Az elektromos járművek osztályozásának elemzése
és a műszaki jellemzők
Az elektromos járművek akkumulátorral vagy más megújuló energiaforrással hajtott járművek, ellentétben a hagyományos belső égésű motoros járművekkel, amelyek üzemanyagcellákra vagy elektromos motorokra támaszkodnak az áramellátásért. A jelenlegi műszaki állapot és járművezetési elvek szerint az elektromos járművek három típusra oszthatók: tisztán elektromos járművek (BEV), üzemanyagcellás elektromos járművek és hibrid elektromos járművek (HEV).
1. Akkumulátoros elektromos jármű (BEV)
A tisztán elektromos járművek előnye a nulla károsanyag-kibocsátás, az alacsony zajszint, az egyszerű szerkezet és a fejlett technológia. Olyan járművekről van szó, amelyeket teljes mértékben akkumulátorok hajtanak, és motorok hajtanak. A járműmotorok vezetési energiája a fedélzeti újratölthető akkumulátorokból vagy más energiatároló eszközökből (beleértve az akkumulátorokat is) származik. , szuperkondenzátor, lendkerék akkumulátor stb.).
A járműenergiához jelenleg főként energiaakkumulátorokat használnak, beleértve az ólom-savas akkumulátorokat, nikkel-hidrogén akkumulátorokat, nikkel-réz akkumulátorokat, nátrium-kén akkumulátorokat, pontyion akkumulátorokat, cink-levegő akkumulátorokat stb.
(1) A tisztán elektromos járműrendszer elve és összetétele
A tisztán elektromos járműveket általában motor hajtja. Az elektromos motorok meghajtó elektromos energiája a fedélzeti újratölthető akkumulátorokból vagy más energiatároló eszközökből származik. A fedélzeti energia a teljesítményátalakító eszközön (motorvezérlőn) keresztül látja el elektromos energiával a meghajtó motort, és működteti. A meghajtó motort a sebességváltó hajtja. A kerekek forognak az autó mozgatásához.
A tisztán elektromos járművek főként áramellátó rendszerből, elektromos hajtásrendszerből, segédrendszerből, karosszériából és alvázból állnak.
(2) A tisztán elektromos járművek típusai
A jármű energiaforrásaként egyetlen akkumulátort használnak: az akkumulátor fajlagos energiája és fajlagos teljesítménye alacsony, az akkumulátorcsomag tömege és térfogata pedig nagy.
Kiegészítő áramforrás telepítése: Kiegészítő áramforrás (szuperkondenzátor, generátorkészlet, napenergia stb.) felszerelése tisztán elektromos járműre javíthatja a tisztán elektromos jármű indítási teljesítményét és növelheti a hatótávolságot.
(3) A tisztán elektromos járművek működési elve
A tisztán elektromos járművek az akkumulátor energiáját használják az elektromos motor meghajtására a kerekek előremozdítására. Az energiaáramlás útja: akkumulátor → teljesítményszabályozó → villanymotor → erőátviteli rendszer → hajtókerék. Ezek közül az akkumulátor áramot biztosít, amely a teljesítményszabályozón való áthaladás után az elektromos motorhoz kerül. Az elektromos motor nyomatékot biztosít, amely a kerekeket az erőátviteli eszközön keresztül hajtja meg, hogy megvalósítsa a jármű vezetését.
2. Üzemanyagcellás elektromos jármű (FCEV)
A hagyományos elektromos járművekhez képest az üzemanyagcellák kémiai reakciója nem termel káros anyagokat, és előnye a nagy hatékonyság, a környezetszennyezés, nulla károsanyag-kibocsátás és zajmentesség. Az üzemanyagcellás járművek általában hidrogént, metanolt stb. használnak üzemanyagként, és kémiai reakciók révén elektromos energiát állítanak elő a motor meghajtására. A motor által generált mechanikai energia egy változtatható sebességű átviteli eszközön keresztül jut el a hajtott kerekekhez, ezáltal hajtja a járművet.
(1) Az üzemanyagcellás járművek alapvető felépítése
Az üzemanyagcellás jármű (hidrogén-elektromos hibrid) egy üzemanyagcellás kötegből, egy elektromos vontatómotorból, egy DCDC-ből, egy hőrendszerből (hűtés), egy akkumulátorcsomagból és egy hidrogénező csatlakozóból áll. Olyan alrendszerekből áll, mint az üzemanyagtöltő, az üzemanyagtartály (hidrogén), a sebességváltó, a teljesítményelektronikus vezérlő és a segédakkumulátor.
Az üzemanyagcellás elektromos járművek és a hagyományos elektromos járművek alapvetően azonos elektromos hajtásszerkezettel rendelkeznek. Az üzemanyagcellás járművek négy alapvető modulból állnak: energiaellátó rendszer, alváz, autóelektronikai rendszer és karosszéria. Az energiaellátó rendszer az üzemanyagcellás rendszeren és az elektromos motoron keresztül biztosítja a jármű áramellátását.
Különböző hajtásformák szerint tiszta üzemanyagcellás hajtásra és hibrid hajtásra osztható;
A különböző energiaforrások szerint két típusra osztható: járműre szerelhető tiszta hidrogén és üzemanyag-reforming;
Az üzemanyagcella teljesítményének a jármű teljes teljesítményigényéhez viszonyított aránya szerint két típusra osztható: energiahibrid típusra és teljesítményhibrid típusra.
(2) Az üzemanyagcellás járművek működési elve
Az üzemanyagcellás jármű szíve, az üzemanyagcellás köteg egy tartályt biztosít, amely felgyorsítja a hidrogén és az oxigén elektrokémiai reakcióját, és a hidrogén és oxigén kémiai reakciójában felszabaduló energiát elektromos energiává alakítja. Az üzemanyagcellás járműben az üzemanyagcella és az akkumulátor együtt működik, hogy energiát adjon a motornak, amely viszont energiát ad a járműnek és hajtja a járművet. Az akkumulátor számára ez maga az energiaforrás. Az üzemanyagcella-köteg energiaforrása a hidrogén, jelenleg elterjedt tárolási módja a nagynyomású hidrogéntároló tartályok alkalmazása.
(3) Az üzemanyagcellás járművek leküzdik a nehézségeket
Katalizátor: Az üzemanyagcelláknak reakciókatalizátorokat kell használniuk az elektromos áram előállításához, és a katalizátort alkotó ritka fém platina drága és szűkös tartalékokkal rendelkezik. Ezért az új katalizátorok kifejlesztése a kulcsa az üzemanyagcellás elektromos járművek fejlesztésének közvetlen befolyásolásához.
Az üzemanyag forrása és tárolása: A hidrogén üzemanyagcellákhoz hidrogén szükséges. Magának a hidrogénnek nincs ipari lánctámogatása. A gyártás, a szállítás, a tárolás és a tankolás rendkívül kényelmetlen, költséges és veszélyes. Az üzemanyaggal és elektromos járművekkel, az autókkal összehasonlítva a hidrogénüzemanyagcellás járművek kevésbé érettek.
3. Hibrid elektromos jármű (HEV)
Az Elektromechanikai Rendszerek Nemzetközi Bizottsága alá tartozó Elektromos Járművek Műszaki Bizottságának ajánlásai szerint hibrid elektromos járművek alatt azokat a járműveket értjük, amelyek vezetési energiáként két vagy több akkumulátoros energiaforrást vagy átalakítót használnak, amelyek közül legalább kettő képes elektromos energiát szolgáltatni. Hibrid elektromos járműnek hívják. Általában a belső égésű motort és az akkumulátort keverő modelleket hibrid elektromos járműveknek nevezik, vagyis azokat a modelleket, amelyek hagyományos üzemanyagot használnak villanymotorral és generátorral, és az elektromos motor a motor segédmotorjaként szolgál az alacsony fordulatszám javítására. teljesítmény és üzemanyag-fogyasztás.
Attól függően, hogy a járműnek szüksége van-e külső töltődugóra a töltéshez, a hibrid elektromos járműveket plug-in hibrid járművekre és nem konnektoros hibrid járművekre lehet osztani. A hibrid elektromos járművek sorozatos, párhuzamos, hibrid és összetett hibrid járművekre oszthatók az energiarendszer szerkezeti jellemzői szerint.
(1) Sorozatos hibrid elektromos jármű (SHEV)
A sorozatos hibrid elektromos jármű (SHEV) motorja által kibocsátott mechanikai energia először a generátoron keresztül alakul elektromos energiává. Az átalakított elektromos energia egy részét az akkumulátor töltésére, a másik részét pedig a kerekek hajtására használják a hajtómotoron és a sebességváltón keresztül.
A sorozatos hibrid jármű felépítése egyszerű, energiarendszere három erőegységből áll: motorból, generátorból és villanymotorból.
A sorozatos hibrid jármű működési elve: a motor hajtja a generátort, hogy áramot termeljen, és az elektromos energia a vezérlőn keresztül jut el az akkumulátorhoz vagy a villanymotorhoz, a villanymotor pedig a sebességváltón keresztül hajtja a járművet. Ha kicsi a terhelés, az elektromos motor hajtja a kerekeket; ha nagy a terhelés, a motor meghajtja a generátort, hogy áramot termeljen és hajtsa a motort.
(2) Párhuzamos hibrid elektromos jármű (PHEV)
Mind a párhuzamos hibrid elektromos jármű (PHEV) motorja, mind az elektromos motor a kerekek meghajtására szolgál, erejük párhuzamosan jut el a kerekekhez. A jármű ezt a két teljesítményt az aktuális munkakörülményeknek megfelelően választja ki.
A motor és a villanymotor általában más-más tengelykapcsolón keresztül hajtja a kerekeket, és három üzemmód létezik: egyedül a motor, egyedül az elektromos hajtásrendszer és a motor + elektromos hajtásrendszerű hibrid hajtás. Ha a motor által szolgáltatott teljesítmény nagyobb, mint a jármű által igényelt hajtóerő, vagy ha a jármű fékez, az elektromos hajtásrendszer generátor üzemmódban működik az akkumulátor töltésére.
A párhuzamos hibrid jármű motorja közvetlenül hajthatja a kerekeket a sebességváltón keresztül, amely közelebb áll a hagyományos járműhajtási rendszerhez. A mechanikai hatásfok vesztesége hasonló a hagyományos járművekéhez, és széles körben alkalmazzák.
(3) Sorozat-párhuzamos hibrid elektromos jármű (SPHEV)
A hibrid (soros-párhuzamos) hibrid elektromos jármű (SPHEV) egy soros hibrid rendszert és egy párhuzamos hibrid rendszert egyesít azzal a céllal, hogy mindkét rendszer előnyeit maximalizálja, és mechanikai erőt adjon a sorozatos átviteli útvonalhoz képest; a párhuzamos típushoz képest a villamos energia átviteli útvonala megnövelt.
A hibrid rendszer két villanymotorral rendelkezik. A vezetési körülményektől függően a villanymotor egyedül, vagy a villanymotor + motor együttesen hajtható. Sőt, szükség esetén a rendszer egy generátoron keresztül áramot is tud termelni, miközben a kerekeket hajtja.