增程式电动汽车与纯电动汽车在制动系、能量**装置的结构、工作原理上的不同。
增程式电动汽车的结构模式。
增程式电动汽车由电动机、车载电池和内燃机3大主要部件总成组成。电动机用来驱动汽车车轮,车载电池为电动机供电,而内燃机则是用来为车辆提供额外的动力,延长行驶里程。图1为增程式电动汽车的结构模型。
图1增程式电动汽车的结构模型。
增程式电动车整车动力系统结构。
增程式电动车的结构特点就是在传统纯电动汽车基础上加装发动机+发电机组,因此同纯电动汽车相比,纯电动汽车所具备的特点在增程式电动车上依然具备;而与传统混合动力汽车(hev)相比,增程式电动车所用的驱动电机和电池的功率比传统 hev 的大,但发动机功率比 hev 的小,且动力电池系统可通过电网进行充电,也可以通过发动机带动发电机充电。
图2 增程式电动车系统图。
上图为增程式电动车动力系统结构原理图,从图中我们可以看出,发动机带动发电机发电,其电能通过电动机控制器直接输送给电动机,由电动机产生电磁力矩驱动汽车。在发动机与驱动桥之间通过电能实现动力传递,因此更像是电传动汽车。电池通过控制器串接在发电机和电动机之间,起功率平衡作用;在一定条件下(电池组电量未达到下限时),可通过切断发动机的动力实现纯电动行驶,即纯电动模式;当电池组不起作用或电能不够时,启动发动机来带动发电机发电,以满足电机驱动汽车行驶的电能需求,同时保证电池组电量维持在一个稳定的工作状态;在停车状态下,通过外接电源可对动力电池进行充电,以满足下一次的运行。
增程式电动车工作原理。
增程式电动汽车是一种配有地面充电和车载供电功能的纯电驱动的电动汽车。其动力系统由动力电池系统、动力驱动系统、整车控制系统和辅助动力系统(apu)组成。由整车控制器完成运行控制策略。
电池组可由地面充电桩或车载充电器充电,发动机可采用燃油型或燃气型。整车运行模式可根据需要工作于纯电动模式、增程模式或混合动力模式(hev)。 当工作于增程模式时,节油率随电池组容量增大无限接近纯电动汽车,是纯电动汽车的平稳过渡车型。
由于低速扭矩大,高速运行平稳,刹车能量**效率高,结构简单易维修 。
与常见的混合动力车型相似,在增程式电动车上同样有发动机、发电机和电动机的存在,但在工作原理与传统的混合动力车不同。
图3 增程式电动车工作原理。
在常见的混合动力系统中,都是以发动机为主,电动机为辅。而增程式电动车,是以电动机为主,发动机为辅。发动机的唯一作用是发电,为电池充电,来带动电动机做功,来驱动车辆前进。
增程式混合动力车本身具有和纯电动车基本相同的原理,可以外接充电,电池充满电之后可以续航一定里程。当电池电量不足时,发动机启动为电池充电。
图4 增程式电动车电力驱动系统简图。
图5 电力驱动系统纯电动工作模式下能量走向图。
第一种工作方式为纯电动工作模式。此时,电池电量为充满状态,车辆行驶能量均来自电池,其电力驱动系统能量传递方式及方向如图4所示。电池提供电能给电动机,电动机将电能转换为机械能提供给车轮使车辆行驶,此时,发动机、发电机均不工作,volt就相当于一辆纯电动车辆。
第二种工作方式为“增程式”工作模式。所谓“增程式”是根据通用公司对volt的定义,在电池电量耗尽时,启动发动机和发电机,产生电力驱动车辆行驶。此时能量传递方式及方向可借用图3说明,此时,发动机工作,使发电机发电,提供部分电能给电池,以维持其容量在某个固定值,另一部分电能提供给电动机,以继续驱动车辆行驶,此时,volt已经摇身一变,成为一辆串联式混合动力车辆了。
看到这里,大家应该已经明白了,volt其实就是一辆插电式串联混合动力车,只是通用为其换一个名字。本质上还是混合动力车辆。
纯电动车制动系统。
纯电动汽车的制动系统由反馈制动系统和液压制动系统共同组成。反馈制动是在车辆减速时,由于有pcu控制,电动汽车电池组不向驱动电动机提供电能,在车辆传动系统的反拖下,电动机转换为发电机并发电,将电能通过电流转换器转换为直流电,向动力电池组充电,此时,纯电动汽车实现反馈制动。液压制动系统包括abs,使用液压泵操纵的常规制动系统。
在液压制动系统中,装有由电动机驱动的真空泵,作为液压制动的助力源。当车辆在紧急制动时,用液压制动系统制动,保证制动的快速和安全。即使在紧急制动时,也还存在反馈制动的发电功能。
反馈制动是纯电动汽车上特有的“节能”装置,可以提高纯电动汽车的行驶里程,内燃机汽车不能实现这个功能。
在纯电动汽车制动系统的制动泵上,装有液压传感器和由pcu控制的偏位阀,对反馈制动和液压制动进行协调,对制动力实现最佳控制,在电动汽车电池非工作状态相下,保证制动模式转换的平稳进行,并使abs发挥最好的效率。
增程式电动汽车再生制动的实现。
增程式电动汽车在减速或者制动时,通过电子制动控制系统使电机工作于发电机模式,把车辆制动时的部分动能转化为电能,储存于超级电容或者电池等储能元件中,在这个过程中储存的能量可以在车辆启动或加速时利用。
纯电动汽车,由于当下电池快速充电和快速放电性能较低,其再生制动**效率以及车辆的动力性不高。故增程式电动汽车在添加apu系统增加续驶里程的基础上,又增加了充放电性能很高的超级电容装置来**再生制动的能量,并将能量应用到车辆启动加速过程中。
增程式电动汽车第一次启动是用发动机的起动电机启动,也可以通过蓄电池能量以纯电动模式启动。当车辆减速或停车时,三相交流异步电动机以发电机模式工作,将车辆的一部分动能转变成电能,储存到超级电容中,当车辆启动或加速时,释放超级电容里储存的能量给异步电动机。再生制动的电路原理图如下:
图6再生制动电路原理图。
再生制动过程中,三相异步电动机以发电机模式工作,将车辆一部分动能转换为三相交流电能,通过整流,经过中间直流电路,在由升压斩波,将能量储存在超级电容中。
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