電動汽車常見的儲能裝置
㈠ 純電動汽車的主要部件
首先,純電動汽車的能量主要是通過柔性的電線而不是通過剛性聯軸器和轉動軸傳遞的,因此,純電動汽車各部件的布置具有很大的靈活性。
其次,純電動汽車驅動系統的布置不同,如獨立的四輪驅動系統和輪轂電動機驅動系統等,會使系統結構區別很大;採用不同類型的電動機,如直流電動機和交流電動機,會影響到純電動汽車的重量、尺寸和形狀;不同類型的儲能裝置,如蓄電池,也會影響純電動汽車的重量、尺寸及形狀。
另外,不同的能源補充裝置具有不同的硬體和機構,例如,蓄電池可通過感應式和接觸式的充電機充電,或者採用更換蓄電池的方式,將替換下來的蓄電池再進行集中充電。
純電動汽車的結構主要由電力驅動控制系統、汽車底盤、車身以及各種輔助裝置等部分組成。除了電力驅動控制系統,其他部分的功能及其結構組成基本與傳統汽車相同,不過有些部件根據所選的驅動方式不同,已被簡化或省去了。
所以電力驅動控制系統既決定了整個純電動汽車的結構組成及其性能特徵,也是純電動汽車的核心,它相當於傳統汽車中的發動機與其他功能以機電一體化方式相結合,這也是區別於傳統內燃機汽車的最大不同點。
㈡ 汽車的油箱是不是儲能裝置
汽車是我們現在出行的重要工具,近幾年電動汽車的發展比較迅速,所以今天小編就來給你們介紹一下有關電動汽車的小知識,那就是電動汽車儲能裝置的結構類型,除了採用不同的電力驅動系統會對車輛結構產生影響外,採用不同類型的儲能裝置,如不同的蓄電池、燃料電池、超級電容和飛輪動能電池等,也會構成不同的電動汽車結構型式,那麼就一起來了解一下吧。
電動汽車儲能裝置的結構類型
圖2.5(a)所示最常見的一種就是採用純電池供電的電動汽車,該種電動汽車的儲能及控制相對簡單,整車使用動力電池這一種儲能裝置。該種結構的車輛時單一的動力電池供電,在新能源車輛的劃分上,稱之為BEV,就是所說的純電池到鋅空氣電池等等,都屬於動力電池的范疇。採用該種結構的電動車的電池布置相對簡單,電池可以布置在車輛的四周,也可以集中分布在車輛的尾部、前部、底部或者頂部。這種結構對蓄電池要求較為苛刻,一般按照電動汽車的功能和使用工況,要選擇較高比能量和比功率的電池,比能量影響整車的續駛里程,比功率則影響電池的大功率放電性能,因而影響電動汽車的加速性能和爬坡能力。
為了解決一種動力電池不能同時滿足能比功率和比能量的問題,有些電動汽車則是採用了兩種不同的蓄電池,其中一種可以提供高的比能量,而另一種可以提供高的比功率。圖2.5(b)所示的就是兩種電池作為混合能量源的基本結構,這種結構不僅解決了比功率和比能量的矛盾,由於較大比功率電池的存在,而且還可以在車輛的制動能量回收方面起到較為顯著的效果。
電動汽車儲能裝置的結構類型
除了蓄電池外,還可以用燃料電池作為儲能裝置,對於電動汽車來說,燃料電池相當於一個小型的發電機。目前燃料電池的種類較多,常見的就是氫燃料電池。氫燃料電池的原理就是利用可逆的電解過程,在特定的介質和工況下,氫氣和氧氣結合,產生電能和水。目前氫氣的儲存是一個較為麻煩的問題。由於氫氣的液化壓力非常大,而液化溫度又比較低,氫氣很難被液化,因而需要耐高壓的儲存容器。目前氫氣一般是以氣態的形式儲存在一個高壓的車載氫氣罐中,少量以液態氫或金屬氫化物的形式儲存,氧氣則可以直接從空氣中獲得。燃料電池雖然可以提供一種非常高的比能量,但是卻不能回收制動的再生能量,如圖2.5(c)所示,目前這種結構基本上被混合式替代。
為解決燃料電池不能制動再生利用這一缺點,更多的時候使用燃料電池的同時,將蓄電池一同使用。這樣既可以吸收部分燃料電池的多餘能量,更能起到吸收制動再生能量的問題,如圖2.5(d)所示。
燃料電池所需要的氫氣目前不僅以氫氣的形式存在,還以壓縮空氣、液態氫或金屬氫化物的形式儲存,並可由常溫的液態燃料,如甲醇、乙醇或汽油隨車產生。這就需要車輛帶有一個小型的重整器,以便隨時分解甲醇、乙醇或汽油來產生氫氣,供燃料電池使用,如圖2.5(e)所示。
電動汽車儲能裝置的結構類型
超級電容的出現,使電動汽車有了一個新的選擇。超級電容類似於蓄電池,但是其工作原理完全不同。超級電容以物理方式儲存電能。目前也有許多用單純超級電容作為能量源驅動電動的汽車,如圖2.5(f)所示。超級電容是以物理儲存電能的裝置,不存在化學反應,因此可以較大倍率的充放電,而且幾乎不受溫度影響,使用壽命也很大,維護也較為簡單。超級電容的另一個明顯的優勢是對於車輛的制動再生能量的吸收非常好。但是目前超級電容器的使用受到一定的限制,其比能量雖然不算低,但是其可用的比能量不算高,而且其密度較低,佔用空間較大。用超級電容作為動力源的電動汽車一般續駛里程都不長,多數用於公共交通方便。
當超級電容與蓄電池組合使用時,所選的蓄電池必須能夠提供高比能量,因為超級電容本身比蓄電池具有更高的比能量和比功率,由於用在電動汽車上的超級電容相對而言電壓都比較低,要達到與蓄電池相同的電壓需要數量眾多的超級電容器才行,因此,為了平衡電壓,同時也是為了減少電容器的使用數量,一般需要在蓄電池和超級電容器之間加一個DC/DC功率轉換器。圖2.5(g)顯示了用蓄電池和超低級電容作混合能量源的結構。
當超級電容與燃料電池組合使用時,由於燃料電池有較高的比能量和比功率,和超級電容的類似。只要這兩種能量源的電壓匹配,就能組合成一組較為合理的混合能量源結構。而超級電容提供了優良的制動能量回收性能,避免了燃料電池不能制動再生能量回收問題,因此這種結構在燃料電池領域有了新的應用,如圖2.5(h)所示。
電動汽車儲能裝置的結構類型
與超級電容類似,高速飛輪也是一種高比功率和高制動能量回收的儲能器,而且高速飛輪也是一種物理儲能。但是高速飛輪與傳統的低速笨重飛輪是不同的,這種飛輪的重量輕,但是轉速非常高。為了能夠達到高速運轉,而且能量自衰竭率非常低,對高速飛輪的製造有著特殊的要求,這種高速飛輪一般是在一個高真空的密閉容器內高速旋轉。高速飛輪具備兩種特性,超高速飛輪與具有兩種工作模式的電動機轉子相結合,能夠將電能和機械能進行雙向轉換,因此它既是一個發電機,也是一個電動機。當電能轉化為飛輪的動能儲存起來。圖2.5(j)顯示了這種飛輪和蓄電池混合能量源的結構,所選用的電池需具備高比能量。另外,這種混合結構應該在高速飛輪和蓄電池之間加一個AC/DC功率轉換器。
因為目前蓄電池的比能量和比功率還不能完全讓人們滿意,特別是蓄電池的充電方面,不能像普通的燃油汽車一樣隨時加油。為了獲得更長的續駛里程,就出現了一種在蓄電池後面加裝一組傳統燃油發動機帶動的發電機組。車輛以電力驅動,正常用蓄電池提供能量驅動,在蓄電池電能不足時,發動機啟動,帶動發電機給蓄電池充電,以獲得更長的續駛里程。採用這種結構的車輛就是增程式電動汽車,如圖2.5(k)所示。這是在電池還不能完全替代發動機時的一種過渡方案,如果在發動機不啟動的情況下,其就是純粹的一輛由蓄電池驅動的電動汽車。該結構的汽車不能完全實現零排放,但是如果發動機和發電機合理配備,確保發動機以最經濟的工況工作,相對傳統汽車,還是能夠明顯減少排放的。
㈢ 新能源汽車儲能有哪些
新能源汽車主要有純電動汽車,混合動力汽車,燃料電池汽車,太陽能汽車超級電容,汽車燃汽車
㈣ 純電動汽車的結構組成及原理
電動車出了這么久,想必大家都很好奇。下面我將為您介紹純電動汽車的結構和組成原理的知識,讓您對電動汽車有更深入的了解。純電動汽車是指由可充電電池供電,由電動機驅動的汽車。純電動汽車的動力系統主要由動力電池和驅動電機組成,可以從電網獲取電能或更換電池。
純電動汽車的結構和組成原理傳統內燃機汽車主要由發動機、底盤、車身和電氣設備四部分組成。
與燃油車相比,純電動汽車的結構主要增加了電驅動控制系統,取消了發動機。傳動機構發生了變化。根據不同的驅動方式,部分零部件進行了簡化或取消,增加了供電系統、驅動電機等新機構。汽車行駛時,電池輸出的電能通過控制器驅動電機行駛,電機輸出的扭矩通過傳動系統驅動車輪前進或後退。
純電動汽車系統純電動汽車的基本結構比較簡單,主要由動力電池和電機組成。
由於純電動汽車系統功能的變化,純電動汽車由電驅動控制系統、底盤、車身和輔助系統四個新的部分組成。包括主電源系統、驅動電機系統、車輛控制器和輔助系統等。動力電池輸出電能,電機控制器驅動電機運轉產生動力,再通過減速機構將動力傳遞給驅動輪,使電動車行駛。動力電池、變速器和電機電連接;電機、減速器和車輪是機械連接的。純電動汽車結構
一般來說,如果把電動汽車看成一個大系統,系統主要由電驅動子系統、電源子系統和輔助子系統組成。圖3中雙線表示機械連接;粗線表示電氣連接;細線表示控制信號連接;線上的箭頭表示電力或控制信號的傳輸方向。來自加速踏板的信號輸入到電子控制器中,電機輸出的扭矩或速度通過控制功率轉換器來調節。電機輸出的扭矩通過汽車傳動系統帶動車輪轉動。充電器通過汽車的充電介面給電池充電。汽車行駛時,電池通過電源轉換器向電機供電。當電動汽車採用電制動時,驅動電機在發電狀態下運行,車輛的一部分動能反饋給電池進行充電,延長了電動汽車的行駛 里程 ( 查成交價 | 車型詳解 )。電動汽車組成控制原理動力系統動力系統主要包括動力電池、電池管理系統、車載充電器和輔助電源等。動力電池是電動汽車的動力源和儲能裝置。動力電池是電動汽車的動力源。目前,純電動汽車主要是鋰離子電池。電池管理系統實時監控動力電池的使用情況,檢測動力電池的狀態參數,如端電壓、內阻、溫度、電池電解液濃度、電池剩餘容量、放電時間、放電電流或放電深度等,並根據動力電池對環境溫度的要求進行溫度控制,通過限流控制避免動力電池的過充過放,顯示並上報相關參數,其信號流向輔助系統,並隨時在組合儀表上為駕駛員顯示相關信息。車載充電器是將電網的供電系統轉換成給動力電池充電所需的系統,即轉換成交流DC。並根據需要控制其充電電流。輔助電源通常為12V或24V DC低壓電源,主要為動力轉向、制動力調控、照明、空調節、電動車窗等各種輔助用電裝置提供所需能量。
驅動電機系統的電驅動子系統是電動汽車的核心,也是與內燃機汽車最大的區別。驅動系統一般由電子控制器、功率變換器、驅動電機、機械傳動裝置和車輪組成。該驅動系統高效地將蓄電池中儲存的電能轉化為車輪的動能來推進汽車,並能在汽車減速或下坡時實現再生制動。驅動電機系統由驅動電機和驅動電機控制器組成,通過高低壓線束和冷卻管路與整車其他系統電氣散熱連接。驅動系統的作用是將電池中儲存的電能高效地轉化為車輪的動能,進而推進汽車,在汽車減速或下坡時實現再生制動。驅動電機的作用是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪。早期,DC系列電機廣泛應用於電動汽車。這種電機具有「軟」的機械特性,非常適合汽車的行駛特性。然而,隨著電機技術和電機控制技術的發展,DC電機因其換向火花、比功率低、效率低、維護工作量大等缺點,逐漸被無刷DC電機、開關磁阻電機和交流非同步電機所取代。
整車控制器是電機系統的控制中心。它處理所有輸入信號,並將電機控制系統的運行狀態信息發送給車輛控制鋁。根據駕駛員輸入的油門踏板和剎車踏板信號,向電機控制器發出相應的控制指令,對電機進行啟動、加速、減速和制動。當純電動汽車減速下坡滑行時,車輛控制器配合電源系統的電池管理系統產生反饋,使動力電池反向充電。車輛控制器還控制動力電池的充放電過程。與汽車行駛狀況相關的速度、功率、電壓、電流等信息被傳輸到車載信息顯示系統進行相應的數字或模擬顯示。
電機包含一個功能診斷電路。當診斷異常時,它將激活一個錯誤代碼並將其發送給車輛控制器。電機控制系統使用以下感測器來提供電機的工作信息。
電流感測器:用於檢測電機的實際電流;電壓感測器:用於檢測提供給電機控制器的實際電壓;溫度感測器:用於檢查電機控制系統的工作溫度。
系統輔助系統包括車載信息顯示系統、動力轉向系統、導航系統、空調節、照明和除霜裝置、刮水器和收音機等。這些輔助裝置可以提高汽車的機動性和成員的舒適性。
好了,今天,我介紹的純電動汽車結構組成原理和純電動汽車系統的介紹到此結束。不知道大家聽了我的介紹後,對純電動汽車的結構組成原理控制系統有沒有更深入的了解?希望我介紹的能對你有所幫助。如果你想了解更多的電動汽車,來汽車維修技術網,我就在這里等你!
@2019
㈤ 電動汽車最常用的動力儲能裝置是什麼
「電化學蓄電池組」它能在充電時將電能變換為潛在的化學能;放電時將化學能變換為電能。
㈥ 飛輪儲能系統有什麼優點
大家應該見過拖拉機的單缸發動機,側面都有一個大大的鐵盤子,這個就是飛輪,可以利用高速旋轉的慣性能量穩定發動機轉速,獲得平穩動力輸出。
但如今有人想把這個大飛輪用在電動車上,當然,作用不是穩定動力輸出,而是看中了它的儲能特性。
有外媒報道,倫敦大學城市學院與Dynamic Boosting Systems公司合作研發了一項飛輪儲能裝置,即飛輪電池,可以為電動車供電。
你可以把它理解為這就是一個機械電池
簡單來說就是通過電動/發電互逆式雙向電機,以物理的方式實現電能與飛輪機械動能之間的相互轉換和儲存。而我們常說的鋰電池屬於化學電池,將化學能與電能相互轉化。
它的結構也不算復雜,典型的飛輪儲能系統由飛輪本體、軸承、雙向電機、電力轉換器和真空室5個主要組件構成。
飛輪本體是飛輪儲能系統的核心部件,作用是力求提高轉子的極限角速度,減輕轉子重量,最大限度地增加飛輪儲能系統的儲能量,多採用碳素纖維材料製作。
雙向電機在儲能時作為電動機運行,由外界回收能量驅動,加速飛輪旋轉,此時電能轉化為動能;在釋能時,電機又轉變為發電機,飛輪帶動電機發電,向驅動電機供電,完成機械能向電能轉化,在這個過程中飛輪轉速會不斷下降。
電力轉換器是為了提高飛輪儲能系統的靈活性和可控性,並將輸出電能通過調頻、整流或恆壓等變換為滿足負荷供電要求的電能。
真空室的主要作用是提供真空環境,降低飛輪旋轉時的風阻損耗。
軸承的性能直接影響飛輪儲能系統的可靠性、效率和壽命。飛輪儲能系統多採用磁懸浮系統,減少電機轉子旋轉時的摩擦,降低機械損耗,提高儲能效率。
聽起來好像很新奇,但其實這項技術早在上世紀八十年代初就已經出現了,當時瑞士Oerlikon工程公司,成功研製出了一輛完全由飛輪驅動的公共汽車。
你可能會好奇,飛輪電池的功率有多大?
在2007年保時捷也曾研究過飛輪電池,並在2009年將這一技術用在了勒芒911 GT3 RHybrid賽車上,當時副駕駛座椅下面安裝了一套飛輪儲能系統,它的重量才103磅(約46.7kg)。
在全速下,飛輪的轉速可以接近4,0000rpm ,16英寸直徑的飛輪可以提供0.2kWh的能量。不要看它容量很小,但功率很大,它可以提供163馬力(約120kW)長達6秒的功率輸出,而且可以頻繁的快速充放電,這為當時的911贏得了不少比賽時間。
因為正常情況下,賽車在激烈駕駛中急加速或急減速都會有極大的功率輸入或輸出,而大功率對化學電池壽命都有極大的損傷,據說在一場24小時的紐伯格林比賽中,電池就要更換三次。
而採用飛輪電池則無需換電池,在無需維護的情況下能夠使用25年,反復充放電100萬次也不會出現損耗。而且可以說它幾乎沒有功率限制,類似超級電容,可以快速充放電。
另外飛輪電池吸收剎車動能的效果也優於化學電池,比如一般車輛減速度只有0.3g,而飛輪電池能讓賽車減速度達到1g,從而減少制動片磨損,同時還能提升25%的燃油效率。一般一場拉力賽普通車型要換2-3此剎車片,而飛輪電池車型只需更換一次。
這些減少的更換次數都可以為比賽贏得大量時間。後來在保時捷918概念車上,也出現過飛輪儲能系統,可以為前橋兩個電機提供2×75kW的額外動力。
可以說飛輪電池在技術上,性能指標上,安全性上,都很適合汽車使用,但為什麼沒有發展起來呢?
還是因為它性價比低,雖然功率大,但容量難以提升,所以不適合用於跑里程的電動車,只適合用於需要大功率的車型,例如跑車、卡車等。
事實上,考慮到飛輪儲能量大,儲能密度高,充電快捷,充放電次數無限,國外不少科研機構已將飛輪儲能引入風力發電系統,即:風力發電機組+內燃機組+飛輪儲能。
例如美國的Vista Tech Engineering,將飛輪引入到風力發電系統,實現全程調峰,飛輪機組的發電功率達到300kW,大容量儲能飛輪的儲能為277kW/h。
而隨著復合材料、磁支撐、動發一體機和多學科優化設計技術的不斷進步,飛輪儲能容量或許能進一步提升,應用於汽車行業前景依然廣闊。
㈦ 常用的電動汽車儲能裝置有哪四種
蓄電池
燃料電池
超級電容器電
化學蓄電池組
㈧ 電動汽車的儲能裝置的類型是怎樣的
電能源為電動汽車的驅動電動機提供電能