蓄电池电动车的动力源为电池,具有如下的特性:
(1)蓄电池的评价指标
①初期购置成本低;②免维护、质量轻、体积小;③使用寿命长(循环寿命);④比功率大(W/kg);⑤充电恢复快;⑥续驶里程长。
传 统 的 铅 酸 电 池 循 环 寿 命 为800~1000次(2~3年);锂电池、镍镉电池的循环寿命为3000次(10年)。
(2)常用的蓄电池
常用的蓄电池为镍镉电池、镍氢电池,锌电池、锂电池为碱性电池,成本高,续驶里程为200km,都必须定期充电。其特点是:体积小、机械强度高、容量大、能承担大电流放电、充电速度快,使用寿命长,额定电压多为直流200V。电压愈高,电功率愈高,电机可小型化,转矩大,质量轻。
(3)燃料电池汽车可单独使用,也可与内燃机混合使用
燃料电池由多孔渗透的贵重金属“铂”为电极,正电极(氢电极)和负电极(氧电极)及电解质(磷酸)组成,它能加速化学反应速度。在正极侧输入易氧化的氢气,在负极侧输入氧气,通过电解质(磷酸)的催化,产生化学反应,即缓慢的燃烧,化学能即变为电能(电流),在正负极间产生电压,为多格串联升压方式。工作温度为100℃,需要有冷却措施。无污染、寿命长,燃料也可用甲醇、天然气代替。
7.2.电动汽车的驱动为电动机
(1)电动机的评价指标
①功率和转矩大;②体积小、质量轻;②调速范围宽(0~10000r/min);④无接触式工作,使用寿命长;④有制动再生发电的功能。
因此,三相交流永磁无刷同步电动机/发电机最为理想,但需加装变频、变压器。
(2)变频、变压后的500V交流电驱动三相交流永磁无刷同步电动机/发电机工
作。它体积小、功率高、转矩大、调速范围宽、驱动转矩可变。其又一特点:感应式电动机又能随机快速切换,变为交流发电机,具有再生制动发电功能(减速、制动、下坡时,能变为发电机),给电池充电。
8.混合动力汽车
内燃机和电动机混合动力源汽车,两者“取长补短,并肩战斗”,为新兴的车种。英文简称:HEV汽车,现以丰田-Prius-THS-Ⅱ车型(图3)为例介绍。
8.1.混合动力汽车的优点
从两种动力源的特性曲线(图4)看出,对道路的适应性各有不同:
(1)发动机峰值转矩M1出现在中速区;峰值功率P1出现在高速区。
(2)电动机峰值转矩M2出现在低速区;峰值功率P2出现在低中速区,且下降不很明显。
(3)两种动力源功率和转矩特性可以搭配,转换工作模式,优势互补:城市内行驶,为低中速区工况,以电动机为主的驱动车轮,对道路的适应性好,发动机不参加工作,做到“零排放”、“零油耗”、“低噪声”。