電動汽車是至少有一種動力源為車載電源,全部或部分由電動機驅動,符合道路交通安全法規的汽車。現在電動汽車主要有純電動汽車(BEV)、混合動力汽車(PHEV)、燃料電池汽車(FCEV)三類。
純電動汽車(BatteryElectric Vehicle,簡稱BEV)是完全由可充電電池(如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池)提供動力源的汽車。
優點:
1. 無污染、噪聲小;
2. 結構簡單,使用維修方便;
3. 能量轉換效率高,同時可回收制動、下坡時的能量,提高能量的利用效率;
4. 可在夜間利用電網的廉價“谷電”進行充電,起到平抑電網的峰谷差的作用。
缺點:
蓄電池單位重量儲存的能量太少,還因電動車的電池較貴,又沒形成經濟規模,故購買價格較貴,至于使用成本,有些使用價格比汽車貴,有些價格僅為汽車的1/3,這主要取決于電池的壽命及當地的油、電價格。
廣義上說,混合動力汽車(Hybrid Vehicle)是指車輛驅動系統由兩個或多個能同時運轉的單個驅動系統聯合組成的車輛,車輛的行駛功率依據實際的車輛行駛狀態由單個驅動系統單獨或共同提供。
通常所說的混合動力汽車,一般是指油電混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle, HEV),即采用傳統的內燃機(柴油機或汽油機)和電動機作為動力源,也有的發動機經過改造使用其他替代燃料,例如壓縮天然氣、丙烷和乙醇燃料等。
根據動力系統結構形式可分為以下三類:
串聯式混合動力汽車(SHEV):車輛的驅動力只來源于電動機的混合動力(電動)汽車。結構特點是發動機帶動發電機發電,電能通過電機控制器輸送給電動機,由電動機驅動汽車行駛。另外,動力電池也可以單獨向電動機提供電能驅動汽車行駛。
并聯式混合動力汽車(PHEV):車輛的驅動力由電動機及發動機同時或單獨供給的混合動力(電動)汽車。結構特點是并聯式驅動系統可以單獨使用發動機或電動機作為動力源,也可以同時使用電動機和發動機作為動力源驅動汽車行駛。
混聯式混合動力汽車(CHEV):同時具有串聯式、并聯式驅動方式的混合動力(電動)汽車。結構特點是可以在串聯混合模式下工作,也可以在并聯混合模式下工作,同時兼顧了串聯式和并聯式的特點。
(注:隨著混合動力電動汽車技術的發展,其類型不局限于以上幾種,還可按照其它型式劃分。)
那些通常采用傳統燃料的,同時配以電動機/發動機來改善低速動力輸出和燃油消耗。國內市場上,混合動力車輛的主流都是汽油混合動力,而國際市場上柴油混合動力車型發展也很快。
優點:
1. 采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率,此時處于油耗低、污染少的最優工況下工作。需要大功率內燃機功率不足時,由電池來補充;負荷少時,富余的功率可發電給電池充電,由于內燃機可持續工作,電池又可以不斷得到充電,故其行程和普通汽車一樣。
2. 因為有了電池,可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。
3. 在繁華市區,可關停內燃機,由電池單獨驅動,實現“零”排放。
4. 有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。
5. 可以利用現有的加油站加油,不必再投資。
6. 可讓電池保持在良好的工作狀態,不發生過充、過放,延長其使用壽命,降低成本。
缺點:
長距離高速行駛基本不能省油。
采用燃料電池做電源的電動汽車稱為燃料電池電動汽車(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV),其動力源是用燃料電池發動機-電動機系統,燃料電池驅動系統是FCEV的核心部分,不同燃料作為動力源,發動機系統組成是有區別的。目前多以壓縮氫氣或液化氫氣及作為基本燃料。
燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物,因此燃料電池車輛是無污染汽車,燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2~3倍,因此從能源的利用和環境保護方面,燃料電池汽車是一種理想的車輛。
單個的燃料電池必須結合成燃料電池組,以便獲得必需的動力,滿足車輛使用的要求。
優點:
1. 零排放或近似零排放。
2. 減少了機油泄露帶來的水污染。
3. 降低了溫室氣體的排放。
4. 提高了燃油經濟性。
5. 提高了發動機燃燒效率。
6. 運行平穩、無噪聲。
序號 | 分類 | 標準編號 | 標準名稱 |
1 | 基礎標準 | GB/T 4094.2 | 電動汽車操縱件、指示器及信號裝置的標志 |
2 | GB/T 19596 | 電動汽車 | |
3 | GB/T 19836 | 電動汽車儀表 | |
4 | GB/T 24548 | 燃料電池汽車整車術語 | |
5 | 純電動汽車標準 | GB/T 18384.1 | 電動汽車安全要求第1部分:車載儲能裝置 |
6 | GB/T 18384.2 | 電動汽車安全要求第3部分:功能安全和故障防護 | |
7 | GB/T 18384.3 | 電動汽車安全要求第3部分:人員觸電防護 | |
8 | GB/T 18385 | 電動汽車動力性能試驗方法 | |
9 | GB/T 18386 | 電動汽車能量消耗率和續駛里程試驗方法 | |
10 | GB/T 18387 | 電動車輛的電磁場發射強度的限值和測量方法、寬帶,9KHz~30MHz | |
11 | GB/T 18388 | 電動汽車定型試驗規程 | |
12 | GB/T 28382 | 純電動乘用車技術條件 | |
13 | QC/T 838 | 超級電容電動城市客車 | |
14 | QC/T 839 | 超級電容電動城市客車供電系統 | |
15 | GB/T 24552 | 電動汽車風窗玻璃除霜除霧系統的性能要求及試驗方法 | |
16 | 混合動力汽車標準 | GB/T 19750 | 混合動力電動汽車定型試驗規程 |
17 | GB/T 19751 | 混合動力電動汽車安全要求 | |
18 | GB/T 19752 | 混合動力電動汽車動力性能 試驗方法 | |
19 | GB/T 19753 | 輕型混合動力電動汽車 能量消耗量 試驗方法 | |
20 | GB/T 19754 | 重型混合動力電動汽車 能量消耗量 試驗方法 | |
21 | QC/T 894 | 重型混合動力電動汽車污染物排放車載測量方法 | |
22 | GB/T 19755 | 輕型混合動力電動汽車 污染物排放 測量方法 | |
23 | QC/T 837 | 混合動力電動汽車類型 | |
24 | 燃料電池汽車標準 | GB/T 24548 | 燃料電池汽車整車術語 |
25 | GB/T 24549 | 燃料電池汽車安全要求 | |
26 | GB/T 24554 | 燃料電池發動機性能試驗方法 | |
27 | QC/T 816 | 加氫車技術條件 | |
28 | GB/T 26991 | 燃料電池汽車最高車速試驗方法 | |
29 | GB/T 26990 | 車載氫系統技術條件 | |
30 | GB/T 26779 | 燃料電池汽車加氫口 | |
31 | GB/T 29123 | 燃料電池電動汽車示范運行技術規范 | |
32 | GB/T 29124 | 燃料電池電動汽車示范運行配套規范 | |
33 | 電動摩托車標準 | GB/T 24155 | 電動摩托車和電動輕便摩托車安全要求 |
34 | GB/T 24156 | 電動摩托車和電動輕便摩托車安全要求 | |
35 | GB/T 24157 | 電動摩托車和電動輕便摩托車安全要求 | |
36 | GB/T 24158 | 電動摩托車和電動輕便摩托車安全要求 | |
37 | QC/T 791 | 電動摩托車和電動輕便摩托車安全要求 | |
38 | QC/T 792 | 電動摩托車和電動輕便摩托車安全要求 | |
39 | 充電相關標準 | GB/T 18487.1 | 電動車輛傳導充電系統 一般要求 |
40 | GB/T 18487.2 | 電動車輛傳導充電系統 電動車輛與交流/直流電源的連接要求 | |
41 | GB/T 18487.3 | 電動車輛傳導充電系統 電動車輛交流/直流充電機(站) | |
42 | GB/T 20234 | 電動汽車傳導充電用插頭、插座、車輛耦合器和車輛插孔通用要求 | |
43 | QC/T 841 | 電動汽車傳導式充電接口 | |
44 | QC/T 842 | 電動汽車電池管理系統與非車載充電機之間的通信協議 | |
45 | GB/T 20234.1 | 電動汽車傳導充電充電連接裝置第1部分:通用要求 | |
46 | GB/T 20234.2 | 電動汽車傳導充電充電連接裝置第2部分:交流充電接口 | |
47 | GB/T 20234.3 | 電動汽車傳導充電充電連接裝置第3部分:直流充電接口 | |
48 | GB/T 29781 | 電動汽車充電站通用要求 | |
49 | 關鍵部件標準 | GB/T 18332.1 | 電動道路車輛用鉛酸蓄電池 |
50 | GB/T 18332.2 | 電動道路車輛用金屬氫化物鎳蓄電池 | |
51 | GB/Z 18333.1 | 電動道路車輛用鋰離子蓄電池 | |
52 | GB/Z 18333.2 | 電動道路車輛用鋅空氣蓄電池 | |
53 | QC/T 741 | 車用超級電容器 | |
54 | QC/T 742 | 電動汽車用鉛酸蓄電池 | |
55 | QC/T 743 | 電動汽車用鋰離子蓄電池 | |
56 | QC/T 744 | 電動汽車用金屬氫化物鎳蓄電池 | |
57 | QC/T 840-2010 | 電動汽車用動力蓄電池產品規格尺寸 | |
58 | GB/T 18488.1 | 電動汽車用電機及其控制器第1部分:技術條件 | |
59 | GB/T 18488.2 | 電動汽車用電機及其控制器第2部分:試驗方法 | |
60 | GB/T 29307 | 電動汽車用驅動電機系統可靠性試驗方法 | |
61 | QC/T 893 | 電動汽車驅動電機及其控制系統的故障模式及分類 | |
62 | GB/T 24347 | 電動汽車DC/DC變換器 |
純電動汽車和燃料電池電動汽車在本質上是一種零排放汽車,一般無直接排放污染物,間接污染物主要產生于非可再生能源的發電與氫氣制取過程。其污染物可以采取集中治理的方法加以控制;混合動力電動汽車在純電動行駛模式下同樣具有零排放的效果,同時由于減少了燃油消耗,CO2排放可降低30%以上。另外,電動汽車比同類燃油車輛噪聲也低5分貝以上,大規模推廣電動汽車將大幅度降低城市噪音。
據測算,傳統燃油從開采到汽車利用的平均能量利用率僅為14%左右,采用混合動力技術后,能量利用率可以提高30%以上。純電動汽車可以利用電網夜間波谷充電,提供了電網的綜合效率。
我國已探明的石油儲量僅占世界石油儲量的2~3%,從1993年我國成為石油進口國。目前,我國交通運輸約占石油總消耗的一半。由于電動汽車具有能源來源多元化的特點,各種可再生能源可以轉化為電能或氫能加以有效利用;同時,利用電網對電動汽車進行充電,增加了電力在交通能源領域中的應用,減少了對石油資源的依賴,優化了交通能源構成。
電動汽車技術當前的發展狀況表現為:純電動汽車技術成熟,在特定區域推廣應用;混合動力汽車技術漸趨完善,進入商業化推廣階段;燃料電池汽車技術處于新的突破前期,正在成為新的研發重點。
純電動汽車技術逐步成熟,并在美、日、歐等國家得到商業化的推廣應用。
混合動力汽車因兼顧了純電動汽車和傳統汽車的優越性以及可保證(以較低的代價)從傳統汽車產業向新能源汽車產業的平穩過渡而受到各國、各大公司的高度重視,并隨著技術的日趨成熟,已經進入商業化推廣應用階段。
在燃料電池電動汽車方面,國外企業界紛紛組成強大的跨國聯盟,以期達到優勢互補的目的,如日本豐田與美國通用公司,日本東芝公司與美國國際燃料電池公司,雷諾汽車公司與意大利De Nora公司分別組成聯盟開發燃料電池電動汽車。
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