理论教育 混合动力电动汽车:实现油电混合驱动的工作方式

混合动力电动汽车:实现油电混合驱动的工作方式

时间:2023-06-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:车载动力源有多种:蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组,当前复合动力电动汽车一般是指内燃机车发电机,再加上蓄电池的电动汽车。复合动力电动汽车有三种基本的工作方式,即串联式、并联式和串并联式。这是全球首款投入使用的将电容器作为电动机电源的汽车。该款货车在配备柴油发动机的现有4t货车的基础上将电动机与电容器组合,实现了油电混合驱动。

混合动力电动汽车:实现油电混合驱动的工作方式

1.复合动力电动汽车

复合动力电动汽车(也称混合动力电动汽车)是指装有两个以上动力源(包括电动机驱动),符合汽车道路交通、安全法规的汽车。车载动力源有多种:电池燃料电池太阳能电池、内燃机车的发电机组,当前复合动力电动汽车一般是指内燃机车发电机,再加上蓄电池的电动汽车。

复合动力电动汽车的优点:

1)采用复合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。内燃机功率不足时,由电池来补充;负荷少时,富余的功率可发电给电池充电。由于内燃机可持续工作,电池又可以不断得到充电,故其行程和普通汽车一样。

2)因为有了电池,可以十分方便地回收制动、下坡、怠速时的能量。

3)在繁华市区,可关停内燃机,由电池单独驱动,实现“零”排放。

4)有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

5)可以利用现有的加油站加油,不必再投资

6)可让电池保持在良好的工作状态,不发生过充电、过放电现象,延长其使用寿命,降低成本。

复合动力电动汽车有三种基本的工作方式,即串联式、并联式和串并联(或称混联)式。复合动力驱动汽车的缺点是,有两套动力,再加上两套动力的管理控制系统,结构复杂,技术较难,价格较高。由于“新一代汽车伙伴合作”(PNGV)计划的推动,美国三大汽车公司对各种单元技术及其不同组织进行成百种方案的筛选、比较,认为采用复合动力是实现中级轿车3L/100km油耗的可行方案。(www.daowen.com)

三菱汽车开发出配备了由发电专用发动机和电动机驱动的串联式混合系统(Series Hybrid Sys-tem)的大型公共汽车“Aero-star Non Step HEV”。该产品采用锂离子电池作为充电电源,从而使柴油燃烧效率提高了43%。另外,通过在柴油发动机的吸气排气系统中加入EGR制冷器和氧化催化剂,使氮氧化合物的排放量减少了60%。

日产柴油工业成功开发出了不使用充电电池,而是配备电容器的油电混合车“电容器油电混合货车”,并于2002年6月24日开始销售。这是全球首款投入使用的将电容器作为电动机电源的汽车。该款货车在配备柴油发动机的现有4t货车的基础上将电动机与电容器组合,实现了油电混合驱动。另外,该公司在投产这一新型车的同时,投资约5亿日元,在上尾工厂内新建了一条年产约100辆车所需的电容器的生产线。

2.太阳能电动汽车

用太阳能作为能源,既能减少污染物的排放,又能减少常规能源的消耗,在来源上还充足到可以无需担心。但在大规模推广使用时,却面临着最大的技术问题,即太阳能的采集技术还有待提高。特别是我国国内的汽车行业,这个被寄予厚望的能源产业陷入了一个死结,一端是没有核心技术、只能重复低端加工的无序竞争环境,另一端是缺乏用户认同、委靡不振的消费市场。这一难题其实在国际上所谓“技术先进”的国家也同样需要面对,区别仅仅在“50步”和“100步”之间。

近年来,国际上太阳能电动车比赛风靡全球,这使得此方面的技术有了实质性的提高。在比赛中,人们看到了千奇百怪的太阳能车,但仅仅是从猎奇的角度去欣赏,因为它们离实际生活还很遥远。太阳能车需要一块巨大的太阳能电池板来吸收阳光,再把阳光转化为电能。以最为普通的桑塔纳轿车为例,一辆车所需的驱动力大约在70kW左右,而太阳能的功率非常小,1m2的能源仅为1kW左右,以转化率为20%算,最高的也才能得到200W电能。就算整车任何地方都能吸收太阳能,其转化后的能源也无法满足其驱动力的需要。

马自达曾经在车展上展出过一款名为“先驱”的概念车,该车配备了内置染料增感型太阳能电池的玻璃车顶,并且运用了高端技术,使太阳能转换成电能的转化率为6%~7%,基本上可以满足该车的动力需要,但在成本上,这款车也还不适合量产。面对如此丰富的能源却不能加以利用,其遗憾程度确实让人叹息。

此款车是依据仿生学原理制成的具有实用价值的太阳能电动轿车,包括一套独特的蓄能系统、可收折和辗转的柔性太阳能翼、势能储蓄系统及辅助动能系统。

其技术创新点在于:该太阳能电动车可以自动侧转、伸缩折叠翼对准太阳,最大限度地高效利用太阳能,从而实现以太阳能为主导能源驱动车辆运转的目标。经专利检索和信息查询,目前国内外尚没有类似的折叠翼太阳能电动轿车。

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