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电动发电机(电动汽车能不能直接装台发电机,取消电池?)

电动发电机(电动汽车能不能直接装台发电机,取消电池?)

题图来自Unsplash,基于CC0协议

本文目录

  • 1、电动汽车能不能直接装台发电机,取消电池?
  • 2、电动三轮车,能不能在车上备用一个汽油小型发电机,连接充电器,边走边充,不装增程器?
  • 3、请问电动汽车买一个柴油发电机,是不是就可以跑长途了?
  • 正文

    1、电动汽车能不能直接装台发电机,取消电池?

    如今,新能源车已经成为汽车行业的热点,同时,环保节能也成为人们的诉求,因此,各种类型的新能源车都已经成功量产,包括纯电动车、插电式混合动力车、增程式混合动力车以及新型燃料车等。

    题目所说的与增程式混合动力车相似,但是,如果是要求发电机直接为汽车输入动力,不加电池的话,目前还做不到。增程式混合动力已经是一种很成熟的系统,称为“电传动系统”,其中电气设备仅仅是为了替稳机械的变速箱和传动轴等。但是配备这种系统的车辆,本质上还是内燃机(汽油/柴油)驱动,所以这种车辆在国内还没有归为电动汽车——虽然它确实是电动机驱动行驶的。

    问题的关键在于发电机发出的电怎么储蓄,发电机源源不断地发电,没有储能装置,发电机发的电往哪里消耗?因此,电能储蓄问题是全球攻关的重中之重。如果电动汽车的用电量远远大于发电量,不加电池蓄电的话,发电跟不上。如果电动汽车的用电量远远小于发电量,多余的电能释放到哪里呢?目前有汽车商在研发,全车外观都是发电板,配合适功率的发动机,配比发电量够发动机使用的发电板,但还是离不开储能装置。

    同时,发电机发电的步骤主要有两步,首先,用汽用汽油等燃料来驱动内燃机产生机械能(机械能直接驱动汽车正是现在的汽油/柴油等传统燃油车采用的原理),然后再用产生的机械能带动转子切割磁力线产生电能。如果用按照题目设想的电动车模型,加上第三步:用产生的电能去驱动电动机产生机械能驱动汽车。显而易见, 为什么不直接第一步产生的机械能直接驱动汽车呢? 因为能量在转化过程中的损耗是很大的。

    2、电动三轮车,能不能在车上备用一个汽油小型发电机,连接充电器,边走边充,不装增程器?

    电动三轮车上如果安装发电机、充电器,实现边走边充电,理论上是可以实现的。但是这样做效率低,充电慢。

    首先家用小型的汽油发电机输出电压是220V,功率2kw左右。而三轮车用的充电器输出电流比较小,不会超过4-5A。这样就会产生充电速度供不上用电速度的情况,随车附带的充电器为电池充满电需要八小时以上。用发电机发电+充电器也是如此,充电速度非常慢。而发电机富余功率被浪费,2kw的功率只用了200-300w,发电机效率低下油耗与输出功率不成正比。

    增程器其实也是发电机的一种,只不过输出电压比较低 ,48V、60V、72V等。但是电流比较大,2000w的增程器输出电流可以达到30-40A。增程器输出的也是三相交流电, 需要整流桥整流后输出直流电。因为电压与电池组电压接近,因此可以直接为电池充电、还可以为电动机供电,其输出电流比较大可以直接驱动车辆行驶。这点是发电机+充电器做不到的。但是增程器电流可控性比较差,电压精度不高,为电瓶充电时电流通常比较大,因此使用不当会伤害电瓶。一些小型的三轮车采用胶体电池不建议使用增程器,或者使用时转速/油门不要太高,尽量少用。大一些的载货三轮车采用水电池的采用增程器对电瓶基本没有伤害,电动轿车采用大容量胶体电池的也可以采用增程器,对电池伤害也不大。

    增程器结构要比家用发电机简单一些,家用发电机是汽油机+三相励磁式交流发电机,其中发电机转子是通过碳刷励磁产生磁场的,电压控制更精确一些。增程器就比较简单了,可以说是非标产品。在汽油机曲轴端加装一个小体积永磁发电机,三相线圈是固定的,转子是永磁体,与常见的磁电机原理一样,输出电压不稳定、与发动机转速有直接关系,控制输出电压只能通过控制汽油机转速高低来实现。结构简单,因此成本也比较低。

    3、请问电动汽车买一个柴油发电机,是不是就可以跑长途了?

    理论上是可以实现的,因为发电机工作时可以视为市电,只要功率足够大是可以为电动汽车充电的。带着发电机前行的例子也是存在的,但是这种办法为什么大面积采用呢?其实这种办法局限性很大。尤其像问题中说的半小时到一小时充满电是很难实现的。

    我们先看一下柴油发电机的功率与体积吧!发电机的功率与体积是成正比的,功率越大则体积也越大。如果能放到后备箱的发电机功率普遍不会太大,毕竟发动机功率有限。下面是3000w柴油发电机:

    可以看到静音版的发电机重量已经达到130kg,体积也达到99×55×77cm,这个体积很多轿车后备箱是无法放进去的。普通非静音版本的自重也达到了90kg,体积:65×48×55cm,能放到后备箱也有一定的难度。我们看一下某款中级车后备箱尺寸:可以看到把发电机组放进去需要一定的技巧,而且一个人是做不来的,毕竟90kg的重量不是谁都能随随便便就搬起来的,而且还要搬到一定的高度才能装进去。用的时候再搬下来,这也是一个体力活。普通人很难玩的转,即使搬运自如,那么3000w的功率充电速度会让人发狂的!

    现在电动汽车电池组容量都在60kw/h以上,小型车电池容量也在30kw/h以上。而发电机功率只有3kw,如果把30kw/h的电池组充满电需要10-11个小时!如果电池没电以后拿出发电机充电,是可以冲进去电的、但是充电速度缓慢,十来个小时有几个人能耐得住?而问题中所说的半小时或一小时充满电,那么充电功率要达到100kw以上,并且有专用的快速充电器。

    我们先说一下100kw的发电机如何解决吧!还是看看100kw发电机的样子吧:

    100kw的发电机组自重1.65吨,机组总长度2.28米,宽0.85米、高1.45米,这个庞然大物怎么用车子带走呢?难道像蔚来汽车那样把机组放到卡车上吗?所以买一个发电机跑长途实用意义不大,大功率发电机装不下,总不能做一个拖车拖着发电机吧!

    小功率发电机充电时间过长,如果每天只行驶300公里左右,那么夜里可以为电动汽车充电,充满定日间继续赶路……不过我想这样做会很多让人放弃这个“祖宗”,还不如买燃油车了!或者买增程版本的电动汽车,增城版就是在纯电动汽车的基础上增加了一台小功率发电机,电能不足或者电量下降到设定的低值时,发电机自动启动为电瓶补电,避免没电的尴尬。但是效率不高其在跑长途时、能量经过二次转件损失比内燃机驱动车轮大一些!