电动汽车储能装置的结构类型汽车

电动汽车是目前我们出行最重要的工具。近年来，电动汽车的发展相当迅速，所以今天，边肖汽车将与大家分享一点关于电动汽车的知识，即电动汽车储能装置的结构类型。除了使用不同的电驱动系统，不同类型的储能装置，如不同的电池、燃料电池、超级电容器和飞轮动能电池，也会构成不同结构类型的电动汽车。让我们一起来看看他们。

汽车电能储存装置的结构类型

如图2.5(a)所示，最常遇到的是纯电池供电的电动车。这款电动车的储能和调节相比上一年简单，整车采用动力电池作为储能装置。具有这种结构的汽车由单个动力电池提供动力。在新能源汽车的划分中，称之为BEV，即纯电池到锌空气体电池等等，基本属于动力电池的范畴。这种结构的电动车的电池布置与前一年相比比较简单，电池可以布置在车辆周围，也可以集中在车辆的尾部、前部、底部或顶部。这种结构对电池有严格的要求。它们大多遵循电动汽车的功能和运行条件，需要选择比能量和比功率更高的电池。比能量与整车的行驶里程有关，比功率与电池的大功率放电性能有关，因此与电动汽车的加速性能和爬坡能力有关。

为了解决动力电池不能同时满足比功率和比能量的问题，一些电动汽车使用两种不同的电池，一种可以提供高比能量，另一种可以提供高比功率。图2.5(b)显示了作为混合能源的两种电池的基本结构。这种结构不仅解决了比功率和比能量之间的矛盾，因为存在更大的比功率电池，而且对汽车的制动能量回收也起到了显著的作用。

汽车电能储存装置的结构类型

除了电池，燃料电池也可以用作储能装置。对于电动汽车来说，燃料电池相当于一台小型发电机。如今，燃料电池种类繁多，经常会遇到氢燃料电池。氢燃料电池的原理是在可逆电解过程的帮助下，氢和氧在特定的介质和工作条件下结合，产生电和水。目前，氢气的储存是一个棘手的问题。由于氢气的液化压力很高，液化温度相当低，氢气很难液化，因此需要一个耐高压的储存容器。目前，大部分氢气以气态形式储存在高压车载氢气罐中，少量储存在液态氢或金属氢化物中，而氧气可以直接从空气体中获得。虽然燃料电池可以提供非常高的比能量，但不能回收制动的再生能量。如图2.5(c)所示，这种结构基本被混动取代。

为了解决燃料电池不能制动的缺陷，燃料电池的使用更加频繁，同时电池也一起使用。这不仅可以吸收燃料电池的部分过剩能量，还可以吸收制动并产生能量，如图2.5(d)所示。

目前，燃料电池所需的氢气不仅以氢气的形式存在，还以压缩空气体、液态氢或金属氢化物的形式储存，在常温下可由液态燃料生产，如甲醇、乙醇或汽油。这就要求汽车配备一个小型重整器，随时分解甲醇、乙醇或汽油，产生燃料电池所需的氢气，如图2.5(e)所示。

汽车电能储存装置的结构类型

超级电容器的存在给了电动汽车一个新的选择。超级电容器类似电池，但工作原理完全不同。超级电容器物理储存电能。目前也有很多纯超级电容器作为能源驱动的电动汽车，如图2.5(f)所示。超级电容器是一种物理储存电能的装置，没有化学反应，因此可以大倍率充放电，而且几乎与温度无关，使用寿命长，维护简单。超级电容器的另一个明显优点是，它们可以很好地吸收汽车的制动能量。然而，目前超级电容器的使用受到必要的限制。它的比能虽然不低，但可用比能不高，密度也低，占据空的大面积。以超级电容器为动力源的电动汽车大多行驶里程较短，多用于公共出行便利。

当超级电容器与蓄电池结合使用时，所选蓄电池必须能够提供高比能量。由于超级电容器比蓄电池具有更高的比能量和比功率，并且电动汽车使用的超级电容器的电压与蓄电池相比基本上相当低，因此需要大量的超级电容器来实现与蓄电池类似的电压。因此，为了平衡电压和缩短使用的电容器数量，大多数需要在蓄电池和超级电容器之间增加一个DC/DC功率转换器。图2.5(g)示出了使用蓄电池和超低电平电容器的混合能源的结构。

当超级电容器与燃料电池结合使用时，由于燃料电池具有较高的比能量和比功率，与超级电容器相似。只要这两种能源的电压匹配，就可以组合成合理的混合能源结构。超级电容器提供优异的制动能量回收性能，防止燃料电池制动并产生能量回收。因此，这种结构在燃料电池领域有了新的应用，如图2.5(h)所示。

汽车电能储存装置的结构类型

与超级电容器类似，高速飞轮也是一种高比功率、高制动能量回收的储能，也是一种物理储能。然而，高速飞轮不同于传统的低速重型飞轮。这种飞轮重量轻，但转速很高。从而能够高速旋转，能量自耗率很低，对高速飞轮的制造有特殊要求，大部分在高保真度的密闭容器中高速旋转空。高速飞轮有两个特点。两种工作模式的超高速飞轮和电机转子的组合，可以双向转换电能和机械能，所以既是发电机又是电机。电能转化为飞轮动能后储存起来。图2.5(j)为飞轮和电池混合能源的结构，使用的电池应具有较高的比能量。此外，这种混合结构应该在高速飞轮和电池之间增加一个交流/DC功率转换器。

目前电池的比能量和比功率还不能完全满足大家，尤其是电池的充电，不能像普通燃油车那样随时加油。为了获得更长的行驶里程，在电池后面安装了一种由传统燃油发动机驱动的发电机组。汽车由电力驱动，通常由电池提供的能量驱动。当电池电量不足时，发动机开始驱动发电机给电池充电，从而获得更长的行驶里程。这种结构的车是增程式电动车，如图2.5(k)所示。这是电池不能完全替代发动机时的过渡方案。如果发动机不启动，就是纯电池驱动的电动车。这种结构的汽车不能完全实现零排放，但如果发动机和发电机配备得当，保证发动机在最经济的工况下工作，与传统汽车相比，排放还是可以明显缩短的。

今天，小型车系列的分享到此结束。以上是小型车系列共享的电动车储能装置的结构类型。电动车的技术还不是很成熟，所以发展一直有限，所以发展一直不是很好。不过，这几年电动车发展相当迅速，前景受到大家的青睐，喜欢电动车的可以买。希望小汽车系列的分享能对你有所帮助。