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新能源汽車展專業(yè)詞匯詳解:電池電機(jī)電控篇

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關(guān)鍵詞: 廣州車展,鋰電池,新能源汽車,電機(jī)

      今年廣州車展組委會為新能源汽車單獨(dú)開辟了場地,組織了“首屆廣州國際新能源汽車展覽會”,11月20日將在中國進(jìn)出口商品交易會展館B區(qū)揭幕。那么問題來了,在面對將近60款國內(nèi)外不同品牌的新能源汽車,如何表現(xiàn)得更有逼格,如何扮演好一名專業(yè)觀眾,不被銷售人員那些“假大空”的說辭忽悠。今天小編整理了一些有關(guān)新能源汽車的專業(yè)術(shù)語,教你如何用行話橫掃車展。

      電動(dòng)機(jī)篇

      1. 永磁同步電動(dòng)機(jī)

      “永磁同步電動(dòng)機(jī)”聽起來就高大上啊,有木有!它其實(shí)屬于交流電機(jī)的范疇,但結(jié)構(gòu)上卻和直流電動(dòng)機(jī)相似,這樣便可具備無刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、功率密度大、調(diào)速性能好等特點(diǎn)。

      目前電動(dòng)車大多只提供一級減速器,因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高,受電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式、裝配精度以及各個(gè)部件間的匹配等因素影響,車輛行駛時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)出的噪音有可能影響到車內(nèi)乘員的乘坐舒適性。不過由于永磁同步電動(dòng)機(jī)采用的驅(qū)動(dòng)方式不同于直流電動(dòng)機(jī),所以,在噪音以及控制精度環(huán)節(jié),永磁同步電動(dòng)機(jī)更勝一籌。另外,它的體積小,布置更為靈活,自重更輕,對整車的輕量化設(shè)計(jì)亦有很大的貢獻(xiàn)。

      從技術(shù)優(yōu)勢來看,永磁同步電動(dòng)機(jī)應(yīng)該會成為主流電動(dòng)車的標(biāo)配,是電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)發(fā)展的潮流趨勢,其中,稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)最有發(fā)展前途。

      代表車型:寶馬i3,奇瑞eQ,榮威E50,比亞迪E6

      2. 異步電動(dòng)機(jī)

      異步電動(dòng)機(jī),又稱“感應(yīng)電動(dòng)機(jī)”,屬于交流電動(dòng)機(jī)的范疇。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場中,在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,獲得轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。轉(zhuǎn)子是可轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)體,通常多呈鼠籠狀,定子是電動(dòng)機(jī)中不轉(zhuǎn)動(dòng)的部分,主要任務(wù)是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。這種電動(dòng)機(jī)并不像直流電動(dòng)機(jī)有電刷或集電環(huán),依據(jù)所用交流電的種類有單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。

      一般純電動(dòng)車的車輪由電動(dòng)機(jī)和差速器組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),因而變頻調(diào)速是電動(dòng)機(jī)首先要具備的功能。異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍較高,可滿足電動(dòng)車輛行駛需要。這樣從技術(shù)結(jié)構(gòu)來看,不需要變速箱,異步電動(dòng)機(jī)也可輕易通過自身正反轉(zhuǎn)的切換實(shí)現(xiàn)倒車功能。此外,車輛滑行或制動(dòng)時(shí),車輪反拖電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),在這個(gè)工況下,電動(dòng)機(jī)可進(jìn)行能量回收,延長車輛的續(xù)航里程。異步電動(dòng)機(jī)功能上能夠滿足電動(dòng)車的技術(shù)需求,但其自身結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,此外還有堅(jiān)固耐用、工作狀態(tài)穩(wěn)定、成本易控等優(yōu)勢。

      代表車型:特斯拉 Model S

      3. 直流電動(dòng)機(jī)

      電動(dòng)機(jī)的分類其實(shí)非常簡單。按工作電源種類劃分,采用直流電的電動(dòng)機(jī)就是直流電動(dòng)機(jī),它屬于能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī),將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能;作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī),將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

      優(yōu)勢:

      1. 直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能和調(diào)速性能良好,具有寬廣的調(diào)速范圍,平滑的無級調(diào)速特性,可實(shí)現(xiàn)頻繁的無級快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn);

      2. 直流電機(jī)可以由電動(dòng)車電池直接驅(qū)動(dòng),省去了直流電變交流電設(shè)備,減輕車體重量,減少研發(fā)難度和成本;

      其實(shí)直流電動(dòng)機(jī)按照有無電刷還可分為無刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)。無刷直流電動(dòng)機(jī)不需要用戶去考慮它的維護(hù)問題,但有刷直流電動(dòng)機(jī)因維護(hù)不方便基本已經(jīng)被無刷直流電動(dòng)機(jī)取代。而基于這樣的特性,無刷直流電動(dòng)機(jī)成為入門級電動(dòng)車的首選。

      劣勢:

      之所以無刷直流電動(dòng)機(jī)是入門電動(dòng)汽車的首選,主要原因在于其轉(zhuǎn)速范圍不算寬泛,最高轉(zhuǎn)速僅為6000rpm左右,很難滿足電動(dòng)車的工況需求。盡管有些主機(jī)廠通過匹配二級減速器或CVT變速箱來彌補(bǔ)這樣的劣勢,但這樣的技術(shù)結(jié)構(gòu)在空間布置以及重量控制方面對整車設(shè)計(jì)有不利影響。當(dāng)然,也可以為電動(dòng)機(jī)匹配一個(gè)單級減速器,但車輛的動(dòng)力性能以及最高車速都會受到影響。因此直流電動(dòng)機(jī)更適合小型車或微型車領(lǐng)域。

      代表車型:江淮和悅iEV

      4. 交流電動(dòng)機(jī)

      交流電動(dòng)機(jī)

      直流電動(dòng)機(jī)

      交流電動(dòng)機(jī)依靠交流電源運(yùn)行,能夠把交流電的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。 交流電動(dòng)機(jī)可分為同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)(感應(yīng)電動(dòng)機(jī))和換向器電動(dòng)機(jī)三大類。有結(jié)構(gòu)簡單、 價(jià)格便宜、維護(hù)方便、等優(yōu)點(diǎn),其單機(jī)功率、電壓和轉(zhuǎn)速都比直流電動(dòng)機(jī)高得多。

      現(xiàn)在在很多主流電動(dòng)車上均安裝使用了交流永磁同步電動(dòng)機(jī)。由于它具有體積小、重量輕、高效節(jié)能等一系列優(yōu)點(diǎn),越來越引起人們重視,其控制技術(shù)日趨成熟,控制器已產(chǎn)品化。中小功率的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速正逐步為永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)所取代。

      5. 輪轂電機(jī)

     

      輪轂電機(jī)也被稱為“車輪內(nèi)裝電機(jī)”,最大特點(diǎn)是輪轂內(nèi)整合了動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)裝置,省略大量傳動(dòng)部件,使電動(dòng)車輛的機(jī)械部分大為簡化。   可以靈活采用多種復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)方式也是輪轂電機(jī)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)之一,但輪轂電機(jī)給簧下質(zhì)量帶來過重負(fù)擔(dān),對車輛操控有所影響;同時(shí)由于電制動(dòng)性能有限,維持制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行需要消耗不少電能也是制約輪轂電機(jī)發(fā)展的原因之一。

      其實(shí)輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物,早在1900年,保時(shí)捷就已經(jīng)造了一輛前輪裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車。而對于乘用車所用的輪轂電機(jī),日系廠商對于此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)開展較早,目前處于領(lǐng)先地位,包括通用、豐田在內(nèi)的國際汽車巨頭也都對該技術(shù)有所涉足。目前國內(nèi)也有自主品牌汽車廠商開始研發(fā)此項(xiàng)技術(shù),在2011年上海車展展出的瑞麒X1增程電動(dòng)車就采用了輪轂電機(jī)技術(shù)。

      電池篇

      1. 18650電池

      18650電池是日本SONY公司當(dāng)年為了節(jié)省成本而定下的一種標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池型號。其中18表示直徑為18mm,65表示長度為65mm,0表示為圓柱形電池。18650只是電池的尺寸型號,根據(jù)正極材料的不同可分為磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、三元鋰電池等。

      當(dāng)年特斯拉的Roadster使用的就是18650鈷酸鋰電池,但之后的Model S改為松下定制的三元材料電池,即鎳鈷鋁三元正極材料電池。Model-S使用的電池?cái)?shù)量在8000+,比Roadster高出一千多節(jié),但成本卻下降了30%。(啥叫鈷酸鋰,啥叫三元鋰電池,你特么倒是講清楚啊!嗨,甭著急,這位邦友您往下看…)

      2. 鈷酸鋰電池

      鈷酸鋰電池是鋰離子電池的一種,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、容量比高、綜合性能突出、但其安全性差、成本非常高,主要用于制造手機(jī)和筆記本電腦及其它便攜式電子設(shè)備。Tesla是唯一一家采用18650型鈷酸鋰離子電池的公司,用于其初代電動(dòng)車—Roadster。

      3. 三元鋰電池

      三元鋰電池是指正極材料使用鋰鎳鈷錳(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰離子電池,相對于鈷酸鋰電池安全性高,適合做動(dòng)力電池或小型電池。與磷酸鐵鋰電池相比,三元鋰電池在重量能量密度上要高出許多,約為200Wh/kg,這也就意味著同樣重量的三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池的續(xù)航里程更長。

      全球5大電芯品牌三洋、松下、索尼、LG、三星已推出三元材料的電芯,國內(nèi)外小型的高倍率動(dòng)力電池大部分使用三元正極材料。

      代表車型:特斯拉Model S,北汽紳寶EV、EV200,寶馬i3,江淮和悅iEV5,奇瑞eQ

      4. 磷酸鐵鋰電池

      磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池,它最突出的特點(diǎn)是熱穩(wěn)定性,在目前車用鋰電池中首屈一指,也正因如此,其也成為目前電動(dòng)車電池的主要門類之一。

      代表車型:比亞迪E6

      5. 氫燃料電池

      氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素,制造成儲存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應(yīng),把氫和氧分別供給陰極和陽極,氫通過陰極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后,放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陽極,只會產(chǎn)生水和熱。燃料電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上,這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的,直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能,不需要經(jīng)過熱能和機(jī)械能(發(fā)電機(jī))的中間變換。

      目前豐田汽車的第一輛量產(chǎn)氫燃料電池汽車Mirai將于12月15日在日本開售,預(yù)計(jì)售價(jià)為723.6萬日元(約合人民幣38萬元),可提供114千瓦動(dòng)力輸出, 續(xù)航里程可達(dá)650公里左右。   其他代表車型:本田FCV concept, 奔馳B級燃料電池汽車

      綜合篇

      1. 能量回收

      目前新能源汽車所采用的能量回收機(jī)制一般分為液壓儲能、啟停系統(tǒng)、飛輪儲能和制動(dòng)能量回收四種。而最常見,同時(shí)也是我們最熟悉的應(yīng)該是制動(dòng)能量回收。

      制動(dòng)能量回收是現(xiàn)代電動(dòng)車與混合動(dòng)力車重要技術(shù)之一。通過制動(dòng)能量回收技術(shù),車輛減速、制動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿Υ嬗谛铍姵刂校糜谥蟮募铀傩旭偦驗(yàn)檐噧?nèi)設(shè)備供電。

      制動(dòng)能量回收系統(tǒng)包括與車型相適配的發(fā)電機(jī)、蓄電池以及可以監(jiān)視電池電量的智能電池管理系統(tǒng)。在一般內(nèi)燃機(jī)汽車上,當(dāng)車輛減速、制動(dòng)時(shí),車輛的運(yùn)動(dòng)能量通過制動(dòng)系統(tǒng)而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⑾虼髿庵嗅尫拧6陔妱?dòng)汽車與混合動(dòng)力車上,這種被浪費(fèi)掉的運(yùn)動(dòng)能量已可通過制動(dòng)能量回收技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿Υ嬗谛铍姵刂校糜谥蟮募铀傩旭偦驗(yàn)檐噧?nèi)耗電設(shè)備供電,從而降低對發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴,達(dá)到減少燃耗及二氧化碳排放的目的。

      一般認(rèn)為,在車輛非緊急制動(dòng)的普通制動(dòng)場合,約1/5的能量可以通過制動(dòng)回收。制動(dòng)能量回收按照混合動(dòng)力的工作方式不同而有所不同。大部分廠商選擇將回收的能量轉(zhuǎn)化成電能儲蓄在蓄電池或超級電容中。但沃爾沃則另辟蹊徑,通過飛輪動(dòng)能回收技術(shù)將回收的機(jī)械能保留在飛輪中,供車輛起步時(shí)加速使用。

      2. 充電接口標(biāo)準(zhǔn)

      目前在電動(dòng)車充電電源方面,約55%的電動(dòng)車采用單相230V 13A/16A的交流電充電,類似國內(nèi)的民宅內(nèi)的電源。約35%的電動(dòng)車則采用三相交流電,類似國內(nèi)的工業(yè)380V電源,也就是進(jìn)入家庭前的三相交流電,約40%的電動(dòng)車采用32A以上的充電電流。

      就最基礎(chǔ)的充電接口標(biāo)準(zhǔn)來說,世界主要有四個(gè)成體系的標(biāo)準(zhǔn):北美標(biāo)準(zhǔn),由美國汽車工程師協(xié)會(SAE)創(chuàng)立,美國汽車廠商執(zhí)行這一標(biāo)準(zhǔn);日本標(biāo)準(zhǔn),由日本電動(dòng)汽車協(xié)會(JEVS)和日本電動(dòng)車充電協(xié)會(CHAdeMO)聯(lián)合創(chuàng)立,主要由豐田、日產(chǎn)、三菱、富士重工等日系廠商采用;歐洲標(biāo)準(zhǔn),還有一套由歐洲汽車工業(yè)協(xié)會(ACEA)提出的標(biāo)準(zhǔn),德國和期待歐盟國家電動(dòng)汽車執(zhí)行的就是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn);中國標(biāo)準(zhǔn)。

      中國早在2006年就發(fā)布了《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用插頭、插座、車輛耦合器和車輛插孔通用要求》,這個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了充電電流為16A、32A、250A交流和400A直流的連接分類方式,主要借鑒了國際電工委員會(IEC)2003年提出的標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定了充電電流、電壓強(qiáng)度等,但標(biāo)準(zhǔn)并未規(guī)定充電接口的連接針數(shù)、物理尺寸和接口定義。因而各個(gè)汽車廠商產(chǎn)品的充電接口還是會有不兼容的情況。后來,國家也根據(jù)調(diào)研結(jié)果,補(bǔ)充了對充電接口端子及插口形式等細(xì)節(jié)問題的規(guī)范。

      2014年7月,中德電動(dòng)汽車充電項(xiàng)目正式啟動(dòng)。根據(jù)合作協(xié)議,未來中國和德國電動(dòng)車將實(shí)現(xiàn)充電接口標(biāo)準(zhǔn)完全統(tǒng)一,雙方還將簽署充電通信協(xié)議,最終實(shí)現(xiàn)充電設(shè)施的完全共享。這意味著未來比亞迪等中國電動(dòng)車品牌,將與寶馬、奧迪等德國汽車品牌使用相同的充電設(shè)施。但截止,尚不確定中國采用德國標(biāo)準(zhǔn),還是德國采用中國標(biāo)準(zhǔn)。綜上,國內(nèi)究竟最后采用哪種插座作為通用標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在還未可知。

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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