纯电动汽车与传统汽车的比较

精品文档 1欢迎下载 纯电动汽车与传统汽车的比较纯电动汽车与传统汽车的比较 XX 湖北汽车工业学院 湖北十堰 442001 摘要摘要 本文从结构原理 综合性能 商业模式对纯电动汽车和传统汽车作出比 较 并强调电动汽车是未来汽车工业发展的方向 关键词关键词 纯电动汽车 燃料汽车 结构原理 综合性能 商业模式 AbstractAbstract The paper comparised battery electric vehicle with ftraditional car from the structure principle performance and business model and emphasizes the electric vehicles is the direction of future automotive industry development KeywordsKeywords Battery electric vehicle Fuel vehicle Structure principle Comprehensive performance Business model 汽车工业的快速发展在促进着世界经济的发展和给人们带来便捷的同时 也展现出了其双刃剑的另一面 给能源和环境带来了严重的问题 能源 环境 和安全成为了 21 世纪世界汽车工业发展的 3 大主题 其中能源和环境问题作 为全球面临的重大挑战和制约汽车行业持续发展的症结所在 更成为重之重 电动汽车使用电能作为动力能源 而电能具有来源广 清洁无污染等特点 电 动汽车将逐步代替传统汽车 成为 21 世纪汽车行业的发展热点 本文就结构原 理 综合性能 商业模式等方面来分析纯电动汽车和传统燃料汽车的异同 1 1 结构原理结构原理 燃料汽车主要有发动机 底盘 车身和电器 4 大部分组成 纯电动汽车的 结构与燃油汽车相比 主要是采用蓄电池取代传统汽车的发动机 通过反应将 电池的化学能转变为电能 在经过电动机和控制器 把电能转化为驱动轮的动 能 另外和传统燃料汽车不同的是 电动汽车的制动可以进行制动能量回收 即常说的制动回馈 而传统汽车做不到 图 1 为纯电动汽车的动力系统结构图 精品文档 2欢迎下载 传力路线如图 1 所示 整车的能量由蓄电池单独提供 电动汽车的基本结构系统可分为 3 个子系统 电力驱动子系统 主能源系 统和 辅助控制子系统 如图 2 所示 其中电力驱动子系统由电控系统 电机 机械传动系统和驱动车轮等部分组成 主能源系统由电源盒能连管理系统构成 能量管理系统能实现能源利用监控 能量再生 协调控制等作用 而辅助控制 系统主要包括辅助动力源 动力转向系统 辅助装置等 与燃油汽车相比 纯电动汽车的结构更加灵活 燃油汽车的能量主要通过 精品文档 3欢迎下载 刚性联轴器和传动轴传递 而电动汽车的能量主要是通过柔性的电缆电线 传统汽车的驱动系统主要包括离合器 变速器 万向传动装置 减速器 差速器 半桥等 而电动汽车驱动系统有多种形式 如下图 3 所示 图 3 电动汽车的驱动系统布置方案 图 3 a 的这种布置形式的牵动汽车是在传统汽车基础上发展而来 所以 其布置形式和传统汽车的驱动系统的布置形式是一样的 用一个固定速比的减 速器代替了多速变速器 同时去掉离合器 实现了无变速器的传动 如图 3 b 所示 这样的布置形式节省看机械传动结构的重量和体积 同时也减少 了由于换挡带来的控制困难 图 3 c 所示的布置形式与 b 相类似 但是 驱动电机 固定速比减速器和差速器被进一步融合为一个整体 布置在驱动轴 上 使得整个驱动系统大大简化和集成化 图 3 d 所示的布置形式在 c 的基础 差速器被两个独立的牵引电机所代替 实现了无差速器传动 为了进 一步简化系统 牵引电机与车轮之间取消了传统的传动轴 由驱动电机直接驱 精品文档 4欢迎下载 动车轮前进 如图 3 e 所示 同时一个单排的行星齿轮用来减小转速和增强 转矩 以满足不同 工况要求 在完全舍弃了驱动电机和驱动轮之间机械传动装 置后 轮毂电机的外转子直接连接在驱动轮上 驱动电机转速控制与车轮控制 融为一体 构成了所谓的双轮毂电机时车速控制变得简单 如图 3 f 所示 2 2 综合性能综合性能 与传统汽车相比 电动汽车具有无污染 噪声低 能源效率高等等优势 以下将从排放性 能源效率和经济性来进行比较 2 12 1 排放性排放性 电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气 其排放集中体现为燃烧煤火电 厂对大气的排放 而传统内燃汽车的排放为尾气直接排放 下表 1 是长城推出 的一款名为 欧拉 的新能源电动汽车与传统汽车排放性比较 表 1 传统汽车与电动汽车排放性比较 kg 100km 由表 1 可知 电动汽车较传统汽车而言 向大气排放的有害气体的种类有 所减少 基本不含 CO 和 HC 碳氢化合物 而 CO 和 HC 正是大气污染中危害最 大的气体成分 对于 NOx 和 SO2 两项 直接排放量然比较小 且发电厂已经采 取一系列积极措施 如投运脱硫 脱硝工程 以减少 NOx 和 SO2 的排放 对于 两者排放废气中占绝大多数的 CO2 电动汽车的排放量减少了约 31 这对缓解 温室效应引起的全球变暖及气候异常有较大的作用 另外电动汽车无内燃机产生的噪声 电动机在运转时噪声比内燃机小 2 22 2 能源效率能源效率 经过大量研究表明 电动汽车能源效率已远远超过汽油机汽车 特别是在 精品文档 5欢迎下载 城市运行工况 汽车走走停停 行驶速度不高 电动汽车更适宜 电动汽车停 止时不消耗电量 在制动过程中 电动机可自动转化为发电机 实现制动减速 时能量的再利用 有些研究表明 同样的原有经过粗炼 送至发电厂发电 经 充入电池 再由电池驱动汽车 其能量利用效率比经过精炼变为汽油 后再经 过汽油机驱动汽车要高 因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量 再者 目前国内电力院的构成在逐步发生变化 谁能 风能 核能 地热 能 潮汐能多种能源的不断兴起 将使电动车的环保优势更加凸显 也更符合 能源安全的要求 2 32 3 经济性经济性 目前关于纯电动汽车经济型的指标很多 但只限制在电动汽车领域进行计 算比较 不能直接与传统燃油汽车经济型进行比较分析 需建立一个指标使两 者的额经济型具有可比性 本文采用 能源费率 作为统一的指标进行比较 所谓能源费率是指车辆行驶单位里程消耗能量索菲的货币量 其单位为元 100km 选取丰田汽车公司生产的纯电动汽车 RAV4EV 和燃油汽车 RAV4 作比较 如下表 2 是在 2008 年运转循环工况下的全寿命经济性比较 表 2 RAV4EV 和 RAV4 的全寿命经济性比较 精品文档 6欢迎下载 根据表 2 可以看出 由于 RAV4EV 过程中没有燃油消耗 其能源费率仅为 RAVA4 的 19 6 其运行过程中的经济性较传统燃油汽车有明显的优势 但在 RAV4EV 的全寿命成本构成中整车价格和电池成本占了相当大的比重 两者占总 成本烦人 89 2 这两项成本严重影响了纯电动汽车的经济性 3 3 商业模式商业模式 传统汽车的销售模式主要有 专卖店模式 汽车交易市场 汽车超市等 而由于牵动汽车因你能源消耗形式发生了根本转变 决定了其能源供应网络 能源攻击事件与形式以及整车价值构成比例有很大不同 这些巨大的差别决定 了电动汽车必须采取与传统汽车不同的商业模式 目前我过出现的电动汽车新 型商业模式主要有 一是车电整体购买模式 在这种模式中 能源补给以充电 为主 快换为辅 购买的优势在于所有权完整 缺点在于价格较高 且消费者 需承担电池维护及后续更换费用 主要依靠自行充电补充电力 二是车电分离 换电为主 在这种模式中 电池充电及维护由充电站等环节负责 这种模式的 好处是可以降低电动汽车初次购买成本 并避免后续电池更换压力 且电能补 精品文档 7欢迎下载 给迅速 但缺点是电池运营商将承担因必要的电池储备而导致的巨大资金压力 另外发生事故时电池与车辆的责任很难界定 三是整车租赁或共享模式 其中 电池充电及养护由负责 目前出现的这些新型商业模式 均处于起步阶段 各 有优劣 且并不成熟 在车用动力电池技术短期无法实现突破性进展的情况下 迫切需要进一步推动电动汽车商业模式创新 以解决当前电动汽车产业化 规 模化困境 4 4 结语结语 与传统燃料汽车相比 电动汽车有着环保节能的优势 但是其也有着难以 攻克的技术难关的缺陷 不过这并不影响电动汽车在未来的产业化发展 目前 世界各国都在大力发展电动汽车 形成了一个良好的局面 相信未来电动汽车 的普及在不远的将来一定会实现 参考文献参考文献 1 崔胜民 韩家军 新能源汽车概论 M 北京 北京大学出版社 2011 5 2 何洪文 电动汽车结构与原理 M 北京 机械工业出版社 2012 8 3 李建 梁刚 刘巍 纯电动汽车的结构原理与应用讨论 J 装备制造技术 2011 1 108 109 4 杨峰 傅俊 纯电动汽车经济性比较分析 N 武汉理工大学学报 2009 2 5 张磊等 电动汽