电动汽车的动力配型

2020-02-15  本文已影响0人  有机会一起种地OT

今年来电动汽车市场不断扩大,各汽车厂家纷纷推出自己的电动车型。同时也有很多新兴造车实例加入电动汽车行业的竞争。而目前中国拥有全球规模最大的电动汽车市场,特别是纯电动汽车的销量,规模堪比欧洲和美国之和。那么到底什么是电动汽车呢?

电动汽车与燃油汽车的不同

电机与发动机

首先,电动汽车由电而不是发动起驱动。因此,与发动机相关的零件,如发动机、变速器、汽油罐、燃油管道、点火装置、排气管道,尾气净化器等,电动汽车均不包含。代替它们的一些电子元件,包括产生旋转力的电动机、储存电的蓄电池、用于控制的变频器和充电部件等。总体上电动车的零件数量较明显地少于燃油车。

而且由于不需要发动机统一提供动力,电动车也可以在驱动轮上分别安装电动机。这使得电动汽车在零部件配置、搭建方式和行驶方式上拥有更高的自由度。同时,由于各个电动机能自行调节转速,电动汽车也就不需要配备燃油车必备的差速器。

启动与动力提供

通过启动按钮启动汽车后,燃油汽车会启动发动机进行空转,开始消耗能源。而电动汽车在启动后,一般不会立即开始消耗动力能源。只有在驾驶员踩下加速踏板后,才会消耗电池中的电能提供动力。对于由电和发动机共同驱动的混合动力汽车,一般也只有电池匮电的情况才会启动发动机空转。否则即使做好了行驶准备发动机也不会启动。

在汽车做好行驶准备,变速杆拨到前进挡,踩下加速踏板,则开始提供动力。

对于燃油汽车,踩下加速踏板时,与发动机的气缸相连的吸气管上的油
门就会开启,使得空气流入其中。在此过程中汽油作为燃料被喷射出来,空气和汽油的混合气体进入到气缸中。接着,活塞压缩混合气体并用火花塞引燃,混合气体开始燃烧。极速燃烧推动活塞下压,促使发动机产生驱动力驱动汽车前进并加速。

电动汽车则将电流从变频器输送给电动机,产生旋转力。变频器负责将电传递给电动机。其有两个功能,一个功能是将电池输出的直流电转换为交流电,另一个是根据需要精确调整电功率。

变频器

变频器输出交流电来驱动电动机。电动机的结构比发动机简单很多。通过通电导体切割磁感应线,产生力。电动机里的磁铁,有永久磁铁和电磁铁的组合,也有单独使用电磁铁的情况。电动机的种类多样,如异步电动机、同步电动机、轮毂电机等。还有直流电动机,但最高转速较小。

在动力方面,电动机和发动机输出的扭矩存在很大差别。电动机在低转速时就能输出其最大扭矩,随着转速提高,扭矩逐渐降低。而发动机则存在一个最大扭矩转速,大于或小于该转速是扭矩相对小。

两者具有不同的最佳工作区间。

混合动力汽车

所谓混合动力汽车(hybrid electric vehicle/HEV)就是同时使用发动机和电动机提供动力的汽车。

汽车从静止到发动的过程中需要的能量最大,这时使用效率更高的电动机能更好地提供动力,而当车速达到一定程度,发动机处在提供最佳扭矩的转速环境时,能提供比电动机更好的动力。混合动力汽车正是从这个角度考虑,在不同情况下使用不同的动力来源,大大降低油耗。

而且,混合动力汽车可以不充电,使用发动机的动力可以给蓄电池充电。

混合动力汽车的基本配型

混合动力可以分为并联式、串联式和串并联式三种。

串联和并联的概念可通过发动机和电动机是否均直接提供动力进行区分。发动机和电动机均能提供动力,则为并联;而只有电动机提供动力,发动机只用于发电机发电的结构称为串联。

并联式通常用于小型汽车,同时采用发动机和电动机作为动力源。增程式混合动力(Extended-Range Electric Vehicles/EREV)就属于串联式。

串联式只有发动机作为驱动汽车的动力,发动机用于启动发电机,并利用发电机发出的电带动电动机。电动机在低转速下也能产生很大的扭矩,因此很适用于大型公共汽车。同时启动发电机不需要大排量的发动机,所以在大型汽车运用串联式混合动力可以减少油耗。

串并联则在并联的基础上,也增加了发电机结构,允许发动机给电池充电。一般常见的混合动力配型(HEV)指的就是串并联式。

HEV

插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric vehicle/PHEV)在HEV的基础上增加了给蓄电池充电的充电装置。同时增大了蓄电池容量,延长了只依靠电动机行驶的距离。但作为混合动力的配型,蓄电池容量仍不如纯电动车大。

PHEV

实际上每种配型都有很多具体的方案,各汽车厂商也在不断探索创新,期望达到更高的能源利用率,更小的噪音,更可靠的稳定性安全性。

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