純電動汽車與傳統(tǒng)汽車的比較

1、純電動汽車與傳統(tǒng)汽車的比較XX（湖北汽車工業(yè)學院湖北十堰442001 ）摘要：本文從結(jié)構(gòu)原理、綜合性能、商業(yè)模式對純電動汽車和傳統(tǒng)汽車作出比 較，并強調(diào)電動汽車是未來汽車工業(yè)發(fā)展的方向。關(guān)鍵詞：純電動汽車燃料汽車結(jié)構(gòu)原理綜合性能商業(yè)模式Abstract: The paper comparised battery electric vehicle with ftraditional car from the structure prin ciple ,performa nee and bus in ess model; and emphasizes the electric vehicles i

2、s the direct ion of future automotive in dustry developme nt.Keywords: Battery electric vehicle Fuel vehicle Structure prin cipleComprehe nsive performa nee Busin ess model汽車工業(yè)的快速發(fā)展在促進著世界經(jīng)濟的發(fā)展和給人們帶來便捷的同時，也展現(xiàn)出了其雙刃劍的另一面，給能源和環(huán)境帶來了嚴重的問題?！澳茉?、環(huán)境和安全成為了 21世紀世界汽車工業(yè)發(fā)展的3大主題”。其中能源和環(huán)境問題作為全 球面臨的重大挑戰(zhàn)和制約汽車行業(yè)持續(xù)發(fā)展的癥結(jié)

3、所在，更成為重之重。電動汽車使用電能作為動力能源，而電能具有來源廣、清潔無污染等特點，電動汽車將 逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車，成為21世紀汽車行業(yè)的發(fā)展熱點。本文就結(jié)構(gòu)原理、綜合 性能、商業(yè)模式等方面來分析純電動汽車和傳統(tǒng)燃料汽車的異同。1結(jié)構(gòu)原理燃料汽車主要有發(fā)動機、底盤、車身和電器4大部分組成，純電動汽車的結(jié) 構(gòu)與燃油汽車相比，主要是采用蓄電池取代傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機， 通過反應將電池 的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，在?jīng)過電動機和控制器，把電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動輪的動能；另 外和傳統(tǒng)燃料汽車不同的是，電動汽車的制動可以進行制動能量回收， 即常說的 制動回饋，而傳統(tǒng)汽車做不到。圖1為純電動汽車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，傳力路線 如

4、圖1所示，整車的能量由蓄電池單獨提供。Jrs電型機亠 4-1 圖1 純電動汽牟的型力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主減速器fhJ 11電動汽車的基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可分為 3個子系統(tǒng)：電力驅(qū)動子系統(tǒng)、主能源系統(tǒng) 和輔助控制子系統(tǒng)，如圖2所示。其中電力驅(qū)動子系統(tǒng)由電控系統(tǒng)、電機、機 械傳動系統(tǒng)和驅(qū)動車輪等部分組成； 主能源系統(tǒng)由電源盒能連管理系統(tǒng)構(gòu)成， 能 量管理系統(tǒng)能實現(xiàn)能源利用監(jiān)控、能量再生、協(xié)調(diào)控制等作用；而輔助控制系統(tǒng) 主要包括輔助動力源、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、輔助裝置等。訃整車挖制器 n 功率轉(zhuǎn)換覇匕二斗石訊*dG*'1r &3?能意營理桑塊*能港源:加速輔助勒力源鼻動力轉(zhuǎn) 向單元JI鋪曲捽也子系統(tǒng)轉(zhuǎn)向&a

5、mp;能鬣溫度捋制單元電氣連接嚼號陽2 電動汽車的基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與燃油汽車相比，純電動汽車的結(jié)構(gòu)更加靈活。燃油汽車的能量主要通過剛性聯(lián)軸器和傳動軸傳遞，而電動汽車的能量主要是通過柔性的電纜電線。傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動系統(tǒng)主要包括離合器、變速器、萬向傳動裝置、減速器、差速器、半橋等；而電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)有多種形式，如下圖3所示。電機離合器變速器 昭動橋 驅(qū)動橋電機減速器（a）（b）減速差速機構(gòu)電機減速器 電機電動輪輪邊滅速器電機(e)(0(c)(d)圖3電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)布置方案圖3（a的這種布置形式的牽動汽車是在傳統(tǒng)汽車基礎上發(fā)展而來，所以其布置形式和傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式是一樣的；用一個固定速比的

6、減速器代替了多速變速器，同時去掉離合器，實現(xiàn)了無變速器的傳動，如圖3 （b）所示，這樣的布置形式節(jié)省看機械傳動結(jié)構(gòu)的重量和體積，同時也減少了由于換 擋帶來的控制困難；圖3（ c）所示的布置形式與（b）相類似，但是驅(qū)動電機、 固定速比減速器和差速器被進一步融合為一個整體，布置在驅(qū)動軸上，使得整個驅(qū)動系統(tǒng)大大簡化和集成化；圖 3（ d）所示的布置形式在（c）的基礎，差速器 被兩個獨立的牽引電機所代替，實現(xiàn)了無差速器傳動；為了進一步簡化系統(tǒng)，牽 引電機與車輪之間取消了傳統(tǒng)的傳動軸，由驅(qū)動電機直接驅(qū)動車輪前進，如圖3（e）所示，同時一個單排的行星齒輪用來減小轉(zhuǎn)速和增強轉(zhuǎn)矩，以滿足不同工 況要求；在完全

7、舍棄了驅(qū)動電機和驅(qū)動輪之間機械傳動裝置后， 輪轂電機的外轉(zhuǎn) 子直接連接在驅(qū)動輪上，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速控制與車輪控制融為一體， 構(gòu)成了所謂的 雙輪轂電機時車速控制變得簡單，如圖 3（ f）所示。2綜合性能與傳統(tǒng)汽車相比，電動汽車具有無污染、噪聲低，能源效率高等等優(yōu)勢。以 下將從排放性、能源效率和經(jīng)濟性來進行比較。2.1排放性電動汽車無內(nèi)燃機汽車工作時產(chǎn)生的廢氣，其排放集中體現(xiàn)為燃燒煤火電廠 對大氣的排放，而傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車的排放為尾氣直接排放。 下表1是長城推出的一 款名為“歐拉u”的新能源電動汽車與傳統(tǒng)汽車排放性比較。表1傳統(tǒng)汽車與電動汽車排放性比較kg/100km污染物傳統(tǒng)汽車排放電動汽車排放co0.

8、039 40HC0.004 60N0x0-002 20.041CO>16.8511.635 8so20 002 20.028 38由表1可知，電動汽車較傳統(tǒng)汽車而言，向大氣排放的有害氣體的種類有所 減少，基本不含CO和HC （碳氫化合物），而CO和HC正是大氣污染中危害最 大的氣體成分。對于NOx和S02兩項，直接排放量然比較小，且發(fā)電廠已經(jīng)采 取一系列積極措施，如投運脫硫、脫硝工程，以減少NOx和S02的排放。對于兩者排放廢氣中占絕大多數(shù)的 CO2，電動汽車的排放量減少了約 31%，這對緩 解溫室效應引起的全球變暖及氣候異常有較大的作用。另外電動汽車無內(nèi)燃機產(chǎn)生的噪聲，電動機在運轉(zhuǎn)時噪

9、聲比內(nèi)燃機小。2.2能源效率經(jīng)過大量研究表明，電動汽車能源效率已遠遠超過汽油機汽車。特別是在城 市運行工況，汽車走走停停，行駛速度不高，電動汽車更適宜。電動汽車停止時 不消耗電量，在制動過程中，電動機可自動轉(zhuǎn)化為發(fā)電機，實現(xiàn)制動減速時能量 的再利用。有些研究表明，同樣的原有經(jīng)過粗煉，送至發(fā)電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池， 再由電池驅(qū)動汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠停?后再經(jīng)過汽油機驅(qū)動 汽車要高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量。再者，目前國內(nèi)電力院的構(gòu)成在逐步發(fā)生變化， 誰能、風能、核能、地熱能、 潮汐能多種能源的不斷興起，將使電動車的環(huán)保優(yōu)勢更加凸顯，也更符合能源安 全的要求。2.3經(jīng)

10、濟性目前關(guān)于純電動汽車經(jīng)濟型的指標很多，但只限制在電動汽車領域進行計算 比較，不能直接與傳統(tǒng)燃油汽車經(jīng)濟型進行比較分析，需建立一個指標使兩者的額經(jīng)濟型具有可比性。本文采用“能源費率”作為統(tǒng)一的指標進行比較。所謂能 源費率是指車輛行駛單位里程消耗能量索菲的貨幣量，其單位為元/100km。選取豐田汽車公司生產(chǎn)的純電動汽車 RAV4EV和燃油汽車RAV4作比較，如下表2 是在2008年運轉(zhuǎn)循環(huán)工況下的全壽命經(jīng)濟性比較。表2 RAV4EV和RAV4的全壽命經(jīng)濟性比較純電動燃油L匕車文工頁BR A V4 B：VK A V 4整車價格（|）阮4()0 O(X)200 ()00育總源費率（2） /元/1OO

11、 krn1 051全壽命行駛里程（3） /1CM） km5 UOU5 tX)O先壽命運行成本50255(4) = ( 2) x( 3)車輛年維修1 0 0( K)保養(yǎng)成本（"加葉全車壽命（6）聲10JO全奇命捋護成本30 ()(X)UXI ()(K)(7) = ( 5) x( 6) Z7L屯池組壽命（R） /KM） kn4(K)()屯池纟II價格（9反/俎20 0000電池組更換次數(shù)（10欽1 2()電池成本2(A) 0<X)0(1 1) = ( 9) x ( 10)金壽命成本（12）二7 40 0( X)555(1 > + ( 4) + ( 7) + ( 1 1 ) /

12、兀根據(jù)表2可以看出，由于RAV4EV過程中沒有燃油消耗，其能源費率僅為 RAVA4的19.6%,其運行過程中的經(jīng)濟性較傳統(tǒng)燃油汽車有明顯的優(yōu)勢。但在 RAV4EV的全壽命成本構(gòu)成中整車價格和電池成本占了相當大的比重，兩者占總成本煩人89.2%。這兩項成本嚴重影響了純電動汽車的經(jīng)濟性。3商業(yè)模式傳統(tǒng)汽車的銷售模式主要有：專賣店模式、汽車交易市場、汽車超市等。而 由于牽動汽車因你能源消耗形式發(fā)生了根本轉(zhuǎn)變，決定了其能源供應網(wǎng)絡、能源 攻擊事件與形式以及整車價值構(gòu)成比例有很大不同，這些巨大的差別決定了電動汽車必須采取與傳統(tǒng)汽車不同的商業(yè)模式。 目前我過出現(xiàn)的電動汽車新型商業(yè)模 式主要有：一是車電整體

13、購買模式，在這種模式中，能源補給以充電為主、快換 為輔。購買的優(yōu)勢在于所有權(quán)完整，缺點在于價格較高，且消費者需承擔電池維 護及后續(xù)更換費用，主要依靠自行充電補充電力。二是車電分離、換電為主，在 這種模式中，電池充電及維護由充電站等環(huán)節(jié)負責。 這種模式的好處是可以降低 電動汽車初次購買成本，并避免后續(xù)電池更換壓力，且電能補給迅速；但缺點是電池運營商將承擔因必要的電池儲備而導致的巨大資金壓力，另外發(fā)生事故時電池與車輛的責任很難界定。三是整車租賃或共享模式，其中，電池充電及養(yǎng)護由 負責。目前出現(xiàn)的這些新型商業(yè)模式，均處于起步階段，各有優(yōu)劣，且并不成熟。 在車用動力電池技術(shù)短期無法實現(xiàn)突破性進展的情況下，迫切需要進一步推動電動汽車商業(yè)模式創(chuàng)新，以解決當前電動汽車產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化困境。4結(jié)語與傳統(tǒng)燃料汽車相比，電動汽車有著環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢，但是其也有著難以攻 克的技術(shù)難關(guān)的缺陷，不過這并不影響電動汽車在未來的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。 目前世界 各國都在大力發(fā)展電動汽車，形成了一個良好的局面，相信未來電動汽車的普及 在不遠的將來一定會實現(xiàn)。參考文獻1崔勝民，韓家軍新能源汽車概論M北京：北京大學出版社， 2011.5.2 何洪文.電動汽車結(jié)構(gòu)與原理M北京：機械工業(yè)出版社，20