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：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：纯电动汽车燃料汽车结构原理综合性能商业模式Abstract：Thepapercomparisedbatteryelectricvehiclewithftraditionalcarfromthestructureprinciple,performanceandbusinessmodel;andemphasizestheelectricvehiclesisthedirectionoffutureautomotiveindustrydevelopment.Keywords:BatteryelectricvehicleFuelvehicleStructureprincipleComprehensiveperformanceBusinessmodel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，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。2.1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Ⅱ”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。2.2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。2.3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2RAV4EV和RAV4的全寿命经济性比较根据表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[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.电动汽车与传统汽车排放性对比分析[J].浙江电力，2012（2）57-60.[6]陈其超.我国汽车销售模式研究[N].成都航空职业技术学院学报，2012（1）[7]王秀杰.我国电动汽车商业模式创新SWO分析[J].科技管理研究，2013（8）：18-22