为电动汽车、气体燃料汽车、两用燃料汽车、双燃料汽车和利用太阳能、原子能等其他能量形式驱动的汽车按照燃料来源,新能源汽车可分为五类:(1)基于传统石油燃料的节能环保汽车;(2)基于天然气和石油伴生品的燃气汽车;(3)基于石化燃料化工的替代燃料汽车;(4)生物燃料汽车;(5)燃料电池汽车和纯电动汽车。
2.为什么要发展新能源汽车基于能源短缺、环境污染、气候变暖的问题,发展新能源汽车是极为必要的,可充分利用新能源,并且环保,减少温室气体的排放。
3.汽车新能源有哪些类型从资源来源看:煤基燃料、生物燃料、天然气燃料、氢、太阳能、核能等从能源的来源:石化燃料、非石化燃料(如氢能、太阳能、风能等)第二章1.电动汽车用动力电池有哪些类型化学电池、物理电池和生物电池三大类2.动力电池的性能指标有哪些电压、容量(荷电状态)、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、放电速率、使用寿命3.电动汽车对动力电池有哪些要求(1)比能量高(2)比功率大(3)充放电效率高(4)相对稳定性好(5)使用成本低(6)安全性好4.电动汽车用蓄电池主要有那几种其特点是什么(1)铅酸蓄电池:优点:①除锂离子电池,铅酸蓄电池电压最高,为2. 0V;②价格低廉;③可制成小至lAh大至几千Ah各种结构蓄电池;④高倍率放电性能良好,可用于引擎启动;⑤高低温性能良好,可在-40~60℃条件下工作;⑥电能效率高达60%;⑦易于浮充使用,没有“记忆”效应;⑧易于识别荷电状态缺点:①比能量低,在电动汽车中所占的质量和体积较大,一次充电行驶里程短;②使用寿命短,使用成本高;③充电时间长;④铅是重金属,存在污染。
(2)镍氢电池:①比功率高②循环次数多③无污染④耐过充过放⑤无记忆效应⑥使用温度范围宽⑦安全可靠(3)锂离子电池:①工作电压高②比能量高③循环寿命长④自放电率低⑤无记忆性⑥对环境无污染⑦能够制造成任意形状⑧成本高⑨必须有特殊的保护电路,以防止过充(4)镍镉电池:①比能量可达55Wh/kg ②比功率超过190W/kg ③可快速充电④循环使用寿命较长⑤能造成环境污染。
1.1简答题:1、新能源汽车分为哪几种类型:新能源汽车包括混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。
2、北京、上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌等。
1.2.11、ABD2、ABC3、A4、C5、ABC1.2.21、2、3、混联式混合动力汽车是将并联和串联两种系统结合起来,其有两个动力源和两个及以上的动力输出端。
与并联式混合动力汽车的动力输出一致,驱动电机与传统发动机通过耦合器将动力输出给传动系统用以驱动车辆,发动机和驱动电机同样可以各自单独也可以共同驱动车辆。
但发动机一方面作为动力输出端驱动整车,同时还可以驱动发电机以产生电能储存在动力电池中,之后通过转换器传输给驱动电机。
1.31.3.11、ABCD2、ABC3、C4、BCD5、B1.3.21、额定容量是指充足电的蓄电池在规定的条件下所能输出的电量。
在我国的国家标准中,用3小时放电率(C3)来定义电动汽车蓄电池的额定容量,用20小时放电率容量(C20)来定义汽车用起动型蓄电池额定容量。
2、能量密度。
能量密度是指蓄电池单位体积所能输出的电能,单位为W﹒h/L 或kW﹒h/L。
蓄电池能量密度越高,蓄电池所占的空间越小。
3、循环寿命。
蓄电池的使用寿命通常用使用时间或循环寿命来表示。
蓄电池经历一次充电和放电过程称为一个循环或一个周期。
在一定的放电条件下,当蓄电池的容量下降到某规定的限值时,蓄电池所能承受的充放电循环次数称为蓄电池的循环寿命。
不同类型的蓄电池,其循环寿命不同。
对于某种类型的蓄电池,其循环寿命与充放电的电流大小、蓄电池工作温度、放电深度等均有密切关系。
1.3.31、铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。
锂离子电池相比其他动力电池具有比能量高、循环寿命长、充电功率范围宽、倍率放电性能好、污染小等优良特性,现今被电动汽车广泛采用。
锂离子电池根据其正极材料的不同又分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池以及三元锂材料电池等。
纯电动汽车及其操纵稳定性操纵一、电动汽车的特点:电动汽车是指全部或局部以车载电池为动力源、符合道路交通平安各项要求的新型汽车,包括三种类型:纯电动汽车〔PureElectricVehicle,简称PEV〕、混合动力电动汽车HybridElectricVehicle,简称HEV〕燃料电池电动汽车〔FuelCellElectricVehicle,简称FCEV〕电动汽车与传统汽车一样也是由动力装置、底盘、车身和电器设备等4个局部组成。
不同点要紧集中在动力装置以及由于动力源的不同而需要的多能源动力总成操纵系统,辅助能源系统和辅助操纵系统。
纯电动汽车的工作原理全然工作原理如图1一2所示。
电池通过操纵系统向电动机供电,在电动机中电能转化为机械能动力并传给传动系,最后传给驱动车轮,力图使驱动车轮转动,并通过与地面间的相互作用产生使汽车行驶的牵引力。
1.2纯电动汽车的驱动方案电动汽车的动力性能与其驱动系统直截了当相关,当前驱动方案要紧有四种:1、机械驱动布置方案:2、机电集成化驱动布置方式:3、机电一体化驱动布置方式:这种布置方式最大的进步确实是根基取消了机械式差速器,在左右两个双联式电机之间,配置了电子操纵的差速器,用电子差速器来解决左右半轴的差速咨询题。
4、轮毅电机驱动布置方式:轮毅电机驱动布置方式的电机装在电动汽车的车轮轮毅中,直截了当驱动电动汽车的驱动轮。
如如下面图。
它还能够对各个驱动电机进行相互独立的操纵,有利于提高车辆转向灵活性和充分利用路面附着力。
这种布置方式比以上介绍的各种布置方式更能表达电动汽车的优势。
采纳这种布置方式的驱动系统需要解决的咨询题确实是根基如何保证车辆行驶的方向稳定性。
轮毂电机示意图:、电动汽车电机驱动系统分类与选择:1、直流电机驱动系统、2、交流感应电机〔异步电机〕驱动系统、3、永磁同步电机驱动系统4、开关磁阻电机驱动系统等。
二、电动汽车操纵稳定性电动汽车从出现至今,研究的重点一直在于提高整车的燃油经济性和落低排放,而电动汽车的平安性能那么较少被关注。
第2章新能源汽车类型课题:2.1 纯电动汽车教学目的:掌握纯电动汽车的结构原理,驱动布置型式和特点了解关键技术、主要技术指标和主要车型特点教学重点:纯电动汽车的结构原理,驱动布置型式和特点教学难点:纯电动汽车的结构原理,驱动布置型式和特点类型:新授课教学方法:讲练结合课时:3引入:纯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。
一般采用高效率充电蓄电池为动力源。
纯电动汽车无需再用内燃机,因此,纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机,蓄电池相当于原来的油箱,电能是二次能源,可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。
纯电动汽车可分为2种类型,即用纯蓄电池作为动力源的纯电动汽车和装有辅助动力源的纯电动汽车。
一、纯电动汽车的类型1.用纯蓄电池作为动力源的纯电动汽车用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车,只装置了蓄电池组,它的电力和动力传输系统如图所示P27。
2.装有辅助动力源的纯电动汽车用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车,蓄电池的比能量和比功率较低,蓄电池组的质量和体积较大。
因此,在某些纯电动汽车上增加辅助动力源,如超级电容器、发电机组、太阳能等,由此改善纯电动汽车的启动性能和增加续驶里程。
装有辅助动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统如图所示。
二、纯电动汽车的结构原理燃油汽车主要由发动机,底盘、车身和电气四大部分组成,纯电动汽车的结构与燃油汽车相比,主要增加了电力驱动控制系统,而取消了发动机,由电力驱动主模块、车载电源模块和辅助模块三大部分组成。
当汽车行驶时,由蓄电池输出电能(电流)通过控制器驱动电动机运转,电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退。
电动汽车续驶里程与蓄电池容量有关,蓄电池容量受诸多因素限制。
要提高一次充电续驶里程,必须尽可能地节省蓄电池的能量。
1.电力驱动主模块①组成:电力驱动主模块主要包括中央控制单元、驱动控制器、电机、机械传动装置和车轮等。
教案教案四、纯电动汽车的类型1.按车载电源数不同分类:纯电动汽车可以分为单电源纯电动汽车和多电源纯电动汽车两种。
2.按用途不同分类:纯电动汽车可以分为纯电动轿车、纯电动货车和纯电动客车三种。
五、纯电动车的驱动系统布置形式1.集中式驱动方式集中式驱动方式大部分是由电动机、变速器和差速器等组成。
2.轮毂驱动方式电动轮驱动系统可以布置在纯电动车的两个前轮、两个后轮或四个车轮的轮毂中,成为前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动的纯电动车。
六、思考1.什么是纯电动车?它有哪些优、缺点?2.说明纯电动车的工作原理。
七、本节小结30min 20min 5min教案教案项目(章节) 新能源汽车的动力电池 授课时数 2教学目标 与要求 1.了解碱性电池、物理电池、燃料电池教学难点 与重点碱性电池、物理电池、燃料电池的工作原理授课方法 及教学手段多媒体讲授作 业锂电池属于什么电池教 学 内 容 及 过 程时间 分配 垃圾分类的意义,废旧电池的处理。
课程回顾:一、碱性电池1.镍-镉(Ni-Cd)电池:镍-镉电池是以羟基氢氧化镍为正极,金属镉为负极,水溶性氧化钾溶液为电解质,在镍-镉电池充电和放电的化学反应过程中,电解液基本上不会被消耗。
为了提高寿命和改善高温性能,通常在电解液中加入氧化锂。
镍-镉电池的特点:快速充电,比能量高,循环使用寿命长。
装备镍-镉电池的厂商:克莱斯勒、标致、雪铁龙、日产等。
6min 10min35min教案任课教师:(1)过充/过放。
(2)过大电流。
(3)温度过高。
(4)短路或者漏电。
1.电池管理系统结构2.电池管理系统的功能1)蓄电池测量和监控;2)动力电池组的安全管理 3)电池箱热管理系统;4)动力电池组的均衡管理5)电池状态故障诊断七、思考1.为什么电动汽车需要必备蓄电池的管理系统?八、本节小结25min 10min教案序号 6 授课日期2022.9.15 班级项目(章节)新能源汽车电机的特征授课时数 2教案教学目标与要求了解新能源汽车驱动电机类型教学难点与重点难点:新能源汽车的不同电机类型授课方法讲授法(现代化)教学手段多媒体讲授与互动讨论作业驱动电机主要有哪几类?教学内容及过程时间分配通过播放电机运行视频引出本课内容,同时教育同学们安全操作一、电动汽车对驱动电机性能的基本要求1) 电压高。
电动汽车的种类1 、纯电动汽车(PEV)纯电动汽车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动汽车,虽然它已有134年的悠久历史,但一直仅限于某些特定范围内应用,市场较小。
主要原因是由于各种类别的蓄电池,普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。
目前采用的铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池,它们已达到的实际性能指标和市场平均价格,如表1所示。
根据实际装车时的循环寿命和市场价格,可估算出电动汽车从各种动力电池上每取出1kWh电能所必须付出的费用。
计算时,假设电池最高可充电荷电状态(SOC)为0.9,放电SOC为0.2,即实际可用的电池容量仅占总容量的70%;由电网供电价为0.5元/kWh,电池的平均充放电效率为0.75。
目前国内市场上用柴油机发电,价格大致为3元/kWh,若用汽油机发电,供电价格估计为4元/kWh,即从铅酸电机提供电能的价格大致和柴油机发电价格相等,仅仅从取得能量的成本来考虑,采用铅酸电池比汽油机驱动有一定价格优势,但是由于它太过笨重,充电时间又长,因此只被广泛用于车速小于50km/h的各种场地车、高尔夫球车、垃圾车、叉车以及电动自行车上。
实践证实铅酸电池在这一低端产品市场上有较强的竞争力和实用性。
镍氢电池的主要优点是相对寿命较长,但是由于镍金属占其成本的60%,导致镍氢电池价格居高不下。
锂离子电池技术发展很快,近10年来,其比能量由100Wh/kg增加到180Wh/kg,比功率可达2000W/kg,循环寿命达1000次以上,工作温度范围达-40~55℃。
近年由于磷酸铁锂离子电池的研发有重大突破,又大大提高了电池的安全性。
目前已有许多发达国家将锂离子电池作为电动汽车用动力电池的主攻方向。
我国拥有锂资源优势,锂电池产量到2004年已占全球市场的37.1%,预计到2015年以后,锂离子电池的性/价比有望达到可以和铅酸电池竞争的水平,而成为未来电动汽车的主要动力电池。
2、混合动力电动汽车(HEV)由于完全由动力蓄电池驱动的纯电动汽车,其性能/价格比长期以来都远远低于传统的内燃机汽车,难于与传统汽车相竞争,上个世纪90年代以来各大汽车公司都着手开发混合动力汽车。
简述分布驱动式电动汽车的分类
分布驱动式电动汽车是一种采用分布式驱动系统的电动汽车,其驱动系统分布在车辆的多个位置,而不是集中在一个动力源上。
这种设计使得车辆具有更好的灵活性和稳定性,能够更好地适应各种路况和行驶条件。
分布驱动式电动汽车可以根据驱动系统的类型和布置方式进行分类。
一种常见的分类方式是按照车辆的轮毂电机是否独立控制进行分类。
如果车辆的轮毂电机独立控制,则称为轮毂电机驱动式电动汽车;如果车辆的轮毂电机由一个中央控制器统一控制,则称为轮边电机驱动式电动汽车。
轮毂电机驱动式电动汽车是将电机、控制器和减速器等部件集成在轮毂内,通过轮毂电机独立驱动每个车轮。
这种设计使得车辆的传动系统更加简洁,能够更好地实现四轮驱动和四轮转向等功能,提高车辆的操控性和稳定性。
轮边电机驱动式电动汽车是在车轮上安装有电机和减速器等部件,通过轮边电机驱动车轮。
这种设计使得车辆的传动系统更加灵活,能够更好地适应不同的路况和行驶条件,提高车辆的适应性和可靠性。
除了按照驱动系统的类型进行分类外,分布驱动式电动汽车还可以按照车辆的结构形式进行分类。
例如,可以分为单座式分布驱动电动汽车和多座式分布驱动电动汽车等。
单座式分布驱动电动汽车是指每个座位都有独立的轮毂电机或轮边电机,能够实现个性化的驾驶和乘坐体验;多座式分布驱动电动汽车是指车辆由多个座位组成,每个座位都有独立的轮毂电机或轮边电机,能够实现多座共享和按需配置等功能。
1引言上世纪70年代全球三次石油危机爆发后,各跨国汽车公司先后开始研发各种类型的电动汽车。
我国经过“八五”、“九五”、“十五”三个五年计划,在研发电动汽车的专项上投入了大量的人力、物力和财力,并取得了一系列科研成果,但是,迄今为止,这些科研成果真正能转化为产品,并实现产业化生产的项目并不多。
国外大汽车公司投入远比我国更多的资金和人力,已投入批量生产的电动汽车产品也寥寥无几。
随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向,发展电动汽车将是解决这二个技术难点的最佳途径。
现代电动汽车一般可分为三类:纯电动汽车(PEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)。
但是近几年在传统混合动力汽车的基础上,又派生出一种外接充电式(Plug-In)混合动力汽车,简称PHEV。
本文将电动汽车技术研发的若干问题和趋势,作简要的介绍和评述。
2纯电动汽车(PEV)纯电动汽车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动汽车,虽然它已有134年的悠久历史,但一直仅限于某些特定范围内应用,市场较小。
主要原因是由于各种类别的蓄电池,普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。
目前采用的铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池,它们已达到的实际性能指标和市场平均价格,如表1所示。
根据实际装车时的循环寿命和市场价格,可估算出电动汽车从各种动力电池上每取出1kWh电能所必须付出的费用。
计算时,假设电池最高可充电荷电状态(SOC)为0.9,放电SOC为0.2,即实际可用的电池容量仅占总容量的70%;由电网供电价为0.5元/kWh,电池的平均充放电效率为0.75。
从表1的粗略计算中可知,虽然从电网取电仅需0.5元/kWh,但充入电池,再从电池取出,铅酸电池每提供1kWh电能,价格为3.05元左右,其中2.38元为电池折旧费,0.67元为电网供电费,而从镍氢电池中每提供1kWh 电能,费用为9.6元,锂离子电池为10.2元,即后二种先进电池供电成本是铅酸电池的三倍多。
目前国内市场上用柴油机发电,价格大致为3元/kWh,若用汽油机发电,供电价格估计为4元/kWh,即从铅酸电机提供电能的价格大致和柴油机发电价格相等,仅仅从取得能量的成本来考虑,采用铅酸电池比汽油机驱动有一定价格优势,但是由于它太过笨重,充电时间又长,因此只被广泛用于车速小于50km/h的各种场地车、高尔夫球车、垃圾车、叉车以及电动自行车上。
实践证实铅酸电池在这一低端产品市场上有较强的竞争力和实用性。
镍氢电池的主要优点是相对寿命较长,但是由于镍金属占其成本的60%,导致镍氢电池价格居高不下。
锂离子电池技术发展很快,近10年来,其比能量由100Wh/kg增加到180Wh/kg,比功率可达2000W/kg,循环寿命达1000次以上,工作温度范围达-40~55℃。
美国USABC在2002年制定的锂离子电池技术发展目标如表2所示。
近年由于磷酸铁锂离子电池的研发有重大突破,又大大提高了电池的安全性。
目前已有许多发达国家将锂离子电池作为电动汽车用动力电池的主攻方向。
我国拥有锂资源优势,锂电池产量到2004年已占全球市场的37.1%,预计到2015年以后,锂离子电池的性/价比有望达到可以和铅酸电池竞争的水平,而成为未来电动汽车的主要动力电池。
图1示出了国内外各种纯电动车辆数量/性能和价格/性能曲线,以电动自行车为代表的低性能车辆,由于其成本低廉,仅我国在2006年已达到年产2000万辆,美国通用汽车公司生产的冲击1号电动跑车,虽然已达到了很高的动力性,但是由于售价高昂,仅生产了区区50辆,由于没有市场而不得不停产。
性能较低的场地车,在我国年产达7000~8000辆左右;天津清源电动车公司生产的微型电动车,最高车速仅50km/h,年产也可以达千辆以上,这可能是目前市场所能接受的纯电动车辆性能的上限。
上述所有电动车辆均采用铅酸电池为动力。
随着高性能锂离子电池的性/价比不断提升,未来5~10年内,市场上可能会出现最高车速≥100km/h,续驶里程≥250km 的高性能纯电动汽车。
3混合动力电动汽车(HEV)由于完全由动力蓄电池驱动的纯电动汽车,其性能/价格比长期以来都远远低于传统的内燃机汽车,难于与传统汽车相竞争,上个世纪90年代以来各大汽车公司都着手开发混合动力汽车。
日本丰田公司在1997年率先向市场推出“先驱者”(Prius)混合动力汽车,并在日本、美国和欧洲各国市场上均获得较大成功,累计产销量已超过60万辆。
随后日本本田、美国福特、通用和欧洲一些大公司,也纷纷向市场推出各种类型的混合动力汽车。
3.1研制全混合电动汽车的必要性混合动力电动汽车是指具备两个以上动力源、而其中有一个可以释放电能的汽车。
混合动力汽车按混合方式不同,可分为串联式、并联式和混联式三种;按混合度(电机功率与内燃机功率之比)的不同,又可分为微混合、轻度混合和全混合三种。
其中外挂式皮带驱动起动/发电(BSG)式是微混合动力汽车的典型结构,其电机功率一般仅2~3kW,依赖发动机的停车断油功能,可节燃油5~7%;在发动机曲轴后端加装一个电动/发电型盘式电机(ISG)是轻度混合动力汽车的典型结构;具有纯电力驱动功能的可作为全混合或混联式混合动力汽车的典型。
丰田公司的Prius轿车即属于这类全混合汽车。
目前我国若干汽车企业研制的混合动力汽车,大多采用ISG轻度混合或BSG微混合方案,主要是考虑这二种方案的技术难度较小,生产成本也较低。
但是根据研究表明,混合动力汽车的节油率几乎与汽车功率的混合度和汽车的生产成正比上升(如图2)。
因此,从长远来看,研制全混合电动汽车是一种必然趋势。
3.2研发及市场情况下面分别介绍混合动力乘用车和混合动力公交车的研发及市场情况。
以节油率最佳的丰田Prius汽车为例,在我国实测它与丰田花冠(Corrolla)油耗在不同工况下的对比数据如表3所示。
各种工况下的平均节油率为39.6%,平均百公里可节油3.07L。
以97号汽油价格为5元/L计算,每百公里可节省油费15.35元,行驶20万km也仅省油费3.07万元,显然还不足以抵消购置混合动力汽车所增加的费用。
据中国汽车工业协会统计,2006年一汽丰田普锐斯(Prius)销量仅为2152辆,占全国乘用车总销量的0.04%。
考虑到我国用户对汽车售价的敏感性,这一销售业绩并不令人惊奇,可以认为在近期,如果没有政府的大力支持,混合动力乘用车在我国不会有很大的市场。
3.3城市公交车的使用特点在我国,城市公交车与私人乘用车的情况有很大的不同,具体归纳为以下三点:(1)据统计我国城镇居民日常出门有70%是首选乘坐公交车,我国大部分城市政府都奉行公交车优先的交通政策,我国公交车的年产量和保有量都居世界第一;(2)我国城市公交车大多由市政府补助公交企业采购,公交车是否符合节油减排要求,将是政府需要考虑的一个重要采购原则;(3)从技术角度来分析,在城市工况下,公交车频繁起步、加速、制动和停车,要额外消耗许多燃油。
表4列出了在国外四种典型城市工况下,汽车制动消耗能量(油耗)所占比例,其算数平均值达47.1%。
即有近一半的燃油是被汽车频繁制动所消耗的,这就为混合动力公交车的节油减排留下了相当大的空间。
正是考虑到以上几个特点,我国至少有7~8家汽车企业将研发、生产混合动力公交车作为研发工作的重点。
经过近几年的开发,虽然已取得了一系列重大成果,但公交车的节油率并未达到预计的要求,一辆总重15.5t,长11m的混合动力公交车,实际油耗大多为33~35L,平均34L/100km,若传统11m公交车的平均油耗为40L/100km,则节油率仅15%。
3.4节油率难以进一步提高的原因分析节油率难以进一步提高的原因主要有二个:(1)汽车的制动过程十分短暂,一半不超过10s,在短短的几秒内,电机要求发出很大的电流,才能有效回收制动能量,但是电池的充电倍率只有放电倍率的一半,因此电池不能接受大电流充电。
理论上汽车有50~60%的制动能量可回收,实际回收的制动能量<20%,最简单的改进办法是加大动力电池容量,例如至少加大容量一倍,回收的制动能量可由20%增加到40%。
但这将大大增加整车成本和汽车自重,经济上可能是得不偿失。
(2)混合动力公交车若采用停车断油,甚至滑行时即断油,可节油10%左右(4L/100km),实际上国产柴油机没有专门为混合动力汽车设计,一般不允许频繁的停车断油,否则供油系和废气增压器都可能损坏,严重影响柴油机寿命。
其次,停车断油就必须装有电动转向油泵、电动空压机和电动空调系统,这又会大大增加整车成本和重量,二相权衡,不一定合算,所以近期大多未实现停车断油功能。
因此,目前HEV的开发重点集中在节油降耗的工作上,针对以上问题,科研工作者提出了不同的解决方案,如利用超级电容器的功率密度达铅酸电池的10倍,具有快速吸收大电流充电的优异特性,在混合动力汽车制动时可以快速吸收能量,大大提高制动能量的回收率,此外它还具有循环寿命长、充放电效率高、耐低温特好以及免维护等优点。
这种方案由于受到超级电容价格昂贵的影响,限制了它在混合动力汽车上的广泛应用。
在进一步降低成本,提高能量密度后,超级电容器最有可能首先在混合动力公交车上得到应用。
4外接充电式混合动力汽车外接充电式混合动力汽车是最新的一代混合动力汽车类型,近年来受到各国政府、汽车企业和研究机构的普遍关注,国内外专家认为,PHEV有望在几年后得到广泛的推广使用。
据统计,法国城镇居民80%以上日均驾车里程少于50km,在美国,汽车驾驶者也有60%以上日均行驶里程少于50km,80%以上日均行驶里程少于90km。
PHEV特别适合于一周有5天仅驾车用于上下班,行驶里程50~90km 之间的工薪族使用。
PHEV是在混合动力汽车上增加了纯电动行驶工况,并且加大了动力电池容量,使PHEV采用纯电动工况可行驶50~90km,超过这一里程,即必须起动内燃机,采用混合驱动模式。
所以PHEV的电池容量一般达5~10kW·h,约是纯电动汽车电池容量的30~50%,是一般混合动力汽车电池容量的3~5倍,可以说它是介于混合动力汽车与纯电动汽车之间的一种过渡性产品。
与传统的内燃机汽车和一般混合动力汽车(HEV)对比(见表5),PHEV由于更多的依赖动力电池驱动汽车,因此它的燃油经济性进一步提高,二氧化碳和氮氧化物排放更少。
由于动力电池容量的加大,每辆车的售价至少比一般HEV高2000美元。
图3示出了四种不同类型乘用车,它们的蓄电池容量与汽车价格、燃油消耗及尾气排放的对比关系。
可见随着蓄电池容量的加大,汽车价格将上升,但是燃油消耗和尾气排放则下降。