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(二)新能源汽车的分类

1. 纯电动汽车

纯电动汽车指由车载可充电蓄电池或其他能量储存装置提供电能、由电机驱动的汽车,有一部分车辆把电机装在发动机舱内,也有一部分车辆直接以车轮作为电机的转子,其难点在于电能储存技术,如图1-4所示。

图1-4 纯电动汽车

电能可以从多种一次能源中获得,如煤、核能、水力、风力、光、热等,有助于缓解石油资源日渐减少带来的能源短缺问题。纯电动汽车还可充分利用晚间用电低谷时的富余电能充电,使发电设备日夜都能充分利用,大幅提高经济效益。

2. 混合动力汽车

混合动力汽车指采用传统燃料内燃机,同时配以电机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同,混合动力汽车又可分为汽油混合动力汽车和柴油混合动力汽车两种。在国内市场上,混合动力汽车的主流是汽油混合动力车型,而在国际市场上,柴油混合动力车型发展很快。按动力系统结构类型不同,混合动力汽车可分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车和混联式混合动力汽车。按混合程度不同,混合动力汽车可分为微度混合动力汽车、轻度混合动力汽车、中度混合动力汽车和重度/全混合动力汽车。丰田普锐斯是一款非常典型的混合动力汽车,如图1-5所示。

车辆采用混合动力形式后,可按平均需用功率来确定内燃机的最大功率,使车辆在油耗低、污染少的最优工况下工作。当内燃机功率不足时,可由蓄电池驱动电机补充;当负荷小时,内燃机富余功率可用来发电给蓄电池充电。由于内燃机可持续工作,蓄电池又可不断充电,其续驶里程与传统燃油汽车处于同一水平。混合动力汽车的发动机和电机如图1-6所示。

图1-5 丰田普锐斯混合动力汽车

图1-6 混合动力汽车的发动机和电机

混合动力汽车还可采用插电式,可以在正常使用情况下从非车载装置中获取电能,以使车辆具有一定的纯电动续驶里程。图1-7所示为丰田普锐斯混合动力汽车插电型。

新能源汽车可使用通用充电器(AC)充电,或用连接到公共充电站的充电电缆进行充电。车辆充电接口和充电桩供电接口如图1-8所示。

图1-7 丰田普锐斯混合动力汽车插电型

图1-8 车辆充电

新能源汽车所用的充电插头为标准化部件(IEC 62196-2),可根据车辆配置和国家规格要求使用不同的充电接口。表1-1所示为常见的插头形式。

表1-1 常见的插头形式

3. 燃料电池汽车

燃料电池汽车的工作原理:作为燃料的氢或碳氢在车载燃料电池中,与大气中的氧气发生氧化还原反应,产生电能来驱动电机工作,由电机驱动车辆的机械传动结构,进而驱动汽车的前桥(或后桥)等机械结构工作,从而使车辆前进。

燃料电池汽车的核心部件为燃料电池。燃料电池的化学反应产物包括极少的二氧化碳和氮氧化物,主要产物是水,因此燃料电池汽车属于新型环保汽车,如图1-9所示。

图1-9 燃料电池汽车

燃料电池汽车也是电动汽车的一种,燃料电池将氢气和氧气反应产生的化学能转化为电能,而不是通过燃烧转化电能。

燃料电池汽车的氢燃料能通过多种途径得到。有些车辆直接携带纯氢燃料,也有些车辆装有燃料重整器,能将烃类燃料转化为富氢气体。

4. 使用其他燃料的新能源汽车

目前,以天然气和甲醇为燃料的清洁节能汽车在我国也得到了广泛运用,天然气和甲醇也是理想的低污染车用燃料,可降低污染物和二氧化碳的排放。

(1)天然气汽车

天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车。天然气的甲烷含量一般在90%以上,是一种很好的汽车发动机燃料。

按照所使用天然气燃料状态的不同,天然气汽车可以分为以下三种:

1)压缩天然气汽车,如图1-10所示。压缩天然气(CNG)指压缩到20.7~24.8MPa的天然气,储存在车载高压气瓶中。压缩天然气是一种无色透明、无味、高热量、比空气轻的气体,主要成分是甲烷。由于组分简单,易于完全燃烧,含碳少,抗爆性好,不稀释润滑油,能延长发动机使用寿命。

说明: GB 18047—2000《车用压缩天然气》在SY/T 7546—1996《汽车用压缩天然气》的基础上,参考了ISO/FDIS 15403:1998《天然气-作为车用压缩燃料的天然气的质量指标》及其技术报告草案《天然气的组成要求》,结合我国近年来压缩天然气加气站和压缩天然气汽车运行的经验,规定了车用压缩天然气甲烷含量一般在90%以上的技术要求。

2)液化天然气汽车,如图1-11所示。液化天然气(LNG)指常压下、温度为-162℃的液态天然气,储存于车载绝热气瓶中。液化天然气燃点高、安全性强,适于长途运输和储存。

图1-10 压缩天然气汽车

图1-11 液化天然气汽车

3)液化石油气汽车,如图1-12所示。液化石油气(LPG)是一种在常温常压下为气态的烃类混合物,比空气重,有较高的辛烷值,具有混合均匀、燃烧充分、不积炭、不稀释润滑油等优点,能延长发动机使用寿命,而且一次载气量大、续驶里程长。

(2)甲醇汽车

甲醇汽车指以甲醇作为主要燃料的汽车,它能以甲醇或汽油-甲醇混合物为燃料,是一种甲醇-汽油燃料可灵活转换使用的,具有节能环保特点的新型汽车。甲醇汽车可以由传统汽油机汽车改装而成,如图1-13所示。

图1-12 液化石油气汽车

图1-13 甲醇汽车

按甲醇在混合燃料中的比例,甲醇燃料可分为以下三类:

①低比例甲醇汽油,如M3、M5,可像汽油一样使用,对发动机不做任何改动。

②中比例甲醇汽油,如M15,发动机只需做一定调整,必须添加助溶剂。

③高比例甲醇汽油,如M85、M90和100%燃料甲醇,需为发动机加装甲醇、汽油双燃料控制器(简称甲醇控制器),其功率、排放和热效都优于原汽油机,车辆续驶里程也有一定提高。 Sam7p8B2fhwkTVsw8kn2xgFt7rx088O9CTEI6Dd1WJAje5MFroGi7rUkLn69wOdF

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