——本文屬《 在剛剛過去的4月,中國車市進入低谷,乘聯會數據顯示,4月國內乘用車累計銷量僅為104.3萬輛,同比下滑35.5%,除比亞迪之外,幾乎所有的汽車廠商都在大幅下滑。當然,從這些數據中我們也有2個好消息:一是新能源汽車銷量與去年同期相比依然增長了78.5%,二是國產新能源影響力進一步增強。 5月11日,中國汽車工業協會(以下簡稱“中汽協”)發布的最新統計數據顯示,今年1~4月,新能源汽車產銷分別完成160.5萬輛和155.6萬輛,同比均增長1.1倍,市場滲透率為20.2%。這表明,國內新能源汽車滲透率逐步上升,越來越多的消費者選擇新 對大多數人來說,提起新能源汽車,首先想到的就是純電動汽車,再往深處講就支支吾吾答不上來了。其實,多數人對新能源汽車的理解或許都不夠清晰,其中,了解純電動汽車的人數最多,插電混動次之,增程式 新能源汽車 什么是新能源汽車? 依據中華人民共和國工業和信息化部2009年6月17日發布的《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》,新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。 圖 新能源汽車 新能源汽車有哪些種類? 一提起新能源汽車,大部分人可能只知道純電動汽車,對于新能源電動汽車的分類并不是特別了解,但其實,新能源汽車的種類很多。 概括性來總結的話,主要就包括有:混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(BEV)和燃料電池汽車(FCEV)三大類,而在這三大類之中,每一個大類下面按照形式的不同又可以細分出更多的種類,見下圖。 圖 新能源汽車分類概覽 每種類型的新能源汽車都有著各自的優缺點,見下表所示。 不同新能源汽車 其中,相對而言,純電動汽車(BEV)及燃料電池汽車(FCEV)的結構會相對簡單一些,能量的來源是電力或者燃料,且均由電動機直接驅動車輪。 反觀三種混合動力汽車(HEV、PHEV、EREV),結構就比較復雜了,都搭載了發動機及電動機,驅動車輛行駛的能量來源包括燃油和電力。 整體來看,插電混動車型是一種折中方案,它既有燃油車的發動機、變速器、油箱,也有純電動汽車型的電池、電機和電控。從理論上來說,插電混動車型綜合了燃油車和電動車的各種優點,這是它受到消費者歡迎的主要原因。 在當下主流的新能源汽車廠商中,插電混動車型都占有一定的比例。以比亞迪為例,2021年,比亞迪乘用車全系銷售730093輛,其中新能源車全年銷量達593745輛,在這其中,EV車型全年累計銷售了320810輛,而DM車型則是售出了272935輛,新能源車中接近有一半銷量都是由插電混動車型貢獻的,這說明在燃油車和純電動汽車之間,還有插電混動的廣闊發展空間。 但折中方案就是折中方案,在綜合燃油車和電動車優勢的同時,它也同時具備了這兩種車型的缺點,消費者在實際使用過程中也發現,這種車型的表現也會出現達不到理想中的情況。 什么是串聯式混合動力汽車? 串聯式混合動力汽車SHEV全稱是Series hybrid electric vehicle,它有一個喜聞樂見的別名:增程式混合動力汽車,原理圖如下。 串聯式混合動力汽車動力示意圖 串聯式混合動力汽車中的“串”字,可以簡單理解為發動機和電動機是“串”起來驅動汽車的,這種驅動形式最大的特點是:發動機并不直接介入行駛,而是在在電池電量不足或功率不足時帶動發電機發電,電量進入電池包,然后驅動電動機帶動車輛行駛,如下圖所示,便是串聯式混合動力汽車代表車型寶馬i3。 串聯式混合動力汽車代表車型寶馬i3 關于串聯式混合動力汽車,可以這么去類比:一男一女兩個人騎單人自行車,男方(電動機)負責踩踏板,女方(發動機) 什么是并聯式混合動力汽車? 并聯式混合動力汽車PHEV全稱是Parallel hybrid electric vehicle,指的是發動機和電驅動系統可以各自分別來驅動車輛行駛,原理圖如下。 并聯式混合動力汽車動力示意圖 并聯式混合動力汽車中的“并”字,可以簡單理解為發動機和電動機是“并列”起來驅動汽車的,這種驅動形式最大的特點是:發動機和電動機也一定會有一個動力分配機構完成動力耦合,一般是由變速器或直接由傳動軸完成耦合過程。簡單來理解的話,并聯式混合動力汽車是在傳統燃油汽車由發動機+變速器組成的動力總成的基礎上,加了一套純電動汽車電池包+電動機組成的動力總成,二者共同驅動車輛行駛。如下圖,便是并聯式混合動力汽車代表車型奔馳C350插電版。 并聯式混合動力汽車代表車型奔馳C350插電版 關于并聯式混合動力汽車,咱們可以這么去類比:一男一女兩個人騎雙人自行車,男方(電動機)負責踩前踏板,女方(發動機)負責踩后踏板,二人合力驅動自行車前行。這個過程中,無論是男方還是女方,都可以單獨各自發力,也可以自由選擇休息。 什么是混聯式混合動力汽車? 混聯式混合動力汽車PSHEV全稱是Series-Parallel hybrid electric vehicle,可以理解為是在混聯式混合動力驅動形式的基礎上,從發動機的動力輸出部分新增了一條能量傳輸路徑:發動機除了可以驅動車輪之外,還可以通過發電機把能量傳遞到電池包,原理圖如下。 混聯式混合動力汽車動力示意圖 混聯式混合動力汽車中的“混”字,可以理解為混合了串聯和并聯兩種驅動形式,也可以等同于在串聯式混合動力方案的基礎上增加了傳動系統,從而可以在某些工況下讓發動機直接驅動車輛。如下圖所示,便是混聯式混合動力汽車代表車型比亞迪宋Plus DM-i。 混聯式混合動力汽車代表車型比亞迪宋Plus DM-i 關于混聯式混合動力汽車,咱們可以這么去類比:一男一女兩個人騎雙人自行車,男方(電動機)負責踩前踏板,女方(發動機)可以踩后踏板,女方也可以在男方累的時候給男方喂水(給電動機輸入電能),以讓男方有力氣騎自行車,二人在不同階段通過不同的方式合力驅動自行車前行。 什么是純電動汽車? 純電動汽車BEV全稱是Battery electric vehicle,顧名思義就是只采用電力驅動的汽車,車輛的動力源是可充電電池。相比于傳統內燃機汽車,純電動汽車取消了發動機,如果采用后輪雙電機驅動,或雙輪轂電機驅動,甚至連變速器、差速器以及離合器都能夠簡化了,如下圖。 純電動汽車動力示意圖 由于純電動汽車只需充電不燒油,汽車本身不會存在排放帶來的尾氣污染等問題,因而被視為是新能源汽車的趨勢,如下圖,是純電動汽車代表車型奧迪e-tron。 純電動汽車代表車型奧迪e-tron 什么是燃料電池汽車? 燃料電池汽車FCEV全稱是Fuel cell electric vehicle,通常來說是指以氫氣、甲醇等為燃料,通過化學反應產生電能作為動力源,再傳遞給電機來驅動車輛行駛,原理如下圖。 燃料電池汽車動力示意圖 燃料電池汽車的最終排放物,只有水,而且,在燃料電池汽車的行駛過程中,還可凈化空氣,為解決環保問題帶來了新的可能,如下圖所示,便是燃料電池汽車代表車型現代NEXO和其動力系統。 燃料電池汽車代表車型現代NEXO 現代NEXO驅動系統構成 現代NEXO驅動原理動圖 新能源汽車與傳統燃油車有哪些本質區別? 新能源汽車與傳統燃油車的核心差別主要有兩點:動力系統差異和能量來源差異。 1、動力系統差異 在一個標準的燃油車上,發動機、變速器是整個動力系統的核心,其余的油箱、進氣系統等都只起到輔助作用;而新能源汽車的電驅動系統核心則更改為電機、電池和電控,根據布置和車型的不同,這三者可能會由若干個子系統構成,對比如下圖所示。 傳統燃油車和新能源汽車動力系統對比 當然,在新能源不同細分領域也會有顯著區別。例如:插電混合動力汽車PHEV則可能會有傳統的變速器,充電系統也不會缺席;燃料電池汽車會多出燃料電池堆、空壓機、氫氣循環泵、引射器、DCDC以及氫氣瓶等部件,但電驅動的核心基本是不會改變的。 值得一提的是,由于電機不管是轉速還是轉矩都比同等規格的發動機要廣得多,所以,在許多新能源汽車 因此,新能源汽車往往開起來要比燃油車更順滑,同時起步加速時的轉矩來 2、能量來源差異 顯然,燃油車的動力來源是每次加注的汽油或者柴油,通過燃料與空氣的混合物在發動機氣缸中燃燒膨脹推動活塞做功從而驅動車輛行駛;而新能源汽車動力來源更多的是電,由電能驅動布置在前后軸的永磁同步電機或者異步勵磁電機轉動從而驅動車輛行駛。而電的來源又有著諸多的不同,比如,純電動汽車BEV的電能是直接獲取自電網,電網的電則會有火電、風電、水電、核電多種來源;插電式混合動力的電能來源可以是直接獲取自電網,也可以是通過內燃機驅動發電機從而產生的電能;燃料電池汽車FCEV的電能來自于燃料電池堆,燃料可以是氫氣或者是甲烷等,對比如下圖所示。 傳統燃油車和新能源汽車能量來源差異對比 值得一說的是,由于電機的存在,新能源汽車在減速滑行時還可以將剎車產生的動能轉化成電能再充進電池包內,行駛時再釋放出來驅動車輛,因而節能效果更為突出。 新能源汽車能量回收示意圖 結束語 早在1881年,法國人古斯塔夫·特魯夫就發明了世界上第一輛電動車。時至今日,新能源汽車已經不再是個新鮮的概念。經過上文分析我們不難看出,每種類型的新能源汽車都有著各自的優缺點,三種混合動力汽車結構較為復雜,都搭載了發動機及電動機,相對而言,純電動汽車及燃料電池汽車的結構會相對簡單一些,但目前都存在較大的技術難點。那么,了解完新能源汽車的分類,你覺得哪種類型的新能源汽車才會是未來呢? |
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