新能源汽車分類及性能探討范文

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摘要：隨著國家新能源汽車補貼政策頒布，越來越多的新能源汽車走進千家萬戶。學(xué)術(shù)上對新能源汽車分類尚存在一些分歧，分析純電動汽車、混合動力汽車和燃料汽車的原理及優(yōu)缺點，有助于普通用戶理解和認識新能源汽車。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；分類；經(jīng)濟性；電動；混合動力

0引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，汽車保有量的持續(xù)攀升，不僅給能源帶來危機，同時傳統(tǒng)汽車排放的尾氣給環(huán)境帶來了巨大的危害。在這樣的情況下，種類繁多的新能源汽車便應(yīng)運而生。但是，增程式混合動力汽車、插電式混合動力汽車、混合雙擎動力，一籮筐不認識的詞匯扎堆出現(xiàn)，讓大家對新能源汽車產(chǎn)生了太多疑問。

1新能源汽車的分類概述

新能源汽車包括的范圍較廣，大致可分為純電動汽車（EV）、混合動力汽車（HEV）、燃料電池電動汽車（FCEV）、燃氣汽車（GV）、生物燃料汽車（BFV）等類型。［1］

2純電動汽車

2．1純電動汽車原理

純電動汽車就是只能靠電能驅(qū)動的車輛，而不需要其它能量。它可以通過家用電源（普通插座）、專用充電樁或者特定的充電場所進行充電，以滿足日常的行駛需要。純電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)相較于普通汽車要簡單得多，總體上有兩大部分構(gòu)成：電動機和動力電池。我們可以用一條簡單的公式對純電動機汽車進行概括：電－電－動力。如今的純電動汽車在電動機類型、電池材料、電能管理系統(tǒng)以及其它車載技術(shù)等方面都非常復(fù)雜，不同汽車品牌間的技術(shù)差異也比較大。

2．2純電動汽車的優(yōu)缺點

2．2．1優(yōu)點純電動汽車依靠純電能驅(qū)動，它的使用成本是目前新能源車中最低的，結(jié)構(gòu)簡單，保養(yǎng)項目、保養(yǎng)費用也比普通汽車低很多，一般只需要更換齒輪油、剎車片即可。還可以享受國家補貼，不同地區(qū)都有相應(yīng)的補貼政策，差別僅是幅度問題而已。同時，純電動汽車的安靜程度也比普通汽車要好很多，基本上無需刻意去加裝任何隔音裝備，而且電動機具備低轉(zhuǎn)速高扭矩的特點，使得其起動和加速性能也很好。例如特斯拉ModelS雖然車身重2．1噸，卻能達到百公里加速3．9秒的成績。［3］

2．2．2缺點首先由于使用動力電池，純電動汽車的續(xù)航能力普遍不高。目前其續(xù)航里程普遍分100km－200km－300km幾個階梯，如果再考慮電能轉(zhuǎn)化率和天氣等因素的影響，實際續(xù)航能力將會更低。其次，純電動汽車需要很長的充電時間。就拿滕勢來說，使用普通家用220V電源，需要32小時才能充滿，即使是擁有超級充電站的特斯拉，Mod－elS也需要40分鐘才能充滿。而車主安裝廠家提供的充電設(shè)備過程復(fù)雜，甚至還需要看物業(yè)臉色，如果沒有私家車位，要在自家小區(qū)充電就更難了。另外，充電樁的實際規(guī)格也存在差異，車輛設(shè)定的充電電壓往往高于國家電網(wǎng)電壓，這就造成有些車輛充電時間延長，甚至無法充電。再次，動力電池的使用壽命和衰減速度實在讓人難以放心。而且純電動汽車更換電池的費用很高，以眾泰知豆為例，整車實際價格約5萬元，而更換電池組費用會高達3萬元之多。雖然說大部分廠家都提供5年10萬km的質(zhì)保，但是電池衰減的問題卻是客觀存在的，而且天氣對于電池的影響也比較明顯，尤其是冬季，這使得消費者對于自己車輛的續(xù)航里程更加沒底了。

3混合動力汽車

純電動汽車存在的不足比較明顯，這是純電動車無法大范圍普及的主要原因。隨著環(huán)境保護日益受到重視，普通汽車的燃油損耗和尾氣排放面臨巨大壓力。因此，廠家大力發(fā)展混合動力技術(shù)，通過電油兩用的形式，降低發(fā)動機的油耗和排放。混合動力汽車就是由發(fā)動機或電動機驅(qū)動的車輛，通常能夠在純電動模式、純油模式以及油電混合模式下工作?；旌蟿恿ζ囉衅胀ɑ旌蟿恿?、插電式混合動力以及增程式混合動力三種形式。同時，電動機和發(fā)動機的相對布置形式又有幾種變化，不同廠商的混合動力汽車性能也會有所差異，因此處較為復(fù)雜，本文僅對混合動力汽車的大分類進行解釋，并請注意以下簡稱：純電＝純電動汽車、混動＝普通混合動力、增程＝增程式混合動力、插混＝插電式混合動力、燃料＝燃料電池汽車。

3．1普通混合動力

3．1．1普通混合動力原理混動汽車在正常行駛過程中，主要依靠發(fā)動機驅(qū)動。而在電量充足的條件下，車輛起動或者低速行駛時，也可完全依靠電動機驅(qū)動，但是續(xù)航里程極短。車輛高速行駛時，發(fā)動機單獨驅(qū)動車輛行駛。當(dāng)遇到坡道或者急加速時，發(fā)動機和電動機共同驅(qū)動車輛行駛?；靹悠嚨膭恿﹄姵厝萘亢苄?，如雷克薩斯CT200h的動力電池容量為6．5Ah，僅相當(dāng)于一些強力探照燈的電瓶，在純電模式下最遠行駛距離僅為3km。因此，混動一般通過剎車時回收動能為動力電池充電，或者利用車輛在行駛時發(fā)動機的多余功率驅(qū)動發(fā)電機充電，不存在純電動汽車到處找“插座”的困擾。

3．1．2普通混合動力汽車的優(yōu)缺點

3．1．2．1優(yōu)點混動最大的優(yōu)點莫過于省油。以凱美瑞為例，混動版百公里油耗在5L左右，而普通版則要多一倍。其次，由于在原有發(fā)動機基礎(chǔ)上增設(shè)一套電驅(qū)系統(tǒng)，混動版的動力性能堪比3．0L發(fā)動機車型，而駕駛和保養(yǎng)方面卻沒什么變化，基本就是一臺“很省油”的普通汽車，只是剎車時的拖拽感會稍微明顯一點。另外，混動和普通汽車之間還有一個小差異，由于起動和低速行駛時主要依靠電動機，混動車輛不需要“熱車”這個環(huán)節(jié)，插上鑰匙即可行駛。

3．1．2．2缺點混動的主要缺點是：可選車型主要集中在日系品牌，且多為中型車以上車型，在性價比更高的普通緊湊車上極少，電驅(qū)系統(tǒng)的加入也使售價進一步提高，而且沒有被新能源車補貼目錄收錄。另外，增加的電驅(qū)系統(tǒng)也會占用一定的使用空間。例如，混動版凱美瑞的后備箱比普通版本減少四分之一的空間。

3．2插電式混合動力汽車

3．2．1插電式混合動力汽車原理插混比起混動，簡單說就多了一個插電口，能夠外接充電。電動機功率要足夠大，確保汽車能夠以比較高的速度行駛，一般認為需要大于50kW。電池容量也要比混動大很多，足以在純電模式下行駛幾十公里。插混也能在混動汽車的幾種模式下行駛，由于動力電池的容量更大，插混的續(xù)航里程較長，一般為50km以上。

3．2．2插電式混合動力汽車優(yōu)缺點

3．2．2．1優(yōu)點插混的百公里綜合油耗比混動更低，如普銳斯插電版在純電模式可以行駛30km，百公里油耗低至2L。而且充電時間也不長，一般數(shù)小時即可充滿。如果能夠保持良好的充電習(xí)慣，用車費用堪比純電動汽車，且無需擔(dān)心續(xù)航問題。同時，插混得益于更大功率的電機輔助，動力性能更加凌厲。保時捷918spyder能夠?qū)崿F(xiàn)2．3秒破百的新能。并且插混還能享受多重補貼。［3］

3．2．2．2缺點電池組的增大進一步提高了售價，而部分地區(qū)不對插混進行補貼，更是雪上加霜。并且，可選車型極少，完全說不上選擇性。如剛上市的寶馬530Le，應(yīng)該不是普通人能消費的起吧？還有，充電設(shè)施建設(shè)緩慢及個人充電條件不易滿足，有點走純電動汽車“老路”的無奈，這也降低了消費者使用純電模式的熱情，車主更多的是當(dāng)普通汽車去使用，而秦和榮威550在純油模式下的油耗和普通汽車相比，并沒有多大優(yōu)勢，節(jié)能減排效果仍待提高。［4］

3．3增程式混合動力汽車

3．3．1增程式混合動力汽車原理增程式混合動力汽車就是用發(fā)動機進行發(fā)電，電動機進行驅(qū)動的車輛（工作原理如圖4所示）。當(dāng)電池組電量充足時采用電動模式行駛，而當(dāng)電量不足時，車內(nèi)發(fā)動機工作，驅(qū)動發(fā)電機給動力電池充電，提供電動機運行的電力（即增程模式）。和混動、插混不同的是，增程無論什么情況下，發(fā)動機無法直接驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，僅能通過電動機驅(qū)動。但它也能夠像插電式混合動力汽車一樣，通過外接電源進行充電。

3．3．2增程式混合動力汽車優(yōu)缺點

3．3．2．1優(yōu)點由于具有插混的外接充電優(yōu)勢，增程式混合動力汽車的純電續(xù)航里程也較長，如i3純電版續(xù)航里程為160km，而i3增程版可達300km左右。而且在增程模式下，發(fā)動機工作在高效轉(zhuǎn)區(qū)，其安靜程度比普通汽車更好。電機的低轉(zhuǎn)高扭特性也使得車輛的起步和加速性能較好。在增程模式下，i3的綜合百公里油耗也能達到4L左右的水平，具有一定的節(jié)能效果。另外，增程和插混一樣能夠享受國家新能源車補貼政策。

3．3．2．2缺點增程和插電、純電動汽車一樣存在相當(dāng)頭疼的充電問題。而油－電－動力的形式，使得增程式混合動力汽車在增程模式下的油耗和普通汽車相差不大而且，由于發(fā)動機不能協(xié)同電動機一起驅(qū)動汽車，增程在高速上的動力性能遠不及混動和插混，比起普通汽車也僅有起步和加速上的優(yōu)勢而已。

4燃料電池汽車

4．1燃料電池汽車的原理

燃料電池汽車實際上是利用氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)（并非燃燒）產(chǎn)生的電能驅(qū)動車輛行駛。它也是電動汽車的一種，結(jié)構(gòu)基本類似，只不過多了一個燃料電池和氫氣罐。和純電動汽車不同的是，燃料電池汽車只要加氫就可以持續(xù)運行，這點類似于“加油”，續(xù)航里程也和普通汽車無異。

4．2燃料電池汽車的優(yōu)缺點

4．2．1優(yōu)點燃料汽車被譽為人類交通的最終解決方案，不僅具有純電動汽車的優(yōu)勢，還因為氫氣和氧氣取之不盡，加氫和加油一樣便捷，沒有任何污染而深受推崇。

4．2．2缺點目前氫氣的產(chǎn)量和存儲存在問題，成本比較高，建設(shè)加氫站的成本上也遠比加油站和充電站高，并且高壓存儲的氫氣，安全性有待考驗。

5結(jié)語

隨著科技的進步還會有更多更好的新能源汽車誕生，國家的扶持力度也會越來越大。相信在不久的未來，新能源汽車會取代普通汽車，成為主流。

參考文獻：

［1］吳際璋．新能源汽車概述［J］．汽車維修與保養(yǎng)，2010（11）．

［2］崔勝民，韓家軍．新能源汽車概論［M］．北京：北京大學(xué)出版社，2011：56．

［3］張勝強．芮曉麗．武鑫．我國發(fā)展新能源汽車的必要性分析［J］．中國科技縱橫網(wǎng)，2013（12）．

［4］徐碩．新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢［J］．中國科技博覽，2016（8）.

作者：董子昌 單位：淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系