电池驱动车辆

电池电动车辆(Battery electric vehicle, BEV),纯电动车辆或全电动车辆是一种使用存储在可充电电池组中的化学能量的电动车辆(EV)。 BEV使用电动机和电动机控制器代替内燃机(ICE)进行推进。 它们从电池组获得所有动力,因此没有内燃机,燃料电池或燃料箱。 BEV包括 – 但不限于 – 摩托车,自行车,踏板车,滑板,轨道车,船只,叉车,公共汽车,卡车和汽车。

2016年全球每天使用2.1亿辆电动自行车。 2016年9月,公路轻型纯电动汽车的累计全球销量超过100万单位里程碑。截至2018年4月,世界上销量最高的高速公路合法全电动汽车是日产旗,全球销量超过300,000台,其次是特斯拉Model S,全球交付量超过200,000台。

与混合动力车的关系
使用电动机和内燃机推进自身的车辆称为混合动力车辆,不被视为纯BEV:

“传统”混合动力车辆使用电动机作为支撑(它们主要与汽油或柴油发动机一起工作)。 一个例子是丰田普锐斯。
车辆插电式混合动力车(插电式混合动力车)可以使用内燃机作为插头为电池充电。 目前,丰田,通用汽车和其他汽车制造商已进入大众制造插电式混合动力汽车的竞争。

电池车的缺点
由于与内燃机车辆的燃料相比电池的低能量密度,许多电气设计具有有限的自主性。 然而,增加更多电池可以实现任何自主权,但代价是增加重量。

与相对快速的燃料填充过程相比,几乎所有的再充电系统通常都非常慢。 由于目前的充电点短缺,这一点尤为复杂,随着这些点在社区车库,单户住宅,企业和公共道路中的安装而开始改善。 此外,有可能快速充电几分钟。

在运输方面,如果使用不可再生电力,最终结果是二氧化碳排放量减少27%,氧化亚氮排放量略有减少。 虽然颗粒物排放量增加,但二氧化硫排放量相同,几乎可以消除一氧化碳和排放挥发性有机化合物。 污染排放将被排除在街道外,因为它们将在发电厂排放,对人类健康的危害较小。 从逻辑上讲,使用可再生电力时不会发生这种情况。

如果使用可再生电力,电动汽车被视为友好且尊重环境。

可能的创意解决方
为了减轻上述缺点并因此强有力地推动VEB的商业化,可以建立适当的策略用于电池的使用和再充电。

其中之一,可能是它在尺寸和电压方面的认可,适用于所有车辆,根据不同的制造商,根据不同制造商的VEB的特性,按系列组装几个单元。 即使是电动机也很容易因为它们的减少和简单组装而被认可。

就所使用的电池的浪费以及与电动机的生产相比,电动汽车代表了环境威胁。 这些需要使用大量有毒物质,如镍,铝和铜,因此酸化的影响要大得多。

但是,一般使用VEB和长途旅行时最具决定性和决定性的策略是避免每个用户给电池充电。 实际上,在加油点(PR) – 由于与当前情况的连续性而出现的方式,将是服务站的网络 – 用户可以获得充电电池的存量,以便,当他们到达PR时,只有几乎已经放电的电池必须更换几次充电到最大值。 这种做法对于长途旅行的用户来说是必不可少的,几乎是完美的。 它将用于电池的充电和老化,用户将使用保险,担保,摊销和租赁以及使用时间或行驶公里数。 北美公司Better Placeis已经朝着这个方向努力。 当电池达到一定程度的磨损影响其平均寿命时,PR将提供新的电池,按照寄售物品支付的金额计算,所有这些都与Amp.h相关。 每个认证电池及其在市场上的价格都是新的。

电池车的优点
电池车辆对环境是愉快的,因此这种类型的车辆不会向环境中排放污染气体,不会产生诸如油,过滤器,备件等的废物,这些废物可能污染环境。

有两种方式可以使用的车辆:使用混合动力发动机(使用燃烧和电力)或仅使用一个电动车,此外,石油衍生燃烧车辆每个池塘产生约800公里,成本为60美元,电动汽车产量约为400公里,那些价格为7美元,尽管目前的车辆可以走得更快。

车辆类型
电池电动车的概念是使用车载充电电池进行推进。 随着新电池技术(锂离子电池)的发展,电池电动汽车变得越来越有吸引力,新电池技术具有更高的功率和能量密度(即,更大的加速度和更多的电池范围)和更高的油价。

BEV包括汽车,轻型卡车和邻里电动车。

轨道车

电动电动轨道车:
电池电动多单元,电池电动轨道车或蓄电池轨道车是电动多单元或轨道车,其能量来自驱动其牵引电动机的可充电电池。

这些车辆的主要优点是它们不使用煤或柴油燃料等化石燃料,不排放废气,也不需要铁路拥有昂贵的基础设施,如电动地面轨道或架空接触网。 在不利方面是电池的重量,它提高了车辆的重量,它们的充电范围在300到600公里(186到373英里)之间。 目前,电池电器具有比汽油或柴油轨道车更高的购买价格和运行成本,沿着它们运行的​​路线需要一个或多个充电站。

在过去的20年中,电池技术得到了极大的改进,扩大了电池列车的使用范围,远离了有限的小众应用。 尽管购买和运行成本较高,但在某些铁路线路上,电池列车在经济上是可行的,因为消除了全线电气化的非常高的成本和维护。 从2014年3月起,乘用电池列车已在日本多条线路上运行。 奥地利和新西兰订购的架空电线/电池列车将于2019年投入运营。英国于2015年1月和2月成功试用了付费乘客混合架空电线/锂电池列车。

机车:
电池电力机车(或电池机车)由车载电池供电; 一种电池电动汽车。

这种机车用于传统柴油或电力机车不适合的地方。 电池机车的另一个​​用途是在工业设施中,其中燃烧动力机车(即,蒸汽或柴油驱动的)可能由于在密闭空间中发生火灾,爆炸或烟雾的风险而引起安全问题。 电池机车优先用于矿井,其中气体可以通过在收集靴处电弧放电的小车供电单元点燃,或者在供电或回路中可能产生电阻,特别是在轨道接头处,并且允许危险的电流泄漏到地下。 矿山铁路经常使用电池机车。

建于1837年的第一台电力机车是电池机车,由阿伯丁的化学家罗伯特戴维森建造,由原电池(电池)供电。 另一个早期的例子是位于阿拉斯加州拉图什的肯尼科特铜矿,在1917年,地下运输方式被扩大,以便能够使用两个4 1/2短吨(4.0吨长; 4.1吨)的电池机车。 1928年,Kennecott Copper订购了四台带有车载电池的700系列电力机车。 这些机车重85吨短吨(76吨长; 77吨),在750伏架空电车线上运行,在电池运行时具有相当大的范围。 机车使用镍铁电池(Edison)技术提供了数十年的服务。 电池被铅酸电池取代,机车很快就退役了。 所有四辆机车都捐赠给了博物馆,但其中一台机车被废弃了。 其他人可以在爱荷华州的布恩和风景谷铁路以及加利福尼亚州里奥维斯塔的西部铁路博物馆看到。

电动推车:
MetroTrolley是一种电池电动汽车,是为了响应某些环境中的零排放轨道汽车要求而开发的。 其目的是取代用于超声波轨道探伤(RFD /无损检测)的RRV Hirail型公路铁路车辆。 以前的小车类型没有完整的轨道检查功能或没有零排放。 它于2007年由西澳大利亚先进运输工程和研究中心(CATER)开发,主要用于超声波轨道探伤。

新开发的替代产品是HANDWave DRT(双轨测试仪),它具有与当前轨道测试仪相当的超声波轨道探伤性能。 该装置可分为两个独立的单轨测试仪(HANDWave SRT)或拖曳在轨道车辆后面。

电动巴士
田纳西州查塔努加经营着九辆零费用电动公交车,这些公交车自1992年开始运营,载客量为1,130万人次,行驶距离为3100,000公里(1,900,000英里),由先进车辆系统公司在当地生产。 其中两辆公共汽车被用于1996年亚特兰大夏季奥运会。

从2000年夏天开始,香港机场开始运营一辆16人乘坐的三菱罗莎电动穿梭巴士,并于2000年秋季,纽约市开始测试一辆66座乘客电池供电的校车,全电动版蓝鸟TC / 2000。 类似的公共汽车在加利福尼亚纳帕谷运营了14个月,截至2004年4月。

2008年北京奥运会使用了50辆电动公交车,车辆的空调长度为130公里(81英里)。 他们使用锂离子电池,消耗约1kW⋅h/ mi(0.62kW⋅h/ km; 2.2 MJ / km)。 这些公交车由北京理工大学设计,由京华长途汽车公司建造。 在充电站将电池更换为充满电的电池,以便24小时运行公共汽车。

在法国,电动公交车现象正在开发中,但一些公交车已经在许多城市运营。 PVI是一家位于巴黎地区的中型公司,是其品牌Gepebus(提供Oreos 2X和Oreos 4X)的市场领导者之一。

在美国,自2010年9月起在加利福尼亚州波莫纳的Foothill Transit开始运营第一辆电池电动快速充电巴士。 Proterra EcoRide BE35使用钛酸锂电池,可在不到10分钟的时间内快速充电。

2014年,第一辆生产型全电动校车被运送到加利福尼亚州圣华金河谷的国王峡谷联合学区。 公共汽车是四个区之一。 这种电池电动校车有4个钠镍电池,是第一个被任何州批准学生运输的现代电动校车。

相同的技术用于为Mountain View社区班车提供动力。 这项技术得到了加州能源委员会的支持,该航天飞机计划得到了Google的支持。

雷霆天空
Thunder Sky(总部设在香港)生产用于潜艇的锂离子电池,有三种型号的电动公交车,10/21乘客EV-6700,行驶速度为280公里(170英里),20分钟快速充电, EV-2009城市公交车和43名乘客EV-2008高速公路公交车,快速充电(20分钟至80%)300公里(190英里),充满电350公里(220英里) 25分钟)。 巴士也将在美国和芬兰建造。

免费Tindo
Tindo是一辆来自澳大利亚阿德莱德的全电动巴士。 Tindo(太阳的原住民词)由新西兰的Designline International制造,并通过阿德莱德中央公交车站的太阳能光伏系统获得电力。 作为阿德莱德公共交通系统的一部分,乘车是零票价。

第一个快速充电,电池电动公交车
Proterra的EcoRide BE35公交车被称为加利福尼亚州西科维纳的Foothill Transit的Ecoliner,是一种重型,快速充电的电池电动公交车。 Proterra的ProDrive驱动系统使用UQM电机和再生制动,可捕获90%的可用能量并将其返回到TerraVolt储能系统,从而将总线驱动的总距离增加31-35%。 一次充电可行驶30-40英里,燃油效率比典型的柴油或CNG公交车高出600%,碳排放量比CNG少44%。

电动卡车
在20世纪的大部分时间里,世界上大多数的电动公路车都是英国的牛奶浮筒。 21世纪看到了比亚迪电动卡车的大规模发展。

电动货车
2012年3月,史密斯电动汽车宣布推出Newton Step-Van,这是一款全电动零排放汽车,采用多功能牛顿平台,配备由印第安纳州Utilimaster生产的步入式车身。

比亚迪为DHL提供商用比亚迪T3的配电车队。

电动车
电池驱动的电动汽车是由电动机驱动的汽车。

虽然电动汽车通常可以提供良好的加速度并且通常具有可接受的最高速度,但与碳基燃料相比,2015年生产电池的比能量较低意味着电动汽车需要的电池相当于车辆质量的一小部分但仍经常相对较小。充电范围低。 充电也需要很长的时间。 对于单次电池充电的旅程,而不是长途旅行,电动汽车是实用的交通方式,可以在一夜之间充电。

电动汽车具有通过零尾管排放显着减少城市污染的潜力。 车辆温室气体节省取决于电力的产生方式。 通过目前的美国能源结构,使用电动汽车可以减少30%的二氧化碳排放量。 鉴于目前其他国家的能源结构,据预测,英国的排放量将下降40%,中国将下降19%,德国则下降1%[未提供给出的]

鉴于城市污染优势,对石油的依赖程度较低以及汽油价格预期上升,预计电动汽车将对汽车行业产生重大影响。 世界各国政府正在承诺数十亿美元用于资助电动汽车及其零部件的开发。 美国已承诺向电动汽车和电池提供24亿美元的联邦拨款。 中国已宣布将提供150亿美元用于发起电动汽车产业。

2015年,这是比亚迪首次在全年累计全球销量中排名第一 – 共售出超过43073辆新能源汽车(比去年增加了220%),超过了所有美国,日本和欧洲的领先者。日期。

2016年9月,具有高速公路功能的电动汽车和货车的累计全球销量超过了100万辆里程碑。雷诺 – 日产联盟是全球领先的全电动汽车制造商。 该联盟在2016年8月实现了全球350,000辆全电动汽车的销售里程碑。排名第二的是特斯拉汽车公司,2008年至2016年6月期间售出超过139,000辆电动汽车。

截至2016年12月,世界上销量最高的全电动全电动汽车是2010年12月发售的日产Leaf,全球销量超过25万辆,其次是特斯拉Model S,全球交付量超过158,000辆。 排名第二的是拥有约65,500辆的BMW i和拥有61,205辆的雷诺佐伊,截至2016年12月。截至2016年6月,三菱i-MiEV系列排名第五,全球约37,600辆。 雷诺Kangoo ZE公共汽车是轻型全电动部门的领导者,截至2016年12月全球销量为25,205辆。

Formula E是一个全电动国际单座赛车锦标赛。 该系列于2012年构思,首届锦标赛于2014年9月13日在北京开幕。该系列赛由国际汽联批准。 Alejandro Agag是Formula E的现任首席执行官。

目前,E级锦标赛有10支球队参加比赛,每支球队有两名车手(特鲁利车队撤离后,暂时只有9支球队参加比赛)。 赛车通常在临时的城市中心街道上进行,该赛道长约2至3.4公里(1.2至2.1英里)。 目前,只有墨西哥城ePrix发生在道路路线上,AutódromoHermanosRodríguez的修改版本。

使用电动汽车的环境效益
电动汽车在尾气管上不会产生温室气体排放。 因此它们被认为是“绿色”,因为它们在使用它们的地方没有排放物。 然而,电池电动汽车只能在当地被视为零排放发动机,因为它们在发电的电厂中产生温室气体。[可疑 – 讨论]推动电池电动汽车温室气体排放的两个因素是:

用于给电动汽车充电的电力的碳强度(通常以每千瓦时的二氧化碳克数表示)
特定车辆的消耗量(公里/千瓦时)
电力的碳强度可以在很大程度上变化,这取决于电力消耗的地理区域的电力组合(在他的电力组合中具有高可再生能源份额的国家将具有低CI)。 在欧盟,2013年,碳强度具有很强的地理差异性,但几乎所有成员国的电动汽车都比传统汽车更“绿色”。 平均而言,与柴油和汽油燃料发动机相比,电动汽车节省了50%-60%。 此外,由于使用电动车辆,脱碳过程不断减少温室气体排放。 在欧盟,平均而言,2009年至2013年间,电力碳强度降低了17%。 在生命周期评估的角度来看,考虑到制造电池所需的温室气体及其寿命终结,温室气体的节省量降低了10-13%。

专用车辆
特种车辆有各种类型,包括高尔夫球车等相对常见的车辆,电动高尔夫球车,牛奶车,全地形车,社区电动车以及各种其他设备。 某些制造商专注于电动“工厂”工作机器。

电动摩托车,滑板车和人力车
三轮车辆包括电动人力车,这是人力车的动力变体。 大规模采用电动两轮车可以减少交通噪音和道路拥堵,但可能需要调整现有的城市基础设施和安全法规。

来自印度的AVERA新能源和可再生能源公司将在2018年底推出两种型号的电动滑板车,采用磷酸铁锂电池技术。

电动自行车
中国的非辅助电动自行车(包括踏板车型)销量呈爆炸性增长,年销量从1998年的56,000辆增加到2008年的2,100多万辆,2010年初达到预计的1.2亿辆电动自行车中国是世界领先的电动自行车制造商,2009年生产了2220万辆电动自行车。世界上一些最大的电动自行车制造商是比亚迪,Geoby。

个人运输车
越来越多的个人运输车正在制造中,包括单轮自平衡单轮车,自平衡滑板车,电动滑板车和电动滑板。

电动船
世界各地都有几艘电池电动船,其中一些用于商业。 电动渡轮正在运营和建造。

技术

汽车
电动汽车传统上使用串联绕线直流电动机,一种有刷直流电动机。 单独激励和永磁体只是可用的两种直流电机。 最近的电动车辆已经使用了各种AC电动机类型,因为它们更容易制造并且没有可以磨损的刷子。 这些通常是使用永磁体的感应电动机或无刷AC电动机。 永磁电动机有几种变型,它们提供更简单的驱动方案和/或更低的成本,包括无刷直流电动机。

电机控制器
电机控制器调节电机的功率,提供可变脉冲宽度DC或可变频率可变幅度AC,具体取决于电机类型,DC或AC。

电池
目前,大多数电动车辆使用电池,其包括具有外部连接的电化学电池,以便为车辆提供动力。

电动汽车的电池技术已经从19世纪末使用的早期铅酸电池发展到2010年,当今电动汽车中使用的大多数电池都是锂离子电池。