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1、汽车构造,主编,第十章 新能源汽车简介,第一节 纯电动汽车 第二节 燃料电池电动汽车 第三节 混合动力电动汽车 第四节 太阳能汽车 第五节 燃 气 汽 车,第一节 纯电动汽车,图10-1 纯电动汽车 1柴油机-发电机组 2电动机-发电机 3蓄电池组 4驱动电动机 5控制装置,第二节 燃料电池电动汽车,燃料电池电动汽车FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)是利用氢气与氧气在燃料电池中的反应发电作为驱动力的电动汽车。 氢气作为汽车燃料具有很多特点。 1)若燃料电池将来能作为汽车的主要动力，其二氧化碳气体排放量将大大减少。 2)燃料电池汽车有利于人类居住的环境。 3)燃料电
2、池汽车可减少人类对石油资源的依赖。 4)氢气制造、储存、运输和灌装较困难，且氢气价格过高。,图10-2 燃料电池电动汽车 1气体压缩机 2氢气储存罐 3燃料电池组 4蓄电池组 5驱动电动机 6控制装置,第二节 燃料电池电动汽车,第三节 混合动力电动汽车,一、分类 二、组成 三、典型结构,一、分类,1.串联式SHEV(Series Hybrid Electric Vehicle) 2.并联式PHEV(Parallel Hybrid Electric Vehicle) 3.混联式(串、并联)PSHEV(Parallel Series Hybrid Electric Vehicle),1.串联式SH
3、EV(Series Hybrid Electric Vehicle),图10-3 串联式SHEV布置形式 1发动机 2蓄电池组 3变流器 4驱动车轮 5电动机 6发电机,2.并联式PHEV(Parallel Hybrid Electric Vehicle),图10-4 并联式PHEV布置形式 1发动机 2动力分配器 3蓄电池 4变流器 5电动机/发电机 6驱动车轮,3.混联式(串、并联)PSHEV(Parallel Series Hybrid Electric Vehicle),图10-5 混联式PSHEV布置形式 1发动机 2发电机 3动力分配器 4减速器 5变流器 6蓄电池 7电动机 8驱
4、动车轮,二、组成,1.发动机 2.动力混合器 3.电动机/发电机(ISG) 4.蓄电池 5.变流器,1.发动机,目前混合动力汽车主要追求高效率而不是高功率。常采用低排量、结构较先进的发动机，如稀薄燃烧汽油机、可变正时气门汽油机(日本丰田汽车公司的Prius混合动力汽车装用的INZFXE型汽油机)、可变气缸数汽油机(日本本田汽车公司在ACCORD牌混合动力电动汽车装用的V6缸VCM可变气缸系统汽油机)或涡轮增压共轨式的柴油机(日本本田汽车公司的2.2LiCdi柴油机)等。低排量发动机，可降低摩擦损失，减少发动机功率损失；加速时需要的动力由电动机补给。,2.动力混合器,发动机动力和电动机动力可以在
5、动力混合器中混合(转矩混合)。动力混合器有“行星齿轮”和“分动器”等形式。动力混合器可装在发动机的后面或前面，还可以装在变速器的前面或后面。,3.电动机/发电机(ISG),电动机发电机在发动机起动时作为电动机，快速起动发动机，避开发动机怠速运转，达到节能和环保的要求；在发动机正常运转时作为发电机，为蓄电池充电并为电动机提供动力；在车辆滑行和制动时作为发电机，回收滑行和制动时的部分能量。 电动机多采用效率更高，结构更紧凑的永磁式同步交流电动机；发电机采用高效永磁同步交流发电动机。,4.蓄电池,蓄电池是混合动力汽车的辅助电源。储存电动机/发电机发出的电能和汽车减速、制动时部分能量反馈的电能；发动机
6、起动时为电动机/发电机输出电能带动发动机起动；汽车加速时给电动/发电机提供电能，帮助汽车加速。,5.变流器,它既能把蓄电池的直流电转换成交流电，也可将电动机/发电机产生的交流电转换成直流电储存于其中。,三、典型结构,1.日本丰田普瑞斯Prius型混合动力电动轿车 2.一汽红旗混合动力电动轿车 3.日本本田思域混合动力电动轿车混合动力装置,1.日本丰田普瑞斯Prius型混合动力电动轿车,图10-6 日本丰田普瑞斯Prius型混合动力电动轿车 1整车及发动机电控单元 2逆变器 3变速驱动桥 4发动机 5侧滑控制电控单元 6蓄电池组 7蓄电池组电控单元,2.一汽红旗混合动力电动轿车,图10-7 红旗
7、混合动力电动轿车,3.日本本田思域混合动力电动轿车混合动力装置,图10-8 本田思域混合动力装置,第四节 太阳能汽车,图10-9 太阳能汽车,第五节 燃 气 汽 车,一、概述 二、燃气汽车基本结构与原理,一、概述,1.分类 2.天然气和液化石油气的优、缺点,1.分类,目前，燃气汽车分为天然气汽车和液化石油气汽车，它们的燃料分别是天然气和液化石油气(LPG)。天然气汽车又分为液化天然气汽车(LNGV)、压缩天然气汽车(CNGV)和吸附天然气汽车(ANGV)三种。,2.天然气和液化石油气的优、缺点,天然气和液化石油气主要优点： 1)有害气体排放低。天然气和液化石油气在常温下为气态，与空气易均匀混合
8、，燃烧完全，CO、HC和微粒的排放量大幅度减少。另外，天然气和液化石油气火焰温度低，使NOx的排放量也相应减少。 2)热效率高。天然气辛烷值最高可达130，液化石油气的辛烷值也在100左右。因此，燃用天然气或液化石油气可提高发动机压缩比，提高了发动机的热效率。 3)冷起动性和低温运转性能良好，在暖机期间无需加浓可燃混合气。 4)天然气和液化石油气燃烧界限宽，稀燃特性优越，燃烧稀混合气，除对NOx的控制产生显著效果外，对燃料经济性更有明显好处。 5)不稀释润滑油，润滑油更换周期得以延长。,天然气和液化石油的缺点是： 1)因为天然气在常温、常压下是气体，所以其储运性能差。目前广泛采用将压缩天然气充
9、入车用气瓶内储运的方法，这些气瓶既增加了汽车自重，又减少了载货空间。 2)一次充气的续驶里程短。 3)天然气或液化石油气均呈气态进入气缸，使发动机充量系数降低。另外，与汽油或柴油相比，天然气或液化石油气的理论混合气热值小，因此，燃用天然气或液化石油气将使发动机功率下降。,2.天然气和液化石油气的优、缺点,二、燃气汽车基本结构与原理,1.总体布置 2.燃气供给装置 3.专用装置,1.总体布置,图10-10 压缩天然气汽车总体布置示意图 1高压截止阀 2低压截止阀 3电控单元 4加气口 5空气过滤阀 6低压调节器 7空气质量传感器 8混合器 9冷却水管 10储气瓶 11储气瓶手动截止阀 12溢流阀
10、 13高压管线 14天然气/汽油转换开关 15手动截止阀,2.燃气供给装置,图10-11 电喷发动机汽车改装为压缩天然气汽车专用装置系统工作原理图 1油/气转换开关 2点火线圈 3空气流量计 4充气阀 5压缩天然气输出口 6天然气电磁阀 7减压器 8压力表 9压缩天然气进气口 10模拟器 11喷油器 12进气总管 13混合器 14供气三通阀 15点火提前调节器,图10-12 电喷发动机汽车改装为液化石油气汽车的专用装置系统原理图 1电控燃料选择开关 2点火线圈 3空气流量传感器 4储气瓶 5液化石油气输出口 6热水加入口 7减压器 8怠速调节螺钉 9减压器电磁阀 10热水出口 11模拟器 12
11、喷油器 13混合器 14进气歧管 15功率调节阀,2.燃气供给装置,3.专用装置,(1)储气装置 (2)减压器 (3)混合器,(1)储气装置,1)压缩天然气汽车储气瓶。 2)液化石油气汽车的储气瓶。,1)压缩天然气汽车储气瓶。,图10-13 车用压缩天然气钢瓶的瓶体结构,2)液化石油气汽车的储气瓶。,图10-14 汽车用液化石油气储气瓶 1液化石油气输出阀 2三通输出阀 3蒸气输出阀 4溢流阀 5液面指示器 6最大充量液面监视器 7充气阀,(2)减压器,图10-15 二级减压器结构示意图 1溢流阀 2一级减压球阀 3、9、15弹簧 4、7杠杆 5、10、14膜片 6二级减压阀门 8加浓阀 11真空管 12量孔 13膜片夹 16传动杆 17锥形弹簧 18辅助膜片,(3)混合器,图10-16 典型文丘里式混合器结构图 a)装配图 b)壳体 c)芯子,
