第2章 新能源汽車構型方案與特點
發展新能源汽車是實現我國能源安全和環境保護的必然趨勢,也是保證中國汽車工業健康可持續發展的必然要求。當前,對新能源汽車的研究主要集中在純電動汽車、混合動力汽車以及燃料電池汽車。燃料電池汽車在使用壽命、成本和安全性等方面存在的缺點,導致其在短期內難以得到廣泛應用,本章將對純電動汽車和混合動力汽車進行介紹。其中,純電動汽車是真正的零排放汽車,其結構布置較為靈活。純電動汽車的基本構型可分為機械驅動布置方式、電動機-驅動橋組合式、電動機-驅動橋整體式以及輪轂電機分散式。然而,由于目前電池功率密度較低、價格偏高,電機控制技術和整車能量管理技術等還有待發展,所以現階段純電動汽車還不能普及。
混合動力汽車將電機、動力電池和內燃機有效地組合起來,而具有明顯優勢。通過合理的參數匹配、控制策略制定以及優化控制,可使混合動力汽車既能發揮傳統內燃機汽車行駛里程遠的特點,又具有純電動汽車高效、清潔的優勢,同時還避免了兩種汽車的缺點,是目前最具實際發展意義的新能源汽車。同常規混合動力汽車一樣,插電式混合動力汽車也具有發動機和電機兩種動力源。但是,由于常規混合動力汽車中動力電池的主要能量補充來源仍是燃料,所以在經濟性和排放性能的改善中優勢有限;而插電式混合動力汽車可通過外接充電裝置進行充電,儲能裝置的電能主要來自于公共電網,對燃油的依賴性大大減少,在經濟性和排放性能上相對于常規混合動力汽車都有明顯提升。憑借其顯著優勢,插電式混合動力汽車是目前的研究熱點,故本章將其構型方案與特點單獨作為一小節加以介紹。另外,還有一種液驅混合動力汽車,它使用液壓蓄能器和液壓泵/馬達作為儲能及能量轉換元件。利用液壓蓄能器具有功率密度大的優點,液驅混合動力汽車能夠在更大程度上回收車輛的制動能量,并能短時內釋放大功率的能量。液驅混合動力技術在大型車輛和頻繁啟停車輛中得到應用,如重型卡車、運輸車以及城市公交車等。
不同類型汽車的特點各異,有不同的可選構型方案,每種方案都有其優缺點和適宜的應用范圍。本章以純電動汽車和混合動力汽車的構型方案及其特點為例展開詳細介紹。