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認(rèn)知純電動(dòng)汽車(chē)1目錄一、純電動(dòng)汽車(chē)的定義與分類二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理三、純電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)四、純電動(dòng)汽車(chē)各類車(chē)型比較五、純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)3一、純電動(dòng)汽車(chē)的定義與分類4一、純電動(dòng)汽車(chē)的定義與分類1、純電動(dòng)汽車(chē)定義
純電動(dòng)汽車(chē)(BatteryElectricVehicle,簡(jiǎn)稱BEV))是指以車(chē)載電源為動(dòng)力源,用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛,符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車(chē)輛,一般采用高效率充電蓄電池為動(dòng)力源,如右圖所示。如:比亞迪e5、特斯拉汽車(chē)、北汽新能源EX系列,吉利帝豪EV等。5一、純電動(dòng)汽車(chē)的定義與分類2.純電動(dòng)汽車(chē)分類
純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展至今,種類較多,通常按車(chē)輛用途、車(chē)載電源數(shù)目以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成進(jìn)行分類。按照用途不同分類,純電動(dòng)汽車(chē)可分為電動(dòng)轎車(chē)、電動(dòng)貨車(chē)和電動(dòng)客車(chē)三種。(1)電動(dòng)轎車(chē)是目前最常見(jiàn)的純電動(dòng)汽車(chē)。除了一些概念車(chē),純電動(dòng)轎車(chē)已經(jīng)有了小批量生產(chǎn),并已進(jìn)入汽車(chē)市場(chǎng)。(2)電動(dòng)貨車(chē)用作功率運(yùn)輸?shù)碾妱?dòng)貨車(chē)比較少,而在礦山、工地及一些特殊場(chǎng)地,則早已出現(xiàn)了一些大噸位的純電動(dòng)載貨汽車(chē)。(3)電動(dòng)客車(chē),純電動(dòng)小客車(chē)也較少見(jiàn);純電動(dòng)大客車(chē)用作公共汽車(chē),在一些城市的公交線路以及世博會(huì)、世界性的運(yùn)動(dòng)會(huì)上,已經(jīng)有了良好的表現(xiàn)。6二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理7二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理
純電動(dòng)汽車(chē)由車(chē)載電源為能源,電機(jī)為動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車(chē)輛。純電動(dòng)汽車(chē)的主要組成是電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、車(chē)身、底盤(pán)組成。純電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
8二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理
純電動(dòng)汽車(chē)采用電動(dòng)機(jī)取代了傳統(tǒng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī),采用減速器代替了傳統(tǒng)的變速箱,安裝了動(dòng)力電池在底盤(pán)底部舍棄了油箱,能源類型也從燃油變成了電能,由燃油車(chē)的利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能變成了電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,大大提升了能量的使用效率。純電動(dòng)汽車(chē)對(duì)比燃油車(chē)9二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理電源系統(tǒng)主要是由動(dòng)力電池、電池管理系統(tǒng)、車(chē)載充電機(jī)及輔助動(dòng)力源組成。電源系統(tǒng)的組成1.電源系統(tǒng)
10二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理
動(dòng)力電池系統(tǒng)是純電動(dòng)汽車(chē)的能量源,其主要作用是保證電池組工作在安全區(qū)間內(nèi),提供車(chē)輛控制所需的必要信息,在出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)處理,并根據(jù)環(huán)境溫度、電池狀態(tài)及車(chē)輛需求等決定電池的充放電功率等。
動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)的核心,是純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)能量的唯一來(lái)源,直接關(guān)系到電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性能、續(xù)航能力、也與電動(dòng)汽車(chē)的安全性直接相關(guān)。1.電源系統(tǒng)
(1)動(dòng)力電池系統(tǒng)11二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理
目前用在汽車(chē)上的動(dòng)力電池,主要有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池(磷酸鐵鋰和三元鋰電池)和氫燃料電池四大類。四種電池各有優(yōu)缺點(diǎn),不同的車(chē)型的選擇也是不同的。1.電源系統(tǒng)
(1)動(dòng)力電池系統(tǒng)12二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理
電池管理系統(tǒng)作用是檢測(cè)單個(gè)電池或電池組的荷電狀態(tài),并根據(jù)各種傳感信息,包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環(huán)境溫度等,合理地調(diào)配和使用有限的車(chē)載能量;它還能夠根據(jù)電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式,以盡可能延長(zhǎng)電池的壽命。主要任務(wù)是保證電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性能:1.電源系統(tǒng)
(2)電池管理系統(tǒng)a.安全性,保護(hù)電池單體或電池組免受損壞,防止出現(xiàn)安全事故;b.耐久性,使電池工作在可靠的安全區(qū)域內(nèi),延長(zhǎng)電池的使用壽命;C.動(dòng)力性,維持電池工作在滿足車(chē)輛要求的狀態(tài)下。13二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理充電系統(tǒng)的組成有:充電樁、充電線、充電口、充電機(jī)和發(fā)電機(jī)(電動(dòng)機(jī))。1.電源系統(tǒng)
(3)充電系統(tǒng)充電系統(tǒng)組成14二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理1.電源系統(tǒng)
(4)電源系統(tǒng)工作原理電動(dòng)汽車(chē)電源系統(tǒng)工作原理框圖15二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(DM)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(MCU)及工作必要的輔助裝置三部分構(gòu)成。純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)16二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)三種電機(jī)參數(shù)2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
驅(qū)動(dòng)電機(jī)是純電動(dòng)汽車(chē)三大核心部件之一,是車(chē)輛行駛的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu),其特性決定了車(chē)輛的主要性能指標(biāo)直接影響車(chē)輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性?,F(xiàn)階段常見(jiàn)的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī),交流異步電機(jī),永磁同步電機(jī)。17二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理(2)電機(jī)控制器帝豪EV450電機(jī)控制器2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
電機(jī)控制器安裝在前艙內(nèi),采用CAN通訊控制,控制著動(dòng)力電池組到電機(jī)之間能量的傳輸,同時(shí)采集電機(jī)位置信號(hào)和三相電流檢測(cè)信號(hào),精確地控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。電機(jī)控制器是一個(gè)既能將動(dòng)力電池中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電給驅(qū)動(dòng)電機(jī),同時(shí)具備將車(chē)輪旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能(交流電轉(zhuǎn)換為直流電)給動(dòng)力電池充電的設(shè)備。18二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理(3)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作原理電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
19二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理北汽EV160高壓控制盒3.高壓控制盒
純電動(dòng)汽車(chē)高壓控制盒又稱高壓配電盒,主要功能是將動(dòng)力電池的高壓電分配給各個(gè)高壓零部件,同時(shí)保護(hù)電路,防止過(guò)載等功能。純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池電壓多在200~400V,全車(chē)高壓用電器如電機(jī)控制器、空調(diào)系統(tǒng)、DC/DC系統(tǒng)及充電系統(tǒng)若直接與動(dòng)力電池相連則會(huì)造成動(dòng)力電池線束雜亂,既增加成本又占用整車(chē)空間,且增大整車(chē)安全隱患。20二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理北汽EV160DC-DC轉(zhuǎn)換器4.DC-DC轉(zhuǎn)換器
DC-DC轉(zhuǎn)換器安裝于前機(jī)艙位置,其主要功能是在車(chē)輛啟動(dòng)后將動(dòng)力電池輸入的高壓電轉(zhuǎn)變成低壓12V向蓄電池充電,以保證行車(chē)時(shí)低壓用電設(shè)備正常工作。21二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理北汽EV160車(chē)載充電機(jī)5.車(chē)載充電機(jī)
車(chē)載充電機(jī),以交流電源作為輸入,輸出為直流,直接給動(dòng)力電池充電。車(chē)載充電機(jī)作為電動(dòng)汽車(chē)電氣系統(tǒng)的一部分,被固定在底盤(pán)上。車(chē)載充電機(jī)的輸入端,以標(biāo)準(zhǔn)充電接口的形式固定在車(chē)體上,用于連接外部電源。車(chē)載充電機(jī)的輸出端,直接連接動(dòng)力電池包慢充電接口。在電動(dòng)汽車(chē)CAN總線通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,車(chē)載充電機(jī)作為一個(gè)節(jié)點(diǎn),掛在CAN總線上,通過(guò)CAN與整車(chē)控制器交換數(shù)據(jù)。22二、純電動(dòng)汽車(chē)的組成與工作原理輔助系統(tǒng)組成6.輔助系統(tǒng)
純電動(dòng)汽車(chē)輔助系統(tǒng)主要輔助系統(tǒng)包括車(chē)載信息顯示系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等,借助這些輔助設(shè)備來(lái)提高汽車(chē)的操縱性和乘員的舒適性.主要組成有:輔助電源(蓄電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器)、儀表系、照明系、輔助控制裝置組成。23三、純電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)24三、純電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)1、純電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)
①無(wú)廢氣污染、噪聲?、趩我坏膭?dòng)力源③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便④能量轉(zhuǎn)換效率高⑤政策優(yōu)25三、純電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)2、純電動(dòng)汽車(chē)的缺點(diǎn)①續(xù)航不足②充電時(shí)間長(zhǎng)③電池壽命短、成本高④配套設(shè)施不完善26四、純電動(dòng)汽車(chē)各類車(chē)型比較271、吉利帝豪EV
吉利帝豪EV,前機(jī)艙采用2+2的布局形式,主要有:電機(jī)控制器和DC-DC轉(zhuǎn)換器集成、高壓控制盒和車(chē)載充電機(jī)集成、低壓輔助電池等組成。帝豪EV450前機(jī)艙結(jié)構(gòu)圖四、純電動(dòng)汽車(chē)各類車(chē)型比較282、北汽新能源EV160
北汽EV160,前機(jī)艙的主要有電機(jī)控制器、高壓控制盒、DC-DC轉(zhuǎn)換器和車(chē)載充電機(jī),低壓輔助電池等組成。北汽EV160前機(jī)艙結(jié)構(gòu)圖四、純電動(dòng)汽車(chē)各類車(chē)型比較293、比亞迪e5
比亞迪e5,前機(jī)艙采用四合一的布局形式,將電機(jī)控制器、高壓控制盒、DC-DC轉(zhuǎn)換器和車(chē)載充電機(jī)集成一起。比亞迪e5前機(jī)艙結(jié)構(gòu)圖四、純電動(dòng)汽車(chē)各類車(chē)型比較30五、純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)31五、純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)1.提高電池比容量
現(xiàn)階段我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)電池技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先地位,但是對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的需要還是需要繼續(xù)改進(jìn)的。尤其是在電池的能量密度這一性能迫切需要提高,能量密度是動(dòng)力電池最核心的性能指標(biāo)之一,尋求更高的能量密度是電池企業(yè)孜孜以求的目標(biāo)。2018年初,特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的21700電池系統(tǒng)能量密度達(dá)300Wh/kg,對(duì)于這個(gè)技術(shù)差距仍舊較大。32五、純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)2.充電樁大力推廣
公共充電樁集中。截止到2021年8月,全國(guó)充電運(yùn)營(yíng)企業(yè)所運(yùn)營(yíng)充電樁數(shù)量超過(guò)1萬(wàn)臺(tái)的共有11家,分別為:特來(lái)電運(yùn)營(yíng)22.7萬(wàn)臺(tái)、星星充電運(yùn)營(yíng)22.1萬(wàn)臺(tái)、國(guó)家電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)19.6萬(wàn)臺(tái)、云快充運(yùn)營(yíng)8.2萬(wàn)臺(tái)、南方電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)4.1萬(wàn)臺(tái)、依威能源運(yùn)營(yíng)3.2萬(wàn)臺(tái)、上汽安悅運(yùn)營(yíng)2.2萬(wàn)臺(tái)、匯充電運(yùn)營(yíng)2.2萬(wàn)臺(tái)、中國(guó)普天運(yùn)營(yíng)1.7萬(wàn)臺(tái)、深圳車(chē)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)1.7萬(wàn)臺(tái)、萬(wàn)馬愛(ài)充運(yùn)營(yíng)1.6萬(wàn)臺(tái)。這11家運(yùn)營(yíng)商占總量的90.6%,其余的運(yùn)營(yíng)商占總量的9.4%。截至2021年8月,已統(tǒng)計(jì)共享私樁數(shù)量6.8萬(wàn)臺(tái)。33五、純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)3.超充技術(shù)的發(fā)展
作為拉動(dòng)新能源汽車(chē)高效補(bǔ)能的“牛鼻子”,超快充技術(shù)讓“充電像加油一樣快”從理想走向現(xiàn)實(shí)。據(jù)了解,電池充電倍率對(duì)應(yīng)充電速度,用C表示。一般來(lái)說(shuō),C數(shù)值越大,充電效率越高,充滿用時(shí)越少。近年來(lái),頭部電池廠密集推出4C、5C,甚至6C電池,將充電時(shí)長(zhǎng)壓縮至十幾分鐘甚至更短,超充時(shí)代加速開(kāi)啟。34認(rèn)知混合動(dòng)力汽車(chē)35目錄一、混合動(dòng)力汽車(chē)的定義、分類與構(gòu)型二、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的組成與工作原理三、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的特點(diǎn)四、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)各類車(chē)型比較五、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)37一、純電動(dòng)汽車(chē)的定義與分類38一、混合動(dòng)力汽車(chē)的定義、分類與構(gòu)型1、定義
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(HybridElectricalVehicle,簡(jiǎn)稱HEV)是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力來(lái)源——熱動(dòng)力源(由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生)與電動(dòng)力源(電池與電動(dòng)機(jī))的汽車(chē)。通過(guò)在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上使用電機(jī),使得動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車(chē)的實(shí)際運(yùn)行工況要求靈活調(diào)控,而發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作,從而降低油耗與排放。
插電式混合動(dòng)力汽車(chē)(Plug-inhybridelectricvehicle,簡(jiǎn)稱PHEV),就是介于純電動(dòng)汽車(chē)與燃油汽車(chē)兩者之間的一種新能源汽車(chē),既有傳統(tǒng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳動(dòng)系統(tǒng)、油路、油箱。也有純電動(dòng)汽車(chē)的電池、電動(dòng)機(jī)、控制電路,而且電池容量比較大,有充電接口;它綜合了純電動(dòng)汽車(chē)(EV)和混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)的優(yōu)點(diǎn),既可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、零排放行駛,也能通過(guò)混動(dòng)模式增加車(chē)輛的續(xù)駛里程。39一、混合動(dòng)力汽車(chē)的定義、分類與構(gòu)型2、分類根據(jù)2010年頒布的QC/T837—2010《混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)類型》,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有多種分類方式:(1)按照電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率占整車(chē)功率的比例(亦可稱為混合度),一般可將混合動(dòng)力汽車(chē)分成以下四種類型:1)微度混合動(dòng)力,混合度在5%以內(nèi)2)輕度混合動(dòng)力,一般混合度在20%以下3)中度混合動(dòng)力,混合度可達(dá)30%~40%4)重度混合動(dòng)力,混合度達(dá)40%以上40一、混合動(dòng)力汽車(chē)的定義、分類與構(gòu)型2、分類(2)按照外接充電能力,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)分為可外接充電型(插電式)、不可外接充電型。1)外接充電型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。外接充電型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是一種被設(shè)計(jì)成在常使用情況下從非車(chē)載裝置中獲取電能量的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)屬于此類型。2)非外接充電型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。非外接充電型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是一種被設(shè)計(jì)成在正常使用情況下從車(chē)載燃料中獲取全部能量的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。油電混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)屬于此類型。41一、混合動(dòng)力汽車(chē)的定義、分類與構(gòu)型2、分類(3)按動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式劃分,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)分為串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)及混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)三種:1)串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)
串聯(lián)式插電式混合動(dòng)力,亦稱為增程式。發(fā)動(dòng)機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)汽車(chē),需要先由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電,再供電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。42一、混合動(dòng)力汽車(chē)的定義、分類與構(gòu)型2、分類(3)按動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式劃分,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)分為串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)及混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)三種:2)并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)
車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)或單獨(dú)供給的混合動(dòng)力汽車(chē),如圖所示。動(dòng)力傳動(dòng)模式較多,動(dòng)力性較好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,應(yīng)用廣泛,是主流的技術(shù)路線。代表車(chē)型有比亞迪唐DM。43一、混合動(dòng)力汽車(chē)的定義、分類與構(gòu)型2、分類(3)按動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式劃分,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)分為串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)及混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)三種:3)混聯(lián)式混合動(dòng)力
又可稱為動(dòng)力分流式。一般需要2臺(tái)電機(jī)(一臺(tái)發(fā)電機(jī)和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)),同時(shí)需要一套用于動(dòng)力分流的行星齒輪裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率一部分通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)輸送給驅(qū)動(dòng)橋,另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,發(fā)電機(jī)輸出的電能輸送給電動(dòng)機(jī)或電池,電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過(guò)動(dòng)力合成裝置傳送給驅(qū)動(dòng)橋,44一、混合動(dòng)力汽車(chē)的定義、分類與構(gòu)型3、構(gòu)型
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的混動(dòng)構(gòu)型按照電機(jī)的放置位置進(jìn)行分類,其中P的定義就是電機(jī)的位置。對(duì)于單電機(jī)的混合動(dòng)力系統(tǒng),根據(jù)電機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)的位置,可以把單電機(jī)混合動(dòng)力方案分為五大類,分別以P0、P1、P2、P3、P4命名。45一、混合動(dòng)力汽車(chē)的定義、分類與構(gòu)型3、構(gòu)型P0:又稱為BSG,電機(jī)通過(guò)皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)連接;P1:又稱為ISG,電機(jī)處于發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器之間;P2:電機(jī)位于離合器和變速器輸入軸之間;P2.5:電機(jī)集成在變速器內(nèi),與變速器二軸輸入端連接;P3:電機(jī)集成在變速器內(nèi),或電機(jī)與變速器輸出軸連接;P4:電機(jī)位于變速器之后,一般用于驅(qū)動(dòng)后輪。46一、混合動(dòng)力汽車(chē)的定義、分類與構(gòu)型3、構(gòu)型47二、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的組成與工作原理48二、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的組成與工作原理1、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的組成
插電式混合動(dòng)力汽車(chē)結(jié)構(gòu)與混合動(dòng)力汽車(chē)的基本一致,包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置、加速踏板、制動(dòng)踏板、離合器、變速器的操縱裝置等?;旌蟿?dòng)力汽車(chē)一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)能裝置、功率轉(zhuǎn)換裝置和控制裝置等組成,比混合動(dòng)力汽車(chē)的多了一套外部充電系統(tǒng),可通過(guò)外部充電樁進(jìn)行充電。49二、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的組成與工作原理2、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的工作原理
插電式混合動(dòng)力汽車(chē)一般采用電機(jī)加發(fā)動(dòng)機(jī)的組合驅(qū)動(dòng)汽車(chē),PHEV的車(chē)載動(dòng)力電池可以通過(guò)插座進(jìn)行充電,也可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)充電和能量回收充電。
根據(jù)車(chē)上電池荷電狀態(tài)的變化特點(diǎn),可以將PHEV的工作模式分為電量消耗(CD)、電量保持(CS)和常規(guī)充電(BC)模式,其中電量消耗又分為純電動(dòng)(EV)和混合動(dòng)力(HEV)兩種子模式。①純電動(dòng)子模式:發(fā)動(dòng)機(jī)是關(guān)閉的,電池是唯一的能量源。電池給驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電,驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。該模式適合于啟動(dòng)、低速和低負(fù)荷時(shí)應(yīng)用,城市行駛工況完全適用。50二、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的組成與工作原理2、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的工作原理②混動(dòng)模式:在電量消耗-混合動(dòng)力子模式中,發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作,電池提供整車(chē)功率需求的主要部分,電池的荷電狀態(tài)也在降低,發(fā)動(dòng)機(jī)用來(lái)補(bǔ)充電池輸出功率不足的部分,直至電池的荷電狀態(tài)達(dá)到最小允許值。該模式適合高速,尤其是要求全面達(dá)到動(dòng)力性指標(biāo)時(shí)采用。51二、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的組成與工作原理2、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的工作原理③電量保持模式:在電量保持模式下,PHEV的工作方式與傳統(tǒng)HEV工作模式類似,電池的荷電狀態(tài)基本維持不變。電量消耗-純電動(dòng)、電量消耗-混合動(dòng)力和電量保持模式之間能夠根據(jù)整車(chē)管理策略進(jìn)行無(wú)縫切換,切換的主要根據(jù)是整車(chē)功率需求和電池的荷電狀態(tài)。52三、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的特點(diǎn)53三、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的特點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)(1)節(jié)油效果好(2)用車(chē)成本低(3)低噪聲和低排放(4)動(dòng)力更強(qiáng)(5)保養(yǎng)費(fèi)用低(6)可以使用新能源汽車(chē)牌照54三、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的特點(diǎn)2.缺點(diǎn)(1)價(jià)格昂貴(2)長(zhǎng)途旅行的噩夢(mèng)。(3)充電不方便。依賴純電樁,充電時(shí)間長(zhǎng)。(4)維修費(fèi)用高55四、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)各類車(chē)型比較56四、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)各類車(chē)型比較1.動(dòng)力數(shù)據(jù)對(duì)比在中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)里,插電式混合車(chē)型并不多,以下將對(duì)大眾途觀L插電混動(dòng)(圖3-2-15)和比亞迪唐DM(圖3-2-16)進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比。57四、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)各類車(chē)型比較2.整車(chē)性能對(duì)比比亞迪唐DM雙擎四驅(qū)尊貴版使用2.0T192馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)配合180kW的大功率后置電機(jī),官方0-100km/h加速5.3秒,100-0km/h制動(dòng)距離實(shí)測(cè)39.81m。途觀LPHEV混動(dòng)豪華版使用1.4T150馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)配合85kW的前置電機(jī),官方0-100km/h加速時(shí)間8.1秒,100-0km/h制動(dòng)距離參考旗艦版要40.69m。58四、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)各類車(chē)型比較3.車(chē)輛配置對(duì)比59五、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)60五、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)1、插電式混動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)份額
插電混動(dòng)車(chē)型中,2019年最暢銷的為5系Le,累計(jì)銷量達(dá)26346輛,同比增長(zhǎng)94.9%。唐PHEV、帕薩特PHEV分列二、三位,累計(jì)銷量分別為22973輛、17986輛。2019年銷量前十的插電混動(dòng)車(chē)型中,唐PHEV、榮威ei6PLUS、eRX5PHEV、宋DM銷量出現(xiàn)不同程度下滑。2、插電式混動(dòng)的發(fā)展方向
插電式混合動(dòng)力車(chē)型擁有發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)兩套動(dòng)力系統(tǒng),而純電動(dòng)汽車(chē)僅有電動(dòng)機(jī)一套動(dòng)力總成系統(tǒng)。所以插電式混合動(dòng)力車(chē)型在市區(qū)短途的時(shí)候,可以完全依靠電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),因此做到了節(jié)能環(huán)保,而在長(zhǎng)途出行的時(shí)候,插電式混合動(dòng)力車(chē)型又可以借助燃油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。認(rèn)知?dú)淙剂想妱?dòng)汽車(chē)61目錄一、燃料電池汽車(chē)的定義與分類二、氫燃料電池汽車(chē)的組成與工作原理三、氫燃料汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)與特點(diǎn)四、氫燃料汽車(chē)各類車(chē)型比較五、氫燃料汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)63一、燃料電池汽車(chē)的定義與分類64一、燃料電池汽車(chē)的定義與分類1.(氫)燃料電池汽車(chē)的定義
燃料電池汽車(chē)(FCV)是一種用車(chē)載燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為動(dòng)力的汽車(chē)。車(chē)載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經(jīng)重整所得到的高含氫重整氣。與通常的電動(dòng)汽車(chē)比較,其動(dòng)力方面的不同在于FCV用的電力來(lái)自車(chē)載燃料電池裝置,電動(dòng)汽車(chē)所用的電力來(lái)自由電網(wǎng)充電的蓄電池。因此,FCV的關(guān)鍵是燃料電池。
氫燃料電池車(chē)(Fuelcellvehicle-FCEV)是使氫或含氫物質(zhì)及空氣中的氧通過(guò)燃料電池以產(chǎn)生電力,再以電力推動(dòng)電動(dòng)機(jī),由電動(dòng)機(jī)推動(dòng)車(chē)輛的汽車(chē)。65一、燃料電池汽車(chē)的定義與分類2.燃料電池汽車(chē)的分類
燃料電池汽車(chē)(FCV)是一種用車(chē)載燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為動(dòng)力的汽車(chē)。按燃料電池分類如下:(1)堿性燃料電池(2)質(zhì)子交換膜燃料電池(3)直接甲醇燃料電池(4)磷酸燃料電池(5)熔融碳酸鹽燃料電池(6)固體氧化物燃料電池氫燃料電池反應(yīng)堆66二、氫燃料電池汽車(chē)的組成與工作原理67二、氫燃料電池汽車(chē)的組成與工作原理1.氫燃料電池汽車(chē)的組成
氫燃料汽車(chē)動(dòng)力部分由:驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力控制單元、燃料電池升壓器、高壓儲(chǔ)氫罐、燃料電池和動(dòng)力電池組成。如圖所示豐田Mirai結(jié)構(gòu)68二、氫燃料電池汽車(chē)的組成與工作原理1.氫燃料電池汽車(chē)的組成(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)
燃料電池電動(dòng)汽車(chē)用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有直流電機(jī)、交流電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等,具體選型必須結(jié)合整車(chē)開(kāi)發(fā)目標(biāo),綜合考慮電機(jī)的特點(diǎn)。(2)燃料電池堆棧
燃料電池是燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的主要?jiǎng)觿?wù)源,它是一種不燃燒燃料而直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母咝Оl(fā)電裝置。69二、氫燃料電池汽車(chē)的組成與工作原理1.氫燃料電池汽車(chē)的組成(2)燃料電池堆棧
氫燃料電池實(shí)際上是利用氫氣在燃料電池堆里面與空氣中的氧氣反應(yīng),發(fā)電并排放出清水,如圖所示氫燃料電池工作原理。如果氫氣的來(lái)源體系比較綠色,幾乎是可以無(wú)限循環(huán),所以是非常環(huán)保的未來(lái)能源技術(shù)之一。70二、氫燃料電池汽車(chē)的組成與工作原理1.氫燃料電池汽車(chē)的組成(3)燃料電池升壓器
Mirai車(chē)輛的燃料電池是由370個(gè)電芯疊加組成在一起,由于燃料電池堆棧中每片電芯發(fā)電的電壓范圍約為0.6V~0.8V,整體未超過(guò)300V,為了更好地給驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電,還需要一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器將電壓進(jìn)行提升。Mirai車(chē)輛配置了一個(gè)緊湊且高效的大容量升壓器,能夠?qū)⑷剂想姵刈罱K輸出的電壓進(jìn)行提升,以滿足驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大輸出需求。該升壓轉(zhuǎn)換器體積為13L,可以將燃料電池提供的電壓等級(jí)從250V提高至650V,然后供給到驅(qū)動(dòng)電機(jī)。71二、氫燃料電池汽車(chē)的組成與工作原理1.氫燃料電池汽車(chē)的組成(4)動(dòng)力電池總成Mirai車(chē)輛配置了1.6kW·h的動(dòng)力電池組,與燃料電池分別起著不同的作用,在整車(chē)負(fù)載低的時(shí)候可以單獨(dú)用動(dòng)力電池給驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電,帶動(dòng)車(chē)輛前進(jìn),而燃料電池堆棧也可以通過(guò)發(fā)電給動(dòng)力電池充電,動(dòng)力電池把燃料電池堆產(chǎn)生的剩余電能儲(chǔ)存起來(lái),供后續(xù)車(chē)輛急加速使用和車(chē)載用電器使用。72二、氫燃料電池汽車(chē)的組成與工作原理1.氫燃料電池汽車(chē)的組成(5)高壓存氫罐高壓儲(chǔ)氫罐是氣態(tài)氫的儲(chǔ)存裝置,用于給燃料電池供應(yīng)氫氣。為保證燃料電電池電動(dòng)汽車(chē)一次充氣有足夠的續(xù)航里程,就需要多個(gè)高壓儲(chǔ)氫罐來(lái)儲(chǔ)存氣態(tài)氫氣。一般轎車(chē)需要2~4個(gè)高壓儲(chǔ)氣瓶,大客車(chē)上需要5~10個(gè)高壓儲(chǔ)氫罐。73二、氫燃料電池汽車(chē)的組成與工作原理2.氫燃料汽車(chē)的工作原理(1)氫燃料電池發(fā)電原理燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母咝Оl(fā)電裝置。發(fā)電的基本原理是:電池的陽(yáng)極(燃料極)輸入氫氣(燃料),氫分子(H2)在陽(yáng)極催化劑作用下被離解成為氫離子(H+)和電子(e-),H+穿過(guò)燃料電池的電解質(zhì)層向陰極(氧化極)方向運(yùn)動(dòng),e-因通不過(guò)電解質(zhì)層而由一個(gè)外部電路流向陰極;在電池陰極輸入氧氣(O2),氧氣在陰極催化劑作用下離解成為氧原子(O),與通過(guò)外部電路流向陰極的e-和燃料穿過(guò)電解質(zhì)的H+結(jié)合生成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的水(H2O),完成電化學(xué)反應(yīng)放出熱量。74二、氫燃料電池汽車(chē)的組成與工作原理2.氫燃料汽車(chē)的工作原理(2)燃料電池車(chē)工作原理從原理上說(shuō),燃料電池車(chē)的工作原理實(shí)際上更類似于目前市面上流行的混合動(dòng)力汽車(chē),其具體原理可描述為:當(dāng)汽車(chē)工作時(shí),儲(chǔ)氫罐中的氫氣進(jìn)入燃料電池中的反應(yīng)裝置,與車(chē)頭吸入的空氣反應(yīng)產(chǎn)生電能,電能由一套類似于混合動(dòng)力車(chē)的能量分配單元分配給電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電池,從而帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)為整車(chē)提供動(dòng)力,剩余能量則再次給電池充電回收。75三、氫燃料汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)與特點(diǎn)76三、氫燃料汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)與特點(diǎn)1、氫燃料汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)
推廣氫能汽車(chē)需要解決三個(gè)技術(shù)問(wèn)題:大量制取廉價(jià)氫氣的方法;解決氫氣的安全儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題;解決汽車(chē)所需的高性能、廉價(jià)的氫供給系統(tǒng)。(1)制氫方法
氫氣不僅是重要的工業(yè)原料和還原劑,也是燃料電池的必要燃料。隨著燃料電池的推廣和普及,燃料電池汽車(chē)進(jìn)入成熟市場(chǎng),氫的消耗量也會(huì)以驚人的速度增加。目前工業(yè)制氫主要有幾種方法:一是采用化石燃料制取氫氣;二是從化工副產(chǎn)物中提取氫氣;三是采用采用來(lái)自生物的甲醇甲烷制取氫氣,四是利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等自然能量進(jìn)行水的電解。77三、氫燃料汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)與特點(diǎn)1、氫燃料汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)(2)儲(chǔ)氫方法
傳統(tǒng)儲(chǔ)氫方法有兩種,一種方法是利用高壓鋼瓶(氫氣瓶)來(lái)儲(chǔ)存氫氣,但鋼瓶?jī)?chǔ)存氫氣的容積小,而且還有爆炸的危險(xiǎn);另一種方法是儲(chǔ)存液態(tài)氫,但液體儲(chǔ)存箱非常龐大,需要極好的絕熱裝置來(lái)隔熱。
近年來(lái),一種新型簡(jiǎn)便的儲(chǔ)氫方法,即利用儲(chǔ)氫合金(金屬氫化物)來(lái)儲(chǔ)存氫氣。在一定的溫度和壓力條件下,一些金屬能夠大量“吸收”氫氣,反應(yīng)生成金屬氫化物,同時(shí)放出熱量。其后,將這些金屬氫化物加熱,它們又會(huì)分解,將儲(chǔ)存在其中的氫釋放出來(lái)。這些會(huì)“吸收”氫氣的金屬,稱為儲(chǔ)氫合金。儲(chǔ)氫合金原理78三、氫燃料汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)與特點(diǎn)1、氫燃料汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)(3)車(chē)載氫系統(tǒng)及氫安全
燃料電池汽車(chē)上與氫氣加注、存儲(chǔ)、輸送、供給、監(jiān)測(cè)和控制等有關(guān)的裝置統(tǒng)稱為車(chē)載氫系統(tǒng),車(chē)載氫系統(tǒng)與燃料電池汽車(chē)的氫安全密切相關(guān)。
露天環(huán)境下的氫氣泄漏危害性較小,因?yàn)闅錃獾拿芏容p、會(huì)快速向上擴(kuò)散稀釋,即便是遇到明火,危害性也遠(yuǎn)小于汽油等傳統(tǒng)車(chē)載燃料;然而當(dāng)場(chǎng)地變成了地下停車(chē)場(chǎng)和隧道后,車(chē)輛上泄漏的氫氣會(huì)滯留、聚積并能夠大范圍擴(kuò)散,一旦泄漏量積累到一定程度后發(fā)生爆炸,將會(huì)危及整個(gè)停車(chē)場(chǎng)或隧道及其上層建筑,危害性極大。挪威加氫站爆炸現(xiàn)場(chǎng)79三、氫燃料汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)與特點(diǎn)2、氫燃料汽車(chē)的特點(diǎn)1)優(yōu)點(diǎn)(1)氫燃料汽車(chē)排放物是純水,行駛時(shí)不產(chǎn)生任何污染物;(2)地球上氫燃料含量豐富,氫氣可以從電解水、煤的氣化中大量制取,并且是可再生燃料,不會(huì)導(dǎo)致能源危機(jī);(3)也不需要對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行大的改裝,因此氫能汽車(chē)具有廣闊的應(yīng)用前景;(4)氫燃料汽車(chē)消耗完燃料后,僅需五分鐘即可加滿燃料,無(wú)續(xù)航危機(jī);(5)氫燃料蘊(yùn)含能量大,能夠支撐大負(fù)載運(yùn)作,續(xù)航里程較長(zhǎng)。80三、氫燃料汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)與特點(diǎn)2、氫燃料汽車(chē)的特點(diǎn)2)缺點(diǎn)(1)氫燃料電池成本過(guò)高;(2)氫氣的提取需要通過(guò)電解水或者利用天然氣,如此一來(lái)同樣需要消耗大量能源,除非使用核電來(lái)提取,否則無(wú)法從根本上降低二氧化碳排放;(3)氫燃料的存儲(chǔ)和運(yùn)輸按照目前的技術(shù)條件來(lái)說(shuō)非常困難,因?yàn)闅浞肿臃浅P?,極易透過(guò)儲(chǔ)藏裝置的外殼逃逸;(4)現(xiàn)階段制氫、存氫,運(yùn)氫、用氫技術(shù)尚未成熟,有待提高。81四、氫燃料汽車(chē)各類車(chē)型比較82四、氫燃料汽車(chē)各類車(chē)型比較1.現(xiàn)代NEXO和豐田Mirai對(duì)比
新一代的NEXO,續(xù)航里程可達(dá)805km,包括約200km動(dòng)力電池續(xù)航和600km氫燃料電池續(xù)航。三個(gè)52L的氫燃料罐放置于車(chē)身后方,可以有效保障發(fā)生前方碰撞時(shí)駕駛員的安全。氫燃料電池罐采用了快速排氣系統(tǒng),可以保證在事故發(fā)生時(shí)最快速、安全的排空氫氣,避免發(fā)生爆炸危險(xiǎn)。高壓電池系統(tǒng)放置于車(chē)身尾部,采用了40KW鋰電池組,240V電壓,可以純電驅(qū)動(dòng)提升續(xù)航里程,同時(shí)也起到預(yù)熱車(chē)輛、回收能量等作用。
豐田全新Mirai采用了后輪驅(qū)動(dòng),配備3個(gè)儲(chǔ)氫罐,續(xù)駛里程達(dá)到404英里(650公里)。動(dòng)力方面,搭載氫燃料電池系統(tǒng)。最大功率184馬力,0-62英里/小時(shí)(0—100公里/小時(shí))加速時(shí)間為9秒。最高時(shí)速為175km/h。83五、氫燃料汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)84五、氫燃料汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)1.氫燃料電池汽車(chē)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
燃料電池汽車(chē)是我國(guó)新能源汽車(chē)“三橫三縱”發(fā)展路線的重要分支,由于其最清潔且無(wú)里程焦慮,一直被看做是移動(dòng)能源領(lǐng)域的“終極方案”。目前全球燃料電池汽車(chē)發(fā)展較領(lǐng)先的是日韓與歐美。2016年,全球氫燃料電池汽車(chē)的商業(yè)化取得了較大突破,燃料電池汽車(chē)(僅指乘用車(chē))的注冊(cè)量為2312輛,同比增長(zhǎng)225%,已占2016年全球新能源乘用車(chē)銷量(774384輛)的0.3%。其中豐田Mirai占88%,現(xiàn)代ix35/TucsonFCEV占7%,而本田ClarityFCEV僅占5%。85五、氫燃料汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)1.氫燃料電池汽車(chē)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2021年9月30日,工業(yè)和信息化部在官方網(wǎng)站公示了申報(bào)第348批《道路機(jī)動(dòng)車(chē)輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》新產(chǎn)品,吉利星際客車(chē)11米氫燃料電池客車(chē)赫然在列,這也是吉利星際客車(chē)首輛氫燃料電池城間車(chē),如圖所示。吉利星際客車(chē)對(duì)“氫”市場(chǎng)的嘗試發(fā)展大舉邁進(jìn),從氫燃料電池城市客車(chē)到城間客車(chē),背靠有力政策,有節(jié)奏、有目標(biāo),精準(zhǔn)瞄向未來(lái)市場(chǎng),已經(jīng)成為氫燃料電池客車(chē)市場(chǎng)新生力量。吉利星際客車(chē)(氫燃料電池城間車(chē))86五、氫燃料汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)2.氫燃料電池汽車(chē)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
截至2020年底,新能源汽車(chē)國(guó)家監(jiān)測(cè)和管理平臺(tái)已累計(jì)接入氫燃料電池汽車(chē)6002輛,其中,氫燃料電池公交車(chē)和物流車(chē)接入量占比分別為37.02%和52.53%,占據(jù)主導(dǎo)地位。
當(dāng)前,發(fā)展氫能已經(jīng)成為保障國(guó)家能源安全、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要路徑,而燃料電池汽車(chē)正是氫能源最具現(xiàn)實(shí)意義的應(yīng)用場(chǎng)景之一。在2020年11月發(fā)布的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021~2035)》中,明確提出“支持有條件的地區(qū)開(kāi)展燃料電池汽車(chē)的商業(yè)化示范運(yùn)行”。
與此同時(shí),2021年國(guó)內(nèi)首批燃料電池示范城市群名單也即將出爐,隨著“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”政策的落地,氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入規(guī)?;l(fā)展階段。
從國(guó)內(nèi)來(lái)看,面對(duì)“2030年碳中和、2060年碳達(dá)峰”目標(biāo),汽車(chē)產(chǎn)業(yè)責(zé)無(wú)旁貸。氫燃料電池汽車(chē)將在此過(guò)程中發(fā)揮重要作用。隨著目標(biāo)時(shí)間的臨近,以及各項(xiàng)支持政策的落地,國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展進(jìn)程將持續(xù)加快,市場(chǎng)前景可期。認(rèn)知其它清潔能源電動(dòng)汽車(chē)87目錄一、清潔能源電動(dòng)汽車(chē)的定義二、清潔能源汽車(chē)的類型三、其它清潔能源汽車(chē)89一、清潔能源電動(dòng)汽車(chē)的定義90一、清潔能源電動(dòng)汽車(chē)的定義
隨著世界能源危機(jī)的惡化,清潔能源汽車(chē)應(yīng)運(yùn)而生。清潔汽車(chē)有一個(gè)共同的特征,即采用各類技術(shù),有效地降低汽車(chē)的能源消耗和尾氣中有害物質(zhì)的排放,使得汽車(chē)在使用中對(duì)環(huán)境的影響大為降低,這是多項(xiàng)現(xiàn)代新技術(shù)在汽車(chē)上綜合運(yùn)用的成果,也是貫徹可持續(xù)發(fā)展的策略之一。91二、清潔能源汽車(chē)的類型92二、清潔能源汽車(chē)的類型
清潔能源汽車(chē)包括混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)(BEV,包括太陽(yáng)能汽車(chē))、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)(FCEV)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、其他新能源(如高效儲(chǔ)能器、二甲醚)汽車(chē)等各類別產(chǎn)品。特斯拉太陽(yáng)能電動(dòng)汽車(chē)南陽(yáng)水氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)
加水即可行駛二甲醚能源汽車(chē)93三、其它清潔能源汽車(chē)94三、其它清潔能源汽車(chē)
1.代用燃料汽車(chē)
代用燃料——傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料(如汽油和柴油)的替代品?!睹绹?guó)能源政策法規(guī)》將代用燃料定義為甲醇、非自然乙醇、其它酒精燃料或至少85%的這些燃料與汽油或柴油的混合燃料、CNG、LNG、LPG、氫氣、煤炭衍生的液體燃料、電力、非石油基的除酒精以外的燃料。LPG加氣站和LPG公交車(chē)CNG加氣站和CNG汽車(chē)95三、其它清潔能源汽車(chē)
2.超級(jí)電容器汽車(chē)
超級(jí)電容器是一種性能介于電池與傳統(tǒng)電容器之間的新型儲(chǔ)能器件,具有功率密度高、充放電速度快、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),有著廣闊的應(yīng)用前景,如可用于便攜式儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)記憶存儲(chǔ)系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)電源及應(yīng)急后備電源等。特別是在電動(dòng)汽車(chē)上,超級(jí)電容器與電池聯(lián)合能分別提供高功率和高能量,既減小了電源的體積又延長(zhǎng)了電池的壽命。超級(jí)電容客車(chē)96三、其它清潔能源汽車(chē)3.燃?xì)馄?chē)
以可燃?xì)怏w為燃料的汽車(chē)稱為燃?xì)馄?chē)。目前常用的燃?xì)馄?chē)有壓縮天然氣汽車(chē)CNGV、液化天然氣汽車(chē)LNGV、液化石油氣汽車(chē)LPGV。它們分別以壓縮天然氣、液化天然氣和液化石油氣為燃料。也有與傳統(tǒng)汽油、柴油配合使用的,稱為雙燃料汽車(chē)。其中,氫氣汽車(chē)HICEV則是正在研發(fā)的最有前景的燃?xì)馄?chē)。壓縮
天然氣氣體工程97三、其它清潔能源汽車(chē)(1)燃?xì)忸愋?)壓縮天然氣汽車(chē)CNGV壓縮天然氣汽車(chē)CNG
壓縮天然氣汽車(chē)CNGV(CompressedNaturalGasVehicle)使用的燃料是壓縮天然氣,是天然氣壓縮到20MPa并以氣態(tài)儲(chǔ)存在容器中。其主要成分是甲烷(CH4),氣體密度約0.8kg/m3,熱值約38MJ/m3,燃點(diǎn)約450℃,無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、易燃易爆、燃燒充分、不留炭黑和雜質(zhì),被譽(yù)為“綠色燃料”。98三、其它清潔能源汽車(chē)(1)燃?xì)忸愋?)液化天然氣汽車(chē)LNG液化天然氣汽車(chē)加氣
液化天然氣汽車(chē)LNGV(LiquefiedNaturalGasVehicle)使用的燃料是液化的天然氣,液化天然氣是天然氣的一種特殊存在狀態(tài),是將天然氣凈化后低溫深冷到-162℃而形成的低溫液體,主要成分為甲烷,液化天然氣在生產(chǎn)過(guò)程中要進(jìn)行脫水、脫烴、脫硫、脫二氧化碳等凈化處理;成分與壓縮天然氣相同,其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600,液體密度約450kg/m3。99三、其它清潔能源汽車(chē)(1)燃?xì)忸愋?/p>
3)液化石油氣LPG液化石油氣LPG加氣站
液化石油氣(LiquefiedPetroleumGas,簡(jiǎn)稱LPG),LPG的主要組分是丙烷和丁烷,有少量的烯烴。LPG在適當(dāng)?shù)膲毫ο乱砸簯B(tài)
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