電動汽車研究報告(共20頁)

1、 電動(din dn)汽車(qch)研究報告（乘用車篇）單位(dnwi)： 遼寧XX汽車集團 部門：車橋研究院 輕型車橋所TIME EEEE年O月A日二一四年十二月十六日摘要環(huán)境污染、石油匱乏已成為(chngwi)目前汽車發(fā)展的新問題，加之近幾年石油價格高漲，汽車傳統(tǒng)的能源形勢已經(jīng)顯現(xiàn)出危機的端倪。因此，開發(fā)節(jié)能環(huán)保型汽車及研發(fā)新的替代能源已經(jīng)迫在眉睫。國際上各大汽車集團在積極的推進研究(ynji)工作，我國政府也在積極推進此項工作，并在政策上給予極大的扶持政策。同時也有一批有競爭能力的自主品牌企業(yè)在節(jié)能環(huán)保型汽車的研發(fā)制造上取得了一定的成績。XX車橋作為專業(yè)的驅(qū)動橋及懸架系統(tǒng)研發(fā)制造企業(yè)(q

2、y)，在面臨能源形式可能發(fā)生歷史性變革的情況下，能否緊跟著新能源型汽車的傳動形式推出相應(yīng)產(chǎn)品，將直接影響未來XX車橋在市場上的份額。車橋研究院輕型車橋所通過對目前各種形式新能源汽車的傳動系統(tǒng)特點及國家對新能源汽車發(fā)展規(guī)劃的研究，初步預(yù)測出未來XX車橋可能存在的市場。進而使XX車橋在未來的產(chǎn)品規(guī)劃中更加有目的性，以奠定XX車橋在行業(yè)中的龍頭地位。關(guān)鍵詞：電動汽車、新能源汽車、傳動系統(tǒng)、電動車橋、XX車橋 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc326332684 1、緒論 PAGEREF _Toc326332684 h 1 HYPERLINK l _Toc32633

3、2685 1.1、國內(nèi)外電動汽車發(fā)展概況 PAGEREF _Toc326332685 h 1 HYPERLINK l _Toc326332686 1.1.1、國外電動汽車發(fā)展 PAGEREF _Toc326332686 h 1 HYPERLINK l _Toc326332687 1.1.2、國內(nèi)電動汽車發(fā)展 PAGEREF _Toc326332687 h 1 HYPERLINK l _Toc326332688 1.2、國內(nèi)外政策支持 PAGEREF _Toc326332688 h 2 HYPERLINK l _Toc326332689 1.2.1、國外政策支持 PAGEREF _Toc3263

4、32689 h 2 HYPERLINK l _Toc326332690 1.2.2、國內(nèi)政策支持及發(fā)展規(guī)劃 PAGEREF _Toc326332690 h 3 HYPERLINK l _Toc326332691 2、電動汽車的能源來源 PAGEREF _Toc326332691 h 4 HYPERLINK l _Toc326332692 2.1、蓄能電池 PAGEREF _Toc326332692 h 4 HYPERLINK l _Toc326332693 2.1.1、各種電池優(yōu)缺點對比 PAGEREF _Toc326332693 h 5 HYPERLINK l _Toc326332694 2

5、.2、超級電容電池 PAGEREF _Toc326332694 h 5 HYPERLINK l _Toc326332695 2.2.1、超級電容優(yōu)缺點 PAGEREF _Toc326332695 h 6 HYPERLINK l _Toc326332696 2.3、燃料電池 PAGEREF _Toc326332696 h 6 HYPERLINK l _Toc326332697 2.3.1燃料電池的優(yōu)缺點 PAGEREF _Toc326332697 h 7 HYPERLINK l _Toc326332698 2.4、氫能 PAGEREF _Toc326332698 h 7 HYPERLINK l

6、_Toc326332699 2.4.1、氫能的特點 PAGEREF _Toc326332699 h 7 HYPERLINK l _Toc326332700 3、電動汽車的驅(qū)動形式及能源傳遞路徑 PAGEREF _Toc326332700 h 8 HYPERLINK l _Toc326332701 3.1、各種驅(qū)動形式介紹 PAGEREF _Toc326332701 h 8 HYPERLINK l _Toc326332702 3.1.1、混合動力汽車 PAGEREF _Toc326332702 h 8 HYPERLINK l _Toc326332703 3.1.2、純電動汽車 PAGEREF _

7、Toc326332703 h 12 HYPERLINK l _Toc326332704 3.1.3、氫動力汽車 PAGEREF _Toc326332704 h 13 HYPERLINK l _Toc326332705 4、電動汽車興起傳動系統(tǒng)能否發(fā)生變革 PAGEREF _Toc326332705 h 14 HYPERLINK l _Toc326332706 4.1、傳統(tǒng)傳動是否會消失 PAGEREF _Toc326332706 h 14 HYPERLINK l _Toc326332707 4.2、“十二五”及“十三五”期間國內(nèi)電動汽車傳動形式預(yù)測 PAGEREF _Toc326332707

8、h 14 HYPERLINK l _Toc326332708 4.3、未來電動汽車最佳模式 PAGEREF _Toc326332708 h 15 HYPERLINK l _Toc326332709 5、結(jié)語 PAGEREF _Toc326332709 h 161、緒論(xln)1.1、國內(nèi)外電動(din dn)汽車(qch)發(fā)展概況國內(nèi)外電動汽車發(fā)展從動力技術(shù)上來說，目前主要分為三種類型：純電動汽車、燃料電池電動汽車和混合動力汽車。純電動汽車完全由二次電池（蓄電池）提供動力驅(qū)動汽車；燃料電池電動汽車以燃料電池作為動力源，利用燃料和氧化劑在催化劑作用下直接經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能驅(qū)動汽車；混合動力汽

9、車則采用內(nèi)燃機和電動機兩種動力，將內(nèi)燃機與儲能器件（蓄電池）驅(qū)動的電動機通過先進控制系統(tǒng)相結(jié)合實現(xiàn)油電結(jié)合的動力源驅(qū)動汽車。隨著環(huán)境污染和能源危機的加劇，世界各國在電動汽車的研發(fā)布局中，出現(xiàn)了三者并駕齊驅(qū)的局面，究竟哪種形式最終會成為國際上主流的模式還有待于市場的檢驗。1.1.1、國外電動汽車發(fā)展國外電動汽車通過多年的發(fā)展形成了以美國、日本、歐洲為主的多元化發(fā)展格局。同時面對能源危機及環(huán)境問題，各國政府也對電動汽車的發(fā)展給予了高度的重視及政策支持。美國：將重心從清潔能源和燃料電池汽車轉(zhuǎn)向充電式混合動力汽車和純電動汽車。最具有代表性的車型為雪弗蘭沃藍(lán)達（Chevrolet Volt）。傳動形式已

10、經(jīng)發(fā)生變革。日本：由于資源匱乏，日本最早開始研究新能源汽車汽車。發(fā)展重點是混合動力汽車和純電動汽車，目前也是混合動力技術(shù)最成熟的國家。最具代表性的車型為豐田普銳斯（TOYOTA PRIUS）、日產(chǎn)聆風(fēng)（NISSAN LEAF）?；旌蟿恿θ跃哂袀鹘y(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)。歐洲：致力于發(fā)展清潔能源，生物柴油、燃料電池及氫能源開發(fā)。寶馬7系（BMW Hydrogen 7）作為氫動力發(fā)展的前沿產(chǎn)品，奔馳（BENZ）也將在2014年推出自己的氫動力車型。氫動力究竟能走多遠(yuǎn)還要看其的制取與存儲問題。作為氫動力，其傳動方式仍然和目前的燃油汽車相同。同時歐洲目前也在開發(fā)純電動汽車。1.1.2、國內(nèi)電動汽車發(fā)展雖然我國汽車

11、工業(yè)起步較晚，但是面對能源危機、環(huán)境(hunjng)問題我國在20世紀(jì)80年代掀起了電動汽車的研究高潮，電動汽車被國家列為“八五”、“九五”科技攻關(guān)項目。國內(nèi)一些科研院所和生產(chǎn)(shngchn)企業(yè)相繼開始研究電動汽車，并取得了一些(yxi)成果。目前技術(shù)較為成熟的車型右有比亞迪F3DM、F6DM、E6，天津清源系列車型，奇瑞QQ3 EV、M1 EV。一汽、上汽、廣汽、吉利等車企也在積極投身到電動汽車研發(fā)中去。比亞迪與廣汽乘用車已經(jīng)開始著手研究混合動力車型，比亞迪混合動力車型已經(jīng)量產(chǎn)，廣汽乘用車產(chǎn)品也即將上市。就傳動形式而言，純電動汽車機械傳動機構(gòu)只有主減速器，混合動力車型具備完整的傳統(tǒng)傳動機

12、構(gòu)。1.2、國內(nèi)外政策支持1.2.1、國外政策支持美國：在奧巴馬的倡導(dǎo)下，聯(lián)邦政府為推進充電式混合動力汽車計劃出臺了一系列強力的措施，并斥資140億美元支持動力電池、關(guān)鍵零部件的研發(fā)和生產(chǎn)，支持充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及消費者購車補貼和政府采購。美國政府還設(shè)立了一個總額為250億美元的基金，以低息貸款方式支持廠商在節(jié)能和新能源汽車領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)。美國政府的新能源政策，進一步明確了研發(fā)汽車新產(chǎn)品的方向和目標(biāo)。預(yù)計到2012年末，美國聯(lián)邦政府購車中一半是充電式混合動力汽車或純電動汽車。到2015年，美國本土將有100萬輛混合動力汽車投入使用。日本：日本政府將電動汽車、插電式混合動力汽車、清潔動力車、混

13、合汽車、天然動力車都定義為新的下一代汽車。日本政府對購買環(huán)保車的消費者給予補貼，從日本政府對環(huán)保車的優(yōu)惠政策來看，可以享受優(yōu)惠政策的車型已經(jīng)超過160種，占現(xiàn)在所有銷售車型的80%以上。凡購買電動汽車的用戶可減免汽車購置稅、固定資產(chǎn)稅、特別土地保護稅等。據(jù)日本汽車研究院預(yù)計，按照日本現(xiàn)在在混合動力車的普及程度推算，到2020年混合動力車將在日本國內(nèi)將有360萬輛。如果高性能鋰電池在近幾年得到更多的推廣，到2020年，混合動力車與可能進一步到達720萬輛。歐洲：歐洲歷來重視節(jié)能和減排。歐盟委員會于2007年公布了“新歐洲能源政策”，其目標(biāo)是2020年將溫室效應(yīng)氣體排放降低20%，將可再生能源的比

14、例提高到20%，同時將今后5年歐盟能源領(lǐng)域的研究開發(fā)預(yù)算提高50%。德國政府積極倡導(dǎo)電動汽車，早在1994年，德國技術(shù)研究部就對電動汽車人開發(fā)補助了1.5億馬克。以后進一步對在呂根島的新一代電動汽車試驗進行了補助，對電動汽車給予超價補貼、低息貸款及減稅等優(yōu)惠。法國政府為了推廣電動汽車的使用，采取了“企業(yè)購買電動汽車的第一年可以免稅”的政策。同時，電動汽車生產(chǎn)廠家每生產(chǎn)一輛電動汽車，法國電力公司將提供1萬法郎的補助，以擴大電力的使用范圍。目前，法國電動汽車的普及程度和保有量都位居世界前列。英國政府投資2000多萬英鎊用于支持電動汽車的開發(fā)，實行多項電動汽車使用優(yōu)惠政策，例如免收牌照稅、養(yǎng)路費，夜

15、間充電只收50%的電費等。1.2.2、國內(nèi)政策(zhngc)支持及發(fā)展(fzhn)規(guī)劃1、修訂汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(fzhn)政策調(diào)整和完善節(jié)能與新能源汽車發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容。支持企業(yè)開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的節(jié)能與新能源汽車及其關(guān)鍵零部件產(chǎn)品；大力推進新能源汽車關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化和基礎(chǔ)材料本地化生產(chǎn)；完善節(jié)能與新能源汽車整車及關(guān)鍵零部件生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入條件；新建車用動力電池、驅(qū)動電機、整車控制系統(tǒng)及電池電機的基礎(chǔ)材料等關(guān)鍵零部件。合資企業(yè)需具有自主研發(fā)能力和知識產(chǎn)權(quán)，中方股比不得低于51%。2、實施國家節(jié)能與新能源汽車研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化專項2011-2020年，中央財政安排專項資金，重點支持節(jié)能與新能源汽車關(guān)鍵技

16、術(shù)研發(fā)和技術(shù)改造。以實現(xiàn)節(jié)能與新能源汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化為專項主要目標(biāo)，突破和掌握一批節(jié)能與新能源汽車關(guān)鍵核心技術(shù)，形成一批具有較強國際競爭力的自主品牌純電動汽車、插電式混合動力汽車、中重度混合動力汽車等節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)品。創(chuàng)新專項組織實施模式，以企業(yè)為主體，形成由整車企業(yè)牽頭的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，集中力量，開展聯(lián)合攻關(guān)。3、加大財政補貼力度2011-2015年，中央財政安排專項資金，重點支持新能源汽車示范推廣和以混合動力汽車為重點的節(jié)能汽車推廣。私人購買新能源汽車的示范推廣試點城市應(yīng)安排專項配套資金，主要用于支持私人購買新能源汽車、建設(shè)充電設(shè)施、開展電池回收，其中對私人購買新能源汽車的財政補貼比例，不得

17、低于中央財政資金的50%。4、加大稅收政策支持2011-2020年，純電動汽車、插電式混合動力汽車免征車輛購置稅。2011-2015年，中重度混合動力汽車減半征收車輛購置稅、消費稅和車船稅。將節(jié)能與新能源汽車及其關(guān)鍵零部件列入國家重點支持的高新技術(shù)領(lǐng)域，享受國家有關(guān)高新技術(shù)企業(yè)所得稅稅收優(yōu)惠政策。2011-2020年，企業(yè)銷售新能源汽車(qch)及其關(guān)鍵零部件的增值稅稅率調(diào)整為13 %。新能源及其關(guān)鍵零部件企業(yè)(qy)在計算應(yīng)納稅所得額時，可以按照研究開發(fā)費用的100%加計扣除。對節(jié)能與新能源汽車及其關(guān)鍵零部件生產(chǎn)、研發(fā)企業(yè)從事技術(shù)轉(zhuǎn)讓(j sh zhun rn)、技術(shù)開發(fā)業(yè)務(wù)和與之相關(guān)的技術(shù)

18、咨詢、技術(shù)服務(wù)業(yè)務(wù)所取得的收入，減免營業(yè)稅。5、建立基于燃料消耗量標(biāo)準(zhǔn)的財稅獎罰機制完善汽車燃料消耗量標(biāo)示管理制度，建立基于乘用車生產(chǎn)企業(yè)平均燃料消耗量和車型燃料消耗量目標(biāo)值的財稅獎罰機制。對提前達到下一階段車型燃料消耗量目標(biāo)值的節(jié)能汽車，給予財政補貼或車輛購置稅減免優(yōu)惠；對未達到車型燃料消耗量目標(biāo)值的汽車產(chǎn)品，加征車輛購置稅；對未達到平均燃料消耗量要求的乘用車生產(chǎn)企業(yè)的全部產(chǎn)品加征消費稅。6、引導(dǎo)社會資金投入新能源汽車產(chǎn)業(yè)設(shè)立中央新能源汽車產(chǎn)業(yè)投資基金投資于新能源汽車關(guān)鍵零部件企業(yè)和項目，鼓勵社會資金通過參股或債權(quán)等多種方式投資新能源汽車產(chǎn)業(yè)。進一步拓寬企業(yè)融資渠道。優(yōu)先支持符合條件的節(jié)能與

19、新能源汽車及關(guān)鍵零部件企業(yè)在境內(nèi)外上市、發(fā)行企業(yè)（公司）債券等，充分發(fā)揮現(xiàn)有上市公司的再融資功能。7、營造良好的新能源汽車使用環(huán)境各級地方政府應(yīng)根據(jù)本地情況，對新能源汽車免除現(xiàn)行的限號行駛、牌照拍賣等限制政策，制定實行新能源汽車過路過橋費、停車費減免，充電費優(yōu)惠等扶持政策。8、公共機構(gòu)采購公務(wù)用車向節(jié)能與新能源汽車傾斜將符合條件的節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)品列入有關(guān)節(jié)能環(huán)保和自主創(chuàng)新產(chǎn)品政府采購清單（目錄），享受國家關(guān)于自主創(chuàng)新產(chǎn)品、節(jié)能產(chǎn)品等政府優(yōu)先采購的扶持政策。各級政府及公共機構(gòu)，實行節(jié)能與新能源汽車強制性采購，逐步擴大采購規(guī)模，至2015年新能源汽車采購比例不得低于10%，節(jié)能汽車不得低于50

20、%。9、建立完善動力電池回收和資源利用管理制度制定新能源汽車動力電池回收利用管理辦法，設(shè)定動力電池回收及再生企業(yè)準(zhǔn)入條件，明確動力電池收集、存儲、運輸、再生處理等環(huán)節(jié)的管理要求。研究制定促進電池再生企業(yè)提高技術(shù)水平和環(huán)保水平的優(yōu)惠政策。完善行業(yè)準(zhǔn)入等相關(guān)管理辦法，合理利用鋰、稀土等戰(zhàn)略性資源。2、電動汽車的能源(nngyun)來源傳統(tǒng)汽車的能源來源一直(yzh)以石油衍生品為主。電動汽車逐漸實現(xiàn)了“油到電”的過渡。現(xiàn)階段電動汽車的能源來源主要由以下幾方面：2.1、蓄能電池(dinch)以電池作為單一能源的汽車中，電池技術(shù)的先進與否直接影響正車的使用及壽命。目前應(yīng)用到電動汽車中的電池種類繁多，從

21、鉛酸電池到鋰離子電池，再到磷酸鐵鋰電池（比亞迪稱“鐵電池”）。電池技術(shù)發(fā)展可謂之非常迅速，但是目前仍然是價格高、能量密度低，制約電動汽車發(fā)展。2.1.1、各種電池優(yōu)缺點對比類型優(yōu)點缺點備注鉛酸電池價格低安全性高低溫性能好（-4065）耐過充電和過放電能量密度低無法快速充電壽命低（充放電次數(shù)500次）環(huán)境污染（鉛、硫酸）高溫性能差逐漸會被乘用車棄用鋰電池能量密度較高壽命長（充放電次數(shù)1000次）自放電率低高低溫適應(yīng)性強（200）綠色環(huán)保鋰離子電池均需保護線路，防止電池被過充過放電存在安全隱患（控制電路出問題會發(fā)生爆炸）生產(chǎn)要求條件高，成本高、價格高（串聯(lián)電池組的控制電路復(fù)雜，占成本50%）能量密

22、度為鉛酸電池5-6倍磷酸鐵鋰電池（比亞迪“鐵電池”）超長壽命（充放電次數(shù)2000次）安全性高耐高溫（300500）快速充電性能好綠色環(huán)保振實密度較小（等容量電池體積大于鋰離子電池）低溫性能差電池組總單個電池的一致性差高倍率充放電時，實際比容量低（原因是：導(dǎo)電性差、鋰離子擴散速度慢）目前比亞迪車型全部應(yīng)用，但還有技術(shù)問題需克服2.2、超級電容電池超級電容器作為一種新型儲能裝置，具有顯著的特點和優(yōu)勢，可以在某些領(lǐng)域取代傳統(tǒng)蓄電池，在節(jié)能環(huán)保日益成為主題的今天，它的應(yīng)用越來越引起世界各國的重視。正由于超級電容(dinrng)尤其諸多的優(yōu)勢，美國、日本、俄羅斯、瑞士、韓國、法國的一些公司憑借多年(du

23、 nin)的研究開發(fā)和技術(shù)積累，目前處于領(lǐng)先地位。目前(mqin)國內(nèi)從事大容量超級電容器研發(fā)的廠家共有50多家，能夠批量生產(chǎn)并達到實用型使用標(biāo)準(zhǔn)的廠家有10多家。超級電容電池大多應(yīng)用在商用車、專用車上，乘用車上還沒有進行大規(guī)模應(yīng)用。2.2.1、超級電容優(yōu)缺點類型超級電容電池優(yōu)點充電速度快，環(huán)使用壽命長；大電流放電能力超強，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小；功率密度高；綠色環(huán)保；充放電線路簡單；超低溫特性好；檢測方便；高耐壓；缺點超級電容耐電壓太低，儲電量不夠；可靠性很差；單個電容容量不大；耐壓太低；需要專用的充電設(shè)備，使用成本很高；2.3、燃料電池燃料電池是一種能夠持續(xù)的通過發(fā)生在陽極和陰極的氧化

24、還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。燃料電池與常規(guī)電池的區(qū)別在于，它工作時需要連續(xù)不斷地向電池內(nèi)輸入燃料和氧化劑，只要持續(xù)供應(yīng)，燃料電池就會不斷提供電能。燃料電池由陽極、陰極和離子導(dǎo)電的電解質(zhì)構(gòu)成，其工作原理與普通電化學(xué)電池類似，燃料在陽極氧化，氧化劑在陰極還原，電子從陽極通過負(fù)載流向陰極構(gòu)成電回路，產(chǎn)生電流，如圖1。圖1燃料電池(rn lio din ch)的：根據(jù)工作溫度可分為低溫型、中溫型和高溫(gown)型三種。根據(jù)電解質(zhì)的種類可分為：堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和聚合物離子膜燃料電池(PCMFC

25、)。2.3.1燃料電池(rn lio din ch)的優(yōu)缺點類型燃料電池優(yōu)點燃料多樣性；高效能；環(huán)境親和性；可彈性設(shè)置/用途廣；免充電、無火花、低噪音、無廢棄物處理問題、高機動性；缺點燃料電池造價偏高；反應(yīng)/啟動性能差； 碳?xì)淙剂蠠o法直接利用； 氫氣儲存技術(shù)還有待開發(fā)； 氫燃料基礎(chǔ)建設(shè)不足；2.4、氫能氫能被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗祟悓淠軕?yīng)用自200年前就產(chǎn)生了興趣，到20世紀(jì)70年代以來，世界上許多國家和地區(qū)就廣泛開展了氫能研究。中國對氫能的研究與發(fā)展可以追溯到20世紀(jì)60年代初，科學(xué)家為發(fā)展本國的航天事業(yè)，對作為火箭燃料的液氫的生產(chǎn)、H2/O2燃料電池的研制與開發(fā)進行了大量

26、而有效的工作，上文所述氫燃料電池也是利用氫能的先進技術(shù)。以氫氣代替汽油作汽車發(fā)動機的燃料，經(jīng)過日本、美國、德國的許多汽車公司的試驗，在技術(shù)上是可行的，目前主要是廉價氫的來源問題。2.4.1、氫能的特點(tdin)安全(nqun)環(huán)保：氫氣分子量為2, 比空氣輕1/14, 因此，氫氣泄漏于空氣中會自動逃離地面，不會形成聚集。而其他燃油燃?xì)饩鶗奂孛娑鴺?gòu)成易燃易爆危險。無味無毒，不會造成(zo chn)人體中毒，燃燒產(chǎn)物僅為水，不污染環(huán)境。高溫高能：1kg氫氣的熱值為34000Kcal, 是汽油的三倍。氫氧焰溫度高達2800度，高于常規(guī)液氣?？稍偕裕簹淠軄碓从谒紵笥诌€原成水。催化特性：氫

27、氣是活性氣體催化劑，可以與空氣混合方式加入催化燃燒所有固體，液體、氣體燃料。加速反應(yīng)過程，促進完全燃燒，達到提高焰溫、節(jié)能減排之功效。來源廣泛：氫氣可由水電解制取，水取之不盡，而且每kg水可制備1860升氫氧燃?xì)狻?、電動汽車的驅(qū)動形式及能源傳遞路徑電動汽車經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種驅(qū)動形式，目前較為主流的是混合動力驅(qū)動形式、純電動電機驅(qū)動形式（包含輪轂電機驅(qū)動）。以氫為動力的車型，燃料電池類型車型的與純電動車型驅(qū)動系統(tǒng)相同，若以氫氣作為直接燃料的車型其驅(qū)動及能源傳遞形式與目前的燃油汽車相同，但是實現(xiàn)“零排放”。3.1、各種驅(qū)動形式介紹3.1.1、混合動力汽車混合動力汽車（Hybrid

28、Electrical Vehicle, 簡稱HEV) 是指同時裝備兩種動力來源熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機產(chǎn)生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。通過在混合動力汽車上使用電機，使得動力系統(tǒng)可以按照整車的實際運行工況要求靈活調(diào)控，而發(fā)動機保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與排放?；旌蟿恿ο到y(tǒng)分類：根據(jù)混合動力驅(qū)動的聯(lián)結(jié)方式，混合動力系統(tǒng)主要分為以下三類串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式。根據(jù)在混合動力系統(tǒng)中，電機的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功率中占的比重，也就是常說的混合度的不同，混合動力系統(tǒng)還可以分為以下四類微混合動力系統(tǒng)、輕合動力系統(tǒng)、中混合動力系統(tǒng)、完全混合動力系統(tǒng)?；旌蟿恿?dngl)汽

29、車的工作原理：“混合動力”顧名思義，動力是通過“混合”后通過傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輪，最終實現(xiàn)車輛行走。在“混合”與“不混合”的復(fù)雜(fz)系統(tǒng)控制過程中實現(xiàn)燃油經(jīng)濟的目的。鑒于混合動力形式上復(fù)雜多變，下面詳細(xì)介紹一下各種形式的混合動力汽車：串聯(lián)式混合(hnh)動力汽車結(jié)構(gòu)及能量傳遞路徑1、結(jié)構(gòu)2、能量傳遞路徑：a、能量流程圖：電能控制系統(tǒng)實現(xiàn)純電動與混合動力驅(qū)動切換機械能發(fā)電機電能b、工作模式電池能量充足時，車輛無需啟動燃油發(fā)動機，通過電池輸出電能經(jīng)過控制系統(tǒng)驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動電機，經(jīng)過傳動系統(tǒng)最終實現(xiàn)車輪行走。整車的速度控制通過控制系統(tǒng)中的調(diào)速器對驅(qū)動電機發(fā)出指令，達到車速調(diào)整的目的。電池電量耗盡時，控

30、制系統(tǒng)啟動燃油發(fā)動機，并將發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制在經(jīng)濟轉(zhuǎn)速下工作。此時燃料的內(nèi)能釋放轉(zhuǎn)化成機械能，機械能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生的電能通過控制系統(tǒng)傳遞到驅(qū)動電機，最終(zu zhn)驅(qū)動車輪。當(dāng)發(fā)動機工作時，若發(fā)電機產(chǎn)生的電能超過驅(qū)動電機所有的電能則會在控制系統(tǒng)的控制下向電池充電，以達到能量的最大限度使用。目前應(yīng)用此類型混合動力(dngl)模式的量產(chǎn)車型是雪弗蘭沃藍(lán)達（Chevrolet Volt），行業(yè)(hngy)稱此模式為“增程式混合動力系統(tǒng)”。并聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)及能量傳遞路徑1、結(jié)構(gòu)2、能量傳遞路徑：a、能量流程圖機械能電能b、工作模式并聯(lián)式混合(hnh)動力系統(tǒng)實際上是在原有的燃油汽車上

31、增加大容量電池與驅(qū)動電機，將驅(qū)動電機輸出端與發(fā)動機輸出端進行整合，最終將動力傳遞到傳動系統(tǒng)輸入端，實現(xiàn)車輪行走。理論上燃油發(fā)動機與驅(qū)動電機都能單獨驅(qū)動車輛(chling)，但是由于各個廠家對車輛的設(shè)計理念差異，可能會出現(xiàn)一些差異。此種傳動模式即可以實現(xiàn)純電動(din dn)驅(qū)動車輛，又可純?nèi)加万?qū)動車輛，而且在燃油工況下直接通過機械式傳動系統(tǒng)驅(qū)動驅(qū)動車輛，避免了串聯(lián)混合動力系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換過程，效率相對較高，但是整車重量較大。并聯(lián)式混合動力是混合動力的初級階段模式，控制系統(tǒng)要求相對較低。是多數(shù)剛介入混合動力車型研究公司的首選模式。通過把充電設(shè)備植入到車輛中去，可以實現(xiàn)插電式混合動力汽車的初級形式，

32、用戶可以通過民用電網(wǎng)進行充電。最新的發(fā)展情況大都為混聯(lián)式，下面將詳細(xì)介紹混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)?；炻?lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)及能量傳遞路徑1、結(jié)構(gòu)2、能量傳遞路徑a、能量流程圖混聯(lián)混合動力系統(tǒng)能量傳遞路徑能量回收時作為發(fā)電機使用電池充電能量回收電池充電電能機械能制動能量回收過程b、工作(gngzu)模式混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)集成了串聯(lián)、并聯(lián)混合動力的所有工況，可以通過控制系的有機設(shè)置實現(xiàn)智能化的驅(qū)動車輛。從而達到(d do)在任何路面狀況下都能實現(xiàn)最經(jīng)濟的工況行駛，節(jié)能環(huán)保。在制動或怠速時，若車輛燃油發(fā)動機處于工作狀態(tài)，則會通過發(fā)電機向蓄能電池充電(chng din)，不浪費燃油。還可以通過民用電網(wǎng)進行外插

33、式充電，充分利用夜間低谷電價?；炻?lián)式混合動力系統(tǒng)復(fù)雜，整車質(zhì)量大。尤其是電控單元的研發(fā)相當(dāng)高尖端，目前國際上研發(fā)此類車型最成功的是日本豐田公司，已經(jīng)推出多款混合動力車型。豐田普銳斯（TOYOTA Prius）目前仍然是目前科技最先進，量產(chǎn)最多，客戶反響最好的混合動力車型。3.1.2、純電動汽車純電動汽車是一種采用單一蓄電池作為儲能動力源的汽車。它利用蓄電池作為儲能動力源，通過電池向電機提供電能，驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，從而推動汽車前進。從外形上看，電動汽車與日常見到的汽車并沒有什么區(qū)別，區(qū)別主要在于動力源及其驅(qū)動系統(tǒng)。即純電動汽車的電動機相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機，蓄電池相當(dāng)于原來的油箱。電動汽車實現(xiàn)了真

34、正意義的車輛零排放，可以在不減少汽車數(shù)量的前提下解決目前嚴(yán)峻的氣候問題。但是由于電池、控制系統(tǒng)成本昂貴，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)還有待技術(shù)進步。另外一次充電續(xù)駛里程較短，也不利于大規(guī)模推廣。目前純電動汽車可以分為(fn wi)三類：基礎(chǔ)(jch)式純電動汽車、調(diào)速電機式純電動汽車、輪轂電機式純電動汽車?；A(chǔ)(jch)式純電動汽車最為簡單，僅僅是將發(fā)動機換成了電動機，傳動系統(tǒng)（變速器、主減速器）仍存在，現(xiàn)在多用在大型商用車及小型觀光專用車上。調(diào)速電機式純電動汽車式目前采用較為廣泛的一種形式，通過控制系統(tǒng)調(diào)速驅(qū)動電機直接從而實現(xiàn)車速變化，傳動系統(tǒng)簡化為只有主減速器。國內(nèi)外乘用車生產(chǎn)企業(yè)大多都采用此種形式。輪

35、轂電機式純電動汽車作為概念性產(chǎn)品目前只是在概念車中使用，沒有大規(guī)模進行推廣。電動自行車便是輪轂電機驅(qū)動車輛行駛。下面對上述三種形式的穿電動汽車加以介紹：1、結(jié)構(gòu)形式基礎(chǔ)式純電動汽車調(diào)速電機式純電動汽車輪轂(lng)電機式純電動汽車2、工作(gngzu)模式純電動汽車都是通過蓄能電池存儲能量，通過驅(qū)動(q dn)電機將電能在轉(zhuǎn)化為機械能，實現(xiàn)車輛行走。目前純電動汽車的生產(chǎn)企業(yè)很多，具有代表性的有日產(chǎn)、比亞迪。國內(nèi)其他企業(yè)江淮、奇瑞、長城等也在進行純電動汽車研發(fā)，采用的形式多為調(diào)速電機式純電動汽車。目前全球最具有代表性的車型為日產(chǎn)聆風(fēng)（NISSAN Leaf）。3.1.3、氫動力汽車氫動力汽車一般

36、有兩種形式：一是直接將氫氣作為燃料，采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機及傳動機構(gòu)實現(xiàn)車輛行走，原理與普通燃油汽車相同。另一種是將氫氣作為燃料電池的原料，通過燃料電池產(chǎn)生電能驅(qū)動電機使車輛行走，此種形式與電動汽車原料與電動汽車相同。故此兩種形式都不再作詳細(xì)介紹。4、電動汽車興起傳動系統(tǒng)能否發(fā)生變革能源形式的變化必將使傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生深刻的變革，最終將會變成何種傳動形式仍然不能確定，關(guān)鍵還是取決于電池技術(shù)、可再生能源（氫氣）制取技術(shù)、驅(qū)動電機技術(shù)、控制系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的進步。通過對各種形式電動汽車的深入了解及各國政策的導(dǎo)向，本文作者做出如下推測：4.1、傳統(tǒng)傳動是否會消失雖然目前石油能源危機及全球氣候問題嚴(yán)峻，但是支

37、撐電動汽車發(fā)展的各種關(guān)鍵技術(shù)還有待提高。同時各種零部件的價格很高，質(zhì)量穩(wěn)定性差，也是制約電動汽車快速發(fā)展的原因。另外電動汽車在國外已經(jīng)有三十多年的發(fā)展史，目前能批量生產(chǎn)的還是寥寥無幾，國內(nèi)汽車行業(yè)落后歐美、日韓多年，電動汽車發(fā)展也會滯后。故傳統(tǒng)內(nèi)燃機式汽車還會在很長時間內(nèi)長期存在。目前XX車橋的業(yè)務(wù)板塊的驅(qū)動橋部分也不會迅速面臨市場萎縮的危險。4.2、“十二五”及“十三五”期間(qjin)國內(nèi)電動汽車傳動(chundng)形式預(yù)測國內(nèi)大部分汽車(qch)企業(yè)對整車的開發(fā)還尚處于懵懂的正向設(shè)計階段，自主研發(fā)能力相對薄弱，對汽車動力總成匹配與調(diào)校仍然沒有達到國際水平。甚至針對目前傳統(tǒng)的燃油汽車的動

38、力總成及底盤布置也沒有那個汽車公司獨立開發(fā)完成。在此背景下，是無法進行混合動力系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)與調(diào)試。因為混合動力之所以要混合目的是節(jié)油，需要對汽車在行駛中的各種工況（路況）進行測試模擬，最終形成一套最佳的方案燃油經(jīng)濟性最好。借助這個方案來進行混合動力中CAN總線的設(shè)計開發(fā)，最終達到汽車從靜止怠速啟動加速制動停止整個過程中每個時刻都為燃油經(jīng)濟性最佳。由此可見混合動力車型如要在短時間內(nèi)推行是很困難的受制于技術(shù)條件薄弱制約。而純電動汽車，特別上上文中提到的“調(diào)速電機式純電動汽車”從技術(shù)角度來說相對簡單，省去大多數(shù)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，直接通過調(diào)速電機輸出動力作用于主減速器，最終驅(qū)動汽車。國內(nèi)車企實現(xiàn)此種電動汽車模式相對容易。同時國家也鼓勵此類型的電動汽車大規(guī)模生產(chǎn)。對于XX車橋目前的產(chǎn)品，多以SUV、輕客、皮卡后橋為主，此類車型若電動化，對主驅(qū)動的后橋來說面臨一些挑戰(zhàn)。由于驅(qū)動電機主軸橫直能使車輛布置上更容易，便于驅(qū)動電機與驅(qū)動橋總成集成裝配。同時圓柱斜齒輪傳遞效率稍高且價格相對便宜。綜合上述因素可能需要開發(fā)圓柱斜齒輪作為主減速器主被動齒輪的后驅(qū)動橋（同目前轎車主減速器結(jié)構(gòu)類似）如下圖2?；诖朔N類型的主減速器也可以輕松的實現(xiàn)斷開式驅(qū)動橋模式，靈活方便。常規(guī)差速器總成分體式橋殼兩對圓柱斜齒輪主減速器電動機輸入動力軸圖2XX車橋一直(yzh)致力于開發(fā)錐齒輪主減速器前、后