第11章新型汽车发动机要点.ppt

教学目标与要求 理解电动汽车的特点、分类、基本结构与工作原理 理解燃气汽车的特点、分类、基本结构与工作原理 理解太阳能汽车的特点、工作原理与基本结构 理解直接喷射式汽油机的特点、工作原理与基本结构 11.1 电动汽车 11.1.1 电动汽车的特点 1. 电动汽车能广泛地利用各种能源 2. 能量的利用率高，节约能源 3. 电动汽车是零排放汽车 4. 结构简单和维修使用方便 11.1.2 电动汽车的类型 根据所使用的基本动力能源不同，电动汽车大致可分为三类：蓄电池电动汽车Electric Vehicle（EV）、混合动力电动汽车Hybrid Electric Vehicle（HEV）、燃料电池汽车Fuel Cell Electric Vehicle（FCEV）。 蓄电池电动汽车（EV） 蓄电池电动汽车是指利用蓄电池作为动力、在市区街道或城间公路上行驶的用电动机驱动的汽车，不包括无轨电车及在车站、码头或厂内使用的电动叉车和普通的电瓶车。 混合动力电动汽车（HEV） 混合动力电动汽车是将电力驱动与辅助动力驱动结合起来，充分发挥二者各自的优势及二者相结合产生的优势的车辆。辅助动力可以采用燃烧某种燃料的原动机或动力发电机组。 燃料电池电动汽车（FCEV） 采用燃料电池作为电源的电动汽车称为燃料电池电动汽车。 11.1.3 蓄电池电动汽车的基本结构与工作原理 1. EV的基本结构 ? 蓄电池电动汽车的结构方框图如图所示。与普通燃油汽车相比较，蓄电池电动汽车主要由电池组、控制系统、驱动系统及安全保护系统等组成。 电 池 组 电池组是蓄电池电动汽车的能源，电池性能的优劣直接影响蓄电池电动汽车的行驶性能。目前在EV上，一般以各种不同的蓄电池组成动力电池组，用周期性的充电来补充电能。动力电池组是EV的关键装备，它储存的电能、质量和体积，对EV的性能起决定性影响，是目前制约EV发展的瓶颈。 电 池 组 电 池 组 目前电动汽车广泛应用的电池有： 1、铅酸蓄电池 2、镍-氢蓄电池 3、镍-镉蓄电池 电池组的结构 电池组若干单体电池组成，每个单体电池都是由正极板、负极板、装在正极板和负极板之间的隔板、电解质和正负接线柱组成 控 制 系 统 EV的控制系统主要是对于动力电池组的管理和对电动机的控制。 图示是交流异步电动机的控制系统。 驱 动 系 统 EV的驱动系统有集中驱动系统和轮毂驱动系统两大驱动系统。 集中驱动系统 由两个永磁电动机组成的双电动机驱动系统 轮毂驱动系统 安全保护系统 EV的动力电池组具有96～312V的高压直流电，人身触电时会造成致命的危险。因此必须设置安全保护系统，确保人员安全。另外在撞车、翻车或线路发生短路时，应有应急处理装置，因此EV必须配备电气装置的故障自检系统和故障报警系统，在电气系统发生故障时自动控制EV不能起动等，及时防止故障的发生。 2. EV的工作原理 电动汽车的工作状态经各种传感器检测后转化为电信号，并把这些电信号送入中央控制器，经中央控制器处理后发出驱动信号，控制逆变器的工作状态，从而达到对电动汽车工况的控制。 11.1.4 混合动力电动汽车的基本结构与工作原理 在电动汽车的能源系统中，目前还没有一种能源能够使电动汽车的性能完全与燃油汽车相匹敌，其主要原因在于这些能源系统不能提供足够高的比能量和比功率。为了解决这个问题，人们在电动汽车上加入辅助动力单元。这就构成了目前所说的混合动力电动汽车。 HEV的基本结构 混和动力电动汽车是在蓄电池电动汽车的基础上加入辅助动力单元组成，其基本结构包括电池组、辅助动力系统、控制系统、驱动系统及安全保护系统。 电池组、控制系统、驱动系统及安全保护系统基本与蓄电池电动汽车相同。 辅助动力系统实际上是一个动力发电机组或某种原动机。原动机可以是内燃机、燃气轮机等热机。 混和动力电动汽车的分类 串联式混合动力汽车Series Hybrid Electric Vehicle（SHEV） 并联式混合动力汽车Parallel Hybrid Electric Vehicle（PHEV） 混联式（串、并联式）混合动力汽车Split Hybrid Electric Vehicle（PSHEV） 串联式混合动力汽车的结构与原理 并联式混合动力汽车的特点 并联式混和动力汽车的结构简图 1-发动机 2-电动/发电机 3-机械传动系统 4-驱动电动机 5-逆变器 6-蓄电池组 混联式混合动力汽车的特点 混联式混和动力汽车的结构简图 1-发动机 2-电动