电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。根据2018年5月1日实施的《GB/T 19596-2017 电动汽车术语》分类,电动汽车分为纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车。下面电动汽车资源网将根据电动汽车的分类,分别介绍纯电动汽车、混合动力电动汽车及燃料电池电动汽车的动力系统。
纯电动汽车动力系统
纯电动汽车是驱动能量完全由电能提供、由电机驱动的汽车。纯电动汽车动力系统的主要由电力驱动系统、电源系统和辅助系统三部分构成。
其中电力驱动系统的部件有电动机、控制器、功率转换器、机械传动装置和车轮等。电动机的作用就像普通汽车中的发动机,在工作时,会把动力电池中储存的电能转换为车轮的动能驱动车轮,或是在需要制动时把车轮上的动能转化成电能返回到动力电池中以达到电动汽车的制动能量回收。控制器在电力驱动系统中的作用是协调和控制各个子系统,相当于一个整车控制系统,只有各个部分都协调好,才能发挥电动汽车的最佳性能。电源系统顾名思义,它包括电动汽车的蓄电池组以及电池管理系统(BMS)。辅助系统则由辅助动力源、动力转向系统、空调器及照明装置组成。
纯电动汽车动力系统的工作原理为:先有蓄电池组提供电能,经过控制器和功率转化器的调速控制,驱动电动机,再由传动系统驱动车轮,使纯电动汽车行驶。
混合动力电动汽车动力系统
混合动力电动汽车是指可以从可消耗的燃料或是可再充电能/能量储存装置中获得动力的汽车。根据最新实施的电动汽车术语显示,混合动力电动汽车按照动力系统结构型式又分为串联式混合动力电动汽车、并联式混合动力电动汽车、混联式混合动力电动汽车三种。
1.串联式混合动力系统
串联式混合动力系统是所有混动系统中最简单的一种,它去除了普通汽车中的变速箱,结构相当于纯电动汽车再加上一个汽油发动机。由于发动机在工作时一直被控制器控制在最佳转速工作区间,所以在中低速行驶时,会比传统的汽车油耗更少,可以节省大约30%的燃油。但串联式混合动力系统也有其明显的劣势,其发动机为发电机供电要经过二次转换,会损失许多能量,所以当汽车在高速行驶时,串联混合动力系统的油耗会比普通的汽油发动机高。
2.并联式混合动力系统
并联式混合动力电动汽车具有发动机和电动机两套系统,两套系统都可以独立向传统系统提供扭矩,在遇到不同的路况时,这两套系统既可以单独驱动也可以互相配合驱动。由于并联式混合动力系统是发动机和电动机的结合,因此具有传统汽车和电动汽车两者的优点。在并联式混合动力系统中,发动机和电动机的高效工作区域不一样,所以想要发挥出并联式混合动力系统的优势,电动汽车就要根据不同的情况采取对应的运行模式,这样才能使其在运行时各项性能都能达到最佳。根据不同的情况,可以把并联式混合动力汽车工作模式分为为六种:分别是怠速/停车模式、纯电动模式、纯发动机模式、混合驱动模式、行车充电模式和再生制动模式。
3.混联式混合动力系统
混联式混合动力系统结合了串联式混合动力系统和并联式混合动力系统,主要由发动机、发电机、电动机、电机控制器、动力分配器和动力电池构成。其发动机在运行时,产生的动力会先经由动力分配器分成两部分,一部分直接对车辆进行驱动,另一部分则带动发电机进行发电。混联式混合动力系统的电动汽车在起步和低速行驶时使用纯电动和串联模式,此时具有串联式动力系统的优势,能够充分利用电动汽车在电能输出要求低的时段,高效地为储能器补充电能,并且,在合适时,发动机还可以先停止运行。在中速时段,混联式混合动力系统会使用发动机直驱模式,减去了电能转换及传动过程的能量损失,让发动机能达到最佳效率。在需要紧急加速以及爬坡等特殊情况下,混联式混合动力系统会使用混合驱动模式,让汽车在行驶时兼具动力和效率。
混联式混合动力系统对比串联式混合动力系统,具有能够利用优化控制,充分使发动起和驱动电机发挥最优性能并且低油耗进行工作的优势。对比并联式混合动力系统,混联式混合动力系统具有能更优化的结构,并且能够灵活地根据情况调节电机和内燃机的运作。
燃料电池电动汽车动力系统
燃料电池电动汽车是以燃料电池系统作为单一动力源或者是以燃料电池系统与可充电储能系统作为混合动力源的电动汽车。根据最新实施的电动汽车术语显示,燃料电池电动汽车又分为纯燃料电池电动汽车和燃料电池混合动力电动汽车。
纯燃料电池电动汽车动力系统主要由燃料电池和电动机组成,这两个零部件相当于燃油车中燃油系统和发动机的作用。燃料电池混合动力电池汽车的动力系统除了燃料电池和电动机外,还会有一个辅助动力源,如蓄电池组或是超级电容,来提供辅助动力。由于目前燃料电池电动汽车多采用混合式燃料电池动力系统,所以小编在这里所说的燃料电池电动汽车动力系统的基本工作原理,以混合式燃料电池动力系统为代表。在燃料电池电动汽车工作时,燃料电池会满足基本的持续功率需求,当遇到需要加速和爬坡的情况时,辅助动力源会提供所需要的功率,支持车辆的加速和爬坡需求,而且在制动时,又可以将回馈的能量存储在辅助动力源中。
（来源：电动汽车资源网 黄诚）
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