Электрические

5 
когда транспортное средство находится в состоянии покоя, так называемая функция остановки на холостом 
ходу, что, следовательно, повышает экономию топлива при движении по городу. Еще одна особенность 
заключается в том, чтобы заряжать батарею в основном во время замедления или торможения 
транспортного средства, тем самым обеспечивая умеренное количество восстановительного торможения. 
Для легкого гибридного электромобиля интегрированный стартер-генератор обычно размещается между 
двигателем и трансмиссией. Этот ИСГ не только обеспечивает гибридные функции остановки на холостом 
ходу и восстановительное торможение, но также помогает двигателю приводить в движение автомобиль, 
что позволяет использовать двигатель меньшего размера (
Liu, Chau, и Jiang, 2010a
). Однако, поскольку 
двигатель и ИСГ имеют один и тот же вал, он не может предложить электрический запуск (начальное 
ускорение только при электрической мощности). Для полного гибридного электромобиля ключевой 
технологией является система с ЭПТ (электрической переменной трансмиссией), которая в основном 
функционирует для разделения мощности. Данная система может предложить все гибридные функции, 
включая электрический запуск, глушение на холостом ходу, восстановительное торможение и уменьшение 
оборотов двигателя. По сравнению с обычным электромобилем, гибридный электромобиль может 
предложить сопоставимую дальность движения двигателей внутреннего сгорания и использовать 
существующую заправочную инфраструктуру двигателя внутреннего сгорания, но жертвуя 
преимуществами нулевых выбросов на дорогах и диверсификации энергии. Его основные проблемы 
заключаются в том, чтобы уменьшить сложность системы, которая включает в себя как электродвигатель, 
так и двигатель для движителя, и как согласовать эти два движителя для достижения оптимальной 
эффективности работы (
Chau и Wong, 2002
). Переломным моментом в развитии гибридных 
электромобилей стало появление Тойота Приус в 1997 году (
Hermance и Sasaki, 1998
), которая 
первоначально приняла систему с электрической переменной передачей. Ключевым моментом является 
использование переменной передачи для разделения мощности выходной мощности двигателя, одна через 
кольцевую передачу на вал трансмиссии, а другая через солнечную передачу на генератор, затем 
двухконтурные преобразователи, двигатель и, наконец, на карданный вал. Следовательно, при различной 
дорожной нагрузке двигатель всегда может работать на своей наиболее энергоэффективной или 
оптимальной рабочей линии (OOL от англ. Optimal Operation Line), что приводит к значительному 
снижению расхода топлива. Тем не менее, такая система с электрической переменной передачей 
подвержена зависимости от переменной передачи, которая включает в себя потери при передаче, шум 
передачи и необходимость в регулярной смазке. Кроме того, общая система является относительно тяжелой 
и громоздкой.
1.2.3 Электромобили, заряжаемые от электросети 
Электромобиль «с возможностью электрического подключения» означает, что транспортное средство 
может быть напрямую подключено к электросети. Следовательно, гибридный электромобиль с привязкой к 
сети относится к транспортным средствам, которые имеют возможность подключения к сети и обладают 
функциями гибридных электромобилей, а именно: электромобили, заряжаемые от электросети и 
электромобили с удлиненным пробегом. Электромобили, подзаряжаемые от внешних источников питания, 
расширены от обычного гибридного электромобиля, за счет включения дополнительной функции съемного 
аккумулятора. Поскольку такие электромобили предусматривают использование более крупного 
аккумуляторного отсека, заряжаемого через внешний зарядный порт, диапазон электропривода 
увеличивается и, следовательно, снижается потребность в заправке на газовых автозаправочных станциях. 
С другой стороны, электромобиль с удлиненным пробегом, отличается от обычного электромобиля за счет 
малогабаритного двигателя в сочетании с генератором для перезарядки аккумулятора. Это позволяет 
избежать проблемы с пробегом, всегда связанной с ЧЭМ. Следовательно, они могут предложить 
энергоэффективную работу во всем диапазоне электроприводов и, следовательно, значительно сократить 
время заправки. Электромобили, подзаряжаемые от внешних источников питания и электромобили с 
увеличенным пробегом являются гибридными электромобилями и имеют одинаковые номиналы 
электродвигателя и аккумулятора, тем не менее, в них предусмотрены разные номинальные операции. 
Электромобили, подзаряжаемые от внешних источников питания, как правило, работают в смешанном 
режиме, в котором электродвигатель и двигатель скоординированы для совместной работы таким образом, 
что двигатель может поддерживать эффективную работу, следовательно, достигая высокой экономии 
топлива. При необходимости он может работать в обычном электрическом режиме. Напротив, 
электромобиль с удлиненным пробегом, как правило, работает полностью в электрическом режиме, 
независимо от диапазона движения или профиля. До тех пор, пока блок аккумулятора не разрядится до 

6 
порогового значения, он может работать в расширенном режиме, когда двигатель включен, который затем 
приводит генератор в действие для выработки желаемого электричества.
1.2.4 Электромобили на топливных элементах 
Электромобиль на топливных элементах, условно обозначаемый как «ЭТЭ», обладает теми же 
преимуществами, которые можно определить для обычных электромобилей, а именно: нулевые выбросы на 
дорогах и минимальные общие выбросы (с учетом выбросов, вызванных производством 
водородохимическими заводами или бортовым преобразователем). Кроме того, он может предложить 
дальность движения, сравнимую с таковой у двигателей внутреннего сгорания. Его основными проблемами 
являются высокая первоначальная стоимость и отсутствие инфраструктуры для заправки водородом. 
Высокая начальная стоимость обусловлена использованием дорогих топливных элементов. 
Инфраструктура заправки водородом в нашем обществе, как правило, отсутствует, а создание такой 
инфраструктуры требует огромных инвестиционных затрат. Существует три практических способа 
хранения водорода в электромобилях на топливных элементах: сжатый газообразный водород (CHG), 
жидкий водород (LH) и гидрид металла (MH). При принятии значения сжатого газообразного водорода 
(давление около 350–700 бар) для электромобиля на топливных элементах, инфраструктура аналогична 
инфраструктуре сжатого природного газа (давление около 200–248 бар) для некоторых транспортных 
средств с альтернативным топливом. При внедрении жидкого водорода инфраструктура очень 
требовательна, поскольку водород необходимо охлаждать до -253 °C, оставаясь под давлением. Это требует 
криогенной технологии хранения, которая даже более серьезна, чем жидкий кислород. При использовании 
гидрида металла необходимо иметь инфраструктуру, аналогичную замене аккумулятора, чтобы 
механически заменить разряженный гидрид металла полностью заряженным гидридом металла. Кроме 
того, требуется больше энергии для обеспечения необходимых температур (120–200
°C
) для разгрузки 
водорода и необходимого давления (более 700 бар) для перезарядки водорода. Как сжатый газообразный 
водород, так и жидкий водород обладают высокой удельной энергией (хорошей плотностью энергии по 
весу), что является желательным для электромобиля на топливных элементах, но также сталкиваются с 
одинаковыми проблемами безопасности, которые могут представлять опасность взрыва. В то же время 
гидрид металла обеспечивает безопасность, что важно для обычных электромобилей, но здесь возникает 
проблема, связанная с низкой удельной энергией, и ухудшается дальность движения.
В ближайшем будущем сбыт электромобилей на топливных элементах зависит от того, произойдет ли 
прорыв в технологии топливных элементов с точки зрения стоимости за киловатт, и будет ли установлен 
мандат или энергетическая политика для создания инфраструктуры заправки водородом.

жүктеу/скачать 23,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: