新能源汽车的主要技术特征:混动、电动与燃料电池(2)
目前中国中央政府对新能源汽车的购买给予大量的补贴,以降低消费者的首次购买成本,推动新能源汽车的普及。尽管2014年的新能源汽车补贴相对2013年下降了5%左右,但是整体来看补贴力度依然很大。预计未来随着新能源汽车的渗透率逐步提升,政府补贴还会进一步降低直至完全退出。
以目前中国市场最热的新能源车型之一的比亚迪秦为例,该车型的市场售价在18-20万元左右。消费者购买该款插电式混合动力除了享受中央政府的3.3万元的补贴之外,地方政府大多会按照1:1的比例再次给予相应的补贴,车主获得补贴相当于汽车售价的30%以上。此外车主还享有车辆购臵税的减免,总体享有的补贴和税收优惠在8-9万元左右。消费者实际需要支付的金额在10万左右,基本与一辆普通的合资品牌经济型轿车售价无异
如果在上海等车牌管制的区域,还可以免费获得价值7-8万的车牌使用权,消费者购买新能源汽车的动力更是大大增强,使得比亚迪的秦在上海市场供不应求。
混合动力汽车(HEV)主要技术特征
普通的混合动力汽车(HEV)一般是指油电混合汽车,这种混合动力汽车一般不依赖外部充电电源,目前这种汽车在中国划分为节能汽车。按照混合程度的不同又分为微混、中混和全混三种类型,不同的混合类型节油效果不同,所需的电池容量和电压也不同,如下表所示:
混合汽车根据混合动力驱动的联结方式,混合动力系统主要分为以下三类:
一是串联式混合动力系统。串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电,产生的电能通过控制单元传到电池,再由电池传输给电机转化为动能,最后通过变速机构来驱动汽车。电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节,从而保证车辆正常工作。
二是并联式混合动力系统。并联式混合动力系统有两套驱动系统:传统的内燃机系统和电机驱动系统。两个系统既可以同时协调工作,也可以各自单独工作驱动汽车。这种系统适用于多种不同的行驶工况,尤其适用于复杂的路况。该联结方式结构简单,成本低。本田的Accord和Civic采用的是并联式联结方式。
三是混联式混合动力系统。混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构,两套机构或通过齿轮系,或采用行星轮式结构结合在一起,从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。与并联式混合动力系统相比,混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。此联结方式系统复杂,成本高。丰田的Prius采用的就是混联方式。
新能源汽车主要技术特征
目前我国将插电式混合动力汽车(PHEV,含EREV)、纯电动汽车(EV)和燃料电池汽车(FCEV)归为新能源汽车,其技术路线也各有特点。
(一)插电式混合动力汽车(PHEV)的技术特征
相对于普通的混合动力汽车,除了起停,制动能量回收外,插电混最重要突破是可以在纯电行驶模式下行驶较长的行程,一般在50公里以上。
不同于传统汽油动力与电驱动结合的混合动力,插电式混合动力驱动原理、驱动单元都与电动车无异,但这类车上装备有一台为电池充电的发动机。在日常使用过程中,只要单次使用不超过电池可提供的续航里程(一般50公里),它就可以做到零排放和零油耗,在日常中可以当作一台纯电动汽车使用,而发动机的存在又可以解决消费者的里程焦虑。
而相对于纯电动汽车,插电式混合动力汽车电池容量较小,在目前电池成本费用高昂的情况下,插电式混合动力可以以相对纯电动较低的价格进入家庭,尤其是在受国内政府的重视后又有了相应的补贴,价格优势更加明显。插电混的典型代表是比亚迪秦,该车装备了13kWh的电池,理论上可以纯电行驶70公里,而一台1.5T的汽油机又解决了消费者对长途行驶的需求。
(二)增程式混合动力汽车(EREV)的技术特征
目前在插电式混合动力汽车之外,又有一种增程式混合动力汽车开始受到市场关注;增程式电动车顾名思义就是在车辆上追加了增程器,以进一步提升纯电动汽车的续航里程,避免频繁地停车充电和用户的旅程焦虑。
增程式混合动力与插电式混合动力汽车的工作模式非常类似,两者都可以由动力电池单独输入能量以行驶在纯电动模式下,且当动力电池容量接近设定的下限后都转由另外一种动力源继续提供车辆所需的能量。
但从驱动角度分看,增程式电动车不论工作在纯电动模式还是增程模式下,其车轮始终仅由电机独立驱动,而插电式混合动力汽车如果工作在混合动力模式下,发动机会与电机一起(经动力耦合后)参与到驱动车轮的行列。
从混合系统选型看,增程式电动车是串联式混合动力型式,而插电式混合动力汽车是并联式或者混联式混合动力型式。此外增程式在没有追加增程器之前是纯电动汽车,增程器的部署基本不影响原有车辆的动力系统结构。而插电式混合动力汽车由于前身是混合动力汽车,保留了较多的传统机械部件,结构上更复杂一些,成本也略高。
增程式车型的典型代表是宝马I3和通用的Volt,在增加了一台0.65L两缸发动机之后,宝马I3的综合续航里程可以达到300公里以上。
增程式因其动力电池以及驱动系统在设计之初就匹配较好以达到既定的性能指标(如最高速度、最大爬坡度等),增程器(发动机与发电机的组合)的存在与否不影响整车的设计性能。而插电式混合动力汽车因为发动机也参与驱动的缘故,对电池与驱动系统的匹配要求就不会很高。
(三)纯电动汽车(EV)的技术特征
纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好。
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