Analyse der Klassifizierung von Elektrofahrzeugen
und technische Eigenschaften
Elektrofahrzeuge sind Fahrzeuge, die mit Batterien oder anderen erneuerbaren Energiequellen betrieben werden, im Gegensatz zu herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, die für die Stromversorgung auf Brennstoffzellen oder Elektromotoren angewiesen sind. Nach dem aktuellen technischen Stand und den Fahrprinzipien von Fahrzeugen können Elektrofahrzeuge in drei Typen unterteilt werden: reine Elektrofahrzeuge (BEV), Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge und Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV).
1. Batterieelektrisches Fahrzeug (BEV)
Reine Elektrofahrzeuge zeichnen sich durch Nullemissionen, geringe Geräuschentwicklung, einfache Struktur und ausgereifte Technologie aus. Dabei handelt es sich um Fahrzeuge, die vollständig mit Batterien betrieben und von Motoren angetrieben werden. Die Antriebsenergie der Fahrzeugmotoren stammt aus Bordakkus oder anderen Energiespeichern (einschließlich Power-Batterien). , Superkondensator, Schwungradbatterie usw.).
Die Fahrzeugenergie nutzt derzeit hauptsächlich Leistungsbatterien, darunter Blei-Säure-Batterien, Nickel-Wasserstoff-Batterien, Nickel-Kupfer-Batterien, Natrium-Schwefel-Batterien, Karpfen-Ionen-Batterien, Zink-Luft-Batterien usw.
(1) Prinzip und Aufbau eines reinen Elektrofahrzeugsystems
Reine Elektrofahrzeuge werden in der Regel von Motoren angetrieben. Die elektrische Antriebsenergie der Elektromotoren stammt aus Bordakkus oder anderen Energiespeichern. Die Bordenergie versorgt den Antriebsmotor über das Leistungsumwandlungsgerät (Motorsteuerung) mit elektrischer Energie und treibt ihn zum Betrieb an. Der Antriebsmotor wird von der Übertragungsvorrichtung angetrieben. Die Räder drehen sich, um das Auto zu bewegen.
Reine Elektrofahrzeuge bestehen hauptsächlich aus Stromversorgungssystem, elektrischem Antriebssystem, Hilfssystem, Karosserie und Fahrgestell.
(2) Arten reiner Elektrofahrzeuge
Als Energiequelle des Fahrzeugs wird eine einzelne Batterie verwendet: Die spezifische Energie und die spezifische Leistung der Batterie sind gering und das Gewicht und Volumen des Batteriepakets sind groß.
Einbau einer Hilfsstromquelle: Der Einbau einer Hilfsstromquelle (Superkondensator, Generatorsatz, Solarenergie usw.) in ein reines Elektrofahrzeug kann die Startleistung des reinen Elektrofahrzeugs verbessern und die Reichweite erhöhen.
(3) Funktionsprinzip reiner Elektrofahrzeuge
Reine Elektrofahrzeuge nutzen die Energie der Batterie, um den Elektromotor anzutreiben und die Räder vorwärts zu bewegen. Der Energieflussweg ist: Batterie → Leistungsregler → Elektromotor → Kraftübertragungssystem → Antriebsrad. Unter anderem liefert die Batterie Strom, der nach Durchlaufen des Leistungsreglers an den Elektromotor abgegeben wird. Der Elektromotor liefert ein Drehmoment, das über die Getriebevorrichtung die Räder antreibt, um den Antrieb des Fahrzeugs zu ermöglichen.
2. Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug (FCEV)
Im Vergleich zu herkömmlichen Elektrofahrzeugen entstehen beim chemischen Reaktionsprozess von Brennstoffzellen keine schädlichen Produkte und die Vorteile sind hohe Effizienz, keine Umweltverschmutzung, keine Emissionen und kein Lärm. Brennstoffzellenfahrzeuge verwenden üblicherweise Wasserstoff, Methanol usw. als Kraftstoff und erzeugen durch chemische Reaktionen elektrische Energie, um den Motor anzutreiben. Die vom Motor erzeugte mechanische Energie wird über ein Getriebe mit variabler Geschwindigkeit auf die Antriebsräder übertragen und treibt so das Fahrzeug an.
(1) Grundstruktur von Brennstoffzellenfahrzeugen
Ein Brennstoffzellenfahrzeug (Wasserstoff-Elektro-Hybrid) besteht aus einem Brennstoffzellenstapel, einem elektrischen Traktionsmotor, einem DCDC, einem Wärmesystem (Kühlung), einem Batteriepaket und einem Hydrierungsanschluss. Es besteht aus Subsystemen wie Kraftstoffeinfüllstutzen, Kraftstofftank (Wasserstoff), Getriebe, elektronischer Leistungssteuerung und Hilfsbatterie.
Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge und gewöhnliche Elektrofahrzeuge haben grundsätzlich die gleiche Elektroantriebsstruktur. Brennstoffzellenfahrzeuge bestehen aus vier Grundmodulen: Antriebssystem, Fahrgestell, Automobilelektronik und Karosserie. Das Antriebssystem versorgt das Fahrzeug über das Brennstoffzellensystem und den Elektromotor mit Strom.
Nach unterschiedlichen Antriebsformen lässt er sich in reinen Brennstoffzellenantrieb und Hybridantrieb unterteilen;
Je nach Energiequelle kann es in zwei Typen unterteilt werden: fahrzeugmontierter reiner Wasserstoff und Kraftstoffreformierung;
Entsprechend dem Anteil der von der Brennstoffzelle bereitgestellten Leistung am gesamten Leistungsbedarf des Fahrzeugs kann sie in zwei Typen unterteilt werden: Energie-Hybrid-Typ und Leistungs-Hybrid-Typ.
(2) Funktionsprinzip von Brennstoffzellenfahrzeugen
Das Herzstück eines Brennstoffzellenfahrzeugs, der Brennstoffzellenstapel, stellt einen Behälter dar, der die elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff beschleunigt und die bei der chemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff freigesetzte Energie in elektrische Energie umwandelt. In einem Brennstoffzellenfahrzeug arbeiten der Brennstoffzellenstapel und die Batterie zusammen, um den Motor mit Energie zu versorgen, der wiederum das Fahrzeug mit Strom versorgt und das Fahrzeug antreibt. Für die Batterie ist sie die Energiequelle selbst. Die Energiequelle des Brennstoffzellenstapels ist Wasserstoff, und die derzeit übliche Speichermethode ist die Verwendung von Hochdruck-Wasserstoffspeichertanks.
(3) Brennstoffzellenfahrzeuge überwinden Schwierigkeiten
Katalysator: Brennstoffzellen müssen Reaktionskatalysatoren verwenden, um Strom zu erzeugen, und das seltene Metall Platin, aus dem der Katalysator besteht, ist teuer und verfügt nur über knappe Reserven. Daher ist die Entwicklung neuer Katalysatoren der Schlüssel, um die Entwicklung von Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen direkt zu beeinflussen.
Brennstoffquelle und -speicherung: Wasserstoff-Brennstoffzellen benötigen Wasserstoff. Wasserstoff selbst hat keine industrielle Unterstützung in der Kette. Herstellung, Transport, Lagerung und Betankung sind äußerst umständlich, kostspielig und gefährlich. Im Vergleich zu Kraftstofffahrzeugen und Elektrofahrzeugen, Automobilen, sind Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge weniger ausgereift.
3. Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV)
Gemäß den Empfehlungen des Technischen Ausschusses für Elektrofahrzeuge der Internationalen Kommission für elektromechanische Systeme beziehen sich Hybrid-Elektrofahrzeuge auf Fahrzeuge, die zwei oder mehr Akkumulator-Energiequellen oder -Wandler als Antriebsenergie nutzen, von denen mindestens zwei elektrische Energie liefern können. Wird als Hybrid-Elektrofahrzeug bezeichnet. Üblicherweise werden Modelle, die Verbrennungsmotor und Batterieleistung kombinieren, als Hybrid-Elektrofahrzeuge bezeichnet, d Leistung und Kraftstoffverbrauch.
Je nachdem, ob das Fahrzeug zum Laden einen externen Ladestecker benötigt, können Hybrid-Elektrofahrzeuge in Plug-in-Hybridfahrzeuge und Nicht-Plug-in-Hybridfahrzeuge unterteilt werden. Hybridelektrofahrzeuge können entsprechend den strukturellen Eigenschaften des Antriebssystems in Serien-, Parallel-, Hybrid- und Verbundhybridfahrzeuge unterteilt werden.
(1) Serien-Hybrid-Elektrofahrzeug (SHEV)
Die vom SHEV-Motor (Seriell-Hybrid-Elektrofahrzeug) abgegebene mechanische Energie wird zunächst über den Generator in elektrische Energie umgewandelt. Ein Teil der umgewandelten elektrischen Energie wird zum Laden der Batterie verwendet, der andere Teil wird über den Antriebsmotor und die Getriebevorrichtung zum Antrieb der Räder verwendet.
Der Aufbau eines Serienhybridfahrzeugs ist einfach und sein Antriebssystem besteht aus drei Leistungsuntereinheiten: Motor, Generator und Elektromotor.
Das Funktionsprinzip eines Serienhybridfahrzeugs: Der Motor treibt den Generator an, um Strom zu erzeugen, und die elektrische Energie wird über die Steuerung an die Batterie oder den Elektromotor übertragen, und der Elektromotor treibt das Fahrzeug über den Übertragungsmechanismus an. Bei geringer Belastung treibt der Elektromotor die Räder an; Wenn die Last groß ist, treibt der Motor den Generator an, um Strom zu erzeugen und den Motor anzutreiben.
(2) Parallel-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV)
Sowohl der Parallel-Hybrid-Elektrofahrzeugmotor (PHEV) als auch der Elektromotor werden zum Antrieb der Räder verwendet und ihre Leistung wird parallel an die Räder übertragen. Das Fahrzeug wählt diese beiden Leistungsstufen entsprechend den aktuellen Arbeitsbedingungen aus.
Der Motor und der Elektromotor treiben die Räder normalerweise über unterschiedliche Kupplungen an, und es gibt drei Betriebsmodi: Motor allein, elektrisches Antriebssystem allein und Motor + elektrisches Antriebssystem-Hybridantrieb. Wenn die vom Motor bereitgestellte Leistung größer ist als die vom Fahrzeug benötigte Antriebsleistung oder wenn das Fahrzeug bremst, arbeitet das elektrische Antriebssystem im Generatorzustand, um die Batterie aufzuladen.
Der Motor eines Parallelhybridfahrzeugs kann die Räder direkt über den Übertragungsmechanismus antreiben, der dem herkömmlichen Fahrzeugantriebssystem näher kommt. Der mechanische Effizienzverlust ähnelt dem bei gewöhnlichen Fahrzeugen und wird häufig verwendet.
(3) Seriell paralleles Hybrid-Elektrofahrzeug (SPHEV)
Ein hybrides (seriell-paralleles) Hybrid-Elektrofahrzeug (SPHEV) kombiniert ein serielles Hybridsystem und ein paralleles Hybridsystem mit dem Ziel, die Vorteile beider Systeme zu maximieren und mechanische Leistung im Vergleich zum seriellen Übertragungsweg hinzuzufügen; Im Vergleich zum Paralleltyp wird der Übertragungsweg der elektrischen Energie vergrößert.
Das Hybridsystem verfügt über zwei Elektromotoren. Abhängig von den Fahrbedingungen kann der Elektromotor allein oder der Elektromotor + Motor gemeinsam angetrieben werden. Darüber hinaus kann das System bei Bedarf auch über einen Generator Strom erzeugen und gleichzeitig die Räder antreiben.
