Elektrisko transportlīdzekļu klasifikācijas analīze
un tehniskās īpašības
Elektriskie transportlīdzekļi ir transportlīdzekļi, kurus darbina akumulatori vai citi atjaunojamie enerģijas avoti, atšķirībā no tradicionālajiem iekšdedzes dzinēju transportlīdzekļiem, kuru enerģijas nodrošināšanai tiek izmantotas kurināmā elementi vai elektromotori. Saskaņā ar pašreizējo tehnisko stāvokli un transportlīdzekļu vadīšanas principiem elektriskos transportlīdzekļus var iedalīt trīs veidos: tīri elektriskie transportlīdzekļi (BEV), degvielas elementu elektriskie transportlīdzekļi un hibrīdelektriskie transportlīdzekļi (HEV).
1. Akumulators elektrisks transportlīdzeklis (BEV)
Tīriem elektriskiem transportlīdzekļiem ir tādas priekšrocības kā nulles emisijas, zems trokšņa līmenis, vienkārša struktūra un nobriedušas tehnoloģijas. Tie ir transportlīdzekļi, kurus pilnībā darbina akumulatori un kurus darbina motori. Transportlīdzekļa motoru braukšanas enerģija nāk no iebūvētām uzlādējamām baterijām vai citām enerģijas uzkrāšanas ierīcēm (tostarp strāvas akumulatoriem). , superkondensators, spararata akumulators utt.).
Transportlīdzekļu enerģija pašlaik galvenokārt izmanto jaudas akumulatorus, tostarp svina-skābes akumulatorus, niķeļa-ūdeņraža baterijas, niķeļa-vara baterijas, nātrija-sēra baterijas, karpu jonu akumulatorus, cinka-gaisa akumulatorus utt.
(1) Tīri elektrisko transportlīdzekļu sistēmas princips un sastāvs
Tīri elektriskos transportlīdzekļus parasti darbina motori. Elektromotoru piedziņas elektriskā enerģija nāk no borta uzlādējamām baterijām vai citām enerģijas uzkrāšanas ierīcēm. Borta enerģija piegādā elektrisko enerģiju piedziņas motoram caur jaudas pārveidošanas ierīci (motora kontrolieri) un virza to darboties. Piedziņas motoru darbina transmisijas ierīce. Riteņi griežas, lai pārvietotu automašīnu.
Tīri elektriskie transportlīdzekļi galvenokārt sastāv no barošanas sistēmas, elektriskās piedziņas sistēmas, palīgsistēmas, virsbūves un šasijas.
(2) Tīri elektrisko transportlīdzekļu veidi
Kā transportlīdzekļa enerģijas avots tiek izmantots viens akumulators: akumulatora īpatnējā enerģija un īpatnējā jauda ir zema, un akumulatora bloka svars un tilpums ir liels.
Papildu barošanas avota uzstādīšana: Papildu barošanas avota (superkondensatora, ģeneratora komplekta, saules enerģijas utt.) uzstādīšana tīri elektriskam transportlīdzeklim var uzlabot tīra elektriskā transportlīdzekļa palaišanas veiktspēju un palielināt braukšanas diapazonu.
(3) Tīri elektrisko transportlīdzekļu darbības princips
Tīri elektriskie transportlīdzekļi izmanto akumulatora enerģiju, lai darbinātu elektromotoru un virzītu riteņus uz priekšu. Enerģijas plūsmas ceļš ir: akumulators → jaudas regulators → elektromotors → spēka pārvades sistēma → dzenošais ritenis. Tostarp akumulators nodrošina strāvu, kas tiek izvadīta uz elektromotoru pēc jaudas regulatora izlaišanas. Elektromotors nodrošina griezes momentu, kas virza riteņus caur transmisijas ierīci, lai realizētu transportlīdzekļa vadību.
2. Degvielas elementu elektriskais transportlīdzeklis (FCEV)
Salīdzinot ar tradicionālajiem elektriskajiem transportlīdzekļiem, kurināmā elementu ķīmiskās reakcijas process nerada kaitīgus produktus, un tam ir augsta efektivitāte, bez piesārņojuma, nulles emisijas un bez trokšņa. Kurināmā elementu transportlīdzekļi parasti izmanto ūdeņradi, metanolu utt. kā degvielu un ģenerē elektroenerģiju ķīmiskās reakcijās, lai darbinātu motoru. Motora radītā mehāniskā enerģija caur mainīga ātruma transmisijas ierīci tiek pārsūtīta uz dzenošajiem riteņiem, tādējādi virzot transportlīdzekli.
(1) Kurināmā elementu transportlīdzekļu pamatstruktūra
Kurināmā elementu transportlīdzeklis (ūdeņraža-elektriskais hibrīds) sastāv no degvielas elementu bloka, elektriskā vilces motora, līdzstrāvas līdzstrāvas, termiskās sistēmas (dzesēšanas), akumulatora bloka un hidrogenēšanas porta. Tas sastāv no tādām apakšsistēmām kā degvielas uzpilde, degvielas tvertne (ūdeņradis), transmisija, jaudas elektroniskais kontrolieris un papildu akumulators.
Kurināmā elementu elektriskajiem transportlīdzekļiem un parastajiem elektriskajiem transportlīdzekļiem būtībā ir vienāda elektriskās piedziņas struktūra. Degvielas šūnu transportlīdzekļi sastāv no četriem pamata moduļiem: barošanas sistēmas, šasijas, automobiļu elektroniskās sistēmas un virsbūves. Energosistēma nodrošina transportlīdzekli ar degvielas elementu sistēmas un elektromotora palīdzību.
Atbilstoši dažādām piedziņas formām to var iedalīt tīrā degvielas šūnu piedziņā un hibrīda piedziņā;
Atbilstoši dažādiem enerģijas avotiem to var iedalīt divos veidos: transportlīdzeklī uzstādīts tīrs ūdeņradis un degvielas reformēšana;
Atbilstoši degvielas elementa nodrošinātās jaudas attiecībai pret kopējo transportlīdzekļa jaudas pieprasījumu, to var iedalīt divos veidos: enerģijas hibrīda tips un jaudas hibrīda tips.
(2) Kurināmā elementu transportlīdzekļu darbības princips
Kurināmā elementa transportlīdzekļa sirds, kurināmā elementu kaudze, nodrošina konteineru, kas paātrina ūdeņraža un skābekļa elektroķīmisko reakciju, pārvēršot ūdeņraža un skābekļa ķīmiskajā reakcijā atbrīvoto enerģiju elektroenerģijā. Degvielas elementa transportlīdzeklī degvielas elementu bloks un akumulators darbojas kopā, lai nodrošinātu enerģiju motoram, kas savukārt nodrošina transportlīdzekli ar jaudu un vada transportlīdzekli. Akumulatoram tas ir pats enerģijas avots. Kurināmā elementu kaudzes enerģijas avots ir ūdeņradis, un tā pašreizējā kopējā uzglabāšanas metode ir izmantot augstspiediena ūdeņraža uzglabāšanas tvertnes.
(3) Degvielas elementu transportlīdzekļi pārvar grūtības
Katalizators: kurināmā elementiem ir jāizmanto reakcijas katalizatori, lai ražotu elektroenerģiju, un reti sastopamais platīns, kas veido katalizatoru, ir dārgs un tam ir ierobežotas rezerves. Tāpēc jaunu katalizatoru izstrāde ir atslēga, lai tieši ietekmētu kurināmā elementu elektrisko transportlīdzekļu attīstību.
Degvielas avots un uzglabāšana: ūdeņraža kurināmā elementiem ir nepieciešams ūdeņradis. Ūdeņradim pašam nav rūpnieciskās ķēdes atbalsta. Ražošana, transportēšana, uzglabāšana un degvielas uzpilde ir ārkārtīgi neērta, dārga un bīstama. Salīdzinājumā ar degvielas transportlīdzekļiem un elektriskajiem transportlīdzekļiem, automašīnām, ūdeņraža degvielas šūnu transportlīdzekļi ir mazāk nobrieduši.
3. Hibrīdais elektriskais transportlīdzeklis (HEV)
Saskaņā ar Starptautiskās elektromehānisko sistēmu komisijas elektrisko transportlīdzekļu tehniskās komitejas ieteikumiem hibrīdelektriskie transportlīdzekļi attiecas uz transportlīdzekļiem, kas kā braukšanas enerģiju izmanto divus vai vairākus akumulatoru enerģijas avotus vai pārveidotājus, no kuriem vismaz divi var nodrošināt elektroenerģiju. To sauc par hibrīda elektrisko transportlīdzekli. Parasti modeļus, kuros ir sajaukta iekšdedzes dzinēja un akumulatora jauda, sauc par hibrīdelektriskajiem transportlīdzekļiem, tas ir, modeļiem, kuros tiek izmantota tradicionālā degviela ar elektromotoru un ģeneratoru, un elektromotors kalpo kā dzinēja palīgspēks, lai uzlabotu zemu ātrumu. jauda un degvielas patēriņš.
Atkarībā no tā, vai transportlīdzeklim ir nepieciešams ārējs uzlādes spraudnis, lai uzlādētu, hibrīdelektriskos transportlīdzekļus var iedalīt no elektrotīkla pieslēdzamos hibrīdtransportlīdzekļos un hibrīdautomobiļos, kurus nevar ielādēt. Hibrīdos elektriskos transportlīdzekļus var iedalīt sērijveida, paralēlajos, hibrīdos un saliktos hibrīdautomobiļos atbilstoši energosistēmas strukturālajām īpašībām.
(1) Sērijas hibrīda elektriskais transportlīdzeklis (SHEV)
Sērijveida hibrīda elektriskā transportlīdzekļa (SHEV) dzinēja mehāniskā enerģija vispirms tiek pārveidota elektriskajā enerģijā caur ģeneratoru. Daļa pārveidotās elektriskās enerģijas tiek izmantota akumulatora uzlādēšanai, bet otra daļa tiek izmantota, lai vadītu riteņus caur piedziņas motoru un transmisijas ierīci.
Sērijveida hibrīdauto uzbūve ir vienkārša, un tā energosistēma sastāv no trim jaudas apakšvienībām: dzinēja, ģeneratora un elektromotora.
Sērijveida hibrīda transportlīdzekļa darbības princips: dzinējs darbina ģeneratoru, lai ražotu elektroenerģiju, un elektriskā enerģija caur kontrolieri tiek pārsūtīta uz akumulatoru vai elektromotoru, bet elektromotors virza transportlīdzekli caur transmisijas mehānismu. Kad slodze ir maza, elektromotors dzen riteņus; ja slodze ir liela, dzinējs darbina ģeneratoru, lai ražotu elektroenerģiju un darbinātu motoru.
(2) Paralēlais hibrīda elektriskais transportlīdzeklis (PHEV)
Riteņu piedziņai tiek izmantots gan paralēlā hibrīda elektriskā transportlīdzekļa (PHEV) dzinējs, gan elektromotors, un to jauda tiek piegādāta riteņiem paralēli. Transportlīdzeklis izvēlas šīs divas jaudas izvades atbilstoši pašreizējiem darba apstākļiem.
Dzinējs un elektromotors parasti dzen riteņus caur dažādiem sajūgiem, un ir trīs darbības režīmi: tikai dzinējs, tikai elektriskā piedziņas sistēma un dzinēja + elektriskās piedziņas sistēmas hibrīda piedziņa. Ja dzinēja jauda ir lielāka par transportlīdzeklim nepieciešamo braukšanas jaudu vai transportlīdzeklis bremzē, elektriskās piedziņas sistēma darbojas ģeneratora stāvoklī, lai uzlādētu akumulatoru.
Paralēlā hibrīda transportlīdzekļa dzinējs var tieši vadīt riteņus caur transmisijas mehānismu, kas ir tuvāks tradicionālajai transportlīdzekļa piedziņas sistēmai. Mehāniskās efektivitātes zudums ir līdzīgs parastajiem transportlīdzekļiem, un to plaši izmanto.
(3) Sērijveida paralēlais hibrīdais elektriskais transportlīdzeklis (SPHEV)
Hibrīds (sērijas paralēlais) hibrīdais elektriskais transportlīdzeklis (SPHEV) apvieno sērijveida hibrīdsistēmu un paralēlo hibrīdsistēmu ar mērķi maksimāli palielināt abu sistēmu priekšrocības un pievienot mehānisko jaudu salīdzinājumā ar sērijveida transmisijas ceļu; salīdzinot ar paralēlo tipu, ir palielināts elektroenerģijas pārvades ceļš.
Hibrīdsistēmai ir divi elektromotori. Atkarībā no braukšanas apstākļiem elektromotoru var vadīt atsevišķi vai arī elektromotoru + dzinēju var vadīt kopā. Turklāt, ja nepieciešams, sistēma var arī ražot elektroenerģiju caur ģeneratoru, braucot ar riteņiem.