电动汽车文献综述

【摘 要】交通能源与环境问题是21世纪全球面临的重大挑战,对我国尤为严重.近两年来汽油不断上涨,极大的暴露了我国石油能源的紧缺,节能成为汽车工业发展的核心问题.缓和能源需求的紧张状况,减轻环境污染、降低综合费用、这是现代汽车工业项新能源汽车发展的必然趋势.

【关 键 词】电动汽车研究背景；优缺点；电池状况

一、前言

电动汽车技术是未来汽车技术的发展趋势,为了在未来的汽车市场占有一席之地,美、日、欧等发达国家纷纷制定了自己的电动汽车产业政策,推行电动汽车产业化发展.迄今为止,我国电动汽车技术已经得到了长足的发展,但是目前我国电动汽车大规模产业化还有一段距离.

二、电动汽车的研究背景

目前应对气候变化己成为全球事务议程中的重要议题,而温室气体的减排更成为其中的重中之重[1].作为二氧化碳排放大户的汽车行业,如何减少汽车尾气排放,就成为摆在各国政府而前的首要问题.

电动汽车的动力源是电池,相对于以燃料为动力的车辆是清洁的,同时噪声污染也小得多.电动汽车还有一个独特的优点,就是它的制动能量能够被回收.电动汽车制动时可以利用反拖电机为蓄电池充电,即大部分动能转化为电能[2].

从产业上讲,我国是汽车工业的后发国家,依靠传统技术,我们已经几乎不可能再取得先发优势,但电动汽车产业不同,我们有明显的产业优势.首先,中国拥有全球领先的磷酸铁铿电池技术,电动汽车对电池的热稳定性要求特别高,磷酸铁铿电池技术的成熟,已经让电动汽车成为可能.其次,中国的电池生产规模很大,大概有300个电池厂在生产各种类型的锉离子电池.最后,中国的铿资源占全球总量的30%以上,即便是大规模生产电动汽车,中国仍然可以在铿资源上自给自足[3].

三、电动汽车的分类及各自优缺点

电动汽车的种类：纯电动汽车（BEV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池汽车（FCEV）.

1.纯电动汽车

是由电动机驱动的汽车.电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量储存装置.大部分车辆直接采用电机驱动,有一部分车辆把电动机装在发动机舱内,也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子,其难点在于电力储存技术.

2.混合动力汽车

指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：可消耗的燃料或可再充电能/能量储存装置.根据动力系统结构形式可分为以下三类：

（1）串联式混合动力汽车（SHEV）：车辆的驱动力只来源于电动机的混合动力（电动）汽车.

（2）并联式混合动力汽车（PHEV）：车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给的混合动力（电动）汽车.

（3）混联式混合动力汽车（CHEV）：同时具有串联式、并联式驱动方式的混合动力（电动）汽车.

3.燃料电池汽车

以燃料电池作为动力电源的汽车.燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,能量转换效率比内燃机要高2-3倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆.[3][4]

四、电动汽车电池状况[5]

推广电动汽车的主要障碍是一次充电的续驶里程和初始,电源是电动汽车发展的瓶颈,电动汽车上常用的蓄电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池.

相对于动力电池的发展,动力电池化成与检测设备的发展也是影响电池发展的一个重要因素.由于动力电池的容量大,所以化成与检测时的充放电电流大,对瞬间响应的要求也较高,因此动力电池的化成与检测设备设计困难较大.

同燃油汽车相比,电动汽车一方面以其无污染、低噪声在交通方面满足人们追求健康生活方式的要求,另一方面面对有限且日益枯竭的石油资源,它可以利用火力、风力、水力、太阳能、核能等其它形式的电力资源,从而起到节约能源的作用.

五、电动汽车目前在国内外的发展情况

在美国、日本、欧洲等发达国家,电动汽车已开始进入实用化阶段.由于高新技术发展的推动和政府对汽车排放越来越苛刻的要求,各大汽车公司投入了大景的人力、物力和则力用于电动汽车开发,不断推出自己的新产品[6].

我国从“十五”时期开始实施新能源汽车科技规划,“863”项目共投入20亿元研发经费,研发布局“三纵三横”申请520项国内外专利.专项确定了“三纵三横”的研发布局,以燃料电池汽车、混合动力电动汽车、纯电动汽车三种车型为“三纵”,多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局[7].

在国内据相关机构不完全统计：长江以北地区正在研制或小批量生产低速小型电动汽车的生产厂家超过百家.另外,奇瑞汽车、吉利汽车、江南汽车等部分具有乘用车资质的企业,在本企业纯电动乘用车产品的基础上,简化技术方案、调整动力性指标,大幅度地降低成本后,推出了使用铅酸蓄电池的小型低速电动汽车产品.

由于国内尚未制定小型低速电动汽车的标准法规,因此销售的小型低速电动汽车生产企业往往以电动观光车和场地车的名义卖车,或者在地方政府支持下在个别小城市进行示范运行.国产小型低速电动汽车具有低成本优势,目前一些江、浙低速电动汽车企业已经实现了国际市场的批量出口[8].

六、政府政策支持

正因为纯电动汽车在技术上、运行经济上、基础设施上还存在着产业化发展的瓶颈,需要政府相关政策支持.

在这里,政府政策支持主要集中在3个环节.首先是研发环节,设立国家专项资金支持,吸收汽车企业、电池制造企业与研发单位组建共同的研发平台,形成官、产、学、研结合模式,集中财力、物力加快技术研发速度.我国在这方面做得较成功.第二是销售环节,借鉴世界各国发展高新技术产业的通用做法,建立一套完整的税收补贴政策,免收养路费、免征购置税和进口税,开征燃油税.这方面,美国、日本等国的例子很多,我国还没有相关政策措施.第三是使用环节,制定配套优惠政策措施,包括无偿提供停车场地、发行正式营运牌证、提供充电基础设施等,促进电动汽车的消费与使用环境.这方面我国正在积极探索与进行中.七、电动汽车的消费市场

研究发现,在一线城市中,以升级换购和重复增购为目的的再购车主已达到新车购写人群比例的58%,其中增购车主占35%,换购车主占23%.他们的人口学特征与初购车主有着显著的差异：再购车主的职业主要是私营企业主或者私企的中高层管理人员,他们大多数均已婚有子女,正处于事业和家庭生活的上升阶段.他们的年龄较初购车主更大,收入也更高,换购车主中70后居多,占41%,家庭平均月收入1.57万元,增购车主中80后居多,占44%,家庭平均月收入1.78万元[9].

八、总结

近几年来,国内外各大汽车公司纷纷投入了大量的人力、物力与资金进行电动汽车的研发,并取得了丰硕的成果.

电池的关键技术是制约电动汽车发展的最重要的因素,在功率、快速充电、环保、寿命等方面成为电动汽车发展的瓶颈；另外,从整体性能方面看,电动汽车是集高新技术、电子技术、新材料等一体化的高科技产品,电动汽车的整体性能在短期内还无法与燃油汽车相比拟.

对于电动汽车来说,由于目前有很多关键问题没有得到彻底解决,使得整车性能不如传统汽车,而且昂贵.因此,将来很长一段时期内,汽车市场占主导地位的仍然是燃油汽车,而不是电动汽车.

由于目前开发的电动汽车续驶里程短,充电时间长,所以需要建设大量的充电站,汽车充电是亟待解决的大问题；另外,还有配件供应和专业维修等一系列问题构成了电动汽车进入市场的障碍.

但是随着科技发展,人们的消费观念发生改变,低碳生活的理念深入人心,在未来的发展中,电动汽车会越来越受到人们的关注,它的市场会不断扩张.