电动汽车是指以车载电源为动力,用电动机驱动车辆行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车分为混合动力电动汽车和纯电动汽车两大类。其中纯电动汽车根据获得电能方式的不同,又可以分为蓄电池电动汽车、燃料电池电动汽车和太阳能电动汽车等。
1.混合动力电动汽车
混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)如图9⁃39所示,它是通过先进控制系统将发动机、电动机、能量储存装置(蓄电池等)组合在一起的多动力源驱动的汽车。
目前的混合动力电动汽车大部分都是油电混合型,相对其他能源的利用来说,混合动力电动汽车技术基本成熟,环保性较好,现阶段推广较为现实。这类车型在全球市场上已占据了相当比例,在现实使用中比其他新能源车更接近市场,但高成本依然是迫切需要突破的“瓶颈”。
混合动力电动汽车通常都需要采用两套动力系统(包括电动机驱动)。在行驶过程中,两套动力系统之间需要不断被切换,而且因为能源供应问题,这两套系统的技术要求通常都比普通汽油车型和柴油车型所采用的技术要高,这就决定了混合动力车型的市场售价相对汽油车型和柴油车型要高出许多。
2.蓄电池电动汽车
现在普遍看好的车用蓄电池是镍氢电池、锂离子电池和锂聚合物电池。镍氢电池单位质量储存能量比铅酸电池多1倍,其他性能也都优于铅酸电池,但目前价格为铅酸电池的4~5倍,正在大力研究攻关,让它的成本降下来。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位质量储能为铅酸电池的3倍,锂聚合物电池为铅酸电池的4倍,而且锂资源较丰富,价格也不是很贵,因此两者是很有希望的电池。
蓄电池电动汽车的主要问题是蓄电池寿命短,使用成本高,储存的能量小,一次充电后行驶里程不理想,电动车的价格较贵等。但蓄电池电动汽车仍是目前成本最低的一种电动汽车,在短距离、固定线路运输领域已得到广泛应用,如城市公交车、机场勤务车、旅游景点游览车、校园交通车等,如图9⁃40所示。
图9⁃39 混合动力电动汽车
图9⁃40 校园交通车(www.xing528.com)
3.燃料电池电动汽车
燃料电池电动汽车是指动力系统主要由燃料电池发动机、燃料箱(氢瓶)、电动机、动力蓄电池等组成的电动汽车,它利用氢气和氧气反应在燃料电池中产生的电能作为主要动力源,通过电动机驱动车辆行驶。燃料电池汽车具有能量转化效率高、节能环保(以氢气为能源,排放物为水)、运行平稳和噪声小等优点。燃料电池电动汽车的工作原理及布置如图9⁃41和图9⁃42所示。
图9⁃41 燃料电池电动汽车的工作原理
图9⁃42 燃料电池电动汽车的布置
4.太阳能电动汽车
太阳能电动汽车的关键技术装备是太阳能电池板。一般在太阳能电动汽车的顶棚上装配转换能力较强的单晶硅电池板组,太阳能电池板占据了很大面积,并且必须装置在太阳能电动汽车的顶部(见图9⁃43)。太阳能电池板将太阳能转换为电能后,通过充电器向动力电池组充电,也可以由太阳能电池板直接提供电能,然后通过电流变换器将电流输送到驱动电动机,驱动车辆行驶。
太阳能电动汽车真正走进大众生活还有很多难题需要解决。首先是太阳能电池板造价普遍过高,占用空间大,其次是太阳能电池光电转换率较低,且受天气影响,近期实现商业化难度较大。
图9⁃43 太阳能电动汽车电池板占用面积
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