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純電動(dòng)汽車
來源:互聯(lián)網(wǎng)

純電動(dòng)汽車(英文名:蓄電池 Electric vehicle,簡稱:BEV)是指由電機(jī)驅(qū)動(dòng),且驅(qū)動(dòng)電能來源于車載可充電能量儲(chǔ)存系統(tǒng)(REESS)的汽車。它以車載電源為動(dòng)力,用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛,符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛。相對(duì)燃油汽車而言,純電動(dòng)汽車主要區(qū)別在于三電系統(tǒng)。即電池、電驅(qū)、電控。由于采用的電力驅(qū)動(dòng),因此不產(chǎn)生有害的污染氣體,具有"低能耗、低污染、低排放"等優(yōu)點(diǎn)。但目前純電動(dòng)汽車發(fā)展并不成熟,存在電池技術(shù)不完善(壽命短、外形尺寸和重量大)、續(xù)航能力有限、電池成本高、充電時(shí)間長及基礎(chǔ)設(shè)施不完善等缺點(diǎn)。

第一輛純電動(dòng)汽車由Faraday在1831年研制成功。到20世紀(jì)90年代,歐美國家開始生產(chǎn)純電車或涉及電車領(lǐng)域,純電動(dòng)汽車開始進(jìn)入商業(yè)化。雖然它已有186年的悠久歷史,但一直僅限于某些特定范圍內(nèi)應(yīng)用,市場較小。

據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,中國2022年全年新能源汽車銷售688.7萬輛,其中純電動(dòng)汽車銷量536.5萬輛,同比增長81.6%,銷量連續(xù)八年保持全球第一。

歷史沿革

起源

早在19世紀(jì)后半葉的1873年,英國人羅伯特·戴維森(Robert Davidson)制作了世界上最初的可供實(shí)用的電動(dòng)汽車,這比德國人戴姆勒(Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車早了10年以上,但當(dāng)時(shí)的電池是不可充電的簡單玻璃封裝蓄電池

1859年,法國人G.P1ante發(fā)明了世界上第一個(gè)可充電的鉛蓄電池,為后來的純電動(dòng)汽車的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1881年,法國人G.Trouve第一次將直流電機(jī)和可充電的電池用于私人汽車,并在同年巴黎舉辦的國際電器展覽會(huì)上展出了一輛能實(shí)際操作使用的純電動(dòng)三輪車。

1908年,福特T型車底特律首次下線,其流水線的生產(chǎn)方式改變了整個(gè)汽車行業(yè)。福特T型車的低成本和大規(guī)模生產(chǎn)加速了純電動(dòng)汽車的消失。到1924年,純電動(dòng)汽車在全美汽車展中銷聲匿跡,燃油汽車迎來了一個(gè)黃金時(shí)代。業(yè)余愛好者們還在改裝電動(dòng)汽車,但大汽車商們很少再投資發(fā)展純電動(dòng)汽車。

發(fā)展

到了20世紀(jì)70年代,能源危機(jī)和石油短缺使電動(dòng)汽車重新獲得發(fā)展動(dòng)力,但由于石油價(jià)格在70年代末開始下跌,在純電動(dòng)汽車作為商業(yè)化產(chǎn)品發(fā)展起來之前就失去了動(dòng)力,發(fā)展變得緩慢。

20世紀(jì)80年代,人們對(duì)空氣質(zhì)量和溫室效應(yīng)的關(guān)注增加,電動(dòng)汽車再次獲得關(guān)注。

20世紀(jì)90年代初,一些國家和城市開始實(shí)行更嚴(yán)格的排放法規(guī),加利福尼亞州大氣資源管理局(CARB)頒布了零排放車輛(ZEVs)的法規(guī),規(guī)定1998年在加州出售的汽車中2%必須是零排放車輛(ZEVs),到2003年零排放車輛應(yīng)達(dá)到10%。這一法規(guī)對(duì)純電動(dòng)汽車的發(fā)展產(chǎn)生了積極影響,但CARB的1998年目標(biāo)沒有得以實(shí)現(xiàn)。

汽車制造商不斷推動(dòng)電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展,并開始將電動(dòng)汽車商業(yè)化。在世界范圍內(nèi),尤其在美國、日本歐洲,許多汽車生產(chǎn)商開始生產(chǎn)純電動(dòng)汽車或者涉及純電動(dòng)汽車領(lǐng)域。一些電力公司和電池生產(chǎn)商在純電動(dòng)汽車的示范中也起著積極的作用。

商業(yè)化進(jìn)程

1997年通用公司開發(fā)了雙座EV1,它具有前輪驅(qū)動(dòng)、102kW的三相感應(yīng)雙級(jí)減速等先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)。EV1裝備了由26個(gè)鉛酸電池組成的電池組,可用非車載或車載感應(yīng)充電器充電。該車的電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為0~7000r/min時(shí)輸出恒轉(zhuǎn)矩1640Nm,在轉(zhuǎn)速為7000~14000r/min時(shí)輸出恒功率102kW。EV1的最高車速達(dá)到128km/h,0~96km/h加速時(shí)間不到9秒。

日產(chǎn)汽車公司的ALTRA EV于1997年問世,它采用了高效的永磁同步電機(jī)和鋰離子電池,總效率高達(dá)89%。這款電動(dòng)汽車的最高車速為120km/h,市區(qū)工況續(xù)駛里程為192km。

到了21世紀(jì),中國的一些汽車公司,如比亞迪、奇瑞和北汽,都在開發(fā)純電動(dòng)汽車,并相繼推出了自主品牌的產(chǎn)品。北汽新能源公司還推出了一款基于薩博9-3整車技術(shù)的B級(jí)純電動(dòng)汽車Q60FB。

主要結(jié)構(gòu)與原理

結(jié)構(gòu)

純電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)主要包括電源系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、整車控制器和輔助系統(tǒng)等。

原理

電源系統(tǒng)

fcv的電源系統(tǒng)主要包括動(dòng)力電池、電池管理系統(tǒng)、車載充電機(jī)及輔助動(dòng)力源等部分。動(dòng)力電池作為能量的存儲(chǔ)裝置,是電動(dòng)汽車的動(dòng)力源。早期純電動(dòng)汽車多采用鉛酸蓄電池,但由于其能量密度較低、充電速度較慢且使用壽命較短,逐漸被鋰離子蓄電池取代。此外,正在發(fā)展的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、燃料電池等,這些新型電源的應(yīng)用,為電動(dòng)汽車的發(fā)展開辟了廣闊的前景。目前,純電動(dòng)汽車主要使用鋰離子蓄電池,包括磷酸鐵鋰離子蓄電池和三元鋰離子蓄電池等。電池管理系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力電池的使用情況,能夠有效地控制動(dòng)力電池的充放電過程,避免出現(xiàn)過充、過放現(xiàn)象,同時(shí)對(duì)電池的狀態(tài)進(jìn)行檢測和預(yù)警。車載充電機(jī)則負(fù)責(zé)將電網(wǎng)供電制式轉(zhuǎn)換為對(duì)動(dòng)力電池充電要求的制式,將交流電轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓的直流電,并可控制其充電電流。輔助動(dòng)力源作為12V或24V的直流低壓電源,主要供給電動(dòng)汽車的輔助系統(tǒng)不同等級(jí)的電壓并提供必要的動(dòng)力。這些組件協(xié)同工作,使得電動(dòng)汽車能夠有效地利用電力驅(qū)動(dòng)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)

電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是汽車的核心,由電子控制器、功率變換器、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和車輪等部分組成。其功能是將存儲(chǔ)在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能,推進(jìn)汽車行駛,并能夠在汽車減速制動(dòng)或下坡時(shí)實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的作用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)或直接驅(qū)動(dòng)車輪。早期電動(dòng)汽車采用直流串激電動(dòng)機(jī),早期的電動(dòng)汽車上,直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速采用串接電阻或改變電動(dòng)機(jī)磁場線圈的匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)。因其調(diào)速是有級(jí)的,且會(huì)產(chǎn)生附加的能量消耗或使用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,現(xiàn)已很少采用。但隨著技術(shù)的發(fā)展,直流無刷電動(dòng)機(jī)、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)和交流異步電動(dòng)機(jī)逐漸取代了直流串激電動(dòng)機(jī)。

整車控制器

整車控制器是電機(jī)系統(tǒng)的控制中心,處理所有輸入信號(hào),并根據(jù)駕駛員的加速踏板和制動(dòng)踏板信號(hào)向電機(jī)控制器發(fā)送控制指令,對(duì)電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)控制。在純電動(dòng)汽車減速和下坡滑行時(shí),整車控制器配合電池管理系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電反饋,使動(dòng)力蓄電池反向充電。整車控制器負(fù)責(zé)對(duì)動(dòng)力蓄電池的充放電過程實(shí)施控制,并將汽車行駛狀態(tài)相關(guān)的速度、功率、電壓、電流等信息傳輸至車載信息顯示系統(tǒng)顯示。同時(shí),其通過協(xié)調(diào)能量分配、優(yōu)化駕駛模式(如單踏板邏輯)等智能化調(diào)控功能,實(shí)現(xiàn)駕駛效率與舒適度的提升。電機(jī)控制器內(nèi)含功能診斷電路,當(dāng)診斷出現(xiàn)異常時(shí),將激活錯(cuò)誤代碼并發(fā)送給整車控制器。電機(jī)控制系統(tǒng)使用了電流傳感器、電壓傳感器和溫度傳感器等傳感器來提供電機(jī)的工作信息。

輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)包括車載信息顯示系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、空調(diào)、照明及除霜裝置、刮水器和收音機(jī)等。

純電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)

電池及能量管理系統(tǒng)

電動(dòng)汽車電池關(guān)鍵技術(shù)在于提高電池的功率、比能量、比功率、能量密度、功率密度、循環(huán)次數(shù)等。

1、功率:功率是單位時(shí)間內(nèi)電池的輸出容量,它反映電池在短時(shí)間的放電性能,它決定了電動(dòng)汽車的加速和爬坡性能。

2、比能量、比功率:比能量和比功率是電池能量、功率和質(zhì)量的比;反映單位電池質(zhì)量下的能量和功率情況。

3、能量密度、功率密度:能量密度和功率密度是電池能量,功率和體積的比,它反映單位電池體積下的能量和功率情況。能量密度和功率密度越大,電池體積越小。

4、循環(huán)次數(shù):循環(huán)次數(shù)反映的是電池的使用壽命。循環(huán)次數(shù)越多壽命越長。

電池管理系統(tǒng)

BMS作為動(dòng)力電池的重要的一部分,對(duì)于電池性能的發(fā)揮起著重要的作用,在動(dòng)力電池工作的整個(gè)過程中,電池管理系統(tǒng)能起到管理和檢測的作用。電池能量管理系統(tǒng)主要包括:數(shù)據(jù)采集、熱管理、剩余容量的估算、電氣控制、安全管理和數(shù)據(jù)通信。各部分的主要作用分別是。

1、利用各種對(duì)蓄電池的電流、電壓、溫度、充放電狀態(tài)及放電深度等參數(shù)進(jìn)行檢測。

2、利用各種傳感器對(duì)蓄電池的電流、電壓、溫度、充放電狀態(tài)及放電深度等參數(shù)進(jìn)行檢測。

3、利用傳感器獲得的數(shù)據(jù)估算電池的剩余能量,即荷電狀態(tài)SOC值。

4、系統(tǒng)根據(jù)檢測的蓄電池參數(shù)自動(dòng)控制充放電狀態(tài),保證蓄電池穩(wěn)定工作。

5、根據(jù)采集的各種數(shù)據(jù)預(yù)測電池的各種性能,對(duì)可能出現(xiàn)的故障提前報(bào)警。

6、通過整車的通信協(xié)議共享信息,實(shí)時(shí)顯示電池的主要性能參數(shù)。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制技術(shù)

電機(jī)作為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最為關(guān)鍵的部件之一,它直接影響著車輛的各項(xiàng)性能指標(biāo)。電機(jī)作為車用電機(jī)首先能夠在振動(dòng)大、沖擊大、灰塵多、溫濕度變化大的惡劣環(huán)境條件下可靠運(yùn)行;其次,車用電機(jī)要具備低速大轉(zhuǎn)矩和高速恒功率的較寬的調(diào)速能力。

車身及底盤輕量化技術(shù)

由于fcv攜帶蓄電池容量有限,在允許的范圍內(nèi)減少車體重量,進(jìn)而達(dá)到提升電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力的目的。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)通過三種方法實(shí)現(xiàn)汽車輕量化:一是通過對(duì)車身、底盤優(yōu)化分析,降低鋼板厚度、減輕整車重量;二是通過整車結(jié)構(gòu)的小型化,達(dá)到車身、底盤輕量化,縮小骨架尺寸;三是通過改變驅(qū)動(dòng)方式來達(dá)到目的。

純電動(dòng)汽車的主要分類

純電動(dòng)汽車種類較多,按照車輛用途分類,純電動(dòng)汽車可分為電動(dòng)小汽車、電動(dòng)貨車和電動(dòng)客車三種。

純電動(dòng)轎車

電動(dòng)轎車是目前最常見的純電動(dòng)汽車。許多汽車制造商都已經(jīng)推出了自己的電動(dòng)轎車,可以預(yù)見未來這些車型將會(huì)越來越多地出現(xiàn)在汽車市場中。與傳統(tǒng)燃油汽車相比,電動(dòng)轎車具有許多優(yōu)勢。首先,它們零排放,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。其次,電動(dòng)轎車的運(yùn)行成本較低,因?yàn)殡娏r(jià)格相對(duì)較為穩(wěn)定,而且充電站的費(fèi)用也相對(duì)較低。此外,電動(dòng)轎車運(yùn)行時(shí)的噪音也較小,更加舒適。

純電動(dòng)貨車

電動(dòng)貨車在用作功率運(yùn)輸?shù)念I(lǐng)域中目前較少,但在礦山、工地及一些特殊場地,已經(jīng)有一些大噸位的純電動(dòng)卡車得到應(yīng)用。這些純電動(dòng)載貨汽車具有許多優(yōu)勢,例如零排放、低噪音、低維護(hù)成本、高效率等。在礦山、工地等特殊場地中,由于運(yùn)輸貨物通常比較重,所以電動(dòng)載貨汽車能夠提供更高效、更環(huán)保的運(yùn)輸方式。

純電動(dòng)客車

電動(dòng)客車以車載電源為動(dòng)力,使用電池或電纜供電設(shè)備提供電能來驅(qū)動(dòng)行駛。電動(dòng)客車具有優(yōu)秀的動(dòng)力性能,持續(xù)行駛里程長,電池壽命長且成本低,與整車配備良好,符合道路交通和安全法規(guī)的要求。電動(dòng)客車的推廣應(yīng)用符合國家國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃的目標(biāo),該計(jì)劃旨在推動(dòng)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)平臺(tái)的發(fā)展,以實(shí)現(xiàn)交通能源結(jié)構(gòu)的多元化,維護(hù)國家能源安全,減少汽車排放污染,保障社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,并提高我國汽車工業(yè)的自主創(chuàng)新能力。此外,電動(dòng)客車也是實(shí)現(xiàn)我國汽車科技創(chuàng)新的主攻方向之一,國家計(jì)劃在“十一五”期間以電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)平臺(tái)為工作重點(diǎn),力爭取得重大突破,搶占新一代電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)制高點(diǎn)。通過實(shí)現(xiàn)交通能源結(jié)構(gòu)的多元化,維護(hù)國家能源安全,減輕汽車排放污染,保障社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,提高我國汽車工業(yè)的自主創(chuàng)新能力,實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)的跨越式發(fā)展。

純電動(dòng)汽車特征

整車能耗低,使用成本低

傳統(tǒng)汽車使用的內(nèi)燃機(jī)效率較低,一般在20%以下。而電動(dòng)汽車使用電機(jī)驅(qū)動(dòng),效率高達(dá)60%-70%,因此比汽油車效率高很多。此外,電動(dòng)汽車在日常使用過程中消耗電能所對(duì)應(yīng)的費(fèi)用較低,所以日常用車的使用成本也較低。以比亞迪L3為例,使用充電樁進(jìn)行充電,平均每公里的費(fèi)用在0.1-0.3元左右,而即便是最小排量的經(jīng)濟(jì)型小型轎車,其平均每公里的行駛費(fèi)用在0.6元左右。同時(shí),因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,定期需要進(jìn)行保養(yǎng),而電動(dòng)汽車所需要的保養(yǎng)次數(shù)和保養(yǎng)費(fèi)用也要遠(yuǎn)低于燃油汽車。

動(dòng)力響應(yīng)迅速

傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的動(dòng)力輸出存在短暫的延遲,因?yàn)槠鋭?dòng)力傳輸需要通過發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和傳送軸到達(dá)車輪。而電動(dòng)汽車的動(dòng)力輸出更加迅速,因?yàn)殡姍C(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪,沒有變速箱的損耗。因此,電動(dòng)汽車的加速可以在短時(shí)間內(nèi)完成。

電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)更加平順

傳統(tǒng)燃油汽車在行駛過程中換擋的平順性是一個(gè)長期困擾汽車企業(yè)的難題。但是,使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的fcv解決了這個(gè)問題,因?yàn)殡姍C(jī)驅(qū)動(dòng)不需要變速箱。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速較低,需要通過配合多檔的變速箱來降低檔位、提高轉(zhuǎn)數(shù),從而提高扭矩。但是,內(nèi)燃機(jī)存在功率不恒定的天生的弊病,低轉(zhuǎn)速時(shí)功率低,高轉(zhuǎn)速時(shí)功率高,扭矩也高。相比之下,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速很高,可以達(dá)到16000轉(zhuǎn),且在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)效率也高,因此無需變速箱就能滿足日常使用。使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)可以避免變速箱換擋時(shí)動(dòng)力間歇性變化導(dǎo)致車輛頓挫的問題。

擁抱智能網(wǎng)聯(lián)化的趨勢

傳統(tǒng)燃油汽車具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),包括發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、變速器以及電氣系統(tǒng)等。而電動(dòng)汽車的核心是三電系統(tǒng):電池、電控和電驅(qū)。簡化的內(nèi)部電氣結(jié)構(gòu)對(duì)于新一代控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性非常重要。相對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車,電動(dòng)汽車有更好的人工智能系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等技術(shù)的兼容性。三電系統(tǒng)中的電控系統(tǒng)能夠高效對(duì)接各類智能網(wǎng)聯(lián)化所必須的傳感器及計(jì)算設(shè)備。此外,基于電力系統(tǒng)的整車結(jié)構(gòu)對(duì)于后續(xù)車輛系統(tǒng)升級(jí)也很有幫助。車輛的性能、調(diào)教、系統(tǒng)能夠通過軟件升級(jí)獲得提升和改進(jìn),這是傳統(tǒng)燃油汽車很難做到的,但卻是新一代汽車的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)。

純電動(dòng)汽車應(yīng)用范圍

純電動(dòng)汽車除私家用車場景外,在公共領(lǐng)域同樣有廣泛應(yīng)用,具體涵蓋公務(wù)用車、城市公交、出租車(含巡游出租車和網(wǎng)絡(luò)預(yù)約出租汽車)、環(huán)衛(wèi)、郵政快遞、城市物流配送、機(jī)場短途運(yùn)輸、城建物流及礦場等特定場景的重型貨車。基于此,純電動(dòng)汽車更適配城市通勤、短途出行且具備便利充電條件的用戶群體;對(duì)于需要頻繁長途駕駛或充電條件不便的用戶,需結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行綜合評(píng)估。

純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀

技術(shù)發(fā)展

中國在鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)上取得了顯著進(jìn)展。天津力神電池股份有限公司研發(fā)出300 Wh/kg的鋰離子動(dòng)力電池,同時(shí)開發(fā)了高正極和硅碳復(fù)合負(fù)極材料,提高了電池的高溫穩(wěn)定性和安全性。寧德時(shí)代則設(shè)計(jì)了高安全、高能量的鋰離子電池,并分析了高電壓層狀正極材料的熱分解和電解液反應(yīng)熱特性,以及不同充電狀態(tài)和電解液對(duì)層狀正極材料熱穩(wěn)定性的影響。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件之一,不同用途的電動(dòng)汽車選用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)也不同。其中,永磁同步電機(jī)是最廣泛使用的電機(jī),具有較高的轉(zhuǎn)速區(qū)間和效率,但需要使用昂貴的釹鐵硼永磁材料。國內(nèi)主要的驅(qū)動(dòng)電機(jī)廠商包括比亞迪大洋電機(jī)和安徽巨一等,他們?yōu)楸葋喌稀⒈逼履茉础?a href="/hebeideji/3032420822807422286.html">奇瑞汽車和廣汽本田等新能源整車廠商提供驅(qū)動(dòng)電機(jī)。然而,國內(nèi)電機(jī)在峰值轉(zhuǎn)速、功率密度和電機(jī)效率等核心技術(shù)領(lǐng)域與國外電機(jī)仍存在一定差距。

在純電動(dòng)汽車的電池技術(shù)方面,中國近年來取得了一些重要成果,如比亞迪L3刀片電池寧德時(shí)代的第三代麒麟電池以及蔚來汽車的快速換電站等。然而,在電池管理系統(tǒng)方面的研究,國外如美國、德國日本等國家比國內(nèi)進(jìn)行了更多的實(shí)踐和研究。例如,美國特斯拉(TESLA)公司的ModelS汽車通過自研電池管理系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)660公里的續(xù)航里程。與國外驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)品相比,國內(nèi)產(chǎn)品在各方面都有較大的差距。例如,豐田汽車的PriusⅣ在磁極結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了創(chuàng)新,提高了運(yùn)行速度,使得該電機(jī)的定子直徑下降了20%,但體積功率密度卻上升了18%,整體結(jié)構(gòu)更為緊湊。這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)對(duì)于提高電機(jī)的效率和性能具有重要意義。

市場因素

2023年,隨著需求在減緩,電動(dòng)汽車在全球卷起的潮流似乎有所回落。一些企業(yè)在推遲電動(dòng)汽車投資,美日歐都出現(xiàn)了質(zhì)疑電動(dòng)汽車路線的聲音。馬斯克決定推遲在墨西哥建廠計(jì)劃,通用汽車也撤回了與本田技研工業(yè)共同投資50億美元的電動(dòng)汽車計(jì)劃,福特也宣布取消120億美元的電動(dòng)汽車投資。受需求減弱影響,汽車公司正在通過打折吸引電動(dòng)汽車客戶。中國電動(dòng)汽車價(jià)格戰(zhàn)主要是由競爭者較多造成的,但德國、美國以及英國都首次提供了8折左右的優(yōu)惠以及更低的車貸利率。

美國9月份進(jìn)行的調(diào)查顯示,只有42%的受訪者考慮購買汽車時(shí)選擇電動(dòng)車,比過去下降,而認(rèn)為電動(dòng)車價(jià)格過高的受訪者占48%。此外,美國削減通脹法案將中國新能源汽車供應(yīng)鏈排除在外,并對(duì)補(bǔ)貼政策添加了本地化門檻,導(dǎo)致美國電動(dòng)汽車生產(chǎn)成本過高,價(jià)格過高又削弱了市場需求。盡管電動(dòng)汽車銷量放緩,但混動(dòng)車銷量在美國依然火爆,這促使其他汽車制造商轉(zhuǎn)移更多資源來推廣他們的混合動(dòng)力和插電式混合動(dòng)力車。同時(shí),消費(fèi)者購買電動(dòng)汽車的熱情降溫主要是由于經(jīng)濟(jì)原因,包括利率提高、貸款成本走高以及充電設(shè)施短缺等,導(dǎo)致消費(fèi)者在購買價(jià)格更貴的電動(dòng)汽車時(shí)猶豫不決。此外,由于市場規(guī)模小,電動(dòng)汽車的運(yùn)行成本優(yōu)勢也難以體現(xiàn)。因此,電動(dòng)汽車在緊縮政策下成為受害者之一。

發(fā)達(dá)國家受制于供應(yīng)鏈過高的成本,難以降低電動(dòng)汽車價(jià)格與燃油車競爭,而高利率環(huán)境也影響了消費(fèi)者購買電動(dòng)汽車的意愿。相比之下,中國在成本和創(chuàng)新方面展開激烈競爭的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈為本土電動(dòng)汽車挺過價(jià)格戰(zhàn)提供了可能,同時(shí)中國汽車消費(fèi)利率較低。這使得中國與發(fā)達(dá)國家在電動(dòng)汽車領(lǐng)域處于不同的發(fā)展階段,中國產(chǎn)業(yè)鏈完備、技術(shù)領(lǐng)先,市場規(guī)模效應(yīng)已經(jīng)顯現(xiàn),而歐美則受制于供應(yīng)鏈成本過高導(dǎo)致難以降價(jià)擴(kuò)張市場,銷售放緩則更難降低成本。

中國純電動(dòng)汽車的未來發(fā)展

技術(shù)方向

中國發(fā)布的《中國制造2025》和《節(jié)能與新能源汽車的技術(shù)路線圖》,明確了節(jié)能汽車和新能源汽車的發(fā)展方向和路徑。

到2025年,中國純電動(dòng)汽車產(chǎn)品的綜合性能目標(biāo)是達(dá)到國際先進(jìn)水平,新型鋰離子動(dòng)力電池得到批量應(yīng)用,輕量化技術(shù)進(jìn)一步提升。乘用車以發(fā)展中型及以下車型為主,實(shí)現(xiàn)先進(jìn)驅(qū)動(dòng)方式(包括集中式和驅(qū)動(dòng)式),續(xù)駛里程將達(dá)到約400公里,典型的小型純電動(dòng)乘用車(整備質(zhì)量1200千克)法規(guī)工況在2020年基礎(chǔ)上降低10%。

到2030年,中國純電動(dòng)汽車產(chǎn)品的綜合性目標(biāo)是保持國際先進(jìn)水平,應(yīng)用新電池體系,實(shí)現(xiàn)高效、高性能驅(qū)動(dòng)方式。續(xù)駛里程達(dá)到約500公里,在乘用車和短途商用車上實(shí)現(xiàn)大批量應(yīng)用。乘用車典型小型純電動(dòng)汽車(整備質(zhì)量1200千克)法規(guī)工況在2020年基礎(chǔ)上降低10%,A0級(jí)純電動(dòng)乘用車整車整備質(zhì)量將降至900千克以下,綜合工況續(xù)駛里程達(dá)到500公里(使用新體系電池),法規(guī)工況電耗小于10千瓦時(shí)/100公里·噸;公交客車法規(guī)工況整車電耗小于3.0千瓦時(shí)/100公里·噸。

動(dòng)力電池方向

到2025年,中國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)是與國際先進(jìn)水平接軌。形成2-3家具有較強(qiáng)國際競爭力的大型動(dòng)力電池公司,國際市場占有率達(dá)到30%。同時(shí),新體系電池技術(shù)如固態(tài)電池、鋰硫電池、金屬空氣電池等會(huì)持續(xù)取得突破,比能量達(dá)到400瓦時(shí)/千克以上。

2030年,達(dá)到產(chǎn)業(yè)成熟階段。新體系電池實(shí)現(xiàn)實(shí)用化,電池單體比能量達(dá)到500Wh/kg以上,成本進(jìn)一步下降,動(dòng)力電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于國際領(lǐng)先水平。

網(wǎng)絡(luò)智能化方向

智能化:純電動(dòng)汽車具有更好的智能化基礎(chǔ)和技術(shù)兼容性,可以實(shí)現(xiàn)像智能手機(jī)一樣的軟件安裝、和系統(tǒng)OTA升級(jí)。汽車行業(yè)的智能化將在電動(dòng)化的基礎(chǔ)上逐步實(shí)現(xiàn)智能終端、自動(dòng)駕駛,最終達(dá)到無人駕駛的未來。

網(wǎng)聯(lián)化:網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)汽車智能化、革命性體驗(yàn)升級(jí)的關(guān)鍵。5G等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通、云服務(wù)共享,最終目標(biāo)是無人駕駛與城市空間的交互。

參考資料 >

2023年2月21日網(wǎng)友在人民網(wǎng)留言咨詢低速電動(dòng)車上路行駛問題.自貢市人民政府.2023-11-20

2021年中國新能源汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及細(xì)分市場分析「圖」.華經(jīng)情報(bào)網(wǎng).2025-04-29

我國新能源汽車產(chǎn)銷連續(xù)8年全球第一.中國政府網(wǎng).2023-11-23

純電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)與原理(圖解).汽車維修技術(shù)網(wǎng).2023-11-23

純電動(dòng)車基本分類.太平洋汽車網(wǎng).2023-11-24

工業(yè)和信息化部等八部門關(guān)于組織開展公共領(lǐng)域車輛全面電動(dòng)化先行區(qū)試點(diǎn)工作的通知.中國政府網(wǎng).2023-11-27

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