浅谈电动汽车优缺点与分类

浅谈电动汽车优缺点与分类

石昆

中国汽车技术研究中心排放节能部耐久试验室天津东丽区300300

摘要：随着全球汽车产业的发展，石油能源短缺问题日益严重，而汽车尾气排放是造成全球变暖及大气污染的主要因素。因此，电动汽车作为一种无污染、低噪声的绿色车辆具有十分诱人的发展前景。基于此，文章就电动汽车的优缺点和分类展开探讨。

关键词：电动汽车；优缺点；分类

当前，随着能源问题的突出，寻找可替代能源成为汽车企业寻求发展的关键，电动汽车具有环保节能特点，是未来汽车产业发展的研究热点以及必然选择。从环境角度，电动汽车的尾气主要由氢气和水气组成，基本可以实现“零污染”要求；从能源角度，电力获取途径广泛，燃料来源灵活。因此探究电动汽车的优缺点和分类极为必要。

一、电动汽车的优点

（一）环境污染小

这是电动汽车最突出的优点。电动汽车使用过程中不会产生废气.与传统汽车相比根本不存在大气污染问题。电动汽车在本质上是一种零排放汽车，一般无直接排放污染物，间接有关的污染物主要产生于发电和电池废弃物。就发电来说，水力、原子能发电等均十分清洁，就是污染严重的火力发电污染的控制难度也大大低于燃油汽车，电厂废气排放可以集中处理，技术和经济上都优于汽车的废气排放处理；就电池废弃物来讲，电池的后处理也可以集中进行，回收技术也逐渐成熟。因此无论从直接还是间接污染来说，电动汽车均是理想的“清洁车辆”

（二）噪声低，甚至无噪声

这是电动汽车最直观的特点。现在大城市中汽车噪声已经成为一种比较严重的污染，减少噪声污染也是对今后汽车工业的考验。汽车发动机噪声是行驶过程中主要的噪声来源，从噪声的角度与燃油汽车相比，电动汽车有绝对的优势，相关资料显示电动汽车比同类燃油汽车低5dB以上。

（三）节约能源

据测算，将原油提炼成汽、柴油并用于燃油汽车驱动时，平均能量利用率仅为14%左右。电动汽车即使使用燃烧重油发电的电厂输出的电，其能量经重油提炼、电厂热电转换、电力输配、电池充电、电动机损耗等环节，在电动机输出轴也可得到20%左右的能量。其他发电方式应用于电动汽车时能量利用率将更高。因此以电网电力为动力的电动汽车节能意义重大。

（四）高效率

在城市中，道路上车辆行驶较多，而且经常遇到红绿灯，车辆必须不断地停车和起步。对于传统燃油汽车而言，这不仅意味着消耗大量能源，而且也意味着更多汽车尾气排出。而使用电动汽车，减速停车时，可以将车辆的动能通过磁电效应，“再生”地转化为电能并贮存在蓄电池或其他储能器中，这样在停车时，就不必让电动机空转，可以大大提高能源的使用效率，减少空气污染。

二、电动汽车的缺点

（一）电动汽车制造成本和价格问题

电动汽车的批量生产成本会略高于传统燃油车的成本(含蓄电池)。但是.如果不含蓄电池成本，电动汽车批量生产成本不会高于燃油汽车。因为两者的主要区别在于发动机系统及其相关的整车和多能源控制系统。而电动机及驱动控制系统的大批量生产价格不会高于汽车发动机及其控制器的价格，这是举世公认的。目前电动机及其控制系统价格较高的主要原因是没有批量生产。从基础设施建设的角度看，推广使用电动汽车要比天然气汽车更经济，因为其充电站的建设、使用和维护费用要比天然气加气站低得多。

（二）电动汽车运行成本和价格问题

应该指出，制约电动汽车推广使用的瓶颈是动力蓄电池。就目前的技术和生产水平而言，动力蓄电池组的使用寿命在1年-2年，目前各国都在研制和推广使用蓄电池组管理系统和快速更换系统，以期将蓄电池组的使用寿命提高到3年-5年。

（三）产品可靠性和成熟性问题

传统汽车工业已经走过100多年的漫长发展历程，其产品可靠性和成熟性已经达到顶峰。电动汽车技术毕竟经历了几十年的休眠期，就目前而言，其成熟性和可靠性自然不能和传统燃油汽车相比。电动汽车的产品成熟性和可靠性需要有一定批量的产品进行试验，这一过程是不可或缺的。

三、电动汽车的主要类型

（一）以蓄电池驱动的纯电动汽车

用蓄电池驱动的电动汽车的推进系统主要由蓄电池和驱动系统组成，其中核心系统为驱动系统，主要由驱动电机、机械传动装置、功率变换器和控制器等组成。目前纯电动汽车主要选用铅酸蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢蓄电池等作为车载能量源。由于传统的蓄电池存在诸如比功率低，不能瞬时大电流充放电等缺点，极大的限制了电动汽车动力性能的提高。目前正在研制的各类高能蓄电池有镍、银、锂和空气四大系列，如镍锌电池、镍氢电池、银锌电池、锌空气电池等多种。这些电池相比传统电池的优点是比能量高、续驶里程长，充电快速；但仍旧存在寿命短、价格高等缺点。

（二）混合动力电动汽车

混合动力汽车是指汽车同时装备内燃机车的发电机组与一定容量的蓄电池两种动力来源的汽车。混合动力车辆具有节能、低排放等特点，引起了全世界的极大关注并成为目前汽车研究与开发的一个重点。

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：串联式混合动力系统、并联式混合动力系统、混联式混合动力系统。串联式混合动力系统通常将发动机与发电机做成一体，由内燃机直接带动发电机发电，其电能通过控制系统直接输送给电机转化为动能，最后通过变速机构来直接驱动汽车。当汽车减速或低速行驶时，发电机的发电功率大于电动机所需功率，此时电池充电；当汽车起步、加速或者高速行驶时，发电机发出的功率小于电动机所需功率，电池则向外提供电能。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。汽车既可以由发动机和电动机共同驱动或者单独驱动。这种系统的优点是适用于多种不同的行驶工况，具有显著的燃油经济性；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分别有一套机械变速机构，两套机构通过齿轮系或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。

（三）燃料电池为动力的燃料电池电动汽车

燃料电池电动车是一种用氢气为动力燃料，在常温状态下，通过电化学反应，直接转换成电能驱动汽车行驶的电动车。目前已开发的燃料电池有磷酸燃料电池、碱性燃料电池、熔化碳酸盐燃料电池、固态氧化物燃料电池和质子交换膜燃料电池。燃料电池是燃料电池汽车的核心。燃料电池在产生电能时，参加反应的反应物质在经过反应后，不断地消耗且不再重复使用，因此，要求不断地输入反应物质。蓄电池的活性物质随蓄电池的充电和放电反复进行可逆性化学变化，活性物质并不消耗，一般只需要适当地添加一些电解液等。

总之，电动汽车是汽车工业发展的必然趋势。电动汽车的发展牵涉多学科、多方面的内容，既有技术层面的问题，又要考虑经济、能源、环境等方面的影响。与传统内燃机汽车相比，电动汽车在环境保护与节能方面具有不可比拟的优势。尽管电动汽车的产业化还有很长的路要走，但在当今“节能”和“环保”的世界科技发展的大环境下，电动汽车将成为未来汽车产业的必然选择。

参考文献：

[1]杨冰,王丽芳,廖承林.大规模电动汽车充电需求及影响因素[J].电工技术学报,2013,(02)

[2]王丹,续丹,曹秉刚.电动汽车关键技术发展综述[J].中国工程科学,2013,(01)

[3]杨方,张义斌,葛旭波.中美日电动汽车发展趋势及特点分析[J].能源技术经济,2011,(07)