为使我们的天空变成蓝色,必须开发清洁、高效、智能的交通车辆,即新能源汽车。新能源汽车包括纯电动、混合动力和燃料电池三类;最主要的部件是动力电池,电机和能量转换控制系统。它是将传统的内燃机、电力驱动装置和储能装置结合在一起进行匹配和优化控制。近些年汽车电动化的电机及电池技术的发展一览如图1-3所示[2]。
图1-2 汽车尾气与雾霾天气
图1-3 汽车电动化的电机及电池技术一览
图1-3说明在新能源汽车电动化系统中,由带传统起动机到不带传统起动机,随着功率逐渐地增大,电压在不断地上升,电力电子开关元件由不可控器件变为可控器件,系统中所采用的电机,当对应低电压时采用爪极电机,随着功率的增大,采用感应电机或永磁电机。
图1-4a和图1-4b分别给出了新能源汽车中常用的弱/强混合动力系统构成。(www.xing528.com)
弱混合动力系统是皮带驱动起停系统(Belt-driven Starter/Generator皮带传动起动/发电一体化电机,BSG),电机不能单独驱动车运行,BSG混合动力系统能实现怠速停机(发动机)、车辆起动时快速拖动发动机到怠速转速、制动回收能量的作用。由于没有配备耦合装置,故无法为车辆加速提供辅助功率。
图1-4 新能源汽车中常用的弱/强混合动力系统构成
a)DC42V弱混合动力系统构成 b)强混合动力系统构成
强混合动力使用内燃机作为初始动力,电机提供辅助动力。例如,当在车辆滑行及下坡时,电机运行在发电状态为电池充电;而当车辆在起步、低速加速这些最为耗油的时刻通过储存在电池中的电能驱动电机工作,此时电机运行在电动机状态。将内燃机适合高速、电动机适合低速这两个特性结合,各取所长,低速时由电动机负责驱动,中高速时由汽油发动机介入驱动,从而发挥各自最佳的动力性和经济性。
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