新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源(或使用常规车用燃料但采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。根据不同的动力类型,新能源汽车可以分为以下不同种类,见图1。
图1 新能源汽车的动力类型分类
资料来源:根据公开资料整理而成。
本文研究的新能源汽车实际上是指新能源汽车中的乘用车型,不涉及新能源汽车商用车型,下文考虑到表达的简洁性一律将新能源乘用车型简写为新能源汽车。目前,在我国最常见的新能源汽车有纯电动车型、普通混合动力车型、插电式混合动力车型、增程式电动车型这四类。这四种车型各自具有优缺点,下面本文将对这四类车型进行简要介绍。
普通混合动力车型(例如:雷克萨斯的ES、GS;丰田的卡罗拉双擎、雷凌双擎)是指具有电动马达作为发动机的辅助动力进行驱动的车型。其特点是辅助发动机的电动马达可以在正常行驶中产生更加强大并且更平稳的动力输出,在获得更强劲的起步、加速的同时还能实现较高水平的燃油经济性。该车型的优势在于起步、加速时,由于有电动马达的辅助,可以实现降低油耗的目的。在低速运行时可以关停内燃机,由电池单独驱动,实现“零”排放。其动力性优于同排量的单纯内燃机车型,特别是在起步加速时,电动机可以有效地弥补内燃机低转速扭矩不足的弱点。最重要的是该车型在使用时和汽油车一样到加油站加油,消费者无须改变汽车的使用习惯。对于政府和企业而言,这种产品的推广成本最低,无须投资新建充电装置或加气站。该车型的短板在于相关技术还没有达到完全普及的程度,相关零部件定价过高,导致电动机和内燃机两套动力系统的造价远比一套动力系统的成本高,而且长时间高速或匀速行驶节油效果会逐步减弱,这是因为混合动力车燃油消耗上的优势主要依靠势能积蓄电力节能,换句话说,混合动力车在行驶中越是频繁制动减速或频繁地起步停车就会相对更为节能。如果处于长时间匀速行驶,其节能效果就不再具有优势。[4]
纯电动车型(例如:特斯拉的Model S、Model X),顾名思义就是指采用单一蓄电池作为储能设备,通过电池向电动机提供能量从而驱动行驶的车型,该车型主要是通过家用电源、专用充电桩等进行充电,来满足人们日常行驶需求。该车型的优势显而易见,其使用成本是目前在售新能源车型中最低的,并且由于其车型技术结构更为简单不存在太多后续保养问题。此外,在动力性能等方面拥有电动机特有的优势——低转速、高扭矩、动力输出平稳。不足之处在于纯电动车型的续航里程很大程度上受制于电池的储能水平,而且无论是电池续航能力的研发还是充电配套设施的整体布局,进展都极其缓慢,难以满足人们日益增长的出行需要。许多在售车型虽然标榜其最大续航里程超过了300千米,但由于电池衰减、复杂路况、严寒冬季、驾驶风格等客观因素的影响,那一数值在一定程度上只是个参考。如果未来电池储能技术取得突破性进展,纯电动汽车的真实续航里程远远超过了传统燃油汽车,或者汽车充电极为便捷,纯电动车型将会是最具竞争力的新能源车型。(www.xing528.com)
插电式混合动力车型(例如:上汽荣威的E550、E950),可以简单理解为是普通混合动力汽车的升级版,它的电池容量相对较大,可以通过外部充电来补充电池的电能。该车型有两种行驶模式选择,既可以选择在纯电能模式下行驶,又可以选择混合动力模式(以内燃机为主)行驶。还可以在混合动力模式下适时向电池充电,进一步达到节能减排的目的。相较于纯电动汽车,这类车型没有续航里程限制,可以满足那些对新能源车型充满兴趣却又担心续航里程的消费者。在短途驾驶中,这种车型可以看作是一台纯电动汽车,只要行驶距离不超过电池可提供的续航里程(一般 50 千米以上),就可以做到零排放和零油耗。由于具有上述的优点,所以政府十分重视插电式混合动力车型的开发与推广,并进行了大量补贴,各大车企也在不断推出新款,价格也越来越能被消费者所接受。但由于目前充电设施尚未在全国各地普及,这在一定程度上降低了消费者使用纯电动模式的热情,更多的是当普通汽车使用,这样就大大减弱了该车型在节能减排方面的优势。
增程式电动车型(如广汽传祺GA5、宝马I3),其驱动模式一般是由发动机带动发电机发电,将产生的电能储存到动力电池中,再通过电池给电动机提供能量,从而驱动车辆行驶。简单来讲,它只靠电动机驱动车辆,而发动机只负责发电,不直接参与驱动车轮。动力输出路径:发动机—电池—电动机。与纯电动汽车相比,增程式电动汽车除了拥有一样的外置充电的优势外,还可以通过发动机在车辆行驶过程中为动力电池充电,大大增加了车辆的续航里程,同时配备的动力电池数量也远远少于同类车型的纯电动汽车,这样车辆的电池成本也将大幅度降低。在日常驾驶中,增程式车型一样没有纯电动汽车的续航里程限制的问题,又节省了油耗。但对于国内车企而言,增程式电动汽车更像是燃油汽车与纯电动汽车之间的过渡车型,纯电动车型完全脱离化石燃料的特性自然更受欢迎。增程式电动汽车在高速路段时,由于增加了油转电环节,由于目前发动机能量转换效率较低,不仅造成不必要的能源消耗,还影响整车的性能表现,这些都在一定程度上阻碍了增程式电动汽车的发展。
不同动力类型新能源汽车的优缺点汇总见表1。
表1 不同动力类型新能源汽车优缺点总结
资料来源:根据公开资料整理而成。
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