新能源汽车基础知识剖析

5年前,我获得了人生中的一大荣耀,那就是考下了驾驶执照,但凄凉的是限购政策也随之来临,2011年中旬我萌生了买车的想法,不就是摇号吗?中签能有多难?(2011年6月北京摇号中签3.04%)信心满满的打开了有关部门的官方网站,申请了自己的摇号资格。很快,5年后的今天,我,仍然没有购车指标。

迫切想要买车但又没有指标对于生活在限购政策城市的人们无疑是一种煎熬。既然如此,是不是应该考虑购买一辆电动汽车让自己解脱呢?近些年国家对新能源汽车补贴力度不断增加,尤其是免摇号(6月份参与摇号人数首次大于指标名额,但中签率为88%)让新能源汽车有了很强的先天竞争优势。但是新能源汽车这种新兴商品,多数人对他们并不了解,那么我就为您讲解一下电动汽车的基本知识。

在国家颁布的各种新能源车优惠政策方面,基本上以电动车为主,包括纯电动汽车和插电式(含增程式)混合动力汽车,这两种(也可以说三种)车都有共同的特点:可以以纯电动方式行驶,使用的动力电池不包括铅酸电池,而且有外部的充电插口。另外,包含其中的燃料电池汽车,也是以电能驱动车辆行驶。综合以上的原因,并且更符合消费者的称呼,我们把纯电动汽车、插电式(含增程式)混合动力汽车、燃料电池汽车统称为”电动车”。

类型解读:

  纯电动

顾名思义就是纯粹靠电能驱动的车辆。尽管被冠以”新能源车”这个看起来十分前卫而又富有科技感的称谓,但抛开那些各式各样的外表和配备,电动车的动力系统其实十分简单,简单到用两个部分就可以概括:电能储存系统,也就是电池组,以及提供驱动力的电动机。如果按照这样的视角看待纯电动车,你就会发现,其实在高端展厅耀眼灯光之下价值百万的特斯拉豪华电动车和小时候玩的迷你四驱车其实没什么两样。当然,这仅仅是从驱动形式来讲的,如今的纯电动车辆在电池材料、电池管理、电动机以及车载设备的技术复杂程度远远超出了你的想象,这也就是为什么纯电动车的价格往往并不便宜。

事实上从动力系统构成上来说价值百万的特斯拉这种豪华电动汽车和咱们小时候玩的迷你四驱车并没有太大区别。

插电混合动力车型

插电混合动力车型在国内还算不上普及,但”混合动力”这个名词对中国消费者并不陌生,我们经常可以看到以丰田普锐斯和雷克萨斯CT200h为代表的日系混合动力车型在路上穿梭。插电混合动力,就是可以”插电”的混合动力,因此我们需要首先先了解一下什么是混合动力车型。

混合动力按照不同的定义可以有多种分类方式,其中一种为按照内燃机和电动机动力的混合度进行分类。目前国内普遍采用的混动系统按混合度分类标准为:

微混合型:电动机峰值功率和发动机的额定功率比≤5%;

轻度混合型:电动机峰值功率和发动机的额定功率比为5%-15%;

中度混合型:电动机峰值功率和发动机的额定功率比为15%-40%;

重度混合型:电动机峰值功率和发动机的额定功率比为大于40%。

除此之外,另一种较为常见的分类方式是按照动力系统的连接方式,可以将目前现有的混合动力车型分为串联、并联和混联三种形式。其中在串联形式中,内燃机发动机并不直接提供动力,也不能单独带动车轮,而仅仅用作带动发电机为电池充电,提供电动机运行的电能。这种形式通常也被称为增程式,我们将在后面为您详细介绍。

与串联形式相对应的就是并联。在并联系统中,发动机和电动机与车轮均有机械连接,都可以单独带动车轮,同时也可以协同工作,共同驱动车辆。目前,并联混动系统多用于微混与轻混车型,电动机更多地用于车辆起步和加速时动力的辅助来源。

除了串联和并联的形式,目前用到最多的是混联混动系统。混联系统综合了串联和并联的特点,两种动力单元即可以单独驱动车辆,也可以共同协作,同时混联系统由于具有单独的发电机,不再像并联系统那样使用电动机作为发电机使用,因此发动机还可以与电动机共同工作时对电池组进行充电,从理论上讲,也可以实现串联(即增程式)的工作方式。

了解了混合动力车型的分类之后,我们再回过头来了解什么是插电混合动力车型。顾名思义,插电(plug-in),就是可以通过介入外界电源来对动力电池组进行充电。从理论上来说,只要满足这一点的以上任何一类混合动力车型都属于插电混合动力车型。不过,我们身边最常见的插电混合动力车型都采用了混联的结构。

增程式混合动力车型

增程式混合动力车型,从结构上来说就是我们之前所讲过的串联式混合动力车型,当电池组电量充足时采用纯电动模式行驶,而当电量不足时,车内的内燃机发动机启动,带动发电机为电池充电,提供电动机运行的电力。由于仅为发电运行的内燃机可以长期运转在较为经济的工况下,因此相比于传统燃料车型,增程式混合动力车型在增程状态下依然具有燃耗方面的优势,同时具有电动车运行平顺的优点。目前我们可以看到的最典型的增程式混合动力车型为雪佛兰的沃蓝达Volt,宝马i3增程版、以及依旧前途不明的Fisker Karma。增程式混合动力车型采用插电和发动机带动发电机发电两种方式对电池组进行充电。

当然,由于增程式混合动力车型都可以通过”插电”的方式为电池组充电,因此增程式混合动力车型也被我们算作插电式混合动力车型中较为独特的一类。

燃料电池电动车型

燃料电池是一种主要通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应,将燃料中的化学能转换成电能的电池。目前最常见的燃料为氢,一些碳氢化合物例如天然气、醇、和甲烷等有时亦会作燃料使用。燃料电池有别于原电池,因为需要稳定的氧和燃料来源,以确保其运作供电。这种电池的优点是可以不间断的提供稳定电力,直至燃料耗尽。目前最接近量产的燃料电池车型为丰田的FCV,已经预计在明年3月份在日本上市,同年夏天进入欧洲市场。这款燃料电池车拥有两个70MPa的高压储氢罐,搭载了一台功率122Ps(90kW)、扭矩260N·m的电动机,在日本JC08模式下测试续航里程可达700km。

氢燃料电池车型的排放清洁(理论上仅排放水),相比纯电动车续航里程有了大大的提升,同时当燃料耗尽后可以向传统燃油车辆那样迅速补充氢燃料,无需长时间充电。当然,氢燃料电池车对于厂家的技术水平要求很高,因此目前普及起来相对困难。

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电动汽车时代

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