混合動力電動汽車

混合動力電動汽車

複合動力電動汽車(亦稱混合動力電動汽車)是指車上裝有兩個以上動力源,包括有電機驅動,符合汽車道路交通、安全法規的汽車,車載動力源有多種:蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內燃機車的發電機組,當前複合動力電動汽車一般是指內燃機車發電機,再加上蓄電池的電動汽車。

定義

所謂混合動力電動汽車,是指擁有兩種不同動力源的汽車。這兩種動力源在汽車不同的行駛狀態(如起步、低中速、勻速,加速,高速,減速或者剎車等)下分別工作,或者一起工作,通過這種組合達到最

豐田普銳斯豐田普銳斯

少的燃油消耗和尾氣排放,從而實現省油和環保的目的。以豐田的混合動力汽車PRIUS為例,該車由燃油發動機和電池兩種動力,在汽車啟動和低於24公里時速行駛時,燃油發動機並不工作,而是由轎車自帶的電池提供動力,只有在汽車行駛速度超過24公里/小時的時候,燃油發動機才開始工作;在汽車突然加速的時候,電池就會幫助燃油發動機一起加速;在汽車高速行駛時,電池會為汽車的空調,音響,前大燈和尾燈等汽車輔助設施提供能量,從而減少燃油發動機的負荷;而在汽車減速和剎車的時候,汽車本身為電池進行充電,實現能量的循環使用,並最大限度地保存和節約能源。

概述

複合動力電動汽車(亦稱混合動力電動汽車)是指車上裝有兩個以上動力源,包括有電機驅動,符合汽車道路交通、安全法規的汽車,車載動力源有多種:蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內燃機車的發電機組,當前複合動力電動汽車一般是指內燃機車發電機,再加上蓄電池的電動汽車。

複合動力電動汽車的優點是:

1、採用複合動力後可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率,此時處於油耗低、污染少的最優工況下工作。需要大功率內燃機功率不足時,由電池來補充;負荷少時,富餘的功率可發電給電池充電,由於內燃機可持續工作,電池又可以不斷得到充電,故其行程和普通汽車一樣。

2、因為有了電池, 可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。

3、在繁華市區,可關停內燃機,由電池單獨驅動,實現"零"排放。

4、有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。

5、可以利用現有的加油站加油,不必再投資。

6、可讓電池保持在良好的工作狀態,不發生過充、過放,延長其使用壽命,降低成本。複合動力電動汽車有兩種基本的工作方式,即串聯式、並聯式和串並聯(或稱混聯)式。

複合動力驅動汽車的缺點是:有兩套動力,再加上兩套動力的管理控制系統,結構複雜,技術較難,價格較高。由於"新一代汽車夥伴合作"( P NGV)計畫的推動美國三大汽車公司對各種單元技術及其不同組織進行成百種方案的篩選、比較,認為採用複合動力是實現中級轎車百公里3升油耗的可行方案因此而受到更大的關注。經過多年研究,混合動力電動汽車已開發出一些成功的例子。日本豐田汽車公司1997年12月宣布將複合動力電動轎車 P rius投入小批量商業化生產,該車自重1515kg,裝用頂置凸輪軸四缸,1500cc排量汽油機,最大功率42.6kW/4600r/min,帶永磁無刷發電機,驅動電機亦為永磁無刷的額定功率30kW,採用氫鎳電池,實現串並聯控制方式,百公里油耗為3.4L,比原汽油車減少了一半, C O2排量也相應減少了一半, C O、 HC、NOX僅為現行法規允許值的10%,售價每輛216萬日元(約15000美元)。 美國克萊斯勒汽車公司1998年2月在底特律展出第二代道奇無畏 E SX2型複合動力電動轎車,該車裝用1500cc排量直噴柴油機帶發電機,採用鉛酸電池,交流感應電機驅動,鋁車架,複合材料車身,自重1022kg,百公里油耗降至3.4L。2000年通用,福特,戴姆勒·克萊斯勒已開發出100公里油耗已達到3升汽油或接近3升汽車的樣車,只是價格仍較貴。

技術問題

2.1制動能量的回收

作為和純電動汽車共通的混合動力電動方式的特點,制動能量是有可能回收的。在日本,美國,歐洲任何市內行駛工況下,從先驅號的例子來看,制動能量回饋對燃油經濟性提高的貢獻超過了20﹪,這樣就可以明白,和沒有制動能量回收的其它驅動系統汽車的差別是顯然的,因此可以說,為了提高燃油經濟性,混合動力方式是必要的條件。

制動能量回收,就如同剎車,如果四輪同時進行就比較理想,因此就有必要將發電機和四個車輪同時連線,這對於4輪驅動車來說,需要在前後都備有電動機/發電機裝置,並且能前後分別控制轉矩。但是,這樣的4輪驅動車的價格是十分昂貴的,對於通常的行駛,就不需要反映雜餓裝置,因此是不可能實現的。一般來說,前輪驅動或者後輪驅動的2輪驅動車占大多數。

因為汽車的重心比地面高,而且基本上都是前進行駛,所以當剎車制動時,前輪的載荷增加,後輪的載荷減小。在前輪驅動的情況下,因為發動機,變速箱前置,所以前輪的載荷原本就比較大,而且在制動時由於又增加了載荷,所以必要的制動力就增加,配置在前輪的發電機的制動能量回收相對來說是比較大的。相反,在後輪驅動的情況下,通過後輪進行能量回收的效果就不大顯著。後輪的制動力過大,在輪胎和路面之間超過摩擦極限後,會使車輪打滑,這時就使汽車不穩定,偏離路面而碰到障礙物或者是橫向翻滾。

為了避免此類事情的發生,通常,乘用車的制動力分配給前輪70﹪~80﹪。因此,前輪驅動車的制動能量回收和後輪驅動車的制動能量回收相比較的話,為70/30的程度,後輪驅動車的制動能量回收率最多也只有前輪驅動的一半。

通常的汽車,在減速,制動的情況下,使用了發動機剎車。通過這個,因為在一定程度上進行了制動能量回收,因此如果不使用發動機剎車,全部由發電機來吸收制動能量是比較好的。Civic混合動力車為了降低發動機剎車的能量吸收在制動時,將四缸中的三缸停止運行。高爾夫混合動力在發動機和電機之間設定了離合器,清除了發動機剎車的影響。但是,這又帶來了離合器的重量,空軍和成本的問題。

2.2堵車時的停止和啟動

在堵車時,反覆停車啟動緩慢行駛的情況下,對於通常的發動機車,由於剛要切斷髮動機時接著又要啟動發動機,比較麻煩,所以就直接將發動機怠速運行,這樣就對排放和燃油消耗都不利。為了解決這個問題,對於通常的汽車,對在一定時間以上的停車情況,將發動機自動停止,然後在下一次啟動時,直接通過加速踏板就能將發動機啟動來驅動車輛。在此情況下,設定停車到將發動機關掉的時間是比較困難的,而且也有發動機啟動時的振動和噪音問題。為此,混合動力車在停車時,直接將發動機關掉,車輛啟動時通過電機將車輛驅動到一定的車速,這樣就可以完成平順的駕駛。這樣,即使車輛啟動頻繁也具有抑制尾氣排放的優點。發動機車的停止,啟動的思想雖然以前就有,但沒有普及的原因可以認為是反映了實現這樣的驅動系統的困難程度。

2.3儲能裝置

即使發電機能夠產生大量的電能,如果沒有這些電能的儲藏設備,發電機的發電也是沒有意義的。因為電流不可能一次進行大量電能的充放電,所以為了能夠進行大量的能量回收,就必須增加電池的重量,空間和成本。為了解決這個問題,人們考慮使用超級電容,飛輪裝置或者蓄壓裝置等,雖然有一部分已經實用化但也不能說已經達到完善的程度。但是,日產柴油在2002年6月開始裝備了具有劃時代意義的新型超級電容的卡車,可以說在這方面已經開始了一個新的時代。另外,和電動汽車為了提高續駛里程而重視電池的儲能密度不同,混合動力車用的儲能裝置在儲能密度比較小的情況下,要求調整,製造成輸入輸出能量,即功率密度比較大的儲能裝置。

通過採用混合動力方式,提高了燃油經濟性,但有重量,搭載空間和成本增加的缺點,所以雖然和電動汽車的缺點相比還是比較小的,但電池在一定重量下對應的性能,價格和壽命成為成功與否的關鍵因素。鉛酸電池無法滿足這種性能要求,豐田採用新近開發的重量輕,體積小的鎳氫電池,開始有了突破口。對於壽命的評價,需要有時間,因此今後想進一步關注這方面的發展。從2003年左右開始,在美國和歐洲出現性能優良的鋰離子電池,鋰聚合物電池等。

2.4起動機/發電機

以大眾高爾夫為起點,在日野的重型車,本田的混合動力車等上使用了起動機/發電機或者電機/發電機,幾乎不需要變更尺寸,就可以安裝在原來的發動機的飛輪位置。綜合的重量,成本增加被控制在小的幾乎所有的傳統起動機,發電機和離合器的製造商,都進行這方面的商品化開發,而且有發表的成果。如果將來不需要傳統的起動機和發電機的話,對於這些製造商來說,或許理所當然就成為生死攸關的問題,大多數人認為,將來這種形式是混合動力的需要。如果能大量生產成本得以下降的話,可以預計混合動力化的障礙就可以非常小。

維修診斷

維修前的安全防護措施:

在著手維修一輛混合動力轎車之前,你必須知道一些必須加以防範的安全防護措施。首先,insight,Civic和Pruis這三款混合動力轎車都有一個“怠速停止”模式,可以在轎車臨時停車時,比如在遇到紅色交通信號燈的時候,關閉轎車的汽油發動機。在這種模式下,當踩下加速踏板時,最初車輛會在電動馬達的的驅動下行駛,就像一輛電動高爾夫推車一樣。經很短的行駛時間之後,車輛便進入正常的行駛狀態,汽油發動機會重新啟動,並向轎車提供動力。

一輛混合動力轎車被送到維修廠進行維修時,如果把發動機熄火,並且將點火鑰匙置於開的位置,那么維修時可能會出現問題。打算維修這輛轎車的技術人員這時可能會認為,既然發動機已經關閉了,因此可以安全進行維修工作。但這時如果踩下加速踏板,可能會使電動馬達重新啟動,從而產生嚴重的後果。

在本田公司的混合動力轎車上,在發動機轉速表左下方有一個汽車駐車指示燈,如果這個燈在閃爍,則表明該輛轎車處於“怠速停止”模式,同時也是在警告你,在維修該車輛之前,一定要把點火開關關掉。

當豐田Pruis混合動力轎車處於怠速停止模式時,在顯示板上的擋位指示器上方有一個就緒指示燈。在對轎車進行維修工作之前,都要確保就緒指示燈是熄滅的。因此,也應該把點火開關關掉。當然最為安全穩妥的做法,就是把車鑰匙從點火開關上取下來。

當然,在維修混合動力轎車時,最嚴重的安全顧慮就是它的高壓電氣系統,其中包括電動馬達,蓄電池組,控制系統和電線束。為保證安全,所有的高壓電線接線端都是密封的或隔離的,而且電線束都是潔淨的橙黃色。

如果沒有戴性能良好的高壓防護絕緣手套,就不要輕易觸摸這些電線束。即使這些絕緣手套上只有一個極小的針孔,都可能會導致電流從手套穿過,經人體流向大地,傷害技術員的生命。

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你可以用探針穿過電線絕緣層來檢查普通汽車上的12v電線的一些性能,但對於混合動力車輛上這些明亮的橙黃色高壓線束,可一定是不能這樣做的。跟上面介紹的一情況一樣,這些高壓線束上一個極小的孔都可能導致高壓電流外漏。不過,每個混合動力轎車的高壓電氣系統都是很容易地關閉的,以確保有一個安全的維修工作條件。

本田混合動力轎車的智慧型動力單元包括蓄電池組和控制系統,在智慧型動力單元上設定了一個關閉開關。本田Isight的智慧型動力單元位於后座地板附近,是水平安裝的,隱藏於地毯之下。而本田Civic的智慧型動力單元是垂直安裝的,位於後排乘客座位的後面。

對於本田公司的這兩款混合動力轎車,要想拆除轎車上的高壓電氣系統,需要打開智慧型動力單元上面的一個小蓋子,並且把裡面的開關打到off位置。

要想拆除豐田Pruis的高壓電氣系統,只需要取下位於駕駛員一側的行李廂後面的維修塞即可。維修塞的嵌板在後排座位附近的地毯下面。當你維修高壓電氣系統的時候,建議你把維修塞放在你的口袋裡隨身攜帶,以防其他維修人員在你維修時又把它安上去。

正確的輪胎氣壓和潤滑

正確的選擇輪胎並保持適當的輪胎壓力,對於本田和豐田混合動力轎車的最佳運行是十分重要的。輪胎氣壓不僅會影響該車的燃油經濟性,而且當胎壓不正確時,制動系統和控制系統也可能會出現問題。混合動力轎車一般都採用高壓輪胎,這樣做的目的是為了獲得最大的行駛里程數,因為高壓輪胎的滾動阻力比較小。所有這三款混合動力轎車都配備有專門設計的輪胎,這些輪胎有較高的充氣壓力,從而保證輪胎具有較低的滾動阻力。在這三款轎車中的某一輛被送到你的維修廠進行修理時,你要確保該車的輪胎壓力與在輪胎側面,車門邊緣或用戶手冊上標記的規定胎壓相一致。

請使用原裝設備製造商推薦的潤滑油,這對於讓混合動力轎車獲得最佳的性能表現,以及滿足保修的技術要求等,都是非常重要的。

本田Insight和Civic混合動力轎車的發動機都採用本田公司專用的0W-20SJ機油和機油濾清器。對於五擋手動變速器,你可以使用標準的本田手動變速器用潤滑油;但是對於無級變速器,需要使用本田ATF-Z1潤滑油。豐田Pruis混合動力轎車的發動機則採用5W-30SJ機油,變速器採用型號為T-IV的自動變速器油。

分類

(1)按照推進系統能量流和功率流的配置結構關係或動力傳輸路線分類分為:

●串聯式混合動力汽車(SeriesHybridElectricVehicle,SHEV)

串聯式混合動力系統:發動機輸出的機械能首先通過發電機轉化為電能,轉化後的電能一部分用來給蓄電池充電,另一部分經由電動機和傳動裝置驅動車輪。儘管串聯式混合動力的結構簡單,但它需要三個驅動裝置:發動機、發電機和電動機。因而,該種混合方式的車輛的效率通常較低。如果串聯式混合動力車設計時考慮到要爬長坡,那么提供最大功率的驅動裝置的尺寸就會較大;如果用作短途運行,如當通勤車或購物車,相應的內燃機/發電機裝置應採用較低的功率。

●並聯式混合動力汽車(ParallelHybridElectricVehicle,PHEV)

並聯式混合動力系統:採用發動機和電動機兩套獨立的驅動系統驅動車輪。發動機和電動機通常通過不同的離合器來驅動車輪,可以採用發動機單獨驅動、電動機單獨驅動或者發動機和電動機混合驅動三種工作模式。當發動機提供的功率大於車輛所需驅動功率時或者當車輛制動時,電動機工作於發電機狀態,給蓄電池充電。與串聯式混合動力相比,它只需要兩個驅動裝置,即發動機和電動機。而且,在蓄電池放完電之前,如果要得到相同的性能,並聯式比串聯式的發動機和電動機的尺寸要小。

●混聯式(串並聯)混合動力汽車(Series-parallelHybridElectricVehicle,SPHEV)

混聯式混合動力系統:在結構上綜合了串聯式和並聯式的特點。與串聯式相比,它增加了機械動力的傳遞路線;與並聯式相比,它增加了電能的傳輸路線。儘管綜合了串、並聯的優點,但其結構複雜,成本高。然而,隨著控制技術和製造技術的發展,一些現代混合動力電動汽車更傾向於選擇這種結構。

●複合式混合動力汽車(ComplexHybridElectricVehicle,CHEV)

複合式混合動力系統:其結構與混聯式相似,二者主要區別是複合型中的電動機允許功率流雙向流動,而混聯式中的發電機只允許功率流單向流動。雙向流動的功率流可以有更多的工作模式。複合式混合動力電動汽車同樣具有就夠複雜、成本高的缺點,不過,現在有些新型的混合動力電動汽車也採用這種雙軸驅動的複合式系統。

(2)按照兩種不同的能量的搭配比例不同,混合動力車輛則有四種類型,即:

●微混合,也稱為“起-停混合”(Microhybrids)

在微混合動力系統中,電機僅作為內燃機的啟動機/發電機使用。現在通常使用的啟動機/發電機系統是指在傳統內燃機的啟動電機(一般為12V)上加裝了皮帶驅動啟動電機(也就是常說的Belt-alternatorStarterGenerator,簡稱BSG系統)。該電機為發電啟動(Stop-Start)一體式電動機,用來控制發動機的啟動和停止,從而取消發動機的怠速,降低了油耗和排放。從嚴格意義上來講,微混合動力系統的汽車不屬於真正的混合動力汽車,因為它的電機並沒有為汽車行駛提供持續的動力。

●輕混合,也稱輔助驅動混合(Mildhybrids)

與微混合相比,驅動車輛的兩種動力源中,依靠電池-電機功率的比例增大,內燃機功率的比例相對減少。通常,此種混合動力系統採用集成啟動電機(也就是常說的IntegratedStarterGenerator,簡稱ISG系統),車輛還是以發動機為主要動力來源,助動電機被安裝在發動機和變速器之間,作為輔助動力來源與主要動力相聯。當行駛中需要更大驅動力時,它被用作電動機。當需要重新啟動熄火的發動機時,它被用作為一個起動機。其能夠實現:在減速和制動工況下,對部分能量進行吸收;在行駛過程中,發動機等速運轉,發動機產生的能量可以在車輪的驅動需求和發電機的充電需求 之間進行調節。

●全混合(Fullhybrids)

全混合動力系統是指既可以使用汽油引擎或電動機單獨驅動車輛也可以同時使用兩種動力的汽車。它們普遍採用大容量電池以供給電動機做純電動模式運行,同時還具有動力切換裝置用以發動機、電動機各自動力的耦合和分離。在起步、倒車、緩加速(如頻繁起步-停車)、低速行駛等情況下,車輛可以純電動模式行駛;急加速時,電機和內燃機一起驅動車輛,並具有制動能量回收的能力。與輕混合系統相比,驅動車輛的兩種動力源中,依靠電池-電機功率的比例更大,內燃機功率的比例更小。

●插電式混合(Plug-inhybrids)

插電式混合動力系統通過接入家用電源為系統中配備的充電電池充電,充電後可僅憑充電電池作為電動汽車行駛。另外,在充電電池的剩餘電量用完後,並不是切換至發動機行駛模式,而是通過發動機鏇轉發電機,利用由此產生的電力為蓄電池充電,繼續用電動機行駛,從而形成了串聯方式的插電式混合動力車。這種混合動力汽車比全混合動力汽車有較長純電動行駛里程。該系統電機功率比例與純電動情況基本相同(或稍小),內燃機功率比例與全混合系統基本相同,電池容量一般比全混合系統的大,比純電動車輛的小。

(3)按照運行模式的不同,混合動力車分為:

●單一模式混合動力

●雙模式混合動力(Two-modeHybrids)

雙模式混合動力系統的核心實質上是一個電控可調變速箱。它利用現有的傳動系統,配有兩個電動機,可以在兩種混合動力運行模式之間實現自如切換。

第一種模式適用於低速度和負荷較小的情況,這時汽車可以按照三種方式操控:僅使用電力驅動,或僅使用發動機驅動,或發動機和電力驅動的任意組合。如果在交通擁擠,時停時走的狀態下,僅使用電力驅動,延長發動機的關閉時間,則可以實現完全意義上的節油。

第二種模式主要適用於高速公路駕駛,除電力驅動輔助外,發動機可以在必要時啟動全部8個汽缸,比如超車、拖載或爬坡時。第二種模式整合了尖端電子控制技術ActiveFuelManagementTM隨選排量技術、凸輪調整以及進氣閥延遲啟閉系統,使發動機的動力輸出更加靈活、有效。在雙模式混合動力系統下,精準的控制機構將決定汽車在特定的行駛狀態下採用何種驅動方式。控制機構輸入功率將取決於行駛時所需的扭矩,並向發動機和電動機發出相應的指令。發動機和電動機將扭矩傳送到變速箱中的一系列齒輪,利用與傳統自動變速箱類似的原理將扭矩放大,從而推動汽車前進。但與傳統的持續型可變變速箱不同的是,雙模式混合動力電子控制系統並不使用皮帶或傳送帶。兩種模式之間是同步切換,即切換模式時無需改變發動機速度,從而實現平穩加速。

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主要技術

在清潔新能源機動車的研發上和技術上較為一致的方向是:電池、電機、電控等3個技術核心,純電動車、燃料電池車、混合動力電動車是三大研發對象。

1.發動機:HEV可以廣泛地採用四衝程內燃機(包括汽油機和柴油機)、二衝程內燃機(包括汽油機和柴油機)、轉子發動機、燃氣輪機和斯特林發動機等。一般轉子發動機和燃氣輪機的燃燒效率比較高,排放也比較潔淨,採用不同的發動機就可以組成不同的HEV。

2.電動機:HEV可以採用直流電動機、交流感應電動機、永磁電動機和開關磁阻電動機等。隨著HEV的發展,直流電動機已經很少採用,多數採用了感應電動機和永磁電動機,開關磁阻電動機套用也得到重視,還可以採用特種電動機作為HEV的驅動電動機,採用不同的電動機就可以組成不同的HEV。

3.電池:HEV可以採用各種不同的蓄電池、燃料電池、儲能器和超級電容器等作為"電池",一般電池是作為HEV的輔助能源,只有在HEV永電動機起動發動機或電動機輔助驅動時才使用。

中國已實施的電動汽車蓄電池標準

序號 標準名稱
標準級別
參照國外標準編號 實施日期
103—204、205技術條件和試驗方法標準
1 電動道路車輛用鉛酸蓄電池 GB/T 18332.1-2001 JEVS D701-94、 JEVS D702-94、 JEVS D703-94、 SAE J 1798 2001-09-01 實施
2 電動道路車輛用金屬氫化物鎳蓄電池 GB/T 18332.2-2001
2001-09-01 實施
3 電動道路車輛用鋰離子蓄電池 GB/T 18333.1-2001
2001-09-01 實施
4 電動道路車輛用鋅空氣蓄電池 GB/T 18333.2-2001
2001-09-01 實施
註:適時修訂已發布的4項標準,增加蓄電池容量、能量密度、壽命等技術要求和試驗方法,提高相應的性能要求。 信息來源:中國電動汽車信息網

混合動力電動汽車的驅動系統:包括兩種或兩種以上的能源存儲器,能源或能量轉換器。通俗的講,比較盛行的辦法是既裝有內燃機,又配備有高性能和價格合理的電池,採用串聯或並聯等多種方式進行驅動,其工作方式有三種:首先是由發動機傳遞動驅力;其次是,利用發動機的動力發電,則進入發動機機驅動方式;當發動機停機時,只用電池供電,發電機進行驅動,採用那種行駛模式,要根據路況和行駛要求而定。

這樣做的好處是:可以較大程度減少發動機的排量如過去用3升機,現在用1.6升就可以;由於有電動機作輔助驅動,可以實現能量回收,提高了燃料經濟性;可以將發動機轉速平穩的調整到最佳轉速狀態,排放污染大大減少;和普通的汽車一樣,不用設定新加油站。但它也有缺點,主要是增加了動力源,配置複雜,增加了占用空間和重量等,但算起來還是合算的,利多弊少,所以發展很快。

由於科技的加速發展,混合動力電動汽車的驅動方案也是多種多樣的,不斷的在改進更新中。同時增加新的配備,如能量存儲裝置,即飛輪,超級電容器,永磁發電機和電動機一體化電機,微處理器控制電路裝置,和無級變速器(CVT)等。同時,對內燃機也作了大量改進,特別是柴油機上,採用共軌式供油系統、柴油機小型化、降低顆粒(PM)和氮氧化物(NOX)排放、改善熱效率,低溫排放污染性改善等措施,在性能上有很大提高。據中國國家電動車專家組組長黃佳騰介紹,電池、電機、電控系統一直是制約電動汽車大規模進入市場的關鍵因素。中國在電動汽車整車設計、驅動系統、電池管理系統,尤其是鋰離子電池、燃料電池等高性能動力電池的研製方面取得重大進展,在某些方面已處於世界領先水平。

在高性能電池方面,深圳雷天綠色電動源公司開發的鋰離子電池續駛能力達到三百公里,最高時速可達一百二十公里,可充電次數一千次以上,單台車電池成本四萬元左右;深圳中星汽車製造公司研製的超級納米碳纖素電池容量是一般鉛酸電池的十一倍,能量比功率可達每千克一千瓦時,充電僅需十分鐘就可以完成,壽命可達十年以上,價格為鋰電池的一半,體積為鋰電池的三分之一,均展示出明顯的商業化前景。

此外,東風汽車公司與中科院大連化物所聯合開發的質子交換膜燃料電池、清華大學等單位開發的新型電池材料等都取得了重大突破。在電機與電控系統方面,華中科技大學開發的全數位化開關磁阻電機、中船總七一二所開發的永磁無刷電機、中國科學院北京三環通用電氣公司開發出電動汽車專用的七點五千瓦輪轂電機、哈工大開發的EV九六至十六點八千瓦多態輪轂電機,都是中國電動汽車驅動電機技術的重大突破。

華中科技大學李培根教授認為,相對於西方已開發國家傳統汽車工業的巨大慣性,中國汽車工業向電動汽車轉型的包袱要輕得多,實現跨越式發展的動力也強得多。

他說,中國在電動汽車關鍵技術研究方面,與世界先進水平的差距只有八年左右,在有些領域還處於世界領先地位,趕上甚至超過已開發國家的機會和可能性很大。

優缺點

優點

無污染、噪聲低;能源選擇多樣化、利用效率高;結構簡單,使用、維修方便。作為城市交通工具,將會給城市環境帶來很多好處。如電動汽車無噪音、無污染排放、不會在馬路上留下油跡等。它的特點,我覺得最主要的就是環保,而且噪聲小,而且還有一個好處相對來說可能更符合人們追求的一種舒適性。因為混合動力電動汽車開起來,即使是比較威猛的SUV電動車,可能也是很靜的一種感覺。此外,有利於對傳統汽車工業的改造。與純電動汽車相比,混合動力電動汽車既可用常規內燃機作動力,又可採用電機驅動,它不僅比傳統汽車節約燃油30%-50%,而且在同等條件下,比純電動汽車節約電能70%-90%,一次充滿油、電後,可使持續行駛里程提高到500-1000公里左右。此外,在傳統汽車向電動汽車的過渡時期,這種過渡車型可能有四五十年的市場周期,這是一個完整的歷史階段。推廣混合動力電動汽車,一方面可充分利用傳統汽車工業現有的龐大生產規模和社會基礎設施,另一方面又在一定程度上保障了傳統內燃汽車廠商的利益,促進了他們加速開發電動汽車和改進電池、電機、控制系統的積極性。同時,由於混合動力電動汽車殼體在一個較長時期內,都是由內燃汽車改裝的,內燃汽車發展的每一項新技術,如信息及安全領域的每一項成果,都可轉移或結合採用到混合動力電動汽車上,通過發展混合動力電動汽車,又可大大促進傳統汽車工業的改造和發展。還有利於降低電動汽車成本和實現產業化。鎳氫、鋰離子特別是燃料電池雖然能夠克服鉛酸蓄電池極的諸多不足,但很昂貴,且建設投入大,無法大面積推廣。專家說,我們不應當等到這些新型電池技術取得根本性突破後再開發電動汽車,而應當在發展套用的基礎上,推動電動汽車在各方面的技術創新。混合動力電動汽車正適應了當前這一發展需求。最後,混合動力電動汽車目前已具備套用基礎和產業化條件,極有可能率先實現突破。混合動力電動汽車可以充分利用現有內燃汽車生產能力,為改造傳統汽車工業和實現跨越式發展服務,這使混合動力電動汽車具有了其它電動汽車現階段無可比擬的套用基礎和優勢,前景十分廣闊。

缺點

蓄電池雖然廉價、安全可靠,但能量低、自重大、體積大、續行里程短,還需要建設地面充電檢測等設施,難於為地方政府、企業、用戶所接受。由於技術的原因,電動汽車的性能還比不上普通汽車,如雪鐵龍公司的 S axon電動小轎車的最大功率為20千瓦,最長行程是95公里,最高時速為95公里,所以電動汽車不能作為長途旅行的交通工具。當然,電動汽車成本高,所以市場價格會比原型汽車高。但是控制每輛電動汽車的成本,使之不超過原型車的30%,這樣價格就不是問題了。因為從電動車的性能上看,對電動車的一次性投資比對傳統車的長遠投資要划算得多。目前,世界上最好的電動汽車,即日本的prius2003款混合動力電動汽車售價是兩萬美元,其性價比很高。這樣看來,到2008年,混合動力電動汽車有可能進入普通家庭,成為一種大眾消費。”

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