纯电动汽车是什么

小嘿 QA 2020-06-19 14:24:27 阅读(...)

纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。

纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。

纯电动汽车是什么

纯电动汽车(Battery Electric Vehicle ,简称 BEV),它是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)提供动力源的汽车。虽然它已有 134 年的悠久历史,但一直仅限于某些特定范围内应用,市场较小。主要原因是由于各种类别的蓄电池,普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。

主要结构

组成

电动汽车的组成包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

电源

为电动汽车的驱动电动机提供电能,电动机将电源的电能转化为机械能。应用最广泛的电源是铅酸蓄电池,但随着电动汽车技术的发展,铅酸蓄电池由于能量低,充电速度慢,寿命短,逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池等,这些新型电源的应用,为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。

驱动电动机

驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮的工作装置。但直流电动机由于存在换向火花,功率小、效率低,维护保养工作量大;随着电机控制技术的发展,势必逐渐被直流无刷电动机(BLDCM)、开关磁阻电动机(SRM)和交流异步电动机所取代,如无外壳盘式轴向磁场直流串励电动机。

调速控制装置

电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的,其作用是控制电动机的电压或电流,完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。

早期的电动汽车上,直流电动机的调速采用串接电阻或改变电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的,且会产生附加的能量消耗或使用电动机的结构复杂,现已很少采用。应用较广泛的是晶闸管斩波调速,通过均匀地改变电动机的端电压,控制电动机的电流,来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的不断发展中,它也逐渐被其他电力晶体管(入 GTO、MOSFET、BTR 及 IGBT 等)斩波调速装置所取代。从技术的发展来看,伴随着新型驱动电机的应用,电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用,将成为必然的趋势。

在驱动电动机的旋向变换控制中,直流电动机依靠接触器改变电枢或磁场的电流方向,实现电动机的旋向变换,这使得电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时,电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可,可使控制电路简化。此外,采用交流电动机及其变频调速控制技术,使电动汽车的制动能量回收控制更加方便,控制电路更加简单。

国家政策

按照我国电动汽车充电设施标准化总体部署,在国家标准委协调和支持下,由工业和信息化部、国家能源局组织,全国汽标委牵头,汽研中心、电力企业联合会和电器科学研究院共同起草了《电动汽车传导充电用连接装置第 1 部分:通用要求》、《电动汽车传导充电用连接装置 第 2 部分:交流充电接口》、《电动汽车传导充电用连接装置第 3 部分:直流充电接口》三项国家标准;由国家能源局、工业和信息化部组织,电力企业联合会和汽研中心共同起草了《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》国家标准。该四项标准已于 2011 年 12 月 22 日以“中华人民共和国国家标准公告 2011 年第 21 号”批准发布,2012 年 3 月 1 日起实施。

一辆新型纯电动中巴车充一次电仅需 20 分钟,最大行程却超过 300 公里。这种新型纯电动汽车已经在我国吉林省投入生产,预计首批产品将上线。

2015 年 6 月 1 日起,北京纯电动汽车不限行,相比普通机动车的尾号限行,纯电动车的使用效率将提高 20%。加之今后北京市还将出台电动车停车费、过路费等减免措施,目前新能源汽车申请人数出现迅速增长的态势。

市科委相关负责人表示,6 月迎来了之前从未有过的上牌小高峰,这表明本市新能源车在呈大幅增长趋势。

更多利好政策将于近期发布

2015 年上半年,本市陆续出台了社会资本建设公共充电桩的资金支持、纯电动车出行不限号等利好政策。

在市民关心的充电桩方面,本市共拥有 225 个公共充电点,共 1700 个充电桩,自用充电桩近 3000 个。

据市科委介绍,下半年公共充电桩也在市民需求的重点区域进行扩容,针对部分公共充电桩不能共通充电的问题,市科委正进行协调,未来有望统一为电力公司的充电卡或是 ETC 卡两种方式。

另外,市科委也鼓励运营方采用手机支付等互联网支付方式。

市科委相关负责人表示,目前纯电动车免收过路费、停车费等利好政策已经有了初步草案,有望 2015 年底发布。

充电

在纯电动汽车的发展过程中,充电问题一直都是消费者的一个“后顾之忧”。对于居住于城市之中的电动汽车消费者而言,建立一个私有的充电桩并非易事。首先,停车难早已成为城市发展中的一大难题,2014 年,北京市机动车保有量超过 500 万辆,但只有不到 50%的汽车有固定停车位,停车尚且困难,建立私人充电桩更是奢侈。其次,充电桩在全功率使用时功耗十分惊人,大多数小区电网很难承受大量电动汽车同时充电,这也是很多小区拒绝私人安装充电桩的主要理由。

所以,在目前私人充电桩的全面普及还存在难度的时候,电动汽车的普及必须依仗建立大量公共充电桩,公共充电桩的普及程度将直接影响着消费者购买纯电动车的热情。

然而,在纯电动汽车市场的普及推广还存在不少困难的时候,充电服务企业在投入充电桩建设时也有所顾忌。数据显示,北京市目前共有充电站 225 座,合计充电桩 1700 多个,其中,70%是由政府连同国家电网先行投入建设。但这些已建成的充电站普遍存在盈利难的问题。记者了解到,国家电网已建成的 400 余座充电站几乎全线亏损,缺乏盈利机制是最重要原因。

有业内人士认为,充电服务收费政策能够在一定程度上吸引社会资本进入充电服务市场,从长远看,服务供给的增加也将有利于充电服务市场的均衡,从而推动新能源汽车的普及推广。

充电站之忧,既有消费者对充电不便的担心,也有充电服务企业对生存盈利的顾虑。在纯电动汽车发展的过程中,这样的“忧”不可避免。推行收取充电服务费并非坏事,有了透明的充电服务费价格,消费者可以对电动车的使用成本有一个基本的心理预期,从而作出消费决定;对于充电服务企业,则可以刺激其投入充电站建设。只是希望在收取充电服务费后,充电站能真正将充电服务提升上去,让电动汽车的消费者不再有后顾之忧。

基本分类

纯电动汽车发展至今,种类较多,通常按车辆用途、车载电源数目以及驱动系统的组成进行分类。按照用途不同分类,纯电动汽车可分为电动轿车、电动货车和电动客车三种。

(1)电动轿车是目前最常见的纯电动汽车。除了一些概念车,纯电动轿车已经有了小批量生产,并已进入汽车市场。

(2)电动货车用作功率运输的电动货车比较少,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)电动客车,纯电动小客车也较少见;纯电动大客车用作公共汽车,在一些城市的公交线路以及世博会、世界性的运动会上,已经有了良好的表现。

发展历史

早在 19 世纪后半叶的 1873 年,英国人罗伯特·戴维森(Robert Davidson)制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。这比德国人戴姆勒(Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车早了 10 年以上。

戴维森发明的电动汽车是一辆载货车,长 4800mm,宽 1800mm,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。其后,从 1880 年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电池发展到二次电池,这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。在 19 世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。1890 年法国和英伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时的车用内燃机技术还相当落后,行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便。

在欧美,电动汽车最盛期是在 19 世纪末。1899 年法国人考门·吉纳驾驶一辆 44kW 双电动机为动力的后轮驱动电动汽车,创造了时速 106km 的记录。

1900 年美国制造的汽车中,电动汽车为 15755 辆,蒸汽机汽车 1684 辆,而汽油机汽车只有 936 辆。进入 20 世纪以后,由于内燃机技术的不断进步,1908 年美国福特汽车公司 T 型车问世,以流水线生产方式大规模批量制造汽车使汽油机汽车开始普及,致使在市场竞争中蒸汽机汽车与电动汽车由于存在着技术及经济性能上的不足,使前者被无情的岁月淘汰,后者则呈萎缩状态。

发展背景

电动汽车电池发展

电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三个要求上。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍,其它性能也都优于铅酸电池。价格为铅酸电池的 4-5 倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的 3 倍,锂聚合物电池为 4 倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是很有希望的电池。我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电动汽车其他有关的技术,有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有 16 个城市被列入全球大气污染最严重的 20 个城市之中。我国现今人均汽车是每 1000 人平均 10 辆汽车,我国汽车持有量将成 10 倍地增加,石油进口就成为大问题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略考虑。

电动汽车行业发展

美国在在全世界范围内销售了 7931 台电动车,这一数字领先于其他所有市场,销量环比上涨 28%。其他市场的数字分别是日本 4240 台,法国 2056,德国 1284。而在中国,仅有 235 台电动汽车售出,比上一季度的 343 台下降了 31%。

日本将会是这个产业的领头羊,到 2017 年,日本将生产 77.9 万辆电动车,占其汽车生产总量的 9.7%。德国和美国也有可能将电动汽车的产量推升至 21.83 万辆和 36.23 万辆,分别占汽车市场总产量的 3.55%和 3%。在此期间,中国的产量可能会达到 273150 辆,仅为汽车总产量的 1%。

随着电动汽车行业竞争的不断加剧,大型电动汽车企业间并购整合与资本运作日趋频繁,国内优秀的电动汽车企业愈来愈重视对行业市场的研究,特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此,一大批国内优秀的电动汽车品牌迅速崛起,逐渐成为电动汽车行业中的翘楚!

中国汽车驶入“无油”时代

新能源汽车的发展方向有多种,但其中之一的氢燃料电池技术不成熟,成本昂贵,是 20 年之后的技术。2007 年 1 月,汽车和动力电池专家 Menahem Anderman 博士在美国参议院能源与资源委员会作证时下此结论。中国也没有氢燃料电池反应所必需的铂。虽然没有公开申明,但据传国家内部决策层曾明确表示中国不适宜发展氢燃料电池汽车,只作为科研跟踪。

从技术发展成熟程度和中国国情来看,纯电动汽车应是大力推广的发展方向,而混合动力作为大面积充电网络还没建立起来之前的过渡技术。

但混合动力车动力系统复杂,成本昂贵。比亚迪 F3DM 有两套动力系统,其公布的动力系统成本增加了 5 万元,相当于每年要节省 8 千元的油费才能比传统汽油车经济。

混合动力的优势是保留了传统汽油汽车的使用生活方式,根据汽油机和电动机混合程度,充电次数和传统汽油汽车加油次数相当,或者不用充电。行驶距离也不受限制。

纯电动车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统,相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统,电动机和控制器的成本更低,且纯电动车能量转换效率更高。因电动车的能量来源——电,来自大型发电机组,其效率是小型汽油发动机甚至混合动力发动机所无法比拟的。纯电动汽车因此使用成本在下降。按比亚迪 F3e 纯电动车公布的数据,百公里行驶耗电 12 度,依照 0.5 元的电价算,百公里使用成本才 6 元。而其原形车 F3 汽油车百公里耗油 7.6 升,按 6.2 元的油价,成本是 46.5 元。相比之下,电动车的使用成本才是传统汽油汽车的八分之一。

纯电动车的缺点是它改变了传统汽车的使用生活方式,需要每天充电。传统的汽车使用习惯是大致一到两周加一次油。而且每次出行也有几百公里的距离限制,虽然一个家庭远距离出行可能一年就这么几次。

汽车优点

无污染、噪声小

电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气,不产生排气污染,对环境保护和空气的洁净是十分有益的,几乎是“零污染”。众所周知,内燃机汽车废气中的 CO、HC 及 NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。电动汽车无内燃机产生的噪声,电动机的噪声也较内燃机小。噪声对人的听觉、神经、

心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有危害的。

单一的电能源

相对于混合动力汽车和燃料电池汽车,纯电动汽车以电动机代替燃油机,噪音低、无污染,电动机、油料及传动系统少占的空间和重量可用以补偿电池的需求;且因使用单一的电能源,电控系统相比混合电动车大为简化,降低了成本,也可补偿电池的部分价格。

结构简单,维修方便

电动汽车较内燃机汽车结构简单,运转、传动部件少,维修保养工作量小。当采用交流感应电动机时,电机无需保养维护,更重要的是电动汽车易操纵

能量转换效率高

同时可回收制动、下坡时的能量,提高能量的利用效率;

电动汽车的研究表明,其能源效率已超过汽油机汽车。特别是在城市运行,汽车走走停停,行驶速度不高,电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量,在制动过程中,电动机可自动转化为发电机,实现制动减速时能量的再利用。有些研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高,因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。

基本结构

电动汽车的结构布置各式各样,比较灵活,概括起来分为纯电动汽车电动机中央驱动和电动轮驱动两种形式。电动机中央驱动形式借用了内燃机汽车的驱动方案,将内燃机换成电动机及其相关器件,用一台电动机驱动左右两侧的车轮。电动轮驱动形式的机械传动装置的体积与质量较电动机中央驱动形式的大大减小,效率显著提高,代价是增加了控制系统的复杂程度与成本。

纯电动汽车采用电动机中央驱动形式,直接借用了内燃机汽车的驱动方案,由发动机前置前驱发展而来,由电动机、离合器、变速箱和差速器组成。用电驱动装置替代了内燃机,通过离合器将电动机动力与驱动轮进行连接或动力切断,变速箱提供不同的传动比以变更转速—功率曲线匹配的需要,差速器实现转弯时两车轮不同车速的行驶。

纯电动汽车采用双电动机电动轮驱动方式,机械差速器被两个牵引电动机所代替,两个电动机分别驱动各自车轮,转弯时通过电子差速控制以不同车速行驶,省掉了机械变速器。

纯电动汽车所独有的以蓄电池作能量源的一种结构,蓄电池可以布置在上的四周,也可以集中布置在车的尾部或者布置在底盘下面。所选用的蓄电池应该能提供足够高的比能量和比功率,并且在车辆制动时能回收再生制动能量。具有高比能量和高比功率的动力电池对纯电动汽车的加速性和爬坡能力。

为了解决一种蓄电池不能同时满足对比能量和比功率的要求这个问题,可以在纯电动汽车同时采用两种不同的蓄电池,其中一种能提供高比能量,另外一种提供高比功率。两种电池作混合能量源的基本结构,这两种结构不仅分开了对比能量和比功率的要求,而且在汽车下坡或制动时可利用蓄电池回收能量。

燃料电池所需的氢气不仅能以压缩氢气、液态氢或金属氢化物的形式储存,还可以由常温的液态燃料如甲醇或汽油随车产生。一个带小型重整器的纯电动汽车的结构,燃料电池所需的氢气由重整随车产生

电池管理

纯电动汽车电池管理系统作为电池系统的重要组成部分,具有实时监控电池状态、优化使用电池能量、延长电池寿命和保证电池的使用安全等重要作用。电池管理系统对整车的安全运行、整车控制策略的选择、充电模式的选择以及运营成本都有很大影响。电池管理系统无论在车辆运行过程中还是在充电过程中都要可靠地完成电池状态的实时监控和故障诊断,并通过总线的方式告知车辆集成控制器或充电机,以便采用更加合理的控制策略,达到有效且高效使用电池的目的。

电池管理系统采用集散式系统结构,每套电池管理系统由 1 台中央控制模块(或称主机)和 10 个电池测控模块(或称从机)组成。电池管理系统检测模块安装在电池箱前面板内;电池管理系统主控模块安装在车辆尾部高压设备仓内,

电池管理系统的功能如下:

1.电体电池电压的检测

2.电池温度的检测

3.电池组工作电流的检测

4.绝缘电阻检测

5.冷却风机控制

6.充放电次数记录

7.电池组 SoC 的估测

8.电池故障分析与在线报警

9. 各箱电池充放电次数记录

10.各箱电池离散性评价

11.与车载设备通信,为整车控制提供必要的电池数据 CAN1

12.与车载监控设备通信,将电池信息送面板显示 CAN2

13.与充电机通信,安全实现电池的充电 RS—485

14.有简易的设备实现纯电动汽车电池管理系统的初始化功能,能满足电池快速更换以及电池箱重新编组的需要。

充电

编辑

在纯电动汽车的发展过程中,充电问题一直都是消费者的一个“后顾之忧”。对于居住于城市之中的电动汽车消费者而言,建立一个私有的充电桩并非易事。首先,停车难早已成为城市发展中的一大难题,2014 年,北京市机动车保有量超过 500 万辆,但只有不到 50%的汽车有固定停车位,停车尚且困难,建立私人充电桩更是奢侈。其次,充电桩在全功率使用时功耗十分惊人,大多数小区电网很难承受大量电动汽车同时充电,这也是很多小区拒绝私人安装充电桩的主要理由。

所以,在私人充电桩的全面普及还存在难度的时候,电动汽车的普及必须依仗建立大量公共充电桩,公共充电桩的普及程度将直接影响着消费者购买纯电动车的热情。

然而,在纯电动汽车市场的普及推广还存在不少困难的时候,充电服务企业在投入充电桩建设时也有所顾忌。数据显示,北京市目前共有充电站 225 座,合计充电桩 1700 多个,其中,70%是由政府连同国家电网先行投入建设。但这些已建成的充电站普遍存在盈利难的问题。记者了解到,国家电网已建成的 400 余座充电站几乎全线亏损,缺乏盈利机制是最重要原因。

有业内人士认为,充电服务收费政策能够在一定程度上吸引社会资本进入充电服务市场,从长远看,服务供给的增加也将有利于充电服务市场的均衡,从而推动新能源汽车的普及推广。

充电站之忧,既有消费者对充电不便的担心,也有充电服务企业对生存盈利的顾虑。在纯电动汽车发展的过程中,这样的“忧”不可避免。推行收取充电服务费并非坏事,有了透明的充电服务费价格,消费者可以对电动车的使用成本有一个基本的心理预期,从而作出消费决定;对于充电服务企业,则可以刺激其投入充电站建设。只是希望在收取充电服务费后,充电站能真正将充电服务提升上去,让电动汽车的消费者不再有后顾之忧。

应用方向

纯电动汽车是完全由二次电池( 如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等) 提供动力的汽车。纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家质检中心的型式认证试验, 各项指标均满足有关国家标准和企业标准的规定。,其整车的动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已达到甚至超过国外同级别车型, 初步形成了关键技术的研发能力。纯电动汽车示范运行的城市有若干个, 但是规模都比较小。2005 年 1 月,天津市的 22 辆轿车和 1 辆公共汽车的示范运行通过了国家验收。同年 12 月,武汉市进行的 95 辆纯电动小型公共汽车( 另有 20 辆混合动力公共汽车和 3 辆混合动力轿车) 的 3 年示范运行也通过了国家验收。因为纯电动汽车受到续驶能力的约束, 纯电动汽车试验主要集中在小型公共汽车上。根据“中国电动汽车网”报道, 2006 年 1 月,湖南省株洲市有 50 台小型电动汽车进行社区内运行, 该市有若干辆电动公共汽车也在运行中。同年 4 月,浙江省杭州市启动了电动汽车示范项目, 6 辆轿车和 5 辆公共汽车在市内进行示范运行。

技术难题

电动汽车的困难是目前蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵,至于使用成本,有些使用成本比汽车贵,有些成本仅为汽车的 1/3,这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。现阶段电池的容量还达不到需要,续航能力还达不到全天候的应用。

发展现状

发达国家现状

国外著名汽车公司都十分重视研究开发电动汽车, 世界发达国家不惜投入巨资进行研究开发, 并制定了一些相关的政策、法规来推动电动汽车的发展。

美国正在大力研制和推广使用燃料电池电动汽车和纯电动汽车, 政府能源部与通用、福特和戴- 克三大汽车制造商联合开发燃料电池电动汽车。美国已有 7 个州加入了零排放计划, 到规定年限后这些地区销售的汽车必须为零排放, 即只能为纯电动汽车和燃料电池电动汽车。

英国已有数万辆电动汽车在使用;

法国是世界上推广应用纯电动汽车最成功的国家之一, 成立了电动汽车推广应用国家部际协调委员会,巴黎和拉罗舍尔已经建立了比较完善的纯电动汽车充电站网基础设施, 制定了优惠的支持和激励使用电动汽车的政策, 且已经初步形成了纯电动汽车运行体系。

国际性大型运动会上, 电动汽车也成为各国展示其科技实力和环保意识的工具之一。亚特兰大奥运会使用了纯电动客车作为公务和电视转播车,悉尼奥运会购买了英国近 400 辆电动客车作为运动员接送车辆。混合动力电动汽车领域,

欧洲各大汽车厂商争先恐后地推出了本公司研制的混合动力电动汽车, 甚至德国的博世等著名的零部件公司也积极与大汽车公司联手开发混合动力电动汽车技术。美国已有近 20 个城市试验使用混合动力电动公交车,瑞典、法国、德国、意大利、比利时等国计划在 9 个欧洲城市开通混合动力电动公共汽车线路。燃料电池电动汽车斩露头角, 国外企业界纷纷组成强大的跨国联盟, 以期达到优势互补的目的。

发展历程

电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三个要求上。锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅

酸电池多一倍,中国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。中国已有 10 个城市被列入全球大气污染最严重的 20 个城市之中。中国现今人均汽车是每 1000 人平均 10 辆汽车,但石油资源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,中国人均汽车持有量达到现在全球水平—每 1000 人有 110 辆汽车,中国汽车持有量将成 10 倍地增加,石油进口就成为大问题。因此在中国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略考虑。

经历了长期发展,纯电动汽车技术逐步成熟,并在美、日、欧等国家得到商业化的推广应用。世界上有近 4 万辆纯电动汽车在运行,其中法国 8000 辆,美国 7000 辆,在日本 7400 辆。主要用在公共运输系统。

核心技术

发展电动汽车必须解决好 4 个方面的关键技术:电池技术、电机驱动及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术。

电池技术

 电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。

到目前为止,电动汽车用电池经过了 3 代的发展,已取得了突破性的进展。第 1 代是铅酸电池,主要是阀控铅酸电池(VRLA),由于其比能量较高、价格低和能高倍率放电,惟一能大批量生产的电动汽车用电池。第 2 代是碱性电池,主要有镍镉(NJ-Cd)、镍氢(Ni-MH)、钠硫(Na/S)、锂离子(Li-ion)和锌空气(Zn/Air)等多种电池,其比能量和比功率都比铅酸电池高,因此大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程,但其价格却比铅酸电池高。第 3 代是以燃料电池为主的电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能,能量转变效率高,比能量和比功率都高,并且可以控制反应过程,能量转化过程可以连续进行,因此是理想的汽车用电池,还处于研制阶段,一些关键技术还有待突破问。

发展前景

国务院印发了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020 年)》(以下简称《发展规划》)的通知,其中删除了征求意见稿中“近期以混合电动车为重点”和“中/重度混合动力乘用车占乘用车年产销量的 50%以上”的字句。对此业界专家认为,这样有效避免之前直接点明以混合电动车为重点而可能引起的新能源发展路线之争,又回避了之前定出的难以达到的高指标,再次明晰了未来新能源发展目标。

混动“未明说的重点”

根据《发展规划》所述,本规划所指的新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。之前呼声很高的混合动力并非不受重视,只是二者发展目标不一。在《发展规划》中明确提到,对“纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化”是要“重点推进”,对“非插电式混合动力汽车、节能内燃机汽车”是要“推广普及”。即“重点推进”是因为技术不成熟、难度大,要重点推动;“推广普及”是有较现成的技术,只要推广就能普及。业界专家解读,言外之意,混合动力成为了“未明说的重点”。另外,《发展规划》要求,“到 2015 年,当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至 6.9 升/百公里,节能型乘用车燃料消耗量降至 5.9 升/百公里以下。到 2020 年,当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至 5.0 升/百公里,节能型乘用车燃料消耗量降至 4.5 升/百公里以下。”要达到这个全球最严格的油耗目标,目前最可行的混合动力汽车的推广和普及,就势在必行,市场也将迅速起步。

2012 年上半年汽车整车企业生产新能源汽车 3167 辆,其中,纯电动汽车 3021 辆、插电式混合动力汽车 146 辆;销售新能源汽车 3525 辆,其中,纯电动汽车 3444 辆、插电式混合动力汽车 81 辆。《发展规划》对能源未来的发展规划是:到 2015 年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到 50 万辆,到 2020 年,累计产销量超过 500 万辆。

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