混合动力电动汽车和电动汽车的市场开发
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混合动力电动汽车和电动汽车的市场开发

为应对节能趋势,汽车工业开发了混合动力电动汽车和电动汽车。混合动力电动汽车和电动汽车属于目前绿色汽车开发的两大趋势。根据他们的设计理念和结构差异,实际上,HEV和EV可以各自细分为不同的类型。
出版日期:2021年5月26日
混合动力电动汽车和电动汽车的市场开发

混合动力汽车的基本结构是发动机+电动机两个动力系统,再加上控制模块、电池组等。根据电力系统的匹配方式,可分为串联、并联、串并联三种类型。

混合油电动力系统分类方法一:串联

串联混合动力车 - 车辆主要由电动机驱动,发动机仅用于发电和充电。

串联混合动力设计主要由电动机驱动,发动机的工作速度通常低于电机的工作速率,因此仅用于驱动发电机以产生电力,同时提供电动机操作所需的电力充电电池组。这种设计更接近EV电动车辆的基础,不同之处在于它具有比EV电动车在电动车上更多的发电机组(发动机)。

系列混合动力车辆仅由电机驱动,因此其电机规格较高,更大。这种设计的优点是控制驱动力的方式相对简单。就像一辆电动车一样,它只需要控制电流,它不需要配备像传统发动机汽车这样的变速箱。另一个优点是发动机仅负责稳定的操作和发电,因此更容易控制其污染水平,发动机配置位置也更加灵活。

而串联混合动力设计的缺点是,发动机仅用于发电和充电,能量利用效率低,对整车性能没有贡献。串联式混合动力设计目前主要用于大型车辆,如混合动力客车。

混合油电系统分类方法2:并联式

并联式混合动力发动机直接与电动机相连。发动机是主要动力,电动机是辅助动力。

并联式混合动力设计的特点是发动机和电机直接连接,功率输出在同一轴上。在本设计中,发动机是驱动车辆的主要动力系统,电动机是辅助的。由于电机只是一个辅助位置,它大多是一个小功率、小型化的电机,电机也是一个发电机。

并联混合动力设计基于传统发动机的电力系统。优点是在发动机和齿轮箱之间仅添加盘形电动机。机械结构没有太大改变,更容易实现。添加电动机可以提高一些舒适性(如安静),但缺点是电动机不提供更多的功率辅助,并且在提高性能方面具有有限的益处。它属于轻度混合的设计。

混合动力电力系统分类方法3:串联平行

系列并联混合动力 - THS(丰田混合系统)系统使用行星齿轮机构连接发动机,1号电机和发电机(MG1),以及2号电机和发电机(MG2)。三个电力系统,并根据复杂的PCU控制系统协调这三个电源,以更有效地驱动车辆。

因为有多达三个电源组成混合动力系统,汽车必须的两个角色之间频繁切换汽车驾驶车辆或发电机充电电池组根据情况,最大的挑战在于PCU控制系统的能力。是否胜任,否则会引起其他问题。

EV电动车辆分类:纯电动汽车

如名称所暗示的,电动车辆是由电动机驱动的车辆,电池作为能量源。英文名称是电动汽车,或电动车辆,或短路。然而,实际上,由电动机驱动的所谓电动车具有以下主要类别:

纯电动汽车只配备电池,电池是汽车行驶的唯一能源。这种车辆也被称为纯电动汽车,简称bev。(电池组还必须通过充电线连接到外部电源。)

电动汽车的EV分类:插入式电动车辆

插入式混合动力电动车辆,称为PHEV应属于HEV混合动力电动车的类别。它还具有两个动力系统,发动机和电动机,但它具有比HEV混合动力电动车辆的一组电力系统。充电插头可以使用独家充电器,充电站,甚至是家用插座充电汽车上的电池组。在大都市区通勤时,可以在纯电动模式下驱动。在介质和长距离中,发动机是电力的主要电源,由电动机补充,就像HEV混合动力汽车的操作模式一样。其电池组容量小于纯电动车辆,但大于HEV。

增程发动机EV可以用奥迪A1 e-Tron代表。虽然车辆完全由一个电机驱动,它也配备了一个小位移转子发动机,这是设计来充电的电池组。它可以增加里程,因为更多的设计,所以它被称为增程发动机电动车。

EV电动车辆分类:氢气燃料电池电动车

氢燃料电池电动车用电动车用作电源,也称为燃料电池电动车(FCEV)。氢气燃料电池使用氢气或氢气的物质和空气中的氧气来产生电,然后使用电力驱动电动机以驱动车辆。燃料电池普及的阈值在于储存和补充氢气,氢的生产也需要能量消耗和碳排放。

太阳能电动汽车利用太阳能电池板发电,并驱动发动机来驱动汽车。这种看似纯天然的能源获取方式完全受天气条件的影响。

终极绿色汽车 - 纯电动汽车

纯电动汽车具有零油耗、零污染、低噪音等优点,被视为后石油时代的一种交通工具。然而,电池技术包括体积缩小、容量最大化、快速充电技术等仍需更多关键性突破。否则,它们将永远停留在超重、体积过大、耐力和能量补给速度等障碍上,需要技术突破才能普及。

混合动力电动汽车已成为国际趋势,中国的电动汽车发展优势也将多元化

得益于中国新版新能源汽车积分体系和欧洲、美国、日本市场的拓展,油电混合动力汽车的市场商机备受关注。

中国政府在6月宣布了一个新的积分制度,汽油 - 电动混合动力车辆的重要性大大增加。最初,汽油 - 电动混合动力汽车被认为是中国的传统车辆,并没有资格获得积分。但是,在新系统下,他们开始具有积分的市场价值。此外,大众汽车还宣布,2020年,其主流汽车将开始引进混合系统,这将扩大电池行业从中高端汽车到流行的汽车。当电动汽车仍然需要克服充电环境的基础设施问题时,传统的汽油车已经开始掀起一波混合动力奇偶阶段。

混合动力市场目前分为两大主流,即欧洲的温和/微混合动力和日本汽车制造商的强混合动力。从各国的发展来看,混合动力市场的主要动力仍然来自于逐年严格的排放规定。在48V微混合动力系统方面,预计欧洲将在2020年至2021年全面实施二氧化碳排放不超过95g/km的严格限制,特别是针对销量较大的中型主流汽车。

由于欧洲汽油电动混合动力系统的速度缓慢,当专利和成本不利时,选择汽油车作为主要结构,结合更薄的微杂交/光混合形式,以实现最基本的排放标准要求,有效地控制电力系统的成本。目前,汽油 - 电动混合动力系统已逐渐扩展到主流模型。

而日本则以全混合动力为主。日本将形成一个由强大的混合动力汽车甚至插电式混合动力汽车(phev)主导的市场。主要原因是开发投资相对较早,使整车整体成本能够保持在中档价格。此外,随着电池价格的下降,日本汽车制造商也逐渐从镍氢电池转向锂电池。加上充电环境的改善,他们最近积极地将一些强大的混合动力转向插电式混合动力系统。

近年来,我国也开始关注汽油车的节油率。中国政府计划从2015年到2020年将平均油耗从6.9升/100公里降低到5升/100公里。新能源汽车将成为满足油耗和排放要求的关键。中国开发新能源汽车已经很长时间了,但在补贴数量的引导下,大部分是纯电动汽车。混合动力将成为欧洲、美国和日本市场的主要车型,增长率将超过纯电动汽车。中国能否跟上新的积分制度驱动的混合动力的趋势,也将是未来关注的焦点。

混合动力汽车的整体电池消耗增长了近50%,汽车制造商将优先考虑锂电池

在电池系统方面,虽然一些汽车制造商已经开发了12V或48V的微型混合动力系统,但48V的设计可以支持轻度混合动力。整体电池设计仍保留12V电池,只有在负载较大时才会切换。进入48V来驱动,如空调压缩机。对于12V以上电压系统的混合动力汽车,可以选择铅酸电池和锂电池。铅酸蓄电池成本低,但占用空间较大。为了实现轻量设计,大多数汽车制造商将优先使用12V以上电压的锂电池。受12V以上油电混合动力汽车持续增长驱动,2019年油电混合动力汽车(不含12V铅酸锂和镍氢电池)电池总消耗量同比增长49%。

出版日期:2021年5月26日 来源 :Mook.来源:能量训练

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