電動汽車發展背后的動力空前高漲,消費者的濃厚興趣促使大大小小的原始設備制造商將其汽車轉換為電動汽車。但是隨著雜七雜八的來臨,造成了很多混亂。
各種車型之間有什么區別?這些車輛如何充電,需要充電才能行駛多遠?車輛類型如何影響架構決策?這里是要領。
車輛類型
電動汽車(EV)的全球市場在整個汽車市場中只占很小的一部分,但是這種趨勢有望迅速改變。據波士頓咨詢集團(Boston Consulting Group)稱,電動汽車的全球市場份額從2019年的8%增長至2020年的12%-該公司預計,到2026年,電動汽車將占所有輕型汽車銷量的一半以上。
電動汽車實際上是一個概括性術語。實際上,有幾種類型的電動汽車。所有人都至少在部分工作中使用電力,但是在相似之處結束的地方幾乎都是這樣。如今,有四種主要類型,此處根據對電池電量的依賴程度列出:
輕度混合動力汽車Mild hybrid electric vehicle:MHEVs通過使用適度的48V電池和電動機來提高其汽油行駛里程,從而提高其內燃機(ICE)的效率。與混合動力汽車不同,MHEV并非僅靠電力運行,盡管在制動,滑行和停止過程中可以關閉ICE。另外,即使在ICE關閉的情況下,電動機也可以為非必要的功能提供動力,例如空調或座椅加熱器。
混合動力電動汽車Hybrid electric vehicle:混合動力汽車是最常見的混合動力類型,并且使用時間也最長。混合動力汽車有兩個動力驅動器:基于燃料的發動機和帶有更大電池的電動機。汽車起步時,首先要在電力下滾動。然后,一旦車輛達到速度,汽油發動機便會啟動。車載計算機系統會確定何時應使用電力或汽油。另外,用戶請勿插入HEV。通過稱為“再生制動”的過程,每當駕駛員觸摸制動器時,汽車的電池就會獲得少量充電。豐田普銳斯是最著名的混合動力汽車。
插電式混合動力汽車Plug-in hybrid electric vehicle:插電式混合動力汽車將電池式電動汽車(如下所述,BEV)和混合動力汽車之間的差異進行了劃分。像BEV一樣,PHEV帶有通過外部插頭充電的電動機。與混合動力汽車一樣,它們也有基于燃料的ICE。與混合動力汽車的最大區別是,由于混合動力汽車具有更大的電池容量和從電網充電的能力,因此僅依靠電動就可以行駛相當長的距離-大約20到30英里。PHEV的示例包括Toyota Corolla和RAV4,Volvo XC40和BMW3-Series的變體。
電池電動車Battery electric vehicle:BEV完全由電力驅動,這意味著BEV沒有ICE,沒有燃料箱和沒有排氣管。取而代之的是,它具有一個或多個由更大的車載電池供電的電動機。用戶通過外部插座為電池充電。電動汽車目前以幾種形式存在,包括汽車,公共汽車,摩托車和踏板車,甚至是船。全球銷量最高的電動汽車包括特斯拉Model 3和Model Y,上汽通用五菱宏光Mini,日產Note,大眾ID.3和雷諾Zoe。
第五類存在,但仍主要在進行中:燃料電池電動汽車。FCEV使用電池驅動的電動馬達運行,但有所不同–它使用氫而不是電能充電,并產生自己的電能。
架構如何變化
從這些類型的電動汽車中的一種轉移到另一種類型的電動汽車涉及一些架構差異。
最明顯的是電池容量,以千瓦時(kWh)為單位。由于MHEV中的電動機僅輔助燃氣發動機,因此其電池電量可能在1 kWh或更小。混合動力汽車的電池必須提供足夠的功率才能使車輛短暫運行,因此可能高達8 kWh,而插電式混合動力汽車可能只有15 kWh的電池才能僅靠更遠的功率行駛。
完整的BEV中的電池必須一直為車輛中的所有部件供電,因此典型的BEV容量范圍從約40 kWh至80kWh,盡管現在有一些使用200 kWh的電池出現了。
從HEV轉向PHEV時,最大的體系結構變化是。這就是外部電力(可能是來自電網,也可能是來自車主家中的電源插座)進入車輛的關鍵點。從插座接收交流電(AC)意味著車輛必須具有一個入口,通向車載充電器,該車載充電器將電能轉換為直流(DC)以為電池充電。當電池為車輛中的設備供電時,電源保持為直流電,但需要逆變器轉換為交流電才能為電動機供電。
PHEV總是有一個汽油發動機可以回落,并且電池更小,因此常規充電可能足以在短時間內對其進行充電。插電式混合動力車
對于BEV,此方法可能需要一天以上的時間才能為大容量電池充滿電,因此許多BEV所有者選擇在自己的房屋中安裝壁掛式EV充電器和/或使用公共充電站,包括快速充電站,可能會在一小時內給BEV充電。
因此,當從PHEV轉向BEV時,這種充電速度的變化成為驅動架構決策的考慮因素。雖然BEV移除了所有ICE組件,從而降低了復雜性,但對更快充電的要求意味著增加了DC充電功能。
高速充電意味著更高的功率。ICE車輛使用12伏電池,而BEV電池通常提供350伏,有些OEM甚至高達800伏。更高的功率需要更大,更堅固的電纜和連接器,以實現更快的充電速度。
必須降低不同組件的電壓,尤其是在12V或更低電壓下運行的電子設備,但是總的來說,這是一種節省能源的有效方法。OEM發現,通過將48V用于空調或主動懸架系統等高功率組件,然后降低電子設備的電壓,即使是輕度混合動力車也可以實現效率。使用48V還可以無縫地在啟動和停止時打開和關閉發動機。
所有這些部件-電池,轉換器,逆變器,電線和連接器-都增加了重量和復雜性,但是OEM可以通過考慮周全的方法來降低這種復雜性。
選擇和購買電動汽車涉及到權衡和決策,假設一切順利的話,將在確保綠色機動性方面帶來巨大的回報。設計和制造一個也是如此。
文章來源:仨三搞笑說