电动汽车主要能量来源是什么
电动汽车的主要能源必须是高压动力电池。电瓶车和传统燃油车最大的区别在于能源。燃油车的能源是汽油,通过火花塞点火爆炸做功,通过发动机的反馈控制和排放处理,将废气排放到大气中。
随着汽车数量的增加,环境污染和能源消耗越来越严重。随着时代的发展,零排放电动汽车已经开始发展。可以说,每个国家都在大力发展新能源汽车。我国发展新能源汽车是“弯道超车”,重点发展纯电动汽车,特别是在一些经济发展较好的城市,电动车随处可见。然后,我们来分析一下电动汽车的能源——高压动力电池。
电动汽车结构分析
电动汽车主要由电驱动系统、机械传动系统、电池系统和充电系统组成,其中电驱动系统是整个电动汽车实现能量转换的核心,比如将电池的电能输出给电机,机械传动装置将传递的电能以机械能的形式传递给驱动轮。
我们以纯电动车结构为例,如下图所示。汽车行驶时,电池输出的电能由控制系统计算,电机的转动由控制器(变频器)控制,电机输出的扭矩通过传动系统是车轮前进或后退。
控制系统可以根据各种路况下的车速、油门踏板位置传感器的开启信号和加速度等进行能量转换。电机的逆变器不同,控制器也不同。控制器将动力电池的DC功率转换成交流功率来驱动交流电机。
电动车的动力电池分析
其实市场上有两种动力电池:镍氢电池和磷酸铁锂电池。例如,丰田最省油的混合动力系统THS-II使用丰田卡罗拉、雷克萨斯和普锐斯,别克君威和本田CRV等其他品牌,国外特斯拉纯电动汽车使用三元锂电池,或钴酸锂电池。
镍氢电池
目前,大多数混合动力汽车使用镍氢电池。这种电池的正极是氢氧化镍,负极是金属氧化物,电解液是30%的氢氧化钾。金属氧化物的工作原理是水溶液中的氢离子运动产生电流,然后氢气会在负极上逐渐消耗掉。工作原理如下图所示。
使用镍氢电池没有重金属污染的问题。镍氢电池的比能量较高,可超过70WH/kg,比功率为200W/kg,单电池额定电压为1.2V,通常10个单电池组成12V电池组,也有7个电池组成的7.4V电池组,如普锐斯,其电容为6.5AH,整体电池电压为201.6V
镍氢电池具有很强的充放电能力。在工作过程中,阳极释放氧气,阴极释放氢气。这两种气体很容易结合成电池内部的水,保持内部压力不变,基本不需要调节电解液的密度。
磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池正极为磷酸亚铁锂结构,负极为石墨,中间隔板为聚乙烯,电池中间上下两侧装有有机电解液。当电池温度异常时,中间隔板可以阻挡锂离子的通过,防止电池内部电流短路。
电池放电时,锂离子从石墨负极板析出,通过中间隔板到达正极板,从而产生电流;在充电过程中,锂离子在电动势的作用下从正极沉淀到负极。
铁锂电池的电芯电压为3.2V,最大电压可达3.6V,最大沸点电压为2.0V V,这类电池为“18650”形状的绕组结构。电池直径18毫米,高度65毫米,最大容量3100毫安时。
磷酸铁锂电池没有电池的记忆响应,也就是在使用过程中如果发现车内所剩电量很少,可以找附近的充电站进行充电,不会影响电池的性能,充电前也不需要用完最后一点电量。镍氢电池不一样。如果用于插电式混合动力汽车,则需要在电池第一次充满电后使用。这是因为这两种电池的电池记忆效果不同。
总结
电动汽车的主要能源是动力电池,动力电池分为镍氢电池和磷酸铁锂电池,分别适用于混合动力和纯电动汽车。长时间使用后,原单电池的性能会出现一些差异,比如电压达不到原来的水平,续航里程达不到要求的里程等。因此,发现故障后必须及时对电池进行测试。
电动四驱车越野性能比得过传统越野车吗
电驱动是一种新的驱动方式,前后轴可以由两个电机分别驱动。相比结构复杂的机械四驱,电驱更简单,更容易做,更容易控制,但电驱不适合越野!
电机的特点是功率大,在散热条件允许的情况下可以短时间过载。其次,电机在额定功率内的转矩不随转速的变化而变化。
重要的是要知道内燃机的扭矩与转速有关。如果转速太低,扭矩就无法发挥。当涡轮增压发动机转速超过1500r/min时,可以输出额定扭矩,不同发动机的最大扭矩和转速也不同。有些涡轮增压发动机只有在转速达到2200r/min时才能输出额定扭矩,自吸发动机只有在转速至少达到3800r/min时才能输出最大扭矩。但是马达不一样。电机可以从零转输出最大扭矩。只要每分钟转几十转,就会输出最大扭矩。因此,由电动机驱动的汽车将表现非常好。一台40kw的小电机可以带来1.5T发动机的动力,尤其是提速更快,爆发力更强。
但是电机的这些优点在越野车上是行不通的!越野和越野是完全不同的概念!如果简单的斜坡被认为是越野,那么两轮驱动汽车可以做到:
别管车了,把这种非铺装的两驱车使劲踢!电动四驱不可否认爬坡能力和通过能力都很强。如果你对车没什么不好的感觉,通过能力几乎和硬派越野车一样,尤其是斜坡的短时大功率输出条件,这是电动四驱的特长!
但是说到越野,不可能只玩爬坡和冲坡。玩泥巴也是越野车的一项运动。
可见电动四驱并不适合玩泥巴。
当然,城市SUV很难玩泥巴。上图这款车的性能绝对比同级别的城市SUV好很多,已经超越了大部分四驱SUV。而且下河溯流而上,在泥巴谷游玩的场景,也不是电动四驱的特长!
并不是否定电动四驱。玩泥巴需要更高的持续扭矩。机械四驱可以以速度为代价切换到低速档放大扭矩,在散热系统正常的情况下,内燃机可以长时间持续输出额定功率,所以只要油箱里有足够的燃油,就可以玩得更久。
但是对于电动四驱来说,恐怕不行!无论降低速度和增加扭矩,长期输出功率都是一个问题。事实上,汽车制造商宣传的数百千瓦电机的实际功率不到100kw。如前所述,电机可以在短时间内过载。短时间内功率翻倍没问题,只要散热能跟上。让我们来看看电动汽车中使用的电机铭牌:
峰值功率为120kw,也就是厂家声称最大功率的电机为120kw。实际上额定功率只有65lw。因此,电机在120kw功率下工作是有时间限制的。上面有泥巴的电动四驱因为电机过热保护而停止。因此,电驱动可以发挥加速和发挥突破,这可以在短时间内完成,而无需持续输出高功率。
退一步讲,即使大功率输出可以长期持续,如何解决供电问题?
电动机的电源由电池和发电机提供。这种电动四驱车型的电池容量只有19千瓦时左右。如果前后电机以最高功率工作,总功率将达到290kw。19千瓦时的电池可以使用多久?一台20千瓦的电机一小时消耗290千瓦时,19千瓦时只能用4分钟!电机一半的功率只能运行八分钟!
可能有人说过发动机可以发电。如果你期望在极端情况下用发动机发电驱动电机,那么你会失望的!发动机最大功率只有140kw,不能长时间满功率运行。发电机失电切除后,两台电机功率均分50kw,也要考虑电机的启动电流...发动机的发电对电机来说是沧海一粟,和自己的头发摆脱麻烦一样!
所以电动四驱系统不适合长时间大电流放电,也不适合玩泥巴。玩斜坡很好。即便如此,电动四驱系统的通过能力和四驱能力都要比同级别燃油SUV强很多,但并不适合与越野车对比!