1.3 纯电动汽车的分类
1.3.1 按驱动系统组成和布置形式分类
根据电动驱动系统的组成和布置形式,纯电动汽车分为机械传动型、无变速器型、无差速器型及电动轮型四种。
(1)机械传动型纯电动汽车 机械传动型纯电动汽车的结构如图1-12(a)所示,它是以燃油汽车发动机前置、后轮驱动的结构为基础发展得来的,保留了内燃机汽车的传动系统,不同之处是将内燃机换成了电动机。这种结构可以保证纯电动汽车的启动转矩及低速时的后备功率,对驱动电动机要求低,所以,可选择功率较小的电动机。
图1-12 驱动系统的组成和布置形式
C—离合器;D—差速器;FG—固定速比减速器;GB—变速器;M—电动机
(2)无变速器型纯电动汽车 无变速器型纯电动汽车的一种结构如图1-12(b)所示,该结构的最大特点是取消了离合器与变速器,采用固定速比减速器,通过控制电动机来实现变速功能。这种结构的优点是机械传动装置的重量轻、体积小,但是对电动机的要求比较高,不仅要求具有较高的启动转矩,而且要求具有较大的后备功率,以确保纯电动汽车的起步、爬坡、加速等动力性能。
无变速器型纯电动汽车的另外一种结构如图1-12(c)所示,这种结构和传统燃油汽车的发动机横向前置、前轮驱动的布置方式相似。它把电动机、固定速比减速器以及差速器集成为一个整体,两根半轴连接驱动车轮。这种结构在小型电动汽车上应用非常普遍。
(3)无差速器型纯电动汽车 无差速器型纯电动汽车的结构如图1-12(d)所示,这种结构采用两台电动机,通过固定速比减速器来分别驱动两个车轮,能够实现对每个电动机转速的独立调节。所以,当汽车转向时,可以通过电动机的电子控制系统控制两个车轮的差速,从而达到转向的目的。但是,这种结构的电动机控制系统相对来说非常复杂。
(4)电动轮型纯电动汽车 电动轮型纯电动汽车的一种结构如图1-12(e)所示,这种结构是将电动机直接安装在驱动轮内(也称轮毂电动机),可以进一步地缩短电动机至驱动车轮之间的动力传递路径,减少能量在传动路径上的损失,但想要实现纯电动汽车的正常工作,还需添加一个减速比较大的行星齿轮减速器,将电动机的转速降低至理想的车轮转速。
电动轮型纯电动汽车的另一种结构如图1-12(f)所示,这种结构将低速外转子电动机的外转子直接安装在车轮的轮缘上,去掉了减速齿轮,所以电动机和车辆的驱动车轮之间没有任何机械传动装置,无机械传动损失,能量的传递效率高,空间的利用率大。但是这种结构对于电动机的性能要求较高,要求其具有很高的启动转矩以及较大的后备功率,以确保车辆的可靠工作。
1.3.2 按车载电源数不同分类
按车载电源数不同,纯电动汽车可以分为单电源纯电动汽车与多电源纯电动汽车两种。
(1)单电源纯电动汽车 在单电源纯电动汽车上,其主要电源通常是蓄电池,如铅酸电池、镍-氢电池、锂离子电池等。单电源纯电动汽车的结构比较简单,控制也不难,其主要缺点是主电源的瞬时输出功率容易受蓄电池性能的影响,车辆制动能量的回馈效率也会受制于蓄电池的最大可接受电流及蓄电池的荷电状态。
(2)多电源纯电动汽车 多电源纯电动汽车通常由蓄电池加蓄能装置构成。采用蓄电池加超级电容器或蓄电池加飞轮电池的电源组合,可以降低对蓄电池的容量、比能量、比功率等的要求。当汽车起步、加速、爬坡时,辅助蓄能装置(超级电容器、飞轮电池)能够短时间内输出大功率,协助蓄电池供电,使电动汽车的动力性提高;当汽车制动时,则利用辅助蓄能装置接受大电流充电,增大制动能量回馈的效率。
1.3.3 按用途不同分类
按照用途不同,纯电动汽车可以分为纯电动轿车、纯电动货车及纯电动客车三种。
(1)纯电动轿车 纯电动轿车是目前最常见的纯电动汽车。除了一些概念车外,纯电动轿车已经有了小批量生产,而且已经进入市场。
(2)纯电动货车 纯电动货车就是主要用于运送货物的纯电动汽车,用作公路运输的纯电动货车目前还比较罕见,而在矿山、工地及一些特殊场地,则早已出现了一些大吨位的纯电动载货汽车。
(3)纯电动客车 纯电动客车是一种以载客为目的的纯电动汽车,目前,纯电动小型客车也比较少见;纯电动大客车多数用作公共汽车。