Análisis de clasificación de vehículos eléctricos
y características técnicas
Los vehículos eléctricos son vehículos propulsados por baterías u otras fuentes de energía renovables, a diferencia de los vehículos tradicionales con motor de combustión interna, que dependen de pilas de combustible o motores eléctricos para proporcionar energía. Según el estado técnico actual y los principios de conducción de los vehículos, los vehículos eléctricos se pueden dividir en tres tipos: vehículos eléctricos puros (BEV), vehículos eléctricos de pila de combustible y vehículos eléctricos híbridos (HEV).
1. Vehículo eléctrico de batería (BEV)
Los vehículos eléctricos puros tienen las ventajas de cero emisiones, poco ruido, estructura simple y tecnología madura. Son vehículos que funcionan íntegramente con baterías y son impulsados por motores. La energía motriz de los motores de los vehículos proviene de las baterías recargables de a bordo u otros dispositivos de almacenamiento de energía (incluidas las baterías de energía). , supercondensador, batería de volante, etc.).
Actualmente, la energía de los vehículos utiliza principalmente baterías, incluidas baterías de plomo-ácido, baterías de níquel-hidrógeno, baterías de níquel-cobre, baterías de sodio-azufre, baterías de iones de carpa, baterías de zinc-aire, etc.
(1) Principio y composición del sistema de vehículo eléctrico puro.
Los vehículos puramente eléctricos suelen ser propulsados por motores. La energía eléctrica que impulsa los motores eléctricos proviene de baterías recargables incorporadas u otros dispositivos de almacenamiento de energía. La energía a bordo suministra energía eléctrica al motor impulsor a través del dispositivo de conversión de energía (controlador del motor) y lo impulsa para que funcione. El motor impulsor es accionado por el dispositivo de transmisión. Las ruedas giran para mover el coche.
Los vehículos eléctricos puros se componen principalmente de un sistema de suministro de energía, un sistema de propulsión eléctrica, un sistema auxiliar, una carrocería y un chasis.
(2) Tipos de vehículos eléctricos puros
Se utiliza una sola batería como fuente de energía del vehículo: la energía específica y la potencia específica de la batería son bajas y el peso y volumen del paquete de baterías son grandes.
Instalación de una fuente de energía auxiliar: la instalación de una fuente de energía auxiliar (supercondensador, grupo electrógeno, energía solar, etc.) en un vehículo eléctrico puro puede mejorar el rendimiento de arranque del vehículo eléctrico puro y aumentar la autonomía.
(3) Principio de funcionamiento de los vehículos eléctricos puros
Los vehículos eléctricos puros utilizan la energía de la batería para impulsar el motor eléctrico y mover las ruedas hacia adelante. La ruta del flujo de energía es: batería → regulador de potencia → motor eléctrico → sistema de transmisión de potencia → rueda motriz. Entre ellos, la batería proporciona corriente, que se envía al motor eléctrico después de pasar por el regulador de potencia. El motor eléctrico proporciona par, que impulsa las ruedas a través del dispositivo de transmisión para realizar la conducción del vehículo.
2. Vehículo eléctrico de pila de combustible (FCEV)
En comparación con los vehículos eléctricos tradicionales, el proceso de reacción química de las pilas de combustible no produce productos nocivos y tiene las ventajas de alta eficiencia, ausencia de contaminación, cero emisiones y ausencia de ruido. Los vehículos de pila de combustible suelen utilizar hidrógeno, metanol, etc. como combustible y generan energía eléctrica mediante reacciones químicas para impulsar el motor. La energía mecánica generada por el motor se transmite a las ruedas motrices a través de un dispositivo de transmisión de velocidad variable, impulsando así el vehículo.
(1) Estructura básica de los vehículos de pila de combustible.
Un vehículo de pila de combustible (híbrido de hidrógeno-eléctrico) consta de una pila de pila de combustible, un motor de tracción eléctrica, un DCDC, un sistema térmico (refrigeración), un paquete de baterías y un puerto de hidrogenación. Está compuesto por subsistemas como llenado de combustible, tanque de combustible (hidrógeno), transmisión, controlador electrónico de potencia y batería auxiliar.
Los vehículos eléctricos de pila de combustible y los vehículos eléctricos ordinarios tienen básicamente la misma estructura de propulsión eléctrica. Los vehículos de pila de combustible se componen de cuatro módulos básicos: sistema de potencia, chasis, sistema electrónico automotriz y carrocería. El sistema de energía proporciona energía al vehículo a través del sistema de celda de combustible y el motor eléctrico.
Según las diferentes formas de propulsión, se puede dividir en propulsión de pila de combustible pura y propulsión híbrida;
Según las diferentes fuentes de energía, se puede dividir en dos tipos: hidrógeno puro montado en vehículos y reformado de combustible;
Según la proporción de la potencia proporcionada por la pila de combustible con respecto a la demanda de potencia total del vehículo, se puede dividir en dos tipos: tipo híbrido de energía y tipo híbrido de potencia.
(2) Principio de funcionamiento de los vehículos de pila de combustible
El corazón de un vehículo de pila de combustible, la pila de pilas de combustible, proporciona un contenedor que acelera la reacción electroquímica del hidrógeno y el oxígeno, convirtiendo la energía liberada en la reacción química del hidrógeno y el oxígeno en energía eléctrica. En un vehículo de pila de combustible, la pila de pilas de combustible y la batería trabajan juntas para proporcionar energía al motor, que a su vez proporciona energía al vehículo y lo impulsa. Para la batería, es la propia fuente de energía. Para la pila de pilas de combustible, su fuente de energía es el hidrógeno, y su método de almacenamiento común actual es utilizar tanques de almacenamiento de hidrógeno a alta presión.
(3) Los vehículos de pila de combustible superan las dificultades
Catalizador: Las pilas de combustible deben utilizar catalizadores de reacción para generar electricidad, y el metal raro platino que forma el catalizador es caro y tiene escasas reservas. Por tanto, el desarrollo de nuevos catalizadores es la clave para incidir directamente en el desarrollo de los vehículos eléctricos de pila de combustible.
Fuente y almacenamiento de combustible: las pilas de combustible de hidrógeno requieren hidrógeno. El hidrógeno en sí no tiene soporte en la cadena industrial. La fabricación, el transporte, el almacenamiento y el reabastecimiento de combustible son extremadamente inconvenientes, costosos y peligrosos. En comparación con los vehículos de combustible y los vehículos eléctricos, los automóviles, los vehículos de pila de combustible de hidrógeno están menos maduros.
3. Vehículo eléctrico híbrido (HEV)
Según las recomendaciones del Comité Técnico de Vehículos Eléctricos de la Comisión Internacional de Sistemas Electromecánicos, los vehículos eléctricos híbridos se refieren a vehículos que utilizan dos o más fuentes de energía acumuladas o convertidores como energía motriz, de los cuales al menos dos pueden proporcionar energía eléctrica. Llamado vehículo eléctrico híbrido. Habitualmente, los modelos que combinan motor de combustión interna y batería se denominan vehículos eléctricos híbridos, es decir, modelos que utilizan combustible tradicional con un motor eléctrico y un generador, y el motor eléctrico sirve como potencia auxiliar del motor para mejorar las bajas revoluciones. producción de energía y consumo de combustible.
Dependiendo de si el vehículo requiere un enchufe de carga externo para cargar, los vehículos eléctricos híbridos se pueden dividir en vehículos híbridos enchufables y vehículos híbridos no enchufables. Los vehículos eléctricos híbridos se pueden dividir en vehículos híbridos en serie, paralelos, híbridos e híbridos compuestos según las características estructurales del sistema de energía.
(1) Vehículo eléctrico híbrido de serie (SHEV)
La energía mecánica producida por el motor del vehículo eléctrico híbrido en serie (SHEV) se convierte primero en energía eléctrica a través del generador. Parte de la energía eléctrica convertida se utiliza para cargar la batería y la otra parte se utiliza para impulsar las ruedas a través del motor de accionamiento y el dispositivo de transmisión.
La estructura de un vehículo híbrido en serie es simple y su sistema de energía consta de tres subunidades de potencia: motor, generador y motor eléctrico.
El principio de funcionamiento de un vehículo híbrido en serie: el motor impulsa el generador para generar electricidad, y la energía eléctrica se transmite a la batería o al motor eléctrico a través del controlador, y el motor eléctrico impulsa el vehículo a través del mecanismo de transmisión. Cuando la carga es pequeña, el motor eléctrico acciona las ruedas; cuando la carga es grande, el motor impulsa el generador para generar electricidad y accionar el motor.
(2) Vehículo eléctrico híbrido paralelo (PHEV)
Tanto el motor del vehículo eléctrico híbrido paralelo (PHEV) como el motor eléctrico se utilizan para impulsar las ruedas, y su potencia se entrega a las ruedas en paralelo. El vehículo selecciona estas dos potencias en función de las condiciones de trabajo actuales.
El motor y el motor eléctrico suelen accionar las ruedas a través de diferentes embragues, y hay tres modos de funcionamiento: motor solo, sistema de propulsión eléctrico solo y sistema de propulsión híbrido motor + sistema de propulsión eléctrica. Cuando la potencia proporcionada por el motor es mayor que la potencia de conducción requerida por el vehículo, o cuando el vehículo está frenando, el sistema de propulsión eléctrica funciona en estado de generador para cargar la batería.
El motor de un vehículo híbrido paralelo puede impulsar directamente las ruedas a través del mecanismo de transmisión, que está más cerca del sistema de propulsión tradicional del vehículo. La pérdida de eficiencia mecánica es similar a la de los vehículos normales y se utiliza ampliamente.
(3) Vehículo eléctrico híbrido serie-paralelo (SPHEV)
Un vehículo eléctrico híbrido (serie-paralelo) (SPHEV) combina un sistema híbrido en serie y un sistema híbrido en paralelo, con el objetivo de maximizar las ventajas de ambos sistemas y agregar potencia mecánica respecto a la ruta de transmisión en serie; En comparación con el tipo paralelo, la ruta de transmisión de energía eléctrica aumenta.
El sistema híbrido tiene dos motores eléctricos. Dependiendo de las condiciones de conducción, el motor eléctrico puede accionarse solo o el motor eléctrico + motor pueden accionarse conjuntamente. Además, cuando sea necesario, el sistema también puede generar electricidad a través de un generador mientras mueve las ruedas.
