新能源汽车关键技术
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第2章 新能源汽车构型方案与特点

发展新能源汽车是实现我国能源安全和环境保护的必然趋势,也是保证中国汽车工业健康可持续发展的必然要求。当前,对新能源汽车的研究主要集中在纯电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池汽车。燃料电池汽车在使用寿命、成本和安全性等方面存在的缺点,导致其在短期内难以得到广泛应用,本章将对纯电动汽车和混合动力汽车进行介绍。其中,纯电动汽车是真正的零排放汽车,其结构布置较为灵活。纯电动汽车的基本构型可分为机械驱动布置方式、电动机-驱动桥组合式、电动机-驱动桥整体式以及轮毂电机分散式。然而,由于目前电池功率密度较低、价格偏高,电机控制技术和整车能量管理技术等还有待发展,所以现阶段纯电动汽车还不能普及。

混合动力汽车将电机、动力电池和内燃机有效地组合起来,而具有明显优势。通过合理的参数匹配、控制策略制定以及优化控制,可使混合动力汽车既能发挥传统内燃机汽车行驶里程远的特点,又具有纯电动汽车高效、清洁的优势,同时还避免了两种汽车的缺点,是目前最具实际发展意义的新能源汽车。同常规混合动力汽车一样,插电式混合动力汽车也具有发动机和电机两种动力源。但是,由于常规混合动力汽车中动力电池的主要能量补充来源仍是燃料,所以在经济性和排放性能的改善中优势有限;而插电式混合动力汽车可通过外接充电装置进行充电,储能装置的电能主要来自于公共电网,对燃油的依赖性大大减少,在经济性和排放性能上相对于常规混合动力汽车都有明显提升。凭借其显著优势,插电式混合动力汽车是目前的研究热点,故本章将其构型方案与特点单独作为一小节加以介绍。另外,还有一种液驱混合动力汽车,它使用液压蓄能器和液压泵/马达作为储能及能量转换元件。利用液压蓄能器具有功率密度大的优点,液驱混合动力汽车能够在更大程度上回收车辆的制动能量,并能短时内释放大功率的能量。液驱混合动力技术在大型车辆和频繁启停车辆中得到应用,如重型卡车、运输车以及城市公交车等。

不同类型汽车的特点各异,有不同的可选构型方案,每种方案都有其优缺点和适宜的应用范围。本章以纯电动汽车和混合动力汽车的构型方案及其特点为例展开详细介绍。