對(duì)于大多數(shù)汽車(chē)維修人員來(lái)說(shuō),也許覺(jué)得新能源汽車(chē)離我們很遙遠(yuǎn)。但新能源汽車(chē)發(fā)展的速度超乎我們的想象。我們的維修師傅,見(jiàn)證了柴油車(chē)從國(guó)II、國(guó)III到國(guó)IV再到現(xiàn)在的國(guó)V的發(fā)展歷程!對(duì)于柴油機(jī)方面維修也有了自己獨(dú)到的見(jiàn)解。但是一旦遇到新能源車(chē)子卻犯了糊涂。對(duì)于混合動(dòng)力,燃料電池,插電式,純電動(dòng)這些概念,也有些傻傻分不清的感覺(jué)。 其實(shí)簡(jiǎn)單的說(shuō)就3條技術(shù)路線:純電動(dòng)、燃料電池、混合動(dòng)力這三種。接下來(lái)小軌來(lái)帶大家揭開(kāi)這個(gè)新能源汽車(chē)的面紗! 簡(jiǎn)介 傳統(tǒng)汽車(chē)與新能源汽車(chē)結(jié)構(gòu)對(duì)比: 純電動(dòng) 純電動(dòng)汽車(chē)(Battery Electric Vehicle ,簡(jiǎn)稱(chēng)BEV),它是完全由可充電電池(如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池)提供動(dòng)力源的汽車(chē)。雖然它已有134年的悠久歷史,但一直僅限于某些特定范圍內(nèi)應(yīng)用,市場(chǎng)較小。主要原因是由于各種類(lèi)別的蓄電池,普遍存在價(jià)格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時(shí)間長(zhǎng)等嚴(yán)重缺點(diǎn)。 技術(shù)難點(diǎn) 電動(dòng)汽車(chē)的困難是目前蓄電池單位重量?jī)?chǔ)存的能量太少,還因電動(dòng)車(chē)的電池較貴,又沒(méi)形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模,故購(gòu)買(mǎi)價(jià)格較貴,至于使用成本,有些試用結(jié)果比汽車(chē)貴,有些結(jié)果僅為汽車(chē)的1/3,這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠?、電價(jià)格?,F(xiàn)階段電池的容量還達(dá)不到需要,續(xù)航能力還達(dá)不到全天候的應(yīng)用。 燃料電池 燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置,又稱(chēng)電化學(xué)發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。由于燃料電池是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)把燃料的化學(xué)能中的吉布斯自由能部分轉(zhuǎn)換成電能,不受卡諾循環(huán)效應(yīng)的限制,因此效率高; 另外,燃料電池用燃料和氧氣作為同時(shí)沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)部件,故沒(méi)有噪原料,排放出的有害氣體極少;聲污染。由此可見(jiàn),從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來(lái)看,燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)。 技術(shù)原理 燃料電池其原理是一種電化學(xué)裝置,其組成與一般電池相同。其單體電池是由正負(fù)兩個(gè)電極(負(fù)極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質(zhì)組成。不同的是一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部,因此,限制了電池容量。而燃料電池的正、負(fù)極本身不包含活性物質(zhì),只是個(gè)催化轉(zhuǎn)換元件。 因此燃料電池是名符其實(shí)的把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。電池工作時(shí),燃料和氧化劑由外部供給,進(jìn)行反應(yīng)。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入,反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除,燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。 混合動(dòng)力 混合動(dòng)力就是指汽車(chē)使用汽油驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式。優(yōu)點(diǎn)在于車(chē)輛啟動(dòng)停止時(shí),只靠電機(jī)帶動(dòng),不達(dá)到一定速度,發(fā)動(dòng)機(jī)就不工作,因此,便能使發(fā)動(dòng)機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài),動(dòng)力性好,排放量很低。而且電能的來(lái)源都是發(fā)動(dòng)機(jī),只需加油即可。 隨著世界各國(guó)環(huán)境保護(hù)的措施越來(lái)越嚴(yán)格,替代燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的方案也越來(lái)越多,例如氫能源汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)等。但目前最有實(shí)用性?xún)r(jià)值并已有商業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)的模式,只有混合動(dòng)力汽車(chē)。混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵是混合動(dòng)力系統(tǒng),它的性能直接關(guān)系到混合動(dòng)力汽車(chē)整車(chē)性能。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展,混合動(dòng)力系統(tǒng)總成已從原來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展,即集成化混合動(dòng)力總成系統(tǒng)。 混合動(dòng)力總成以動(dòng)力傳輸路線分類(lèi),可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。 一是串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng): 串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)一般由內(nèi)燃機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,產(chǎn)生的電能通過(guò)控制單元傳到電池,再由電池傳輸給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,最后通過(guò)變速機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。在這種聯(lián)結(jié)方式下,電池就象一個(gè)水庫(kù),只是調(diào)節(jié)的對(duì)象不是水量,而是電能。電池在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電動(dòng)機(jī)需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié),從而保證車(chē)輛正常工作。這種動(dòng)力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比較多,轎車(chē)上很少使用。 還有一種是只用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛的電動(dòng)汽車(chē)“串聯(lián)方式”。(Series Hybrid)發(fā)動(dòng)機(jī)只作為動(dòng)力源,汽車(chē)只靠電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)只是電動(dòng)馬達(dá),但因?yàn)橥瑯有枰惭b燃料發(fā)動(dòng)機(jī),所以也是混合動(dòng)力汽車(chē)的一種。 二是并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng): 并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)既可以同時(shí)協(xié)調(diào)工作,也可以各自單獨(dú)工作驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況,尤其適用于復(fù)雜的路況。該聯(lián)結(jié)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低。以發(fā)動(dòng)機(jī)為主動(dòng)力,電動(dòng)馬達(dá)作為輔助動(dòng)力的“并聯(lián)方式”(Parallel Hybrid)。這種方式主要以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛,利用電動(dòng)馬達(dá)所具有的再啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大動(dòng)力的特征,在汽車(chē)起步、加速等發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗較大時(shí),用電動(dòng)馬達(dá)輔助驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,只需要在汽車(chē)上增加電動(dòng)馬達(dá)和電瓶。 三是混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng): 混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn)在于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu),兩套機(jī)構(gòu)或通過(guò)齒輪系,或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起,從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)相比,混聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率輸出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜,成本高。 總結(jié) 新能源優(yōu)勢(shì): 1、零排放或近似零排放 2、減少了機(jī)油泄漏帶來(lái)的水污染 3、降低了溫室氣體的排放 4、提高了燃油經(jīng)濟(jì)性 5、提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率 6、運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)噪聲 新能源缺點(diǎn): 1、造價(jià)成本高,前期投入大 2、充電時(shí)間長(zhǎng),續(xù)航能力短 3、產(chǎn)品還不普及維修成本高 4、能源轉(zhuǎn)化率低,自身重量重 5、受溫度影響較大,低溫時(shí)續(xù)航里程大幅縮減 制約電動(dòng)商用車(chē)發(fā)展的最大障礙是電池技術(shù),但是電池技術(shù)的突破需要的遠(yuǎn)不止三兩日的工夫,路漫漫其修遠(yuǎn)兮,尚需上下求索方能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模民用。在未來(lái)的十來(lái)年中傳統(tǒng)卡車(chē)仍將占領(lǐng)主流市場(chǎng),尤其是重卡的長(zhǎng)續(xù)航要求更是純電動(dòng)卡車(chē)短時(shí)間無(wú)法取代的。但是電動(dòng)化終將是不可逆的趨勢(shì),在這個(gè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的過(guò)程中,小軌愿和廣大維修師傅們重復(fù)商用車(chē)電控化升級(jí)的路程,肩并肩、手牽手,一起面對(duì)新挑戰(zhàn)。 |
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