2018年8月15日出版的《變頻器世界》里第46、47頁名為《一種改變當前能源結構的混動車結構原理》,及2018年9月15日,發改委學術期刊《中國戰略新興產業》里介紹的lightyear混動車結構。
圖一、雙電機lightyear混動車結構
Lightyear混動車,在前機艙不放置增程發動機的情況下,雙電機動力過剩。具備跑車的性能。
Lightyear混動車,在前機艙放置增程發動機的情況下,増程發動機的能量密度具有超越鋰硫固態電池的性能。而實現這些優點的技術都成熟的。
下面以廣汽傳祺GS4 PHEV 的改良版GS4 LYEV,來說明如何實現這些優點。
首先,我們從汽車之家查詢到的數據如下。
表1、三種配置下的主要參數對比,使用大于或小于的參數是估算值
GS4 LYEV是在GS4 PHEV 卸載燃油發動機、發電機及其附屬裝置的情況下在前軸安裝一臺22KW發電電動機。這是一臺直流無刷電動機。在外力的帶動下,直流無刷電動機變為直流發電機。所發電量直接接到后驅電機的變頻器直流母排,用來驅動后輪。當電量過剩時,變頻器逆向給電池充電。
由上表對比發現。當前的技術條件下lightyear結構已經比燃油車更優越、具備普及電動車的技術要求。
増程發動機系統的能量密度為什么已經超過了鋰硫固態電池。
這里選取兩種規格的増程發動機,分別是20KWe和7KWe.
圖二、寶馬i3 增程發動機由摩托車改造來
20KWe 的發動機采用寶馬I3的增程器。無法查詢到增城系統的重量。根據相關數據在不含發電機的,20KWe増程發動機和35L92#汽油,及液冷系統總重量不會超過150kg。(根據摩托車總重估計)
而35L 92#汽油能量密度約12kwh/kg.鋰硫固態電池的理論比容量和理論比能量分別達1.672kwh/kg和2.6kwh/kg。而做成電池后最大能量密度不會達到理論值的40%。由此,增程發電機系統的能量密度為35L汽油*12kwh/kg÷150kg*0.3效率=0.84kwh/kg。接近最有效率的鋰硫固態電池1.04kwh/kg。
如果將增程發電功率改成7KWe。采用直接風冷,整個增程系統不會超過100kg。得到增程系統的能量密度為1.26kwh/kg。遠比最佳的鋰硫固態電池要好。
這樣能量密度的增程系統,帶來的好處不只是長續航。利用現有加油站的便利性,解決了充電難等問題。顯然,更重要的一點是lightyear使用了現有成熟的技術。而鋰硫固態電池還不懂猴年馬月才開發出來。
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