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新能源汽车概述

功率半导体那些事儿 | 聊聊功率半导体那些事儿 2020/05/05 10:27

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    新知达人, 新能源汽车概述

  • 最近小鹏P7,以其700KM+高续航里程以及可迭代升级的XPLOT两大亮点备受关注,这也是目前国内续航里程最大的新能源量产车了,默默叹声NB。

  • 今天我们来聊聊新能源汽车的历史及类型

  • 其实电动汽车比内燃机汽车出现的还早

史:新能源汽车分为很多种类型,因为新能源不仅仅指哪一种能源,电动汽车属于其中的一种。而实际上, 电动汽车的出现比内燃机汽车还早!

早在19世纪30年代,荷兰的Sibrandus Stratingh教授就设计了第一款小型电动车;而更具实用价值的电动汽车则是在1842年美国人托马斯·达文波特和苏格兰人罗伯特·戴维森研制的,当时使用的还是不可充电电池。接着,随着电池方面的发展,电动汽车不断发展,美国费城电车公司在1897年研制的纽约电动出租车实现了电动汽车的商用化。当时的电动汽车便以其没有气味,噪声小、价格低廉等特点在汽车消费市场占据着重要的位置。

但是随着是由的大量开采和内燃机技术的不断发展,汽车市场逐步被内燃机汽车取代,这导致电动汽车的发展开始停滞,与电动汽车相应的配套设备及相关技术也随之进入了停滞状态......(20世纪20年代到20世纪末,当时估计没人关心环境问题,石油资源也很足)

随着全球石油资源以及环境问题的逐渐凸显,在节能和环保越来越受关注的大环境下,沉睡大半个世纪的电动汽车再次醒来。各大汽车制造商开始关注电动汽车的发展,资金和技术的不断投入,新能源汽车地概念应运而生,使得电动汽车 种类不断地丰富 ,同时相应地配套设施及关键技术也在不断地发展,如电池、电控、电机等等。

新能源汽车: 指的是采用非常规车用燃料作为能源,或者是使用常规车用燃料,但是同时采用新型车载动力装置地新型汽车。主要包括纯电动汽车、混合动力汽车、氢能动力汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车等。下面主要介绍 HEV、BEV、FCV 这三个大类。

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世界上第一辆HEV--丰田推出的Prius

混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)

03年,联合国将HEV定义为:为了推动车辆的革新,至少拥有两个能量变换器和两个能量储存系统(车载状态)的车辆。目前多数采用电机作为主要动力或者作为辅助动力,即由蓄电池和电机组成辅助动力单元APU(Auxiliary Power Unit),必要时给汽车提供一定动力。

国际电工委员会电动汽车技术委员会建议将HEV定义为:有多余一种的能量转换器来提供驱动力的混合型电动汽车,即使用蓄电池和副能量单元的电动汽车。副能量单元指以某种燃料(包括柴油、汽油或者液化石油气、天然气等等)作为能源的原动机或者电机组。

HEV相当于在传统汽车基础上衍生出来的,不仅拥有传统内燃机 汽车的特点,还增加了其他一些优势。其中最主要的是经济型,HEV相对于传统汽车可以实现30%~50%的节油。

另外HEV还有另外一种形式:插电式混合动力汽车PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)。PHEV指可以使用电网对动力电池进行充电的混合动力 汽车,是在传统HEV上发展出来的,由于外接充电,意味着可以更多地依赖动力电池来驱动汽车。PHEV相对于HEV的经济性更好,同时CO2和氮氧化物的排放更少,更环保。可以认为PHEV是传统混合动力向纯电动汽车的一个过渡。

PHEV的特点:

①噪声低、排行低;

②属于一个过渡,里程短时采用纯电动模式,里程长时采用以内燃机为主的混合动力模式;

③可以在晚间谷电进行充电,可以充分发挥电网效率,经济性越好;

④动力电池荷电状态SOC(State of Charge)必须在很大的范围内波动,属于深度充放电,因此循环工作寿命较短。

属于HEV和纯电动汽车之间很好的一个过渡方式。


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小鹏P7

纯电动汽车(Battery Electric Vehicle,BEV)

纯电动汽车,顾名思义,输出全靠电。定义为:以车载电源为动力,用点击驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。

纯电动汽车相对于内燃机汽车,几乎可以做到”零排放“;相对于HEV,纯电动汽车以电能为能源,通过电机和动力电池组成动力系统,驱动整车行驶,不是使用内燃机来提供动力。

BEV的特点:

①”零排放“,噪声低;

②BEV更能适应城市路况,能源效率较高;

③BEV可以通过制动来进行部分能量回收;

④BEV相对于传统内燃机汽车来说,结构简单、运动及传动部件少,带来的好处是维修和保养工作 量小。

但目前BEV的技术还急需发展,主要问题是它的动力电池技术还不够完善,容量、充电倍率、可靠性等还是影响BEV的一个重要因素。


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丰田燃料电池汽车

燃料电池汽车(Fuel Cell Vehhicle,FCV)

燃料电池汽车FCV,使用燃料电池作为能源的汽车,这个概念是1839年GR.Grove提出的,是将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的发电装置。既然是化学能转化为电能来驱动汽车,燃料电池汽车最大的特点是不经过燃烧过程。使用的燃料主要有氢、甲醇和汽油等,由于氢燃料电池可以实现零排放,所以燃料电池汽车研究的重点是氢燃料电池。

FCV的特点:

①无污染;氢燃料电池整个生命周期几乎不产生CO2等温室气体;

②噪声低;

③燃料的来源多样,并且转换效率较高;

但是FCV的缺点也很明显:对燃料的生产、储存、保管、运输等比较复杂,对安全要求较高,对密封性要求高,造价较高;由于燃料电池不能进行充电,所以需要配备辅助电池系统。

时势造英雄,新能源汽车便是大环境下的一个趋势,正在飞速地发展,下图是新能源汽车的发展趋势:

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很久不见,今天的内容希望你们能够喜欢~

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