【正文】 量） 電動車（ 80萬）、混合動力（ 120萬） 2030年 年銷量 70% 不詳 德國 2023年 100萬輛（保有量） 電動車 2030年 500萬輛（保有量） 電動車 英國 2023年 24萬輛（保有量） 電動車 法國 2023年前 200萬輛（累計產量） 清潔能源汽車 韓國 2023年 120萬輛（產量， 10%世界電動車市場） 電動車 2023年 小型電動車普及率 10% 電動車 混合動力汽車 發(fā)展史 當前普遍使用的燃油發(fā)動機汽車存在種種弊病，統(tǒng)計表明在占 80%以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的 40%，在市區(qū)還會跌至 25%，更為嚴重的是排放廢氣污染環(huán)境。 20世紀 90年代以來，世界各國對改善環(huán)保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動汽車脫穎而出。雖然人們普遍認為未來是電動汽車的天下，但是目前的電池技術問題阻礙了電動汽車的應用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠未達到人們所要求的數(shù)值，專家估計在 10年以內電動汽車還無法取代燃油發(fā)動機汽車（除非燃料電池技術有重大突破）。 現(xiàn)實迫使工程師們想出了一個兩全其美的辦法，開發(fā)了一種混合動力裝置（ HybridElectricVehicel，縮寫 HEV）的汽車。所謂混合動力裝置就是將電動機與輔助動力單元組合在一輛汽車上做驅動力，輔助動力單元實際上是一臺小型燃料發(fā)動機或動力發(fā)電機組。形象一點說，就是將傳統(tǒng)發(fā)動機盡量做小，讓一部分動力由電池 電動機系統(tǒng)承擔。這種混合動力裝置既發(fā)揮了發(fā)動機持續(xù)工作時間長，動力性好的優(yōu)點，又可以發(fā)揮電動機無污染、低噪聲的好處，二者 “并肩戰(zhàn)斗 ”，取長補短，汽車的熱效率可提高 10%以上，廢氣排放可改善 30%以上。 工作原理及分類 車輛驅動系由兩個或多個能同時運轉的單個驅動系聯(lián)合組成的車輛，車輛的行駛功率依據(jù)實際的車輛行駛狀態(tài)由單個驅動系單獨或共同提供 。 普通混合動力汽車分類 混合動力汽車的種類目前主要有 3種。 一種是以發(fā)動機為主動力，電動馬達作為輔 串聯(lián)混合動力電動汽車原理助動力的“并聯(lián)方式”。這種方式主要以發(fā)動機驅動行駛，利用電動馬達所具有的再啟動時產生強大動力的特征，在汽車起步、加速等發(fā)動機燃油消耗較大時，用電動馬達輔助驅動的方式來降低發(fā)動機的油耗。這種方式的結構比較簡單，只需要在汽車上增加電動馬達和電瓶。 另外一種是，在低速時只靠電動馬達驅動行駛，速度提高時發(fā)動機和電動馬達相配合驅動的“串聯(lián)、并聯(lián)方式”。啟動和低速時是只靠電動馬達驅動行駛，當速度提高時，由發(fā)動機和電動馬達共同高效地分擔動力，這種方式需要動力分擔裝置和發(fā)電機等，因此結構復雜。 是只用電動馬達驅動行駛的電動汽車“串聯(lián)方式”，發(fā)動機只作為動力源，汽車只靠電動馬達驅動行駛，驅動系統(tǒng)只是電動馬達，但因為同樣需要安裝燃料發(fā)動機，所以也是混合動力汽車的一種。 插電式混合動力汽車原理 插電式混合動力汽車（ Plugin Hybrid Vehicle，簡稱 PHV）是一種新型的混合動力電動汽車。區(qū)別于其他混合動力與電驅動結合的混合動力，插電式混合動力驅動原理、驅動單元都與電動車無異，之所以稱其為混合動力，是這類車上裝備有一臺為電池充電的發(fā)動機。在日常使用過程中，它又可以當作一臺純電動車來使用，只要單次使用不超過電池可提供的續(xù)航里程（一般做到 50公里以上問題不大），它就可以做到零排放和零油耗。 插 電式混合動力汽車與普通混合動力汽車的區(qū)別：普通混合動力車的電池容量很小，僅在起 /停、加 /減速的時候供應 /回收能量，不能外部充電，不能用純電模式較長距離行駛；插電式混合動力車的電池相對比較大，可以外部充電，可以用純電模式行駛，電池電量耗盡后再以混合動力模式（以內燃機為主）行駛，并適時向電池充電。 混合動力汽車的主要品牌 豐田 ——普瑞斯、皇冠混動、凱美瑞混動、漢蘭達混動、 雷克薩斯 ——LS 600hL、 RX 450h、 HS250h、 GS 450h 日產 ——Altima混動、 FUGA混動 英菲尼迪 ——M35 HYBRID 本田 ——Insight、思域 Hybrid 大眾 ——高爾夫柴電混動（概念車） 福特 ——福特 Fusion混動、 Escape混動、水星 Milan混動 通用 ——雪佛蘭 Tahoe混動、 GMC Yukon混動、土星 VUE混動 梅賽德斯 奔馳 ——S400 HYBRID 克萊斯勒 —Aspen混動 寶馬 ——X6 ActiveHybrid、 ActiveHybrid 7 純電動汽車 工作原理 電動汽車控制系統(tǒng)的基本功能就是實現(xiàn)對驅動電機的控制，對于不同的電機，控制系統(tǒng)的結構也有所不同。 驅動系統(tǒng)是電動汽車的心臟，它主要由電動機和減速器構成，其主要功能是使電能轉變?yōu)闄C械能，并將能量傳遞到車輪使車輛行駛。目前，電動汽車常用的驅動電機有：交流異步電動機，永磁無刷電機，直流永磁有刷電機，直流它勵電機，直流串勵電機，開關磁阻電機等。目前比較流行的電機有：交流異步電動機、永磁無刷電動機和直流永磁有刷電動機。 電池組是電動汽車的能源，電池性能的優(yōu)劣直接影響電動汽車的行駛性能，目前電動汽車廣泛應用的電池有：鉛酸蓄電池，鎳氫蓄電池，鎳鎘蓄電池等。其中鎳氫蓄電池性能最優(yōu)，但價格昂貴；鉛酸蓄電池性能最差，但價格低廉，目前為電動汽車廣泛應用。 電動汽車技術瓶頸 現(xiàn)在國內多數(shù)鋰電池生產廠家提出免費質保期限只有一年， 2023奧運會唯一指定鋰電池供應商中信國安的鋰電池，免費質保期限也只有二年。如前所述，即使是一輛性能相當普通的電動車，電池成本也要 8～ 10萬 RMB，如果一年或二年后消費者要自費更換電池，其費用將是多么巨大！ 電動空調的耗電功率在 3～ 4kw，一般開啟空調，電動車的續(xù)駛里程至少要減少三分之一，換言之，原來能行駛 90公里的電動車，當使用空調時最多只能行駛60公里。 續(xù)航里程短 在考慮行車安全的前提下，電動車在減速及制動時可以回收的能量很有限，目前最多只能回收這部分能量的 20%。這對于需要不斷起停的城市工況，會對續(xù)航里程造成很大影響。 除了快速充電問題很難解決外，電池在低溫條件下容量將明顯降低，在高溫條件下 (50℃ )又需要泠卻才能正常工作，而這也是要消耗自身能量的。此外，隨著使用時間的延長，電池的各種性能將逐漸下降，其結果將造成電動車整車性能 (車速、加速性、一次充電的續(xù)駛里程 )不斷下降。 目前憑借電壓判斷電量的方式并不準確，這也是世界性的技術難題。一旦誤判導致電量耗盡而拋錨，電動車將比內燃機汽車麻煩得多。 燃料電池汽車 工作原理 燃料電池汽車（ FCV： Fuel Cell Vehicle）與電動汽車的根本區(qū)別在于：燃料電池是一種發(fā)電裝置，既不像非充電電池那樣用完后丟棄，也不像充電電池那樣需要經(jīng)常充電，使用過程中只需為燃料電池添加燃料即可維持電力持續(xù)使用。由于其能量是通過氫氣和氧氣的化學作用（并非經(jīng)過燃燒）直接變成電能的，化學反應過程不會產生有害產物，并且能量轉換效率也比內燃機要高 2～ 3倍。從能源利用效率和環(huán)境影響進行綜合評價，燃料電池汽車是一種理想的清潔能源汽車 基本構造： 燃料電池發(fā)出的電，經(jīng)逆變器、控制器等裝置，給電動機供電，再經(jīng)傳動系統(tǒng)、驅動橋等帶動車輪轉動，就可使車輛在路上行駛。 燃料電池 燃料電池從外部上看有正負極，內部有電解質等，但它不是一個能儲存電能的 “ 蓄電池 ” ，而是一個化學 “ 發(fā)電廠 ” 它將化學能直接轉化為電能 汽車用 FC研究最多、最成功的是質子交換膜燃料電池 (PEMFC)。 工作原理： 將氫氣送到燃料電池的陽極板（負極），經(jīng)過催化劑（鉑）的作用，氫原子中的一個電子被分離出來，失去電子的氫離子（質子）穿過質子交換膜，到達燃料電池陰極板（正極），而電子是不能通過質子交換膜的，這個電子，只能經(jīng)外部電路，到達燃料電池陰極板，從而在外電路中產生電流，電子到達陰極板后，與氧原子和氫離子重新結合為水。由于供應給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應氫，給陰極板供應空氣，并及時把水（蒸氣）帶走，就可以不斷地提供電能。 奔馳 B級燃料電池汽車 外觀與普通的汽車沒有太大區(qū)別 內部結構示意圖 動力和電池 能源補給及儀表 動力性 各種電汽車的特點 特點 混合動力汽車 純電動汽車 燃料電池汽車 劣勢 混合動力仍是基于石油燃料，并沒解決能源危機問題，只是汽車新能源發(fā)展過程中的一個過渡產品。 續(xù)駛里程短，動力性較差，充電時間長，用途有限。 因性價比上的劣勢而無法產業(yè)化； 氫動力、燃料電池汽車實用化至少還要 10年的時間 優(yōu)勢 在諸多新能源汽車解決方案中， 成功實現(xiàn)了產業(yè)化的只有混合動力汽車。 造價低，技術較成熟，結構簡單，維修費用及技術難度低。 以太陽能和各種燃料電池作為動力的車輛，在動力性上不輸燃油汽車，噪音極低且對環(huán)境沒有絲毫破壞。 分析 世界汽車發(fā)展的趨勢，就是開發(fā)潔凈排放的燃氣汽車和燃料電池汽車。在業(yè)界看來，從技術上講，氫燃料電池動力汽車是完全可行的，惟一的問題是氫氣的制備和攜帶問題，還有燃料電池的成本問題。 哪一種技術更適合中國實情？ 技術發(fā)展的趨勢在哪里？ 未來產品、零部件、基礎建設配套如何解決？ 產業(yè)政策的導向？ 思考？