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什么是新能源汽车?新能源汽车有哪些? [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2017-02-23

什么是新能源汽车?

2009年7月1日正式实施《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》对于新能源汽车的解释是这样的:“新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。”简单的说,新能源汽车就是除了汽油、柴油发动机之外所有其它废气排放量较低的能源汽车。

新能源汽车有哪些?

1.纯电动汽车

纯电动汽车(BladeElectricVehicles,简称BEV)是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。

纯电动汽车是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)提供动力源的汽车。虽然它已有134年的悠久历史,但一直仅限于某些特定范围内应用,市场较小。主要原因是由于各种类别的蓄电池,普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。

电动汽车的组成包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

电动汽车电池发展:

电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄电池经过10多年的筛选,现在普遍看好的氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍,其它性能也都优于铅酸电池。但目前价格为铅酸电池的4-5倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍,锂聚合物电池为4倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是很有希望的电池。我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电动汽车其他有关的技术,近年都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有16个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。我国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车,但石油资源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如中国人均汽车持有量达到现在全球水平---每1000人有110辆汽车,我国汽车持有量将成10倍地增加,石油进口就成为大问题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略考虑。

2.燃气汽车

燃气汽车又称为天然气汽车,主要分为液化石油气汽车和压缩天然气汽车两种。燃气汽车主要以天然气为燃料。它的CO排放量比汽油车减少90%以上,碳氢化合物排放减少70%以上,氮氧化合物排放减少35%以上,是较为实用的低排放汽车。燃气汽车已在世界和中国得到了推广应用。

燃气汽车的燃料存储大多是使用的是天然气或者压缩天然气,车用压缩天然气一般被压缩为20-25MPa左右。可将天然气,经过脱水、脱硫净化处理后,经多级加压制得。然后再泵入连接至汽车后部、上部或支架的高压筒形气瓶其使用时的状态为气体。

燃气汽车的发动原理与汽油汽车的原理一致。当天然气汽车发动机启动后,天然气从储气瓶通过软管导入燃料,在发动机附近,天然气将进入压力调节器从而实现降压。将高压气瓶中储存的天然气经过减压后送到混合器中,燃料在四冲程发动机的混合器中与空气混合。传感器和计算机将对燃料和空气的混合气体进行调节,以便火花塞点燃天然气时,燃烧更有效。然后,天然气将进入多点顺序喷射喷轨,该喷轨会将气体引入气缸中,仍然使用原汽油机的点火系统中的火花塞点火。

     燃气汽车的主要技术有:燃料的随车携贮容器(铝基复合材料、碳素纤维玻璃钢材料,重量为钢瓶的30-50%)、储运、加气站的设备与技术;供给系统与混合燃烧技术;燃气喷射系统及闭环控制技术;内燃机上广泛采用的电控喷射技术、增压中冷技术、四气门技术、稀薄燃烧技术等,以减少较汽油机带来的功率损失(不大于10%)。

燃气汽车主要有液化天然气汽车(简称LPG汽车或LPGV)和压缩天然气汽车(简称CNG汽车或CNGV)。顾名思义,LPG汽车是以液化石油气为燃料,CNG汽车是以压缩天然气为燃料。

燃气汽车是清洁燃料汽车。燃气汽车的排放污染大大低于以油为燃料的汽车,产生的一氧化碳、臭氧和能生成烟雾的可反应烃等有害物质少,点燃天然气需要更高的温度和浓度。燃气汽车的CO排放量比汽油车减少90%以上,碳氢化合物排放减少70%以上,氮氧化合物排放减少35%以上,CO2少20~30%,噪音降低40%,尾气中不含硫化物和铅和苯。而且天然气是无毒、不致癌、无腐蚀性的气体,所以天然气比汽油更安全。大大减轻了对环境的污染,故当之不愧地被称为“洁净能量”,燃气汽车的推广应用被称为“绿色革命”。是较为实用的低排放汽车。许多国家已将发展天然气汽车作为一种减轻大气污染的重要手段。

抗爆震性好,辛烷值达103-110,远高于汽油,有利于增大燃气压缩比,提高发动机的动力性能。

燃料以气态进入气缸,燃烧较充分,热效率高,积炭少,这使发动机的大修期延长30—40%,使润滑油更换周期延长50%,降低

了维护费用和运行成本。

采取了多项有效的的技术措施和设施,使燃气在完全密闭的系统中运行,比汽油安全、如LPG汽车从投入使用未见爆炸记录。

天然气资源丰富,价格便宜,具体经济指标须视当地天然气或LPG供应价与汽油价格之差而定,以LPG为例。大体上说,可使汽车用户省10—15%的燃料费,而对于LPG充气站的投资者来说,约1年能收回全部投资,推广LPG汽车是一项可以得到回报的投资行为,并不象附加尾气净化器或增加电喷反馈控制功能那样是单纯的消费支出、增加购置成本而无回收机会。对于燃气供应商而言,汽车应用燃气等于新开拓了一个规模庞大的销售面。供一辆公共汽车的LPG量相当于供50—70户居民用气量,而且前者经营成本低、利润高。

3.燃料电池汽车

燃料电池汽车(Fuel cell vehicles (FCV))

是电动汽车的一种,其核心部件燃料电池的电能是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能。

燃料电池汽车的工作原理是,使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中,与大气中的氧发生化学反应,产生出电能发动电动机,由电动机带动汽车中的机械传动结构,进而带动汽车的前后万象轴、后桥等行走机械结构,转动车轮驱动汽车。

核心部件燃料电池采用的能源间接来源是甲醇、天然气、汽油等烃类化学物质,通过相关的燃料重整器发生化学反应间接地提

取氢元素;直接来源就是石化裂解反应提取的纯液化氢。

燃料电池的反应结果将会产生极度少的二氧化碳和氮氧化物,这类化学反应除了电能外的副产品主要产生水,因此燃料电池汽

车被称为绿色的新型环保汽车。燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。

燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带着纯氢燃料,另外一些车辆有可能装有燃料重整器,能将烃类燃料转化为富氢气体。

单个的燃料电池必须结合成燃料电池组,以便获得必需的动力,满足车辆使用的要求。

4.混合动力汽车

混合动力汽车(HybridElectricVehicle,HEV)是指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同,形成了多种分类形式。混合动力车辆的节能、低排放等特点引起了汽车界的极大关注并成为汽车研究与开发的一个重点。

A、根据混合动力驱动的联结方式,混合动力系统主要分为以下三类:

一是串联式混合动力系统(SeriesHybrid)。串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电,产生的电能通过控制单元传到电池,再由电池传输给电机转化为动能,最后通过变速机构来驱动汽车。在这种联结方式下,电池就象一个水库,只是调节的对象不是水量,而是电能。电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节,从而保证车辆正常工作。这种

动力系统在城市公交上的应用比较多,轿车上很少使用。

二是并联式混合动力系统(ParallelHybrid)。并联式混合动力系统有两套驱动系统:传统的内燃机系统和电机驱动系统。两个系统既可以同时协调工作,也可以各自单独工作驱动汽车。这种系统适用于多种不同的行驶工况,尤其适用于复杂的路况。该联结方式结构简单,成本低。本田的Accord和Civic采用的是并联式联结方式。

三是混联式混合动力系统。混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构,两套机构或通过齿轮系,或采用行星轮式结构结合在一起,从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。与并联式混合动力系统相比,混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。此联结方式系统复杂,成本高。Prius采用的是混联式联结方式。

B、根据在混合动力系统中,电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重,也就是常说的混合度的不同,混合动力系统还可以分为以下四类:

一是微混合动力系统。代表的车型是PSA的混合动力版C3和丰田的混合动力版Vitz。这种混合动力系统在传统内燃机上的启动电机(一般为12V)上加装了皮带驱动启动电机(也就是常说的Belt-alternatorStarterGenerator,简称BSG系统)。该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机,用来控制发动机的启动和停止,从而取消了发动机的怠速,降低了油耗和排放。从严格意义上来讲,这种微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车,因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里,电机的电压通常有两种:12v和24v。其中24v主要用于柴油混合动力系统。

二是轻混合动力系统。代表车型是通用的混合动力皮卡车。该混合动力系统采用了集成启动电机(也就是常说的IntegratedStarterGenerator,简称ISG系统)。与微混合动力系统相比,轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止,还能够实现:(1)在减速和制动工况下,对部分能量进行吸收;(2)在行驶过程中,发动机等速运转,发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在20%以下。

三是中混合动力系统。本田旗下混合动力的Insight,Accord和Civic都属于这种系统。该混合动力系统同样采用了ISG系统。与轻度混合动力系统不同,中混合动力系统采用的是高压电机。另外,中混合动力系统还增加了一个功能:在汽车处于加速或者大负荷工况时,电动机能够辅助驱动车轮,从而补充发动机本身动力输出的不足,从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高,可以达到30%左右,技术已经成熟,应用广泛。

四是完全混合动力系统。丰田的Prius和未来的Estima属于完全混合动力系统。该系统采用了272-650v的高压启动电机,混合程度更高。与中混合动力系统相比,完全混合动力系统的混合度可以达到甚至超过50%。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。

车载动力源有多种:蓄电池、超级电容、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组,当前混合动力汽车一般是指内燃机车发电机,再加上蓄电池的汽车。

 
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