培训课件：汽车新型技术.ppt

汽车新型技术
汽车保有量持续增加,燃油消耗增加
排气污染日益严重(NOx,HC)
CO2引起全球温室效应
石油资源枯竭
石油价格上升,对国外石油的依赖程度增加
各国相继开始新型汽车的研究和开发
根据所使用的基本动力能源不同,可分为
蓄电池电动汽车(EV)
混合动力汽车(HEV)
燃料电池汽车(FCEV)
一蓄电池电动汽车(EV)
70年代石油危机之后,为了减少汽车油耗及全球温室效应,实现汽车零排放,美国以及欧洲一些国家开始对电动汽车(EV)进行研究开发。但高能量蓄电池技术一直没有取得突破性进展,电动汽车的性价比无法与传统的内燃机汽车相抗衡,电动汽车只能用于短途行驶。
电动汽车的主要问题:
1)铅酸蓄电池比能量低,一次充电的续驶里程短;
2)蓄电池比功率小,重量和体积大,导致电动汽车动力性能无法与传统汽车相媲美;
3)蓄电池充电时间长,且需要建设地面充电检测等设施;
4)蓄电池(尤其镍氢、锂离子、燃料电池)价格昂贵。
一蓄电池电动汽车(EV)
主要由电池组、控制系统、驱动系统及安全保护系统等组成
电池组
转向系统
辅助电器
电动机控制系统
电池管理
转向控制
汽车辅助电器控制
信号处理
节气门
制动
驱动电动机
控制系统
蓄电池电动汽车结构组成
二混合动力电动汽车(HEV)
混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle)
传统内燃机汽车与纯电动汽车相结合的一种汽车型式,由辅助动力单元(汽油机、柴油机、燃气轮机、燃料电池)、电机和能量储存装置(蓄电池、惯性飞轮、超级电容器)组成。
如果辅助动力单元能单独驱动车轮(与电动机并联),称为并联型混合动力系统(PHEV);如果辅助动力单元的作用是向发电机发电,只能由电动机驱动车轮,称为串联型合混合动力系统(SHEV)。
比传统内燃机汽车节约两倍能源,排放降低。
据预测,如果全世界所有使用汽油发动机的汽车全部改为混合动力汽车,全球温室效应将减少47%。
第一台木制的汽油机-电机混合驱动汽车出现在1916年,这辆车在低速时用电机驱动,高速时用发动机驱动,并向电池充电。60年后,1976年美国能源部开始支持大学生开展混合动力汽车的仿真、设计和试验研究。
串联式动力:串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成
发动机驱动发电机发电,电能通过控制器输送到电池或电动机,由电动机通过变速机构驱动汽车
小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮,大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机
串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况,可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转,通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况,从而提高了发动机的效率,减少了废气排放。
但是它的缺点是能量几经转换,机械效率较低。
串联式结构
并联式动力:并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车,发动机与电动机分属两套系统
可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩,在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动
当汽车加速爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力,一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度
电动机既可以作电动机又可以作发电机使用,又称为电动-发电机组。
由于没有单独的发电机,发动机可以直接通过传动机构驱动车轮,这种装置更接近传统的汽车驱动系统,机械效率损耗与普通汽车差不多,得到比较广泛的应用。
并联式结构
混合动力汽车的优点是:
1)再生制动—电动机处于发电机模式使汽车制动,产生的电能储存于电池中,回收了一部分在传统机械制动器中做为热能而消耗掉的能量。
2)消除怠速工况(或怠速工况大大减少)—电动机作为起动电机,使得发动机可以在停车期间和减速制动期间关闭,消除了怠速工况,节省了燃油。
3)当发动机关闭时,能量储存装置为附属设备(空调,车内照明灯等)提供电能;或者发动机以高于怠速的转速驱动附属设备,剩余的功率则向储存装置充电。
4)发动机排量减少—由于电动机的助力作用,使得发动机的额定功率减少,可使发动机运行在具有更高效率的较高负荷区,油耗减少,排放降低。且发动机重量更轻,有利于燃油经济性。
5)某些混合动力汽车的发动机还能在最大效率点运行。
6)电动机驱动—某些混合动力汽车的电动机可以单独驱动汽车起步加速,避免了发动机在低效区运行。