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新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计,全世界现有超过400万辆液化石油气汽车,100多万辆天然气汽车。而在中国,新能源汽车被广泛应用于部分城市的公共交通领域,部分地方政府也对私人购买新能源汽车予以支持(如上海、广州等)。而市场上在售的新能源汽车都是混合动力汽车。

新能源汽车

而在这里,新能源汽车主要是指混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车。

混合动力汽车

混合动力汽车,英文为Hybrid Electric Vehicle,指的是混合动力汽车指拥有至少两种动力源,使用其中一种或多种动力源提供部分或者全部动力的车辆。而在目前实际生活中,混合动力汽车多半采用传统的内燃机和电动机作为动力源,通过混合使用热能和电力两套系统开动汽车。使用的内燃机既有柴油机又有汽油机,因此可以使用传统汽油或者柴油,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料,例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池目前使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池,将来应该还能使用氢燃料电池。

混合动力系统动力总成结构的3种形式

1.并联式:发动机为主,电动机为辅,电动机一般无法单独驱动汽车。系统输出动力等于发动机与电动机输出动力之和,其中最为代表性的是本田IMA系统。

并联式混合动力

2.混联式:主要靠电机,发动机为辅助的,电动机和发动机都能单独驱动汽车。由于系统中配置有独立发电机,因而系统输出的最大动力等于发动机、电动机以及充当电动机(部分情况)的发电机的输出动力之和。混联式系统结构复杂,但动力性能和燃油经济型都相当出色,其中最出名为丰田THS-II系统

混联式混合动力系统

3.串联式:只靠发电机行驶的电气汽车,配置的发动机输出的动力仅用于推动发电机发电。系统输出动力等于电动机输出动力。其中最出名的是雪佛兰Voltec混合动力系统。

串联式混合动力系统

混合动力系统的另一种分类方法:轻型混合动力、中型混合动力、重型混合动力

1.轻型混合动力:轻型混合动力汽车无法单独使用电动机驱动车辆。别克君越eAssist就是采用了轻型混合动力系统,使用并联式结构,为车辆提供了能量回收、车辆启停等功能。

混合动力汽车

2.中型混合动力:中型混合动力系统和轻型混合动力系统一样,由燃油发动机提供动力,电动机只起到辅助作用。但中型混合动力系统在特定情况下(如低速巡航)能够单独使用电动机驱动汽车。例如本田的IMA混合动力系统就是采用并联式结构的中型混合动力系统。

3.重型混合动力:重型混合动力系统中的发动机和电动机都能单独驱动车辆行驶。如丰田的THS混合动力系统就是混联式结构的重型混合动力系统。使用THS系统的第三代普锐斯Hybrid采用的电动机最大功率达到60kW,最大扭矩达到207Nm,足以推动汽车进行中低速行驶。

纯电动汽车

纯电动汽车车,又称电池电动车(Electric battery Vehicle ),是指以事前已充满电的蓄电池供电给电动机,由电动机推动的车辆,而电池的电量由外部电源补充,并且符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好。

纯电动汽车

工作原理:蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶

电池

电池性能决定了纯电动车的最大行程、充电时间。电池成本占了整体成本相当大的比重,制造电池的排碳量也占了整个使用周期排碳量相当大部份(43%)。所以电池是纯电动车发展的最重要的技术关键,重要的电池性能参数有:1.电池容量、2.充电时间、3.电池寿命

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驱动电动机

驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机,这种电机具有"软"的机械特性,与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花,比功率较小、效率较低,维护保养工作量大,随着电机技术和电机控制技术的发展,势必逐渐被直流无刷电动机(BLDCM)、开关磁阻电动机(SRM)和交流异步电动机所取代,如无外壳盘式轴向磁场直流串励电动机。

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纯电动汽车性能特点:

现今的纯电动车性能在多方面都相当不错,跑车方面,Tesla Roadster,加速由0至97km/h公里/小时只需3.9秒,一般房车例如新版太阳城申博开户Smart ED 0至50km/h是6.5秒,这主要归功于电动机的性能,但当用在负重较大的用途上时,使用纯电动车的还不多,这可能是由于电池的性能及成本所至。在扭方面是电动机的强项,因此在一般用途扭力不会的是问题。

由于电动机的扭力输出稳定,控制也比内燃机容易,纯电动车的行驶较畅顺,震动及噪声也较小;也不需如一般汽车那样需要经常转波才能确保有足够动力。例如Tesla Roadster由静止到极低只需转一次档。

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燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车(Fuel-Cell)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能,并作为主要动力源驱动的汽车。 燃料电池电动汽车实质上是电动汽车的一种,在车身、动力传动系统、控制系统等方面,燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同,主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说,燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能,电化学反应所需的还原剂一般采用氢气,氧化剂则采用氧气,因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料,氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。(奥迪Q5 Fuel-Cell hybird,奔驰B级 Fuel-Cell)

燃料电池电动车

技术特点

1.能量转化效率高。燃料电池的能量转换效率可高达60~80%,为内燃机的2~3倍;

2.零排放,不污染环境。燃料电池的燃料是氢和氧,生成物是清洁的水;

3.氢燃料来源广泛,可以从可再生能源获得,不依赖石油燃料。

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