電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)

隋大海

（煙臺(tái)船舶工業(yè)學(xué)校 264000)

電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)

隋大海

（煙臺(tái)船舶工業(yè)學(xué)校 264000)

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，國民的生活水平有了質(zhì)的飛躍。人們?cè)谙硎芪镔|(zhì)生活的同時(shí)，越來越關(guān)注節(jié)能環(huán)保的問題。在交通領(lǐng)域中，電動(dòng)汽車的出現(xiàn)與節(jié)能減排的目標(biāo)不謀而合，電動(dòng)汽車促進(jìn)了汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。筆者從技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的角度入手，對(duì)純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的零部件和研發(fā)技術(shù)進(jìn)行了探討研究，并對(duì)電動(dòng)汽車技術(shù)在未來一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

電動(dòng)汽車；技術(shù)進(jìn)展；發(fā)展趨勢(shì)；研究

0 引言

自從世界上第一臺(tái)汽車的誕生，汽車這個(gè)人類日常的生活工具變得越來越普及和不可替代。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車科研速度的不斷加快，眾多的汽車零件得以大規(guī)模生產(chǎn)，大幅的降低汽車制造成本，讓汽車有機(jī)會(huì)進(jìn)入更多的不同家庭，為更多的人提供便利。由于機(jī)動(dòng)車保有量的持續(xù)高速增長(zhǎng)，能源消耗，尾氣排放造成的環(huán)境問題也日益突出。在21世紀(jì)伊始，我國石油的年進(jìn)口7 000萬噸，2015年進(jìn)口量超過一億噸，國家環(huán)境中心相關(guān)報(bào)告表明，2018年，我國的汽車尾氣排放導(dǎo)致的空氣污染將會(huì)占72%。在這種形勢(shì)下，以電動(dòng)汽車為首的一系列低排放或零排放的新能源機(jī)動(dòng)車的研發(fā)和生產(chǎn)受到了世界各國的廣泛關(guān)注。

1 純電動(dòng)（Battery Electric Vehicle,BEV）汽車的概念及發(fā)展方向

本文中純電動(dòng)汽車主要指以車載電池為唯一動(dòng)力來源的機(jī)動(dòng)車。雖然BEV車輛出現(xiàn)的較早，但由于各種技術(shù)原因和條件限制，導(dǎo)致其能夠使用范圍非常局限，所占的市場(chǎng)份額也非常小。造成以上情況的主要原因是蓄電池的制造成本居高不下，且電池的使用壽命不長(zhǎng)導(dǎo)致的性價(jià)比極低。同時(shí)由于技術(shù)原因，電池的體積和重量大，充電時(shí)間較長(zhǎng)的局限性得不到有效改善。目前純電動(dòng)汽車多采用鉛酸電池和鋰電池兩種。根據(jù)電動(dòng)車裝配的使用壽命和不同類型的電池的平均使用壽命分析，綜合考慮蓄電池的充電效率、放電效率、電池效率衰減、電網(wǎng)實(shí)際電價(jià)以及柴油發(fā)電成本等多種因素的綜合對(duì)比，從能源轉(zhuǎn)換成本的角度分析解決使用的問題。由于傳統(tǒng)的鉛酸電池單位驅(qū)動(dòng)成本一般高于內(nèi)燃機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)成本，且由于自身體積、重量、充電時(shí)間的問題，所以這一類動(dòng)力形式的車輛一般只適用于速度在60 km/h以下的工況使用，如環(huán)衛(wèi)清掃車，高爾夫球場(chǎng)等。鉛酸電池作為主要?jiǎng)恿υ吹腂EV機(jī)動(dòng)車在低端市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力具有一定優(yōu)勢(shì)。

隨著純電動(dòng)汽車的技術(shù)逐漸成熟完善，純電動(dòng)車也開始向一般的商品汽車方向發(fā)展，完全充電后基本能滿足市區(qū)內(nèi)的代步需求。目前，研究研發(fā)重點(diǎn)集中在電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，除了簡(jiǎn)單的增加電池容量的方式以外，另一種解決途徑是使用燃料電池（Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV）。但燃料電池的研究還處在相對(duì)初級(jí)的階段，研發(fā)成本還不能得到有效控制[1]。

2 混合動(dòng)力（Hybrid Electric Vehicle,HEV）的概念及發(fā)展趨勢(shì)

本文中，混合動(dòng)力汽車主要是指油電混合動(dòng)力汽車，即依靠傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和車載電池共同做為動(dòng)力來源的機(jī)動(dòng)車，文中簡(jiǎn)稱HEV。雖HEV無法實(shí)現(xiàn)完全的零排放，但改善排放效果明顯，同時(shí)能提升化石燃料的使用經(jīng)濟(jì)性。基于此，零排放的BEV的量產(chǎn)固然對(duì)于空氣污染優(yōu)勢(shì)明顯，但是由于電池生產(chǎn)技術(shù)的局限真正實(shí)現(xiàn)零排放還有一段路要走，完全實(shí)現(xiàn)真正的零排放還需要投入更多的精力財(cái)力。目前階段能夠?qū)崿F(xiàn)的是逐步減低排放量改善排放質(zhì)量。因此零排放電動(dòng)汽車尚未局域主流地位的情況下，就需要HEV技術(shù)做過渡手段。大規(guī)模的量產(chǎn)HEV車輛代替燃油機(jī)動(dòng)車，有效環(huán)節(jié)尾氣污染問題。未來，BEV和HEV一定范圍內(nèi)必將占有一定的市場(chǎng)份額并產(chǎn)生一定的規(guī)模效應(yīng)，其市場(chǎng)份額的增長(zhǎng)速度與生產(chǎn)價(jià)格關(guān)系密切。

3 純電動(dòng)（BEV）和混合動(dòng)力（HEV）的依存關(guān)系以及混合動(dòng)力（HEV）的優(yōu)越性

由于BEV在諸多方面的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)同時(shí)存在且非常突出，BEV車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車的性價(jià)比又很低，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力難以與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車相比。單從能源補(bǔ)充方面相比，純電動(dòng)車充電時(shí)間遠(yuǎn)長(zhǎng)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車。在基礎(chǔ)設(shè)施（加油站、充電站）的建設(shè)上，純電動(dòng)車的劣勢(shì)就更加突出了。雖然充電樁的建設(shè)已經(jīng)有了較大的發(fā)展，但其缺口依然很大，而傳統(tǒng)的加油站在經(jīng)過多年的在建設(shè)完善上已經(jīng)趨于最優(yōu)化。因此，研發(fā)混合動(dòng)力車型成為眾多汽車生產(chǎn)商戰(zhàn)略發(fā)展方向，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)與內(nèi)燃車輛的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)[2]。

3.1 發(fā)展混合動(dòng)力（HEV）的必要性

混合動(dòng)力車在具備電動(dòng)之外的一個(gè)或者多個(gè)動(dòng)力來源。依照動(dòng)力搭配的方式大概可以分為3類，即串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。按照混合程度區(qū)分一般也可分為3個(gè)級(jí)別，分別是微混合、輕混合和全混合。微混合的代表形式是外掛驅(qū)動(dòng)。在電動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需要切斷，電機(jī)的總功率也只有幾個(gè)千瓦，最高也只能節(jié)約不到一成的燃油。輕度混合的代表方式是在曲軸（飛輪）加裝電機(jī)。全混合模式及混聯(lián)式的代表方式是動(dòng)力系統(tǒng)中具備純電動(dòng)動(dòng)力單元的車，豐田普銳斯就是早期的代表車型。現(xiàn)階段我國的汽車工業(yè)采用的是輕度混合的方式。由于其技術(shù)難度不大和成本低的突出特點(diǎn)，對(duì)于我國的汽車行業(yè)來說最為合適。經(jīng)過長(zhǎng)期的的市場(chǎng)調(diào)研，采用混合動(dòng)力的機(jī)動(dòng)車在燃油經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)制造成本與動(dòng)力混合程度有直接關(guān)系，從我國汽車行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展的角度來看，混合動(dòng)力的汽車比將是我國汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向。

3.2 混合動(dòng)力（HEV）汽車的市場(chǎng)前景

混合動(dòng)力汽車雖然具有較為顯著的節(jié)油的特點(diǎn)，但是從節(jié)油率對(duì)于購買成本和使用成本來說優(yōu)勢(shì)幅度就大幅縮減。由于混合動(dòng)力車輛的制造較高，節(jié)油所帶來的使用成本的降低，能否完全抵消購買所需要額外支付的成本，就成為了消費(fèi)者所考慮的主要原因。由于我國現(xiàn)階段的消費(fèi)能力和消費(fèi)習(xí)慣，物品價(jià)格對(duì)購買決定的影響很大，要實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力車的長(zhǎng)足發(fā)展，一方面需要在專業(yè)混動(dòng)技術(shù)的提高，另一方面也離不開政府的政策支持和財(cái)政補(bǔ)貼。目前我國政府對(duì)于新能源車的購置稅減免政策為就為混合動(dòng)力車的市場(chǎng)帶來了良好的前景。

4 結(jié)束語

目前，我國正面臨著嚴(yán)重的空氣污染問題，很多城市交通擁堵問題嚴(yán)重，加劇了空氣污染的環(huán)境問題。所以，我國汽車產(chǎn)業(yè)以后的工作重心應(yīng)該放到中小型的電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力的研究和發(fā)展，我國相關(guān)政府部門也要從資金方面和政策支持的方式對(duì)新能源汽車和混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)予以支持和鼓勵(lì)，并積極的開展對(duì)充電站、充電樁等配套設(shè)施的建設(shè)指導(dǎo)工作。可以預(yù)見，高效、清潔的新能源汽車的發(fā)展必將成為主流。

[1]安培.電動(dòng)汽車底盤一體化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與展望[J].江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2015(3).

[2]顏洲.智能公交系統(tǒng)自組網(wǎng)路由算法研究與設(shè)計(jì)[J].新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,04:49-56.

U469.72文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

隋大海（1982—），男，教師，本科，研究方向?yàn)槠嚱虒W(xué)。