新能源汽车使用与安全防护
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二、新能源汽车的分类

1. 纯电动汽车

纯电动汽车(Battery Electric Vehicle, BEV)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。图1-1所示为北京-EU5纯电动汽车。

图1-1 北京-EU5纯电动汽车

纯电动汽车具备以下特点。

(1)环保、无废气排放污染

众所周知,内燃机汽车(又称燃油汽车)工作时需要排放废气,而废气中的CO2、HC、NOx、微粒及臭气等污染物会形成酸雨、酸雾及光化学烟雾,从而造成环境污染。纯电动汽车工作时不会排放废气,对环境保护和空气的洁净十分有益,几乎是“零污染”。

(2)噪声小

噪声对人的听觉、神经、心血管、消化系统、内分泌系统、免疫系统也是有危害的。纯电动汽车工作时驱动电机产生的噪声远小于内燃机工作时产生的噪声。

(3)能源利用效率高

纯电动汽车在交通拥堵、等候交通信号灯时不消耗电能,同时在车辆制动、下坡时电动机可自动转换为发电机给动力蓄电池充电,实现能量的回收,提高了能量的利用效率。这些都是燃油汽车所不具备的。纯电动汽车能源利用效率远远超过燃油汽车,尤其是在城市运行工况、汽车行驶速度不高时更明显。

(4)结构简单、保养方便

纯电动汽车较燃油汽车结构简单,传动部件少,保养方便,尤其是驱动电机无须保养。燃油汽车的很多保养工作针对的是内燃机,而纯电动汽车由于没有内燃机,其保养工作较燃油汽车简单。

2. 插电式混合动力电动汽车

插电式混合动力电动汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)是介于纯电动汽车与燃油汽车之间的一种新能源汽车,既有传统汽车的内燃机(发动机)、变速器、传动系统、油路、油箱,也有纯电动汽车的动力蓄电池、驱动电机、控制电路,而且动力蓄电池容量较大,有充电接口,可以实现外部充电。图1-2所示为北京X7插电式混合动力电动汽车。

图1-2 北京X7插电式混合动力电动汽车

与普通混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)相比,插电式混合动力电动汽车的动力蓄电池容量更大,可以支持更长的续驶里程,如果每次都是短途行驶,且有较好的充电条件,插电式混合动力电动汽车可以不用加油,当作纯电动汽车使用,具有纯电动汽车的优点。与纯电动汽车相比,插电式混合动力电动汽车的动力蓄电池容量要小很多,但是其装配燃油汽车的发动机、变速器、传动系统、油路和油箱,因此,在无法充电时,只要有加油站就可以一直行驶,续驶里程不受充电条件的制约,又具有燃油汽车的优势。插电式混合动力电动汽车结合了普通混合动力电动汽车的优点,在提供较长的续驶里程(指混合动力模式)的同时也能满足人们用纯电力行驶的需求,起到了良好的能源替代作用。但由于一辆车内要集成纯电动汽车和燃油汽车两套完整的动力系统,所以插电式混合动力电动汽车的成本较高、结构复杂,质量也比较大,相对于单纯的燃油汽车和纯电动汽车又有劣势。

3. 燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV)是以燃料电池作为动力电源的汽车。常见的燃料电池电动汽车是氢燃料电池电动汽车,氢燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧气在车载燃料电池装置中经电化学反应产生电能,并以此作为动力的汽车。燃料电池电动汽车实质上也是一种纯电动汽车。图1-3所示为宇通ZK6126FCEVG燃料电池电动汽车。

图1-3 宇通ZK6126FCEVG燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车被誉为人类交通的最终解决方案。与燃油汽车和纯电动汽车相比,燃料电池电动汽车具有如下特点。

(1)使用寿命长

只要燃料和催化剂能从外部源源不断地供给,燃料电池即可持续不断地输出电能,其使用寿命远远高于普通的原电池或充电电池。

(2)能量转换效率高

能量转换效率是指产出的电能与输入燃料经化学反应所能释放出的能量之比。燃料电池是将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能,其反应过程不涉及燃烧和热机做功,因此,能量转换效率不受卡诺循环的限制。理论上,燃料电池的化学能转换效率可达到100%,其实际能量转换效率也高达60%~80%,是普通内燃机热效率的2~3倍。

(3)环保性能好

燃料电池的主要反应产物是水,向大气排放的有害物质极少。由于没有往复及回转运动的机械部件,噪声也很小。

(4)响应性能好

燃料电池可及时响应汽车负载的变化,能在几秒之内从最低功率转换至额定功率,具有良好的响应速度。

(5)能源补充快

燃料电池所需的燃料主要是氢,充气或更换氢气瓶一般只需要几分钟,比纯电动汽车的动力蓄电池充电时间要短得多,并且一次加注燃料后其续驶里程基本能达到燃油汽车的通常水平。