汽车概论第2版李育锡电子课件汽车概论5章节.ppt

第五章 新能源汽车 第一节 电动汽车 第二节 燃气汽车 第三节 醇类汽车 第四节 氢燃料汽车 第五节 生物柴油汽车 第一节 电动汽车 一、蓄电池电动汽车 蓄电池电动汽车由底盘、车身、蓄电池组、电动机、控制器等部分组成。由于电动机具有良好的牵引特性，因此蓄电池电动汽车的传动系统通常不需要离合器和变速器。车速控制由控制器通过改变电动机的转速即可实现。 1．蓄电池 电动汽车对蓄电池的主要要求如下： （1）比能量高。 （2）比功率大。 （3）循环寿命长。 （4）高低温性能好、环境适应性强。 （5）安全性好。 （6）价格低廉。 （7）绿色、环保。 从已经达到的指标和发展看，一般认为新型铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池等是最有潜力的电动汽车动力电池。但在比能量、比功率、快速添加能量(充电)和售价等方面与内燃机汽车相比差距较大。还需要走过一段艰巨的路程。 2．驱动电机 电动汽车用电动机的主要性能要求是：使用寿命长、输出转矩与转动惯量之比大、过载系数高、高速操纵性能好、少维修或不维修、外形尺寸小、自身质量轻、容易控制以及成本低廉。 3．电驱动的结构形式 根据传动系统的组成不同，电驱动的结构形式有以下六种不同的方案。 4．纯电动汽车的性能参数 在国家的大力倡导和资助下，我国电动汽车的发展速度很快，综合性能有了很大的提升，已经能够满足人们大多数情况下的出行和生活需求。下面列举5款国内生产的纯电动汽车的性能参数供参考。 二、燃料电池电动汽车 燃料电池是通过电化学反应将燃料的化学能直接转变为电能的高效率发电装置。1839年英国物理学家廉·格拉夫爵士成功地实现了电解水的逆反应，即由氢气和氧气结合而产生电流，这种装置称为燃料电池。 1．燃料电池的基本工作原理 水的电解反应： 2H2O+电流→2H2+O2 燃料电池的反应： 2H2+O2→2H2O+电流 热力发动机的能量转换方式是将燃料燃烧产生的热能转换为机械能，热效率比较低，约为12％～15％。燃料燃烧后所排放的废气对环境造成污染。 燃料电池能量转换效率要高得多，可达到50％～55％左右。燃料电池在将燃料能转化为电能的过程中，不需要复杂的机械传动装置，不需要润滑剂，没有振动与噪声。 2．燃料电池的燃料 氢气是燃料电池最佳燃料，直接使用氢可以使燃料电池辅助系统大大简化，效率提高，无排放污染。但目前氢的制取工艺较复杂，成本也较高。若将氢气储存在车载压缩罐内，则压缩罐的体积大，续驶里程短；若将氢气低温液化，采用液态储带，则难度大、费用高。 甲醇和汽油都是碳氢化合物，通过重整器可将甲醇和汽油中的氢转化出来，再送入燃料电池转换成电能，这比直接携带氢气更为方便和经济。 3．燃料电池电动汽车的工作原理 燃料电池电动汽车主要由燃料、燃料电池、控制系统、驱动系统以及蓄电池组等部分组成。 三、混合动力电动汽车 由于蓄电池电动汽车的续驶里程、充电时间、使用寿命和价格等方面的问题，以及燃料电池电动汽车在技术方面的问题，使得电动汽车的性价比无法与传统的内燃机汽车相抗衡。在这种情况下，融合内燃机汽车和电动汽车优点的混合动力电动汽车应运而生。 1．串联式混合动力电动汽车 发动机输出的机械能通过发电机转化为电能，转化后的电能一部分经由电动机和传动装置驱动车轮，另一部分用来给蓄电池充电。 2．并联式混合动力电动汽车 发动机通过机械传动装置与驱动桥相连，电动机通过动力复合装置也与驱动桥相连，汽车可由发动机和电动机共同驱动或各自单独驱动。 3．混联式混合动力电动汽车 发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能由控制器控制，输送给电动机或蓄电池，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。 四、电能用作汽车能源的主要优点 1．来源非常丰富 2．运行零污染而且噪声小 3．结构简单，维修方便 五、电能用作汽车能源的主要问题 1．能量密度低 2．充电时间长 3．成本高 六、电能在汽车上的应用前景 制约电动汽车发展的主要因素是能量密度和充电时间这两大技术因素。燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车的发展使电