Anàlisi de la Classificació de Vehicles Elèctrics
i Característiques tècniques
Els vehicles elèctrics són vehicles alimentats amb bateries o altres fonts d'energia renovables, a diferència dels vehicles tradicionals amb motor de combustió interna, que depenen de piles de combustible o motors elèctrics per proporcionar energia. Segons l'estat tècnic actual i els principis de conducció de vehicles, els vehicles elèctrics es poden dividir en tres tipus: vehicles elèctrics purs (BEV), vehicles elèctrics de pila de combustible i vehicles elèctrics híbrids (HEV).
1. Vehicle elèctric amb bateria (BEV)
Els vehicles elèctrics purs tenen els avantatges de zero emissions, baix soroll, estructura senzilla i tecnologia madura. Són vehicles que funcionen completament amb bateries i accionats per motors. L'energia motriu dels motors dels vehicles prové de les bateries recarregables a bord o d'altres dispositius d'emmagatzematge d'energia (incloses les bateries d'energia). , supercondensador, bateria del volant, etc.).
Actualment, l'energia dels vehicles utilitza principalment bateries d'energia, com ara bateries de plom-àcid, bateries de níquel-hidrogen, bateries de níquel-coure, bateries de sodi-sofre, bateries d'ions de carpa, bateries de zinc-aire, etc.
(1) Principi i composició del sistema de vehicle elèctric pur
Els vehicles elèctrics purs solen ser conduïts per motors. L'energia elèctrica de conducció dels motors elèctrics prové de bateries recarregables a bord o d'altres dispositius d'emmagatzematge d'energia. L'energia a bord subministra energia elèctrica al motor de conducció mitjançant el dispositiu de conversió d'energia (controlador del motor) i l'impulsa perquè funcioni. El motor de conducció és accionat pel dispositiu de transmissió. Les rodes giren per moure el cotxe.
Els vehicles elèctrics purs es componen principalment de sistema d'alimentació, sistema d'accionament elèctric, sistema auxiliar, carrosseria i xassís.
(2) Tipus de vehicles elèctrics purs
S'utilitza una sola bateria com a font d'alimentació del vehicle: l'energia específica i la potència específica de la bateria són baixes i el pes i el volum de la bateria són grans.
Instal·lació d'una font d'alimentació auxiliar: la instal·lació d'una font d'alimentació auxiliar (supercondensador, grup electrògen, energia solar, etc.) en un vehicle elèctric pur pot millorar el rendiment d'arrencada del vehicle elèctric pur i augmentar l'autonomia.
(3) Principi de funcionament dels vehicles elèctrics purs
Els vehicles elèctrics purs utilitzen l'energia de la bateria per impulsar el motor elèctric per moure les rodes cap endavant. La ruta del flux d'energia és: bateria → regulador de potència → motor elèctric → sistema de transmissió de potència → roda motriu. Entre ells, la bateria proporciona corrent, que surt al motor elèctric després de passar pel regulador de potència. El motor elèctric proporciona parell, que impulsa les rodes a través del dispositiu de transmissió per realitzar la conducció del vehicle.
2. Vehicle elèctric de pila de combustible (FCEV)
En comparació amb els vehicles elèctrics tradicionals, el procés de reacció química de les piles de combustible no produeix productes nocius i té els avantatges d'una alta eficiència, sense contaminació, zero emissions i sense soroll. Els vehicles de pila de combustible solen utilitzar hidrogen, metanol, etc. com a combustible, i generen energia elèctrica mitjançant reaccions químiques per impulsar el motor. L'energia mecànica generada pel motor es transmet a les rodes motrius mitjançant un dispositiu de transmissió de velocitat variable, conduint així el vehicle.
(1) Estructura bàsica dels vehicles de pila de combustible
Un vehicle de pila de combustible (híbrid hidrogen-elèctric) consta d'una pila de pila de combustible, un motor de tracció elèctrica, un DCDC, un sistema tèrmic (refrigeració), un paquet de bateries i un port d'hidrogenació. Es compon de subsistemes com el farciment de combustible, el tanc de combustible (hidrogen), la transmissió, el controlador electrònic de potència i la bateria auxiliar.
Els vehicles elèctrics de pila de combustible i els vehicles elèctrics ordinaris tenen bàsicament la mateixa estructura de propulsió elèctrica. Els vehicles de pila de combustible es componen de quatre mòduls bàsics: sistema d'alimentació, xassís, sistema electrònic de l'automòbil i carrosseria. El sistema d'alimentació proporciona energia al vehicle mitjançant el sistema de pila de combustible i el motor elèctric.
Segons les diferents formes de conducció, es pot dividir en unitat de pila de combustible pura i unitat híbrida;
Segons les diferents fonts d'energia, es pot dividir en dos tipus: hidrogen pur muntat en vehicles i reforma de combustible;
Segons la proporció de la potència proporcionada per la pila de combustible a la demanda total de potència del vehicle, es pot dividir en dos tipus: tipus híbrid d'energia i tipus híbrid de potència.
(2) Principi de funcionament dels vehicles de pila de combustible
El cor d'un vehicle de pila de combustible, la pila de pila de combustible, proporciona un contenidor que accelera la reacció electroquímica de l'hidrogen i l'oxigen, convertint l'energia alliberada en la reacció química de l'hidrogen i l'oxigen en energia elèctrica. En un vehicle de pila de combustible, la pila de pila de combustible i la bateria treballen conjuntament per proporcionar energia al motor, que al seu torn proporciona energia al vehicle i condueix el vehicle. Per a la bateria, és la pròpia font d'energia. Per a la pila de pila de combustible, la seva font d'energia és l'hidrogen i el seu mètode d'emmagatzematge comú actual és utilitzar tancs d'emmagatzematge d'hidrogen d'alta pressió.
(3) Els vehicles de pila de combustible superen les dificultats
Catalitzador: les piles de combustible han d'utilitzar catalitzadors de reacció per generar electricitat, i el platí metàl·lic rar que forma el catalitzador és car i té escasses reserves. Per tant, el desenvolupament de nous catalitzadors és la clau per afectar directament el desenvolupament dels vehicles elèctrics de pila de combustible.
Font i emmagatzematge del combustible: les piles de combustible d'hidrogen requereixen hidrogen. L'hidrogen en si no té suport a la cadena industrial. La fabricació, el transport, l'emmagatzematge i l'abastiment de combustible són extremadament incòmodes, costosos i perillosos. En comparació amb els vehicles de combustible i els vehicles elèctrics, els automòbils, els vehicles de pila de combustible d'hidrogen són menys madurs.
3. Vehicle elèctric híbrid (HEV)
Segons les recomanacions del Comitè Tècnic de Vehicles Elèctrics de la Comissió Internacional de Sistemes Electromecànics, els vehicles elèctrics híbrids es refereixen als vehicles que utilitzen dues o més fonts d'energia d'acumulació o convertidors com a energia de conducció, almenys dos dels quals poden proporcionar energia elèctrica. Anomenat vehicle elèctric híbrid. Normalment, els models que barregen motor de combustió interna i energia de la bateria s'anomenen vehicles elèctrics híbrids, és a dir, models que utilitzen combustible tradicional amb un motor elèctric i un generador, i el motor elèctric serveix com a potència auxiliar del motor per millorar la baixa velocitat. potència de sortida i consum de combustible.
En funció de si el vehicle requereix un endoll de càrrega extern per carregar, els vehicles elèctrics híbrids es poden dividir en vehicles híbrids endollables i vehicles híbrids no endollables. Els vehicles elèctrics híbrids es poden dividir en vehicles híbrids en sèrie, paral·lels, híbrids i compostos segons les característiques estructurals del sistema elèctric.
(1) Vehicle elèctric híbrid de sèrie (SHEV)
La producció d'energia mecànica del motor del vehicle elèctric híbrid en sèrie (SHEV) es converteix primer en energia elèctrica a través del generador. Una part de l'energia elèctrica convertida s'utilitza per carregar la bateria, i l'altra part s'utilitza per conduir les rodes a través del motor d'accionament i el dispositiu de transmissió.
L'estructura d'un vehicle híbrid en sèrie és senzilla i el seu sistema d'alimentació consta de tres subunitats de potència: motor, generador i motor elèctric.
El principi de funcionament d'un vehicle híbrid en sèrie: el motor impulsa el generador per generar electricitat i l'energia elèctrica es transmet a la bateria o al motor elèctric a través del controlador, i el motor elèctric condueix el vehicle a través del mecanisme de transmissió. Quan la càrrega és petita, el motor elèctric acciona les rodes; quan la càrrega és gran, el motor impulsa el generador per generar electricitat i conduir el motor.
(2) Vehicle elèctric híbrid paral·lel (PHEV)
Tant el motor del vehicle elèctric híbrid en paral·lel (PHEV) com el motor elèctric s'utilitzen per conduir les rodes, i la seva potència es lliura a les rodes en paral·lel. El vehicle selecciona aquestes dues sortides de potència segons les condicions de treball actuals.
El motor i el motor elèctric solen conduir les rodes a través de diferents embragatges, i hi ha tres modes de funcionament: motor sol, sistema d'accionament elèctric sol i motor + sistema d'accionament elèctric. Quan la potència proporcionada pel motor és superior a la potència de conducció requerida pel vehicle, o quan el vehicle està frenant, el sistema d'accionament elèctric funciona en estat de generador per carregar la bateria.
El motor d'un vehicle híbrid paral·lel pot conduir directament les rodes a través del mecanisme de transmissió, que és més proper al sistema de conducció tradicional del vehicle. La pèrdua d'eficiència mecànica és similar a la dels vehicles normals i s'utilitza àmpliament.
(3) Vehicle elèctric híbrid en paral·lel en sèrie (SPHEV)
Un vehicle elèctric híbrid híbrid (sèrie-paral·lel) (SPHEV) combina un sistema híbrid en sèrie i un sistema híbrid paral·lel, amb l'objectiu de maximitzar els avantatges d'ambdós sistemes i afegir potència mecànica respecte a la via de transmissió en sèrie; en comparació amb el tipus paral·lel, la ruta de transmissió d'energia elèctrica augmenta.
El sistema híbrid té dos motors elèctrics. Depenent de les condicions de conducció, el motor elèctric es pot accionar sol o el motor elèctric + motor es pot accionar conjuntament. A més, quan cal, el sistema també pot generar electricitat a través d'un generador mentre condueix les rodes.