动力电池是电动汽车的能量存储装置,为驱动电机提供电能,相当于传统汽车的油箱。它属于二次能源,可以通过物理反应、化学反应、风力、水力、热能及太阳辐射产生。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键是开发出比能量高、比功率大、使用寿命长、成本低的电池。而随着纯电动汽车电动技术的提高,单一的动力电池已无法满足汽车的动力参数要求,有的纯电动汽车还需要增加储备电源来实现车辆的正常驱动。因此,按照采用的电源数量不同,纯电动汽车又可分为单电源纯电动汽车和多电源纯电动汽车两类。具体分类详见本项目二维码资源。
(一)单电源纯电动汽车
单电源纯电动汽车是指以单一动力电池作为动力源的纯电动汽车,它只配置了动力电池,其电力和动力传输系统(路线)如图1-18所示。
图1-18 单电源纯电动汽车组成
单电源纯电动汽车的主电源就是动力电池,如铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。这种纯电动汽车结构简单,控制器简便,但同时存在以下缺点:
(1)主电源的瞬时输出功率容易受蓄电池性能的影响。
(2)制动能量的回馈效率也会受制于蓄电池的最大可接受电流量及蓄电池的荷电状态。
(二)多电源纯电动汽车
以单一动力电池作为动力源的单电源纯电动汽车,动力电池的比能量和比功率较低,动力电池组的质量和体积较大。因此,某些纯电动汽车上增加了辅助电源,如飞轮电池、超级电容器、太阳能等,就形成了动力电池和超级电容或动力电池和飞轮电池的组合电源。这种组合电源,可以改善纯电动汽车的启动性能,增加其续航里程,并且降低对蓄电池容量、比能量、比功率等的参数要求。同时,在汽车起步、爬坡、加速等行驶工况下,辅助电源(超级电容器、飞轮电池)可在短时间内输出大功率,协助动力电池供电,使电动汽车的动力性大为提高。在汽车制动时,则利用辅助蓄能装置可接受大电流充电的特点,提高制动能量回馈的效率。多电源纯电动汽车的电力和动力传输系统(路线)如图1-19所示。(https://www.xing528.com)
图1-19 多电源纯电动汽车组成
项目小结
本项目介绍了纯电动汽车总体结构、纯电动汽车工作原理、纯电动汽车特性和纯电动汽车类型。
纯电动汽车主要由电源系统、电机驱动系统、整车控制系统、底盘、车身和辅助装置等组成。
纯电动汽车工作原理:当汽车行驶时,电机驱动系统将存储在动力电池中的电能高效地转化为车轮(驱动汽车行驶)的动能,整车控制系统的整车控制器根据加速踏板、制动踏板的输入信号,向电机控制器发出指令,电机控制器控制驱动电机的启动、加速、减速、制动以及汽车减速制动和下坡滑行过程中的能量回收。机械传动装置将驱动电动机的转矩传递给汽车的驱动轴,从而(将动力传递到车轮上,驱动汽车行驶)带动汽车车轮的前进和后退。
纯电动汽车的性能指标通常用传动系统的传动比、驱动电机功率及电压、电池性能续驶里程、动力等来评定。
按用途、按驱动电机类型、按电源三种分类方法,纯电动汽车可以分成不同的类型:根据电动车使用过程中的用途不同,纯电动汽车分为纯电动乘用车、纯电动货运车和纯电动公交车三种类型;按照驱动电机的类型不同分为直流电机驱动、交流电机驱动和双电机驱动三种类型纯电动汽车;按照采用的电源分为单电源纯电动汽车和多电源纯电动汽车两类。
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