电动汽车的分类、运行特点及电能补给办法

图1 新能源汽车和电动汽车的分类关系

电动汽车是全部或部分由电能驱动电动机作为动力系统的汽车，按照目前技能的发展方向或车辆驱动事理，可划分为纯电动汽车、稠浊动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。

纯电动汽车是完备由可充电蓄电池（如铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池或锂离子蓄电池）供应动力源的汽车。
纯电动汽车由底盘、车身、蓄电池组、电动机、掌握器和赞助举动步伐六部分组成。
由于电动机具有良好的牵引特性，因此纯电动汽车的传动系统不须要离合器和变速器。
车速掌握由掌握器通过调速系统改变电动机的转速即可实现。
现在纯电动汽车技能发展已经相称成熟，国外发达国家和我首都有部分车型投入量产和商业化运营。
纯电动汽车具有如下优点。

①减少对石油资源的依赖，实现能源利用的多元化。
由于电力可以从多种一次能源得到，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日渐枯竭的担心。

②减少环境污染。
纯电动汽车本身不排放污染大气的有害气体，纵然按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其他污染物也显著减少，由于发电厂大多阔别人口密集的城市，对人类侵害较少，而且电厂是固定不动的，烟尘集中排放，打消各种有害排放物较随意马虎，已有了干系技能。

③能源转换效率高。
纯电动汽车的能源效率超过汽油机汽车，特殊是在城市运行，汽车走走停停，行驶速率烦懑，纯电动汽车更加适宜。
原油经由粗炼，送至电厂发电，发出的电充入蓄电池，再由蓄电池驱动纯电动汽车，其能量利用效率比经由精髓精辟变为汽油，再经汽油机驱动汽车高。

按我国现行电价和油价水平，纯电动汽车的运行用度低于传统汽车，具有较好的经济性。
但是目前纯电动汽车还存在着续驶里程较短、蓄电池价格较高档缺陷。

虽然纯电动汽车已有100多年的历史，但一贯仅限于在某些特定例模内运用，市场规模较小。
紧张缘故原由是由于各种类型的蓄电池普遍存在价格高、寿命短、形状尺寸和重量大、充电韶光长等缺陷。
目前采取的铅酸蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子电池，根据其实际装车时的循环寿命和市场价格，可估算出纯电动汽车从各种动力蓄电池上每取出1kWh电能所必须付出的用度。

在估算纯电动汽车从各种动力蓄电池上每取出1kWh电能所必须付出的用度时，假设蓄电池最高可充电的荷电状态（SOC）为0.9，放电SOC为0.2，即实际可用的蓄电池容量仅占总容量的70%。
由电网供电价为0.5元/（kWh），蓄电池的均匀充放电效率为0.75，粗略打算中可知，从电网取电仅需0.5元/（kWh），但充入蓄电池，再从蓄电池放电，铅酸蓄电池每供应1kWh电能的价格为3.05元旁边，个中2.38元为蓄电池折旧费，0.67元为电网供电费，而从镍氢蓄电池中每供应1kWh电能的，用度为9.6元，锂离子电池为10.2元，即后两种前辈的蓄电池供电本钱是铅酸蓄电池的3倍多。

目前海内市场上用柴油机发电，价格大致为3元/（kWh），若用汽油机发电，供电价格估计为4元/（kWh），即从铅酸蓄电池供应电能的价格大致与柴油机发电价格相等，仅从取得能量的成本来考虑，采取铅酸蓄电池比汽油机驱动有一定的价格上风，但是由于铅酸蓄电池太过笨重，充电韶光又长，因此只被广泛用于车速小于50km/h的各种园地车、高尔夫球车、垃圾车、叉车以及电动自行车上。
实践证明铅酸蓄电池在这一低端产品市场上有较强的竞争力和实用性。

相对付铅酸蓄电池，镍氢蓄电池在能量体积密度方面提高了3倍，在比功率方面提高了10倍。
镍氢蓄电池虽然具有较高的比能量和比功率、相对寿命较长等优点，但由于镍金属占其本钱的60%，导致镍氢蓄电池价格居高不下。
镍氢蓄电池并非是电动汽车的空想蓄电池，其可能只是一种过渡性的蓄电池。
目前，镍氢蓄电池仍是近期和中期电动汽车利用的首选动力蓄电池，随着锂离子电池的大规模生产和本钱的降落，镍氢蓄电池终将退出。

锂离子电池技能发展很快，近10年来，其比能量由100Wh/kg增加到180Wh/kg，比功率可达2000W/kg，循环寿命达1000次以上，事情温度范围达-40～55℃。
近年，由于磷酸铁锂离子电池的研发有重大打破，又大大提高了锂离子电池的安全性。
目前已有许多发达国家将锂离子电池作为电动汽车用动力蓄电池的主攻方向。
估量到2020年后，锂离子电池的性价比有望达到可以和铅酸蓄电池竞争的水平，而成为未来电动汽车的紧张动力蓄电池。

纯电动汽车的技能难度小于插电式稠浊动力汽车，目前海内即将上市的纯电动汽车的各项性能指标已经可以知足一样平常用户的需求，技能已经基本成熟。
在低端市场，纯电动汽车的经济性上风十分明显。
充电网络培植滞后影响了纯电动汽车利用的便利性，是目前制约纯电动汽车发展的最紧张成分。
随着充电网络培植的不断完善，纯电动汽车的发展速率会比较快，尤其在低端市场，纯电动汽车的份额会显著提高。
但由于充电成分的制约，在高端市场遍及难度很大。

由于完备由动力蓄电池驱动的纯电动汽车，其性价比长期以来都远远低于传统的内燃机汽车，难于与其竞争。
自20世纪90年代以来，天下上各大汽车公司都动手开拓稠浊动力汽车，日本丰田公司在1997年率先向市场推出“先驱者”（Prius）稠浊动力汽车，并在日本、美国和欧洲各国市场上均得到较大成功，累计产销量已超过60万辆。
随后日本本田，美国福特、通用以及欧洲一些大公司，也纷纭向市场推出各种类型的稠浊动力汽车。

普通稠浊动力汽车是指那些采取常规燃料的，同时配以蓄电池、电动机来改进低速动力输出和燃油花费的车型。
稠浊动力汽车按照稠浊度（即电动机功率与发动机功率之比或利用电的比例与利用燃油的比例）的不同，又可以分为微混、轻混、中混、强混等。
普通稠浊动力汽车的优点如下。

①采取稠浊动力后可按均匀需用的功率来确定发动机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下事情。
在须要大功率时（发动机功率不敷），由蓄电池来补充；负荷少时，富余的功率可用于发电，给蓄电池充电，发动机可持续事情，蓄电池又可以不断被充电。

②由于有了蓄电池，可以十分方便地回收制动、下坡、怠速时的能量，并作为电能再次利用，从而减少能源的摧残浪费蹂躏。

③在繁华市区，可关停发动机，由蓄电池单独驱动，实现“零”排放。

④可以十分方便地办理耗能大的空调、取暖和、除霜等纯电动汽车碰着的难题。

缺陷是长间隔高速行驶基本不能省油，有两套动力，再加上两套动力的管理掌握系统，构造繁芜，技能较难，价格较高。

普通稠浊动力汽车利用发动机的富余功率给蓄电池充电，无需外接充电，虽然节能效果明显，但是没有从根本上摆脱交通运输对石油资源的耗用问题。
因此，普通稠浊动力汽车是电动汽车发展过程中一段期间内的一种过渡性技能。

普通稠浊动力汽车在目前的新能源汽车中技能最成熟并已成功实现了商业化，由于不须要充电，因此普通稠浊动力汽车的利用便利性在新能源汽车中是最好的。
目前普通稠浊动力汽车的综合本钱要高于燃油汽车，在经济性方面的明显劣势会严重影响普通稠浊动力汽车的发展。

近几年景长起来的插电式稠浊动力汽车（plug-in hybrid vehicle，PHV）是一种新型的稠浊动力汽车。
通过外接充电电源为蓄电池充电，充电后可仅凭充电蓄电池作为动力驱动电动汽车行驶。
其余，在蓄电池的剩余电量用完后，并不是切换至发动机行驶模式，而是通过发动机带动发电机，利用由此产生的电力为蓄电池充电，连续用电动机驱动行驶。
插电式稠浊动力汽车更靠近于纯电动汽车，而且它在一定程度上办理了纯电动汽车续航里程短和须要及时充电的问题，纵然行驶到没有充电举动步伐的地方，也可以作为一样平常的稠浊动力汽车来利用。

插电式稠浊动力汽车的技能已经比较成熟，但是目前海内只有几家领先企业节制了插电式稠浊动力汽车的核心技能，其他大部分汽车生产企业还处于研发阶段。
插电式稠浊动力汽车利用的便利性不如燃油汽车，但优于纯电动汽车，基本达到了消费者可接管的范围。
由于国家政策的倾斜，目前插电式稠浊动力汽车的综合本钱已经低于燃油车。
在国家补贴政策的强力支持下，近期插电式稠浊动力汽车很可能成为增长速率最快的新能源汽车。

燃料电池电动汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电能，依赖电动机驱动的汽车。
燃料电池电动汽车的事情事理是，作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，从而产生电能供给电动机运行，进而驱动汽车行驶。
燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池电动汽车是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面看，燃料电池技能是内燃机技能的最好替代，燃料电池电动汽车代表了电动汽车未来的发展方向。

现阶段，燃料电池的许多关键技能还处于研发试验阶段，此外，燃料电池的空想燃料——氢，在制备、供应、储运等方面还有着大量的技能与经济问题有待办理。
因此，燃料电池电动汽车目前和今后一段韶光尚不具备商业化的条件。

电动汽车的运行特点

（1）公交车　公交车用来知足公共交通的须要，由专职司机驾驶、掩护，由城市公交公司或企业投资运营，且行驶路线固定，一样平常在首末站都建有大型停车场，夜间停运。
因公交车停运造成的负面影响较大，哀求一次充电至少应知足单程运行里程，紧急情形下应能实现电能的快速补充，公交车可利用停运时段充电。

（2）分外园区用车　分外园区用车指用于风景名胜、旅游景点、城市水源保护区等做事、不雅观光等车辆。
分外园区用车做事目标明确，车辆相对集中，利用频繁，一次充电难以知足逐日运行哀求，内部建有集中停车场，分外园区用车可利用停运时段充电。

（3）城市环卫、市区快递送收车辆　城市环卫、市区快递送收车辆是为了知足城市环境卫生、邮件送收哀求而运营的车辆，如街道清扫车、垃圾清运车、道路清障车、冲洗车、洒水车、市区快递送收车等。
此类车辆的运行线路固定，在所属单位或企业内都有自己的停车场，有停运时段。
统计数据表明，此类车辆均匀每车逐日运行间隔约为100km，一次充电基本知足单程运行里程，停运时段可充电。

（4）工程车　市政工程抢险车、建筑运输车等用于知足市政培植、抢险维修须要，所属单位或企业内有停车场，车辆用于为特定区域供应做事，哀求随时待命、随时出动。
一次充电基本知足来回运行里程，停运时段可充电。

（5）政府公务车、企业商务车、其他社会车辆知足公务、商务出行须要，所属单位或企业内有停车场，一样平常夜间停运。
车辆的行驶线路、里程一样平常能预估，分外情形用车时线路和里程多变。
一次充电基本知足来回运行里程，夜间停运可充电，同时应在其相应的出行范围内供应必要的快速补充电能举动步伐。

（6）出租车　出租车运行线路和区域具有不愿定性，具有很大的随机性。
据统计，目前省会城市出租车每车逐日的均匀运行里程约为300km，一次充电续驶里程难以知足当日运行哀求，且用电量变革大。
根据其一次充电后的续驶里程，应在其相应的出行范围内供应必要的充电举动步伐。
出租车停运韶光短，对充电韶光哀求高。

（7）私家车　知足个人出行须要，线路、里程一样平常能预先估计，车辆停放在家庭车库或小区停车场。
夜间基本停运，可充分利用低谷时段充电。

电动汽车的电能补给办法

电动汽车的充电可以由地面的充电桩完成，地面充电桩的紧张功能是有效地完成电动汽车蓄电池的电能补给。
电动汽车的种类和运行特点决定了其能源补给办法。
按照蓄电池是否与车体分离，可分为整车充电办法和蓄电池改换办法两种。

（1）整车充电办法　当车辆进行补充充电时，充电桩www.jietaiwulian.com与充电车辆通过充电插头进行连接，蓄电池无需从车辆上卸下直接进行充电。
优点是充电操作过程大略，不涉及蓄电池存储、蓄电池改换等过程。
但车辆充电韶光占用了车辆的运营韶光，车辆利用率较低，不利于保持蓄电池组的均衡性以及延长蓄电池组的利用寿命。

（2）蓄电池改换办法　当车辆进行补充充电时，将须要充电的蓄电池从车辆上卸下，再给车辆安装已充满电的蓄电池，车辆即离开连续运营，对卸载下的蓄电池采取地面充电系统进行补充充电。
采纳蓄电池地面充电办法有利于提高车辆利用效率，提高蓄电池利用寿命，但对车辆及蓄电池改换设备提出了更高的哀求。

由此可见，不同的电能补给办法有其自身的特点和适用范围。
因此，在实际运用中，须要根据车辆的种类、数量和运行效率，以及蓄电池的数量、性能、系统配置本钱以及管理等浩瀚成分进行选择，并可将多种方案有机结合，实现电动汽车的最优运营。

根据以上剖析，将电动汽车按照电能补给办法进行分类。

（1）适宜采取整车充电办法的车辆　城市环卫车、市区快递送收车辆、工程车、政府公务用车、企业商用车、私家车。
这些车辆可充分利用夜间停运时段进行充电，知足下一次的行驶里程须要。

（2）适宜采取蓄电池改换充电办法的车辆　出租车、社会运营车辆。
这些车辆须要及时快速补充电能，只管即便增加运营韶光，得到更大的经济效益。

（3）适宜采取整车充电办法和蓄电池改换办法结合的车辆　公交车、分外园区用车、社会运营车辆。
既考虑这些车辆蓄电池的利用性能和寿命，又担保车辆运营韶光，提高利用率。
这些车辆在停运期间可采取整车充电办法，而在运营期间采取蓄电池改换办法。
此外，车辆动力蓄电池的配备可根据车辆情形采纳不同的方案，例如，对付数量大而且属于同一公司的车辆可以由车辆所属公司建立蓄电池存储间，而对付数量少且归属权相对分散的车辆可以由蓄电池配送中央配送蓄电池，减少一次性投资和改换本钱。

（4）适宜采取车载充电机充电的车辆（如私家车辆）　私家车辆由于利用韶光较短，停运时一样平常停放在停车场或者地下车库内，此时可利用停车场供应的互换电源为车辆充电，由于一样平常私家车辆蓄电池容量较小，冲电功率也较小，充电机可配置在车上，因此可充分利用低谷电价阶段进行充电，以最大限度降落运行本钱。