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。
工作原理
蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶
主要结构
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。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。
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,只作为科研跟踪项目。
另外就主要采用甲醇、乙醇等低成本液体燃料的技术来说,由于大量采用玉米、粮食作为原料,导致全球粮价连续上升,这也不可能成为中国的技术选择。
还有一种燃料技术清洁柴油,即含硫量低的柴油(含硫量低于350ppm的柴油),使用能使动力平均比汽油机节约30%的能源。不过因为国内的柴油品质不佳,频繁的油荒总是从柴油开始,此外柴油得不到国家政策支持。
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。今年中外车厂都先后推出了混和动力和纯电动汽车。比亚迪先后展示了F6DM和F3DM双模电动车和F3e纯电动车。长安与加拿大绿色电池生产商Electrovaya 合作,共同拓展加拿大新能源汽车市场,首推奔奔纯电动版。美国通用汽车公司推出了以电动为主的Chevy Volt混合动力车,Mini Cooper推出了其纯电动版。
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。不过混合动力车省油有限,丰田Prius省油大致10%-20%,奇瑞A5-ISG在北京奥运试运期间公布的省油参数为10%。可以算一笔帐,假设家庭年行驶2万公里,汽油车百公里油耗7.5升,年油费9450元,混合动力车省油20%节省了1890元,无法抵消其车价成本的增加。
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,按目前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。
纯电动车的缺必须规范,形成电池品种、电压分档、快慢(功率大小)诸要素的一致,否则纯电动汽车及公用超快充电站无法有效无法对接,这个产业目前白纸一张,待我们去开拓,但必须规划、设计成型后实施,以免徒劳,以免劳命伤财。
纯电动汽车之四大部件及公用充电站之大型充电机,专用电缆、线缆连接器乃至计费、收费系统,这是汽车行业新的零部件,没它们将是无米之炊,没做到位、不完善则是短腿受其制约。同时与此相关的零部件制造商应以此形成产业链,共图发展。
国家发政委“新能源汽车公告管理办法和实施细则”已于2007年11月1日施行。“城镇乡村农用(专用)电动汽车通用技术条件”也在酝酿过程中,纯电动汽车商业化在农村已经初现雏形,我们不该视而不见。
将来符合国际和符合市场需求的纯电动汽车必定遵守以下几项:1、电动车辆研发制造运营必须符合国家各项相关法规。整车、零部件性能必须满足国家技术标准和各项具体要求。2、电动车辆是以电为能源,由电动机驱动行驶的,不再产生新的污染,不再产生易燃、易爆之隐患。3、电动车辆储能用的电池必须是无污染、环保型的。且具有耐久的寿命,具备超快充电(2-3C以上电流)的功能。车辆根据用途确定一次充电之续行里程,以此装置够用电量的电池组,充分利用公用充电站超快充电以延长续行里程。4、电动机组应有高效率的能量转换。刹车、减速之能量的直接利用和回收,力求车辆之综合能源利用的高效率。5、根据车辆用途和行驶场合设定最高车速,且不得超过交通法规的限定值,以合理选择电动机的功率和配置电池组容量。6、车辆驾驶操作,控制简单有效、工作可靠,确保行车安全。7、机械、电气装置耐用少维修。车辆运营之费用低廉。8、以目标市场需求为依据,提供实用、合适车型满足之,力求做到技术、经济、实用、功能诸方面的综合统一。
将来产业化、商业化为用户所欢迎的电动汽车,必定符合以下几上,取得了很大进展。
林程向记者介绍,锂电池主要包括锰酸锂电池和磷酸铁锂电池。目前,国内的锰酸锂电池发展已初具规模。磷酸铁锂电池由于安全性更高、寿命更长,将成为未来锂电池发展的重要方向,也是国外各汽车企业研发的重还没得到很好地解决。电动汽车还面临充电的问题。目前,家里的一般线路不能为电动汽车锂电池充电,必须配一个小型的专用充电器,而且充电的时间很长,很麻烦。在国外,为了解决这一问题,一般都把充电站和加油站放在一起。现在国内的充电站还没有大规模地建立起来。
邓伦浩认为,目前国内消费者对装有锂电池的电动汽车接受起来还有难度:“一辆普通电动汽车的价格大概是同等配置汽油机车的两倍甚至更高,国内消费者还没有足够的经济实力和心理准备来接受电动汽车。”
中国电力科学研究院工程师庄童
看好磷酸铁锂电池发展前景
庄童向记者介绍,电动汽车电池的研发工作经历了从铅酸电池、镍氢电池?锂电池的发展过程,每一种电池各有利弊。
铅酸电池出现得最早,使用的时间也最长,属于蓄电池系列。铅酸电池的安全性能最好,很少出现爆炸、着火等现象,只是储能效果不太理想。后来,人们研制出了镍氢电池,存储电能和功率的效果都比铅酸电池理想,但是由于镍氢电池在充电过程中产生的氢气容易发生爆炸,所以企业对镍氢电池处在可用可不用的状态。
到了2000年前后,人们研制成功了锂电池。锂电池存储的电能是铅酸电池的2~3倍,但是由于它含有的锂离子活跃在金属层表面,在空气中容易出现自燃、爆炸等情况,危险性更高。所以现在各国对锂电池的研发主要是控制它的安全性和稳定性。
“一块锂电池大概能循环充电1000次左右,其中磷酸铁锂电池的储能效果比钴酸锂电池和锰酸锂电池的效果差一些,但是它的安全性能最好,储能比铅酸电池要高很多,所以现在磷酸铁锂电池最被看好。”庄童说。
中国汽车工程学会电动汽车分会主任陈全世
国内锂电池研究存在三大问题
陈全世在接受记者采访时说:“现在国家对锂电池的研究工作高度重视,‘863’计划项目中,国家共投资6600万元,全部用于锂电池的研发工作。我?与**、美国等走在锂电池研发前列的发达国家相比,中国在锂电池的制造精度、设备、标准等研发细节上存在一定差距。”
陈全世告诉记者,目前国内锂电池研究存在三大问题。首先是制造的一致性问题。由于在锂电池的制造工艺和设备上存在差距,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐,制造标准还达不到一致性。电动汽车所用的锂电池都是串联或并联在一起,如果一致性问题解决不好,那么所生产的锂电池也就无法大规模应用于电动汽车。
其次是知识产权问题。目前国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由于美国在这方面有专利,所以虽然我们在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权问题上,还不知如何应对。
第三是原材料的筛选问题。现在用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要还是取自国内,但是国内的原材料要通过国际认证,生产出的锂电池才能被国际认可,所以在原材料认证环节上目前还存在一些问题。
国内主要品牌
目前国内民营汽车公司,如比亚迪、吉利、奇瑞、上海大众,长安等汽车企业。



