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电动汽车常见的储能装置

发布时间: 2022-09-18 20:56:01

㈠ 纯电动汽车的主要部件

首先,纯电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的,因此,纯电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。

其次,纯电动汽车驱动系统的布置不同,如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等,会使系统结构区别很大;采用不同类型的电动机,如直流电动机和交流电动机,会影响到纯电动汽车的重量、尺寸和形状;不同类型的储能装置,如蓄电池,也会影响纯电动汽车的重量、尺寸及形状。

另外,不同的能源补充装置具有不同的硬件和机构,例如,蓄电池可通过感应式和接触式的充电机充电,或者采用更换蓄电池的方式,将替换下来的蓄电池再进行集中充电。

纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。除了电力驱动控制系统,其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车相同,不过有些部件根据所选的驱动方式不同,已被简化或省去了。

所以电力驱动控制系统既决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能特征,也是纯电动汽车的核心,它相当于传统汽车中的发动机与其他功能以机电一体化方式相结合,这也是区别于传统内燃机汽车的最大不同点。

㈡ 汽车的油箱是不是储能装置

汽车是我们现在出行的重要工具,近几年电动汽车的发展比较迅速,所以今天小编就来给你们介绍一下有关电动汽车的小知识,那就是电动汽车储能装置的结构类型,除了采用不同的电力驱动系统会对车辆结构产生影响外,采用不同类型的储能装置,如不同的蓄电池、燃料电池、超级电容和飞轮动能电池等,也会构成不同的电动汽车结构型式,那么就一起来了解一下吧。

电动汽车储能装置的结构类型

图2.5(a)所示最常见的一种就是采用纯电池供电的电动汽车,该种电动汽车的储能及控制相对简单,整车使用动力电池这一种储能装置。该种结构的车辆时单一的动力电池供电,在新能源车辆的划分上,称之为BEV,就是所说的纯电池到锌空气电池等等,都属于动力电池的范畴。采用该种结构的电动车的电池布置相对简单,电池可以布置在车辆的四周,也可以集中分布在车辆的尾部、前部、底部或者顶部。这种结构对蓄电池要求较为苛刻,一般按照电动汽车的功能和使用工况,要选择较高比能量和比功率的电池,比能量影响整车的续驶里程,比功率则影响电池的大功率放电性能,因而影响电动汽车的加速性能和爬坡能力。

为了解决一种动力电池不能同时满足能比功率和比能量的问题,有些电动汽车则是采用了两种不同的蓄电池,其中一种可以提供高的比能量,而另一种可以提供高的比功率。图2.5(b)所示的就是两种电池作为混合能量源的基本结构,这种结构不仅解决了比功率和比能量的矛盾,由于较大比功率电池的存在,而且还可以在车辆的制动能量回收方面起到较为显著的效果。

电动汽车储能装置的结构类型


除了蓄电池外,还可以用燃料电池作为储能装置,对于电动汽车来说,燃料电池相当于一个小型的发电机。目前燃料电池的种类较多,常见的就是氢燃料电池。氢燃料电池的原理就是利用可逆的电解过程,在特定的介质和工况下,氢气和氧气结合,产生电能和水。目前氢气的储存是一个较为麻烦的问题。由于氢气的液化压力非常大,而液化温度又比较低,氢气很难被液化,因而需要耐高压的储存容器。目前氢气一般是以气态的形式储存在一个高压的车载氢气罐中,少量以液态氢或金属氢化物的形式储存,氧气则可以直接从空气中获得。燃料电池虽然可以提供一种非常高的比能量,但是却不能回收制动的再生能量,如图2.5(c)所示,目前这种结构基本上被混合式替代。

为解决燃料电池不能制动再生利用这一缺点,更多的时候使用燃料电池的同时,将蓄电池一同使用。这样既可以吸收部分燃料电池的多余能量,更能起到吸收制动再生能量的问题,如图2.5(d)所示。

燃料电池所需要的氢气目前不仅以氢气的形式存在,还以压缩空气、液态氢或金属氢化物的形式储存,并可由常温的液态燃料,如甲醇、乙醇或汽油随车产生。这就需要车辆带有一个小型的重整器,以便随时分解甲醇、乙醇或汽油来产生氢气,供燃料电池使用,如图2.5(e)所示。

电动汽车储能装置的结构类型


超级电容的出现,使电动汽车有了一个新的选择。超级电容类似于蓄电池,但是其工作原理完全不同。超级电容以物理方式储存电能。目前也有许多用单纯超级电容作为能量源驱动电动的汽车,如图2.5(f)所示。超级电容是以物理储存电能的装置,不存在化学反应,因此可以较大倍率的充放电,而且几乎不受温度影响,使用寿命也很大,维护也较为简单。超级电容的另一个明显的优势是对于车辆的制动再生能量的吸收非常好。但是目前超级电容器的使用受到一定的限制,其比能量虽然不算低,但是其可用的比能量不算高,而且其密度较低,占用空间较大。用超级电容作为动力源的电动汽车一般续驶里程都不长,多数用于公共交通方便。

当超级电容与蓄电池组合使用时,所选的蓄电池必须能够提供高比能量,因为超级电容本身比蓄电池具有更高的比能量和比功率,由于用在电动汽车上的超级电容相对而言电压都比较低,要达到与蓄电池相同的电压需要数量众多的超级电容器才行,因此,为了平衡电压,同时也是为了减少电容器的使用数量,一般需要在蓄电池和超级电容器之间加一个DC/DC功率转换器。图2.5(g)显示了用蓄电池和超低级电容作混合能量源的结构。

当超级电容与燃料电池组合使用时,由于燃料电池有较高的比能量和比功率,和超级电容的类似。只要这两种能量源的电压匹配,就能组合成一组较为合理的混合能量源结构。而超级电容提供了优良的制动能量回收性能,避免了燃料电池不能制动再生能量回收问题,因此这种结构在燃料电池领域有了新的应用,如图2.5(h)所示。

电动汽车储能装置的结构类型

与超级电容类似,高速飞轮也是一种高比功率和高制动能量回收的储能器,而且高速飞轮也是一种物理储能。但是高速飞轮与传统的低速笨重飞轮是不同的,这种飞轮的重量轻,但是转速非常高。为了能够达到高速运转,而且能量自衰竭率非常低,对高速飞轮的制造有着特殊的要求,这种高速飞轮一般是在一个高真空的密闭容器内高速旋转。高速飞轮具备两种特性,超高速飞轮与具有两种工作模式的电动机转子相结合,能够将电能和机械能进行双向转换,因此它既是一个发电机,也是一个电动机。当电能转化为飞轮的动能储存起来。图2.5(j)显示了这种飞轮和蓄电池混合能量源的结构,所选用的电池需具备高比能量。另外,这种混合结构应该在高速飞轮和蓄电池之间加一个AC/DC功率转换器。

因为目前蓄电池的比能量和比功率还不能完全让人们满意,特别是蓄电池的充电方面,不能像普通的燃油汽车一样随时加油。为了获得更长的续驶里程,就出现了一种在蓄电池后面加装一组传统燃油发动机带动的发电机组。车辆以电力驱动,正常用蓄电池提供能量驱动,在蓄电池电能不足时,发动机启动,带动发电机给蓄电池充电,以获得更长的续驶里程。采用这种结构的车辆就是增程式电动汽车,如图2.5(k)所示。这是在电池还不能完全替代发动机时的一种过渡方案,如果在发动机不启动的情况下,其就是纯粹的一辆由蓄电池驱动的电动汽车。该结构的汽车不能完全实现零排放,但是如果发动机和发电机合理配备,确保发动机以最经济的工况工作,相对传统汽车,还是能够明显减少排放的。

新能源汽车储能有哪些

新能源汽车主要有纯电动汽车,混合动力汽车,燃料电池汽车,太阳能汽车超级电容,汽车燃汽车

㈣ 纯电动汽车的结构组成及原理

电动车出了这么久,想必大家都很好奇。下面我将为您介绍纯电动汽车的结构和组成原理的知识,让您对电动汽车有更深入的了解。纯电动汽车是指由可充电电池供电,由电动机驱动的汽车。纯电动汽车的动力系统主要由动力电池和驱动电机组成,可以从电网获取电能或更换电池。

纯电动汽车的结构和组成原理传统内燃机汽车主要由发动机、底盘、车身和电气设备四部分组成。

与燃油车相比,纯电动汽车的结构主要增加了电驱动控制系统,取消了发动机。传动机构发生了变化。根据不同的驱动方式,部分零部件进行了简化或取消,增加了供电系统、驱动电机等新机构。汽车行驶时,电池输出的电能通过控制器驱动电机行驶,电机输出的扭矩通过传动系统驱动车轮前进或后退。

纯电动汽车系统纯电动汽车的基本结构比较简单,主要由动力电池和电机组成。

由于纯电动汽车系统功能的变化,纯电动汽车由电驱动控制系统、底盘、车身和辅助系统四个新的部分组成。包括主电源系统、驱动电机系统、车辆控制器和辅助系统等。动力电池输出电能,电机控制器驱动电机运转产生动力,再通过减速机构将动力传递给驱动轮,使电动车行驶。动力电池、变速器和电机电连接;电机、减速器和车轮是机械连接的。纯电动汽车结构

一般来说,如果把电动汽车看成一个大系统,系统主要由电驱动子系统、电源子系统和辅助子系统组成。图3中双线表示机械连接;粗线表示电气连接;细线表示控制信号连接;线上的箭头表示电力或控制信号的传输方向。来自加速踏板的信号输入到电子控制器中,电机输出的扭矩或速度通过控制功率转换器来调节。电机输出的扭矩通过汽车传动系统带动车轮转动。充电器通过汽车的充电接口给电池充电。汽车行驶时,电池通过电源转换器向电机供电。当电动汽车采用电制动时,驱动电机在发电状态下运行,车辆的一部分动能反馈给电池进行充电,延长了电动汽车的行驶 里程 ( 查成交价 | 车型详解 )。电动汽车组成控制原理动力系统动力系统主要包括动力电池、电池管理系统、车载充电器和辅助电源等。动力电池是电动汽车的动力源和储能装置。动力电池是电动汽车的动力源。目前,纯电动汽车主要是锂离子电池。电池管理系统实时监控动力电池的使用情况,检测动力电池的状态参数,如端电压、内阻、温度、电池电解液浓度、电池剩余容量、放电时间、放电电流或放电深度等,并根据动力电池对环境温度的要求进行温度控制,通过限流控制避免动力电池的过充过放,显示并上报相关参数,其信号流向辅助系统,并随时在组合仪表上为驾驶员显示相关信息。车载充电器是将电网的供电系统转换成给动力电池充电所需的系统,即转换成交流DC。并根据需要控制其充电电流。辅助电源通常为12V或24V DC低压电源,主要为动力转向、制动力调控、照明、空调节、电动车窗等各种辅助用电装置提供所需能量。

驱动电机系统的电驱动子系统是电动汽车的核心,也是与内燃机汽车最大的区别。驱动系统一般由电子控制器、功率变换器、驱动电机、机械传动装置和车轮组成。该驱动系统高效地将蓄电池中储存的电能转化为车轮的动能来推进汽车,并能在汽车减速或下坡时实现再生制动。驱动电机系统由驱动电机和驱动电机控制器组成,通过高低压线束和冷却管路与整车其他系统电气散热连接。驱动系统的作用是将电池中储存的电能高效地转化为车轮的动能,进而推进汽车,在汽车减速或下坡时实现再生制动。驱动电机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮。早期,DC系列电机广泛应用于电动汽车。这种电机具有“软”的机械特性,非常适合汽车的行驶特性。然而,随着电机技术和电机控制技术的发展,DC电机因其换向火花、比功率低、效率低、维护工作量大等缺点,逐渐被无刷DC电机、开关磁阻电机和交流异步电机所取代。

整车控制器是电机系统的控制中心。它处理所有输入信号,并将电机控制系统的运行状态信息发送给车辆控制铝。根据驾驶员输入的油门踏板和刹车踏板信号,向电机控制器发出相应的控制指令,对电机进行启动、加速、减速和制动。当纯电动汽车减速下坡滑行时,车辆控制器配合电源系统的电池管理系统产生反馈,使动力电池反向充电。车辆控制器还控制动力电池的充放电过程。与汽车行驶状况相关的速度、功率、电压、电流等信息被传输到车载信息显示系统进行相应的数字或模拟显示。

电机包含一个功能诊断电路。当诊断异常时,它将激活一个错误代码并将其发送给车辆控制器。电机控制系统使用以下传感器来提供电机的工作信息。

电流传感器:用于检测电机的实际电流;电压传感器:用于检测提供给电机控制器的实际电压;温度传感器:用于检查电机控制系统的工作温度。

系统辅助系统包括车载信息显示系统、动力转向系统、导航系统、空调节、照明和除霜装置、刮水器和收音机等。这些辅助装置可以提高汽车的机动性和成员的舒适性。

好了,今天,我介绍的纯电动汽车结构组成原理和纯电动汽车系统的介绍到此结束。不知道大家听了我的介绍后,对纯电动汽车的结构组成原理控制系统有没有更深入的了解?希望我介绍的能对你有所帮助。如果你想了解更多的电动汽车,来汽车维修技术网,我就在这里等你!

@2019

㈤ 电动汽车最常用的动力储能装置是什么

“电化学蓄电池组”它能在充电时将电能变换为潜在的化学能;放电时将化学能变换为电能。

㈥ 飞轮储能系统有什么优点

大家应该见过拖拉机的单缸发动机,侧面都有一个大大的铁盘子,这个就是飞轮,可以利用高速旋转的惯性能量稳定发动机转速,获得平稳动力输出。

但如今有人想把这个大飞轮用在电动车上,当然,作用不是稳定动力输出,而是看中了它的储能特性。
有外媒报道,伦敦大学城市学院与Dynamic Boosting Systems公司合作研发了一项飞轮储能装置,即飞轮电池,可以为电动车供电。

你可以把它理解为这就是一个机械电池
简单来说就是通过电动/发电互逆式双向电机,以物理的方式实现电能与飞轮机械动能之间的相互转换和储存。而我们常说的锂电池属于化学电池,将化学能与电能相互转化。
它的结构也不算复杂,典型的飞轮储能系统由飞轮本体、轴承、双向电机、电力转换器和真空室5个主要组件构成。

飞轮本体是飞轮储能系统的核心部件,作用是力求提高转子的极限角速度,减轻转子重量,最大限度地增加飞轮储能系统的储能量,多采用碳素纤维材料制作。

双向电机在储能时作为电动机运行,由外界回收能量驱动,加速飞轮旋转,此时电能转化为动能;在释能时,电机又转变为发电机,飞轮带动电机发电,向驱动电机供电,完成机械能向电能转化,在这个过程中飞轮转速会不断下降。
电力转换器是为了提高飞轮储能系统的灵活性和可控性,并将输出电能通过调频、整流或恒压等变换为满足负荷供电要求的电能。

真空室的主要作用是提供真空环境,降低飞轮旋转时的风阻损耗。
轴承的性能直接影响飞轮储能系统的可靠性、效率和寿命。飞轮储能系统多采用磁悬浮系统,减少电机转子旋转时的摩擦,降低机械损耗,提高储能效率。
听起来好像很新奇,但其实这项技术早在上世纪八十年代初就已经出现了,当时瑞士Oerlikon工程公司,成功研制出了一辆完全由飞轮驱动的公共汽车。

你可能会好奇,飞轮电池的功率有多大?
在2007年保时捷也曾研究过飞轮电池,并在2009年将这一技术用在了勒芒911 GT3 RHybrid赛车上,当时副驾驶座椅下面安装了一套飞轮储能系统,它的重量才103磅(约46.7kg)。

在全速下,飞轮的转速可以接近4,0000rpm ,16英寸直径的飞轮可以提供0.2kWh的能量。不要看它容量很小,但功率很大,它可以提供163马力(约120kW)长达6秒的功率输出,而且可以频繁的快速充放电,这为当时的911赢得了不少比赛时间。

因为正常情况下,赛车在激烈驾驶中急加速或急减速都会有极大的功率输入或输出,而大功率对化学电池寿命都有极大的损伤,据说在一场24小时的纽伯格林比赛中,电池就要更换三次。
而采用飞轮电池则无需换电池,在无需维护的情况下能够使用25年,反复充放电100万次也不会出现损耗。而且可以说它几乎没有功率限制,类似超级电容,可以快速充放电。

另外飞轮电池吸收刹车动能的效果也优于化学电池,比如一般车辆减速度只有0.3g,而飞轮电池能让赛车减速度达到1g,从而减少制动片磨损,同时还能提升25%的燃油效率。一般一场拉力赛普通车型要换2-3此刹车片,而飞轮电池车型只需更换一次。
这些减少的更换次数都可以为比赛赢得大量时间。后来在保时捷918概念车上,也出现过飞轮储能系统,可以为前桥两个电机提供2×75kW的额外动力。

可以说飞轮电池在技术上,性能指标上,安全性上,都很适合汽车使用,但为什么没有发展起来呢?
还是因为它性价比低,虽然功率大,但容量难以提升,所以不适合用于跑里程的电动车,只适合用于需要大功率的车型,例如跑车、卡车等。
事实上,考虑到飞轮储能量大,储能密度高,充电快捷,充放电次数无限,国外不少科研机构已将飞轮储能引入风力发电系统,即:风力发电机组+内燃机组+飞轮储能。
例如美国的Vista Tech Engineering,将飞轮引入到风力发电系统,实现全程调峰,飞轮机组的发电功率达到300kW,大容量储能飞轮的储能为277kW/h。

而随着复合材料、磁支撑、动发一体机和多学科优化设计技术的不断进步,飞轮储能容量或许能进一步提升,应用于汽车行业前景依然广阔。

㈦ 常用的电动汽车储能装置有哪四种

蓄电池
燃料电池
超级电容器电
化学蓄电池组

㈧ 电动汽车的储能装置的类型是怎样的

电能源为电动汽车的驱动电动机提供电能

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