一、什么是電動(dòng)車?
全部或部份由電機(jī)驅(qū)動(dòng)、并配備大容量存儲(chǔ)裝置的汽車。包括純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池電動(dòng)汽車三大類。
1、純電動(dòng)汽車
純電動(dòng)汽車是完全由可充電電池(如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池)提供動(dòng)力源的汽車。
優(yōu)點(diǎn):
a)無污染、噪聲?。?br />b)結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便;
c)能量轉(zhuǎn)換效率高,同時(shí)可回收制動(dòng)、下坡時(shí)的能量,提高能量的利用效率。
2、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車
使用電動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的汽車,按動(dòng)力耦合方式的不同可以分為串聯(lián)式混合動(dòng)力、并聯(lián)式混合動(dòng)力和混聯(lián)式混合動(dòng)力。
特點(diǎn):
a)采用小排量的發(fā)動(dòng)機(jī),降低了燃油消耗;
b)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常工作在高效低排放區(qū),提高了能量轉(zhuǎn)換效率,降低了排放;
c)將制動(dòng)、下坡時(shí)的能量回收到蓄電池中再次利用,降低了燃油消耗;
d)在繁華市區(qū),可關(guān)停內(nèi)燃機(jī),由電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)“零” 排放;
e)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)提高了車輛動(dòng)力性,增強(qiáng)了駕駛樂趣;
f)得用現(xiàn)有的加油設(shè)施,具有與傳統(tǒng)燃油汽車相同的續(xù)駛里程。
3、燃料電池電動(dòng)汽車
利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下,在燃料電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能,并作為主要?jiǎng)恿υ打?qū)動(dòng)的汽車。
特點(diǎn):
a)能量轉(zhuǎn)化效率高,轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)60~80%,為內(nèi)燃機(jī)的2~3倍;
b)零排發(fā),不污染環(huán)境。燃料電池的燃料是氫和氧,生成物是清潔的水;
c)氫燃料來源廣泛,可以從可再生能源獲得,不依賴石油燃料。
二、電動(dòng)車的發(fā)展歷程
從1995年清華大學(xué)研制的第一臺(tái)輕型電動(dòng)車面世,短短十年時(shí)間,中國從無到有,發(fā)展出一個(gè)全球最大的電動(dòng)車行業(yè)。并且,新日公司認(rèn)為:中國電動(dòng)車行業(yè)的迅猛發(fā)展均直接受益于“城市化、世界工廠、消費(fèi)升級(jí)”這當(dāng)今中國經(jīng)濟(jì)三大主題因素。十年間,中國電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)迅速崛起,至今,已經(jīng)走過了三個(gè)主要發(fā)展階段:
1、1996年至1999年左右的早期試驗(yàn)性生產(chǎn)階段。在這一階段,電池、電機(jī)、控制器等關(guān)鍵零部件在技術(shù)上尚不完善,主要是生產(chǎn)企業(yè)自發(fā)的匯集信息、跟蹤技術(shù)、組織市場調(diào)研,小批量試制并投放市場,為輕型電動(dòng)車的產(chǎn)業(yè)化做好了產(chǎn)品、技術(shù)、市場、人才等方面的準(zhǔn)備。
2、2000年至2004年的初創(chuàng)生產(chǎn)規(guī)模化階段。在這一階段,伴隨著關(guān)鍵研發(fā)技術(shù)的不斷突破,整車性能大為提升,加之全國城市的大規(guī)模“禁摩”政策推動(dòng),作為自行車、摩托車替代產(chǎn)品的輕型電動(dòng)車憑借快捷、方便、環(huán)保、廉價(jià)的優(yōu)勢,迅速被越來越多的消費(fèi)者認(rèn)同。特別是2003年“SARS”突發(fā),極大地激發(fā)了市場對于電動(dòng)交通工具的訴求。產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的整車企業(yè)迅速崛起,投入不斷加大、產(chǎn)能不斷擴(kuò)張,形成了江蘇無錫、浙江、天津三大產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),成為“長三角”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)中的一個(gè)新亮點(diǎn),奠定了三足鼎立的競爭格局。
3、2005-2006年的超速進(jìn)噴增長階段。在這一階段,電動(dòng)車得到了消費(fèi)者的廣泛認(rèn)可,市場需求急劇膨脹,帶動(dòng)了生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模擴(kuò)張。盡管有產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不明晰等政策因素的影響,但消費(fèi)者對這一新興交通工具的青睞,推動(dòng)輕型電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)近年來保持了年均80%以上的增長速度。
三、純電動(dòng)汽車與純電動(dòng)清掃車(特種車、場地車)的區(qū)別?
1、相同點(diǎn)
a)電動(dòng)汽車的組成包括電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)等機(jī)械系統(tǒng)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心,也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電源和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制裝置等組成。電動(dòng)汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車相同。因此電動(dòng)汽車與電動(dòng)清掃車(特種車、場地車)基本無區(qū)別,電動(dòng)清掃車這類特種車屬于電動(dòng)汽車的一個(gè)分支。
b)都具用噪音低、零排放、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢,是未來汽車發(fā)展的方向。
2、不同點(diǎn)
a)應(yīng)用領(lǐng)域不同,電動(dòng)小汽車是要替代傳統(tǒng)采用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小汽車、客車等車輛,著重于提高車速、續(xù)航里程、續(xù)航時(shí)間、快速?zèng)_電等方面。而電動(dòng)清掃車等這些特種車,有完成既定任務(wù)的工作裝置,有明確的車速限制,只對專用功能有要求的行業(yè)、企業(yè)或個(gè)人,如旅游風(fēng)景區(qū)、樓盤開發(fā)、公安巡邏、高爾夫球場等。
b)生產(chǎn)資質(zhì)不同,生產(chǎn)電動(dòng)清掃車這類特種車,生產(chǎn)企業(yè)必須取得中華人民工和國頒發(fā)的《特種設(shè)備制造許可證》,不是所有工廠都具備此資質(zhì)。
c)目前對于電動(dòng)小汽車上路行駛,國家還沒有相應(yīng)的政策法規(guī)出臺(tái),全國只有個(gè)別城市采購了小批量的電動(dòng)小汽車作為試點(diǎn)。而電動(dòng)清掃這類特種車,國家允許在特定的場合或范圍內(nèi)使用。目前各地都有應(yīng)用,市場認(rèn)可度非常高。
四、電動(dòng)車的組成、基本結(jié)構(gòu)
電動(dòng)汽車的組成包括電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)等機(jī)械系統(tǒng)、完成既定任務(wù)的工作裝置等。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心,也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電源和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制裝置等組成。電動(dòng)汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車相同。
電源——電源為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電能,電動(dòng)機(jī)將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,通過傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)車輪和工作裝置。目前,電動(dòng)汽車上應(yīng)用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池,但隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展,鉛酸蓄電池由于比能量較低,充電速度較慢,壽命較短,逐漸被其他蓄電池所取代。正在發(fā)展的電源主要有鈉硫電池、鎳鉻電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等,這些新型電源的應(yīng)用,為電動(dòng)汽車的發(fā)展開辟了廣闊的前景。目前,電動(dòng)車常用的鉛酸蓄電池主要分為三類,分別為普通蓄電池、干荷蓄電池和免維護(hù)蓄電池三種。
1) 普通蓄電池;普通蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成,電解液是硫酸的水溶液。它的主要優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜;缺點(diǎn)是比能低(即每公斤蓄電池存儲(chǔ)的電能)、使用壽命短和日常維護(hù)頻繁。
2) 干荷蓄電池:它的全稱是干式荷電鉛酸蓄電池,它的主要特點(diǎn)是負(fù)極板有較高的儲(chǔ)電能力,在完全干燥狀態(tài)下,能在兩年內(nèi)保存所得到的電量,使用時(shí),只需加入電解液,等過20—30分鐘就可使用。
3) 免維護(hù)蓄電池:免維護(hù)蓄電池由于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢,電解液的消耗量非常小,在使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ)充蒸餾水。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點(diǎn)。使用壽命一般為普通蓄電池的兩倍。市場上的免維護(hù)蓄電池也有兩種:第一種在購買時(shí)一次性加電解液以后使用中不需要維護(hù)(添加補(bǔ)充液);另一種是電池本身出廠時(shí)就已經(jīng)加好電解液并封死,用戶根本就不能加補(bǔ)充液。
驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的作用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,通過傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)車輪和工作裝置。目前電動(dòng)汽車上廣泛采用直流串激電動(dòng)機(jī),這種電機(jī)具有"軟"的機(jī)械特性,與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動(dòng)機(jī)由于存在換向火花,比功率較小、效率較低,維護(hù)保養(yǎng)工作量大,隨著電機(jī)技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,勢必逐漸被直流無刷電動(dòng)機(jī)(BCDM)、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)和交流異步電動(dòng)機(jī)所取代。
電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制裝置——電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制裝置是為電動(dòng)汽車的變速和方向變換等設(shè)置的,其作用是控制電動(dòng)機(jī)的電壓或電流,完成電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向的控制。
早期的電動(dòng)汽車上,直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速采用串接電阻或改變電動(dòng)機(jī)磁場線圈的匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)。因其調(diào)速是有級(jí)的,且會(huì)產(chǎn)生附加的能量消耗或使用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,現(xiàn)在已很少采用。目前電動(dòng)汽車上應(yīng)用較廣泛的是晶閘管斬波調(diào)速,通過均勻地改變電動(dòng)機(jī)的端電壓,控制電動(dòng)機(jī)的電流,來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速。在電子電力技術(shù)的不斷發(fā)展中,它也逐漸被其他電力晶體管(入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等)斬波調(diào)速裝置所取代。從技術(shù)的發(fā)展來看,伴隨著新型驅(qū)動(dòng)電機(jī)的應(yīng)用,電動(dòng)汽車的調(diào)速控制轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髂孀兗夹g(shù)的應(yīng)用,將成為必然的趨勢。
在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋向變換控制中,直流電動(dòng)機(jī)依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的旋向變換,這使得孔子哈電路復(fù)雜、可靠性降低。當(dāng)采用交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可,可使控制電路簡化。此外,采用交流電動(dòng)機(jī)及其變頻調(diào)速控制技術(shù),使電動(dòng)汽車的制動(dòng)能量回收控制更加方便,控制電路更加簡單。
傳動(dòng)裝置(傳動(dòng)軸、減速箱、差速器)——電動(dòng)汽車傳動(dòng)裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳給汽車的驅(qū)動(dòng)軸,當(dāng)采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)時(shí),傳動(dòng)裝置的多數(shù)部件常??梢院雎?。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)可以帶負(fù)載啟動(dòng),所以電動(dòng)汽車上無需傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的離合器。因?yàn)轵?qū)動(dòng)電機(jī)的旋向可以通過電路控制實(shí)現(xiàn)變換,所以電動(dòng)汽車無需內(nèi)燃機(jī)汽車變速器中的倒檔。當(dāng)采用電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速控制時(shí),電動(dòng)汽車可以忽略傳統(tǒng)汽車的變速器。在采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)時(shí),電動(dòng)汽車也可以省略傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的差速器。
行駛裝置(底盤)——行駛裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩通過車輪變成對地面的作用力,驅(qū)動(dòng)車輪行走。它同其他汽車的構(gòu)成是相同的,由車輪、輪胎和懸架等組成。
轉(zhuǎn)向裝置(方向機(jī)、方向盤)——專項(xiàng)裝置是為實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)彎而設(shè)置的,由轉(zhuǎn)向機(jī)、方向盤、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向輪等組成。作用在方向盤上的控制力,通過轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)一定的角度,實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。多數(shù)電動(dòng)汽車為前輪轉(zhuǎn)向,工業(yè)中用的電動(dòng)叉車常常采用后輪轉(zhuǎn)向。電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向裝置有機(jī)械轉(zhuǎn)向、液壓轉(zhuǎn)向和液壓助力轉(zhuǎn)向等類型。
制動(dòng)裝置——電動(dòng)汽車的制動(dòng)裝置同其他汽車一樣,是為汽車減速或停車而設(shè)置的,通常由制動(dòng)器及其操縱裝置組成。在電動(dòng)汽車上,一般還有電磁制動(dòng)裝置,它可以利用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制電路實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)電運(yùn)行,使減速制動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)換成對蓄電池充電的電流,從而得到再生利用。
工作裝置(其它設(shè)備)——工作裝置是工業(yè)用電動(dòng)汽車為完成作業(yè)要求而專門設(shè)置的,如電動(dòng)叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)完成。
五、電動(dòng)車的相關(guān)部件參數(shù)及名詞解釋
電池——電動(dòng)車的動(dòng)力源,類似于傳統(tǒng)汽車的油箱。種類為:鉛酸電池、鈉硫電池、鎳氫電池、鎳鉻電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等電池,目前電動(dòng)車用的電池主要為鉛酸電池和鋰電池。我們常用的鉛酸蓄電池主要分為三類,分別為普通蓄電池、干荷蓄電池和免維護(hù)蓄電池三種。目前我們公司產(chǎn)品用的是普通蓄電池(動(dòng)力)。電池參數(shù)表現(xiàn)為xxA(電壓)xxAH(安時(shí))。例36V120AH,表示工作輸出電壓是36伏,電池容量是120安時(shí)。結(jié)合電機(jī)功率就能算出電池供電時(shí)間。
計(jì)算公式:電機(jī)功率/電池輸出電壓= 電池輸出電流A(安)
電池總安時(shí)/電池輸出電流A(安)=電池供電時(shí)間
電機(jī)、電機(jī)功率——指電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)力的大小。電機(jī)功率大小,跟電動(dòng)車的速度、爬坡度、載重能力有直接關(guān)系
電機(jī)、電機(jī)功率類似傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的排量。
控制器——指控制電機(jī)的電壓,調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)輸出功率,從而控制電動(dòng)車的車速。目前市場上電動(dòng)車的控制器主要有:美國“科蒂斯”、國產(chǎn)“英博爾”、意大利“薩牌”、天津“松正”,公司產(chǎn)品主要用美國“科蒂斯”、國產(chǎn)“英博爾”這兩種。
剎車——目前電動(dòng)車的剎車方式有:碟剎、鼓剎、電磁剎等方式。常用的為碟剎、鼓剎、碟剎加鼓剎。
速度控制——調(diào)整電機(jī)電壓高低,實(shí)現(xiàn)車速增減
電池充電——電池充電時(shí)間,
計(jì)算公式:安時(shí)/充電電流(充電器有標(biāo)注)=充電時(shí)間
最高車速——指電動(dòng)車平坦路面行駛的最高速度。注:電機(jī)最大輸出功率未必等于最高時(shí)速。
制動(dòng)距離——指在額定車速(宣傳資料上理論時(shí)速)行駛中,駕駛員完全踩下剎車至電動(dòng)車完全停止所需的距離。
爬坡度數(shù)——指電動(dòng)車滿載情況下最大爬坡度數(shù)?;旧隙忌儆?5%。
載重量——指電動(dòng)車最大載重量。
充電時(shí)間——指將電池完全充滿所需的時(shí)間。充電時(shí)間跟充電器電流有直接關(guān)系。
行駛里程——指電動(dòng)車在滿電情況下,跑出的最遠(yuǎn)距離。
行駛里程的計(jì)算公式:
1)電機(jī)功率(瓦)/電池輸出電壓(伏)=工作電流(安)
2)安時(shí)(AH)/工作電流(A)=工作時(shí)間
3)工作時(shí)間*時(shí)速=續(xù)駛里程
車架——指電動(dòng)車底盤,一般是由鐵、鋼、鋁合金為材料。目前電動(dòng)車的車架絕大部份為鋼制車架。
外殼——指車的外殼采用的是何種材料,目前常用為玻璃鋼、鋼板、塑料。
輪胎——指車使用何種輪胎,如:特寬胎、子午線真空胎。目前公司產(chǎn)品主要使用子午線真空胎。
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