纯电动汽车是指以电池为储能单元,以电动机为驱动系统的汽车;混合动力电动汽车是指同时装备两种动力源——热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车,其主要组成包括发动机、电动机和电池;燃料电池电动汽车是指采用燃料电池作为电源的电动汽车。
1)纯电动汽车
纯电动汽车的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类,它们的选用也与整车配置、用途、档次有关。另外驱动电机的调速方式也分有级调速和无级调速,驱动方式分单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。纯电动汽车技术相对简单成熟,只要有电力供应的地方都能充电。
纯电动汽车不需用内燃机,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,可来源于风能、水能、热能、太阳能等。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1-1-1所示。
图1-1-1 用蓄电池作为动力源的电力和动力传输系统
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,借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1-1-2所示。
图1-1-2 装有辅助动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统
2)气体燃料汽车
气体燃料汽车是指利用可燃气体作为能源驱动的汽车。汽车的气体代用燃料种类很多,常见的有天然气和液化石油气。根据汽车使用可燃气体的形态不同,燃料可分为3种,即压缩天然气(CNG),主要成分为甲烷;液化天然气(LNG),主要成分为经深度冷冻液化的甲烷;液化石油气(LPG),主要成分是丙烷和丁烷的混合物。
气体燃料汽车一般有3种,即专用气体燃料汽车、两用燃料汽车和双燃料汽车。专用气体燃料汽车是以液化石油气、天然气或煤气等气体为发动机燃料的汽车,这种汽车可以充分发挥天然气理化性能特点,价格低、污染少,是最清洁的汽车;两用燃料汽车是指具有两套相对独立的供给系统,一套供给天然气或液化石油气,另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料,两套燃料供给系统可分别但不可共同向汽缸供给燃料的汽车,如汽油/压缩天然气两用燃料汽车、汽油/液化石油气两用燃料汽车等;双燃料汽车是指具有两套燃料供给系统,一套供给天然气或液化石油气,另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料,两套燃料供给系统按预定的配比向汽缸供给燃料,并在汽缸混合燃烧的汽车,如柴油-压缩天然气双燃料汽车、柴油-液化石油气双燃料汽车等。
3)生物燃料汽车
用生物燃料作燃料或掺用生物燃料的汽车称为生物燃料汽车,如乙醇燃料汽车和生物柴油汽车等。与传统汽车相比,生物燃料汽车结构上无重大改动,但排放总体上较低。
4)氢燃料汽车(www.xing528.com)
氢燃料汽车是指以氢为主要能量驱动的汽车。一般汽车使用汽油或柴油作为内燃机的燃料,而氢燃料汽车则使用气体氢作为内燃机的燃料。氢内燃机在汽车上的应用方式有3种:
①纯氢内燃机,只产生NOx,但中、高负荷时存在爆燃的可能,且NOx生成量远大于汽油机,发动机功率受限且氢气消耗量大,续驶里程短,这些问题需要进一步研究解决。
②氢/汽油两用燃料内燃机,可根据燃料的存储状况灵活选择汽油或氢进入纯汽油或纯氢气内燃机模式。
③氢-汽油双燃料内燃机,可将少量氢气作为汽油添加剂与空气混合,氢气扩散速率大,能促进汽油的蒸发、雾化和与空气的混合;氢燃烧过程中产生活性自由基,能使汽油火焰传播速度明显加快,得到较大的热效率,并产生较低的排放。
氢燃料电池的优点是令人难以想象的,与燃油汽车相比,燃料电池电动汽车具有以下优点:
①零排放或近似零排放。
②减少了机油泄漏带来的水污染。
③降低了温室气体的排放。
④提高了燃油经济性。
⑤提高了发动机燃烧效率。
⑥运行平稳、无噪声。
氢燃料电池不但在汽车上可作为绿色动力源,而且在工业上也可作为一个大型氢燃料发电站,前景不言而喻。整个氢能技术系统中的燃料电池,被视为能源系统的“芯片”,在能源供应中起着关键作用,它已扩散至整个国民经济及人民生活中。
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