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新能源汽车的特点(来看看新能源汽车与传统汽车的区别)

新能源汽车的基础仍然是汽车,只是驱动车辆的能源形式变了。因此要了解新能源汽车,首先得具备传统汽车的基础知识。

新能源汽车基本结构特征与燃油车差别不是很大,说明了新能源汽车是在传统汽车一些系统的基础上,改进了驱动汽车的动力,如采用了存储电能的动力电池加电机,或者是继续保留内燃机,但通过增加一套电力驱动来优化内燃机燃烧的混合动力。

1.改变了驱动车辆的动力形式

如果是纯电动汽车,那么这个驱动这个汽车行驶的动力就是全部依靠电机,电机的驱动电能来自加装在车上的动力电池。新能源汽车的驱动系统上不再有传统汽车的内燃机、变速器了,取而代之的是位于尾部的动力电池,以及位于原内燃机位置的一个带有电机的驱动单元(也称变速器)。

如果是混合动力汽车,那么它的驱动系统会继续看到有传统汽车的内燃机、变速器等部件,但是在驱动的部件上还会多一些部件,这就是增加的电力驱动系统。车辆发动机前舱仍然有内燃机,但是连接内燃机位置会多了一条明显的橙色电缆,以及位于电缆末端的动力电池,这是一个内燃机与电力组合的混合动力汽车驱动系统典型结构。

2.保留了传统汽车的大多数部件

无论是纯电动汽车还是混合动力汽车,从车辆的外观上,是很难区分出来的,因为这类新能源汽车仍然是汽车,改进的只是在一些看不到的地方。传统燃油汽车和混合动力的新能源汽车,从外观上并不能明显看出混合动力的区别特征。

要注意的是新能源汽车与传统汽车相比,有着类似的车身设计以及汽车的基本设计要素,如行驶系统、制动系统、转向系统、车身电器等。

3.因为驱动系统和运行模式的改变,整车部分系统也做了升级

新能源汽车的动力源不再只是内燃机,因此,虽然新能源汽车是在传统汽车基础之上诞生的,但是新能源汽车有些系统是不同于传统汽车的,例如空调与暖风系统、发电系统以及加注能源的形式等。

(1)空调动力源与暖风加热方式不同

新能源汽车的空调压缩机一般直接采用电机驱动,区别于传统汽车通过内燃机曲轴皮带的驱动形式。

在暖风实现的形式上,由于新能源汽车没有内燃机70度以上的热量来源,驱动电机产生的热能又达不到,大多数的纯电动汽车通常是利用电加热的方式来产生暖风。其中,电加热的方式有两种,一种是通过高压电加热类似传统空调与暖风系统中的冷却液,再经过循环为暖风水箱提供热量;另一种是直接通过高压电驱动PTC加热器来加热经过蒸发箱的空气实现暖风。

这里所说的PTC又称暖风加热器,是正温度系数的加热器英文缩写。它是汽车制造热风的主要来源,PTC最大的优势就是发热速度快,温度高(可控)、使用方便,该部件安装在暖风蒸发箱总成内部。

(2)给全车车身电器供电的电源不同

新能源汽车通常不再安装发电机,车载电气设备用电和12V蓄电池的充电都是由车辆上的动力电池(高压蓄电池)来提供的。例如,纯电动汽车在运行过程中,动力电池通过一个DC/DC转换器,将高电压转换成12V低压为蓄电池和车载电器提供12V电源。

(3)补充能源的形式不同

如果是纯电动汽车,行驶车辆的能源主要是通过外部电网提供的电能,而如果是混合动力汽车,其行驶车辆的能源有来自电网的电能,也有传统汽车使用的燃油,这就不同于传统汽车仅仅是依靠燃油来驱动车辆了。

从技术的角度,新能源汽车具有传统汽车无法通过改进内燃机或变速器来获取的基本性能。

1.如果是混合动力汽车,可以优化内燃机运行工况,节省燃油

针对汽油燃料的内燃机,最佳的空燃比略大于14.7:1。但是如果是单一内燃机动力的汽车,其经常需要运行在加速、爬坡以及冷起动等工况,此时为了追求动力性,其空燃比会偏离最佳空燃比,从而导致油耗增加和排放变差。混合动力汽车其中一个设计方式就是通过驱动电机的动力输出,来弥补汽车行驶工况变化时内燃机的不足。通过对车辆驱动线路的改进,让驱动电机的动力根据行驶工况的改变来输出,而让内燃机的运行转速保持稳定,并始终工作在最佳的空燃比附近。

2.非常平滑和快捷的动力输出

如果是纯电动汽车,驱动车辆的驱动部件是电机。电机具有加电后反应快、低速输出转矩大等特点,把这一特性再通过变速器输出到车轮上,汽车表现出来起步快,同时运转平稳流畅,具备无级变速器的优点。

如果是混合动力汽车,它的驱动力通常来自内燃机输出动力和驱动电机输出动力,相比较于传统汽车仅有一种内燃机动力来源,混合动力汽车能够在车辆急加速的情况下,及时通过调动电机或者增加电机的输出功率的方式来提升输出转矩,增加车辆的动力性。而传统汽车如果需要做到快速加速,就必须通过增加燃油供给,并经过一个完整的吸气、压缩、做功、排气的工作循环,导致输出动力的滞后性。

3.轻松实现自动停机与自动起动

新能源汽车采用自动起停系统,能够轻松实现自动停机与自动起动的控制。纯电动汽车在停车等待红灯时,只需要关闭供给电机的电能即可实现零能量消耗。采用混合动力的汽车,通常内燃机都会取消了传统的12V起动机,改由驱动电机来直接驱动内燃机的起动。因此,当车辆控制系统监测到不需要内燃机运行的情况下,例如当车辆在等待红灯时处于怠速运行情况下,系统将会自动关闭内燃机的运行,需要的时候再通过驱动电机快速、短时间起动内燃机,这样的设计能够进一步降低车辆在怠速时的燃油消耗和尾气排放。

4.能量利用率将更高

传统汽车的能量利用率很低。内燃机从吸入燃油和空气到输出动力,需要经过4个行程,真正能够把燃油所产生的能量有35%用在驱动车辆上已经算是非常高的了。

那么为什么这么低呢?白白消耗的能量在哪里呢?

实际上内燃机工作时,很大一部分被作为热量消耗掉了,如下图所示。例如需要对内燃机进行水冷,这部分热能量就是不能被利用的。还有就是车辆制动时,有一部分能量被制动摩擦损耗掉,如果能保持车辆匀速前进,不踩制动踏板,要比常踩制动踏板汽车油耗要低。

但是,新能源汽车中的纯电动汽车因为取消了内燃机,因此,可以降低如热量散失、未完全燃烧等损失,其有效利用率超过了50%以上。此外,即使是混合动力汽车,由于通过电力系统的辅助来优化内燃机的工作,有些混合度较高的混合动力可以大部分时间都是纯电力驱动,其能量利用率也有大幅的提高。

此外,新能源汽车有一个很重要的能量利用方式就是制动能量回收。如下图所示,制动能量回收是指通过连接车辆驱动电机。在新能源汽车需要制动时,先给电机上加载负荷让电机利用这个负荷来发电,逆向拖动使车辆制动的一种方式。制动能量回收可以有效降低因制动导致的摩擦能量消耗。