전기차 분류 분석
및 기술적 특성
전기 자동차는 연료 전지나 전기 모터에 의존하여 전력을 공급하는 기존 내연 기관 자동차와 달리 배터리 또는 기타 재생 가능 에너지원으로 구동되는 자동차입니다. 현재의 기술 현황과 차량 주행 원리에 따르면, 전기 자동차는 순수 전기 자동차(BEV), 연료 전지 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차(HEV)의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
1. 배터리 전기차(BEV)
순수 전기자동차는 배출가스 제로, 저소음, 단순한 구조, 성숙한 기술 등의 장점을 갖고 있습니다. 완전히 배터리로 구동되고 모터로 구동되는 차량입니다. 차량 모터의 구동 에너지는 온보드 충전식 배터리 또는 기타 에너지 저장 장치(전원 배터리 포함)에서 나옵니다. , 슈퍼커패시터, 플라이휠 배터리 등).
현재 차량에너지는 납축전지, 니켈수소전지, 니켈동전지, 나트륨황전지, 잉어이온전지, 아연공기전지 등 동력전지를 주로 사용하고 있다.
(1) 순수전기자동차 시스템의 원리 및 구성
순수 전기 자동차는 일반적으로 모터로 구동됩니다. 전기 모터의 구동 전기 에너지는 온보드 충전식 배터리 또는 기타 에너지 저장 장치에서 나옵니다. 온보드 에너지는 전력변환장치(모터 컨트롤러)를 통해 구동모터에 전기에너지를 공급하여 구동시켜 작동시킨다. 구동 모터는 변속기에 의해 구동됩니다. 바퀴가 회전하여 자동차가 이동합니다.
순수 전기 자동차는 주로 전원 공급 시스템, 전기 구동 시스템, 보조 시스템, 차체 및 섀시로 구성됩니다.
(2) 순수전기자동차의 종류
단일 배터리가 차량의 전원으로 사용됩니다. 배터리의 비에너지 및 비전력은 낮고 배터리 팩의 무게와 부피는 큽니다.
보조전원 설치 : 순수전기자동차에 보조전원(슈퍼커패시터, 발전기세트, 태양에너지 등)을 설치하면 순수전기자동차의 출발성능을 향상시키고 주행거리를 늘릴 수 있습니다.
(3) 순수전기자동차의 작동원리
순수 전기 자동차는 배터리의 에너지를 사용하여 전기 모터를 구동하여 바퀴를 앞으로 움직입니다. 에너지 흐름 경로는 배터리 → 전력 조절기 → 전기 모터 → 동력 전달 시스템 → 구동 휠입니다. 그 중 배터리는 전류를 공급하고, 이 전류는 전력 조절기를 통과한 후 전기 모터로 출력됩니다. 전기 모터는 토크를 제공하여 변속기를 통해 바퀴를 구동하여 차량의 주행을 실현합니다.
2. 연료전지자동차(FCEV)
기존 전기 자동차와 비교하여 연료 전지의 화학 반응 과정은 유해한 제품을 생성하지 않으며 효율성이 높고 오염이 없으며 배출이 없으며 소음이 없다는 장점이 있습니다. 연료전지 자동차는 일반적으로 수소, 메탄올 등을 연료로 사용하고, 화학반응을 통해 전기에너지를 생산해 모터를 구동한다. 모터에서 발생된 기계적 에너지는 가변속 변속장치를 통해 구동바퀴에 전달되어 차량을 구동시킨다.
(1) 연료전지자동차의 기본구조
연료전지 자동차(수소-전기 하이브리드)는 연료전지 스택, 전기 견인 모터, DCDC, 열 시스템(냉각), 배터리 팩, 수소화 포트로 구성됩니다. 연료주입구, 연료탱크(수소), 변속기, 전력전자제어장치, 보조배터리 등의 하위 시스템으로 구성됩니다.
연료전지 전기차와 일반 전기차는 기본적으로 전기 구동 구조가 동일하다. 연료전지 자동차는 전원 시스템, 섀시, 자동차 전자 시스템, 차체 등 4가지 기본 모듈로 구성됩니다. 동력 시스템은 연료전지 시스템과 전기 모터를 통해 차량에 동력을 공급합니다.
다양한 구동 형태에 따라 순수 연료전지 구동과 하이브리드 구동으로 나눌 수 있습니다.
다양한 에너지원에 따라 차량 장착형 순수 수소와 연료 개질의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
연료전지가 제공하는 전력이 차량의 전체 전력 수요에서 차지하는 비율에 따라 에너지 하이브리드형과 파워 하이브리드형의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
(2) 연료전지자동차의 작동원리
연료전지 자동차의 심장인 연료전지 스택은 수소와 산소의 전기화학 반응을 가속시켜 수소와 산소의 화학반응에서 방출되는 에너지를 전기에너지로 변환시키는 용기를 제공합니다. 연료전지 차량에서는 연료전지 스택과 배터리가 함께 작동하여 모터에 에너지를 공급하고, 모터는 다시 차량에 전력을 공급하여 차량을 구동합니다. 배터리의 경우 에너지원 그 자체입니다. 연료전지 스택의 경우 에너지원은 수소이며, 현재 일반적인 저장방식은 고압수소저장탱크를 이용하는 것이다.
(3) 연료전지자동차의 어려움 극복
촉매: 연료전지는 전기를 생산하기 위해 반응촉매를 사용해야 하는데, 촉매를 구성하는 희소금속 백금은 가격이 비싸고 매장량이 부족하다. 따라서 새로운 촉매의 개발은 연료전지 전기차 개발에 직접적인 영향을 미치는 핵심이다.
연료 공급 및 저장: 수소 연료 전지에는 수소가 필요합니다. 수소 자체에는 산업 체인을 지원하지 않습니다. 제조, 운송, 보관 및 연료 보급은 매우 불편하고 비용이 많이 들고 위험합니다. 연료자동차, 전기차에 비해 자동차, 수소연료전지차는 덜 성숙해졌습니다.
3. 하이브리드 전기자동차(HEV)
국제전기기계시스템위원회(International Commission on Electromechanical Systems) 산하 전기자동차 기술위원회(Technical Committee on Electric Vehicles)의 권고에 따르면, 하이브리드 전기자동차는 2개 이상의 축전지 에너지원 또는 변환기를 구동 에너지로 사용하고, 그 중 2개 이상이 전기 에너지를 제공할 수 있는 차량을 의미합니다. 하이브리드 전기자동차라고 합니다. 보통 내연기관과 배터리 동력을 혼합한 모델을 하이브리드 전기자동차라고 하는데, 즉 전통적인 연료를 전기모터와 발전기로 사용하고 전기모터가 엔진의 보조동력 역할을 하여 저속을 향상시키는 모델을 말한다. 출력 및 연료 소비.
하이브리드 전기차는 차량 충전을 위해 외부 충전 플러그가 필요한지 여부에 따라 플러그인 하이브리드 차량과 비플러그인 하이브리드 차량으로 나눌 수 있다. 하이브리드 전기자동차는 전력계통의 구조적 특성에 따라 직렬, 병렬, 하이브리드, 복합 하이브리드 자동차로 나눌 수 있다.
(1) 시리즈 하이브리드 전기자동차(SHEV)
시리즈 하이브리드 전기 자동차(SHEV) 엔진에서 출력되는 기계적 에너지는 먼저 발전기를 통해 전기 에너지로 변환됩니다. 변환된 전기에너지 중 일부는 배터리 충전에 사용되고, 나머지 일부는 구동모터와 변속기를 통해 바퀴를 구동하는 데 사용된다.
시리즈 하이브리드 차량의 구조는 간단하며, 동력 시스템은 엔진, 발전기, 전기 모터의 세 가지 동력 하위 장치로 구성됩니다.
시리즈 하이브리드 차량의 작동 원리: 엔진은 발전기를 구동하여 전기를 생성하고, 전기 에너지는 컨트롤러를 통해 배터리 또는 전기 모터에 전달되고, 전기 모터는 변속기 메커니즘을 통해 차량을 구동합니다. 부하가 작을 때는 전기 모터가 바퀴를 구동합니다. 부하가 크면 엔진이 발전기를 구동하여 전기를 생산하고 모터를 구동합니다.
(2) 병렬하이브리드전기자동차(PHEV)
병렬식 하이브리드 전기차(PHEV) 엔진과 전기모터를 이용해 바퀴를 구동하고, 이들의 동력은 병렬로 바퀴에 전달된다. 차량은 현재 작업 조건에 따라 이 두 가지 전원 출력을 선택합니다.
엔진과 전기 모터는 일반적으로 서로 다른 클러치를 통해 바퀴를 구동하며 엔진 단독, 전기 구동 시스템 단독, 엔진 + 전기 구동 시스템 하이브리드 구동의 세 가지 작동 모드가 있습니다. 엔진이 제공하는 동력이 차량이 필요로 하는 구동 동력보다 크거나 차량이 제동 중인 경우 전기 구동 시스템은 발전기 상태에서 작동하여 배터리를 충전합니다.
병렬 하이브리드 차량의 엔진은 변속기 메커니즘을 통해 바퀴를 직접 구동할 수 있으며 이는 기존 차량 구동 시스템에 더 가깝습니다. 기계적 효율 손실은 일반 차량과 유사하며 널리 사용됩니다.
(3) 직병렬 하이브리드 전기자동차(SPHEV)
하이브리드(직렬-병렬) 하이브리드 전기 자동차(SPHEV)는 직렬 하이브리드 시스템과 병렬 하이브리드 시스템을 결합하여 두 시스템의 장점을 극대화하고 직렬 전송 경로에 비해 기계적 동력을 추가하는 것을 목표로 합니다. 병렬형에 비해 전기에너지의 전달경로가 늘어난다.
하이브리드 시스템에는 두 개의 전기 모터가 있습니다. 주행 조건에 따라 전기모터 단독으로 구동할 수도 있고, 전기모터+엔진을 공동으로 구동할 수도 있다. 또한, 필요할 경우 바퀴를 구동하면서 발전기를 통해 전기를 생산할 수도 있습니다.
