电动汽车电路图,电动汽车为什么不能把太阳能蓄电全面纳入是有哪方面的技术难点呢

感谢@行走的风秤子 的邀请电动汽车电路图。

电动汽车电路图,电动汽车为什么不能把太阳能蓄电全面纳入是有哪方面的技术难点呢

我的理解你的意思是电动汽车安装太阳能产生驱动车辆行驶。之所以没有实行,既有技术的问题也有成本,可用性的考虑。

电动汽车电路图,电动汽车为什么不能把太阳能蓄电全面纳入是有哪方面的技术难点呢

首先参照第一张图是目前太阳能发电的结构原理图,太阳能板的发电需要其他模块转化才可以到负载,对于电动汽车而言就需要增加这些设备,一方面增加了车身本身的质量,同时也提升了车辆的成本。原本电动汽车的电池能量密度就低,轻量化的成果这下就没了。

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其次是这太阳能板只可以安装在车身的顶板上,而且要没有天窗的,所以面积有限也就1平方左右!当前的光伏板的效率只有15%左右。

还要求你车子停在阳光下暴晒,考虑阴雨天的影响可能你一年通过光伏发的电量还比不上你一次长途高速由于安装太阳板增加的风阻消耗的电量多,太不划算了。

最后是涉及到汽车厂的生产制造,因为需要安装太阳能光伏板,需要在原来冲压的车顶上增加支架,需要增加焊接等工艺。还要考虑重量的增加影响耐久需要加厚钢板。

综上,有技术的担忧,也有成本,风险,实用性的考量,所以电动汽车才没有使用太阳能光伏能源。

新能源电动汽车没有变速箱,只有一个固定速比的减速箱。这个减速箱可以理解为汽车变速箱的最高档位,传动比与变速箱高档位是一样的。电动汽车虽然没有变速箱,但是依然可以自由变速,这是因为电动机转速宽泛的原因,最高转速可以达到1-20000转/分,这是内燃机做不到的。

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燃油车配变速箱,是因为内燃机并不能直接驱动车辆,内燃机低转速的时候输出扭矩很低,无法直接驱动车辆。只能通过减速的办法来增加扭矩,减速增加扭矩的原理与杠杆原理是一样的。变速箱一档的传动比在3-4倍之间,主减速比4倍左右。因此一档时发动机扭矩被变速箱放大3-4倍,经过主减速后扭矩又放大一次,放大4倍左右,最终放大16倍。这样才有足够的扭矩来驱动汽车起步,但是传动比太高,虽然扭矩上去了,而转速却降了下来。车子最高时速受到限制,油耗激增、噪音震动加大。因此还需要更多档位,车辆启动后对动力需求是不断降低的。而对转速需求是不断升高的,因此变速箱需要多个档位。起步时需要高扭矩通过低档位实现,起步后车辆需要提速时通过高档位实现。

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而电动机的特性则与内燃机大大不一样。内燃机最大扭矩需要转速支持,涡轮增压发动机在1500转/分以上时才能输出额定扭矩。而电动机的特性是低转高扭矩,在较低的转速下就可以输出额定扭矩。

在而定转速范围内,电动机工作在恒转矩状态,例如某电机0-4000rpm转矩始终是300Nm。超过额定转速后电动机转矩会随着转速增加降低。因此电机的特性适合用来驱动汽车,低转速就可以输出额定扭矩,不需要变速箱降低转速来提高扭矩。减速箱速比设定可以更低一些。同时电动机的转速非常高,超过内燃机一倍以上,电动机转速超过额定转速后电动机就进入了恒功率区间。这时候转速提升后转矩会降低从而功率不会改变。功率=转速×扭矩。因此即使超高的转速也不会增加耗电量,超高的转速可以使车辆达到一个较高的速度,完全可以满足车辆对速度的要求。

因此只要调节电动机转速就可以控制车速。电动汽车大多数采用用直流无刷永磁电机,少数采用交流感应电机(特斯拉)。永磁电机调速要简单一些,永磁电机效率也比较高,而交流电机调速要困难一些,效率也低一些。

直流无刷电机是需要驱动的,定子的三相线圈一次通电后产生一个旋转磁场推动永磁转子旋转。而转速调节则通过PWM驱动来实现的,通过调整占空比来实现,占空比改变后定子线圈上的有效电压也随之改变,电压改变电流改变。励磁磁场强度改变,从而达到了调整电机速度的目的。

题外话:常说的比亚迪自主研发大功率IGBT模块,就是上面电路图中的开关三极管(绝缘栅双极型晶体管)。是调速器最关键的功率部件,我国大功率开关管模块一直被英飞凌、三菱、富士电机为首的国际巨头垄断,国产化占比长期处于较低水平。比亚迪取在核心技术上有所突破,完全可以取代进口IGBT模块。

2022-06-10

2022-06-10