導(dǎo)讀:早在汽車普及早期,純電動車就與內(nèi)燃機(jī)車、蒸汽動力車并存過一段時間。
自從國家大力支持發(fā)展新能源汽車以來,政策、成本等因素促使新能源汽車市場增長迅速,如今國內(nèi)新能源汽車市場早已打開。
目前,市場上主要有純電動、氫燃料、混合動力等幾種新能源汽車技術(shù)。那么,哪一種技術(shù)會成為未來主流呢?
關(guān)于這個問題,其中牽扯太多,不能簡單的只看汽車技術(shù)本身,還得看能源開發(fā)冶煉技術(shù)、配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、市場走向、未來前景、民眾態(tài)度、新的能源發(fā)現(xiàn),甚至包括政治走向等諸多問題。
近兩年,未來汽車電動化,相對而言呼吁比較高,那我們就來分析一下純電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀,以及未來前景。
純電動汽車的核心零部件便是動力電池,分析純電動汽車,我們可以從電池的壽命、成本、污染、續(xù)航里程、充電樁等幾個方面進(jìn)行分析。
從電池壽命方面來看,目前電動汽車主要以鋰電池為主。純電動汽車電池持續(xù)輸出電力時,無法像傳統(tǒng)混合動力汽車一樣淺充淺放,因此壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于傳統(tǒng)混合動力電池組。此外,由于鋰電池本身的特性,在完全充放電時,會對電池壽命造成較大影響。
從電池成本方面來看,目前純電動汽車使用的電池能量密度還比較低,所以純電動汽車的價格相對比較高。例如,日產(chǎn)leaf在虧本銷售情況下,售價約是2.7萬美元,相比同類型家用車高了出萬美元左右;而混合動力車型只高出4000美元左右,且還能盈利。
不過,純電動汽車主要成本在電池,而電機(jī)成本較低,因此在汽車驅(qū)動方式上有更多的選擇。比如,增加一個電機(jī)就能夠在沒有傳動軸和中央差速鎖的情況下,低成本實現(xiàn)四驅(qū),且前后軸動力分配可以任意切換,還沒有時滯。
此外,得益于電控技術(shù)的提高,純電動汽車還可以實現(xiàn)輪轂電機(jī),四個電機(jī)直接驅(qū)動四個車輪,這樣車輛轉(zhuǎn)彎時的差速問題也得以解決,普通汽車的傳動軸,差速器都可以取消,轉(zhuǎn)彎半徑可以無限小,側(cè)方停車可以采用橫向進(jìn)入的方式,同時四個輪子可以分別控制動力。這就在傳動方面大大的降低了成本,同時提升了性能。
從續(xù)航里程方面來看,受限于電池成本、重量,以及電池管理技術(shù),電動汽車普遍續(xù)航里程都比較低。
目前,家用燃油車普遍高速續(xù)航里程在一千公里左右,而電動汽車只能達(dá)到幾百公里,例如,特斯拉按EPA測試的是426公里,比亞迪E6則在200公里左右,其他車型最高的也只有一百公里左右。
從電池污染方面來看,由于電池壽命的問題,純電動車跑30萬公里左右路程,要使用三組巨量電池,這就會產(chǎn)生巨大的污染,就現(xiàn)階段的技術(shù)而言,超過了內(nèi)燃機(jī)排放的污染。
不過,雖然電池本身有污染,但相對容易集中處理,而內(nèi)燃機(jī)尾氣排放很難集中處理,且因為內(nèi)燃機(jī)尾氣,及其形成的霧霾集中在人口密集的城市,影響到的人口較多,綜合來看危害更大。
此外,因為從充電到電池驅(qū)動電機(jī)的過程中,電池能量損失較少,而大型火電廠將化石燃料轉(zhuǎn)化成電力的效率要高于汽車內(nèi)燃機(jī)化石燃料燃燒驅(qū)動齒輪的效率,所以即使發(fā)電來源都為火電,電動車驅(qū)動車輛的成本與排放都較低。
從充電設(shè)施方面來看,由于家用充電速度較慢,且無法在旅行外出時使用,需要有足夠的充電設(shè)施才能更方便純電動車的普及,但現(xiàn)如今純電動汽車用戶還比較少,充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)很難做到完善,且目前充電站成本要比加油站高。
此外,從相對集中的快速傳統(tǒng)加油站,到相對分散的慢速充電樁的轉(zhuǎn)變,需要廢棄大量已有的基礎(chǔ)設(shè)施,建設(shè)大量新的基礎(chǔ)設(shè)施,城市規(guī)劃需要改變,人們的生活方式也需要改變,中間也會造成大量浪費。
從發(fā)展歷程方面來看,其實早在汽車普及早期,純電動車就曾與內(nèi)燃機(jī)車、蒸汽動力車并存過一段時間。那是屬于純電動車、內(nèi)燃機(jī)車、蒸汽動力“三足鼎立”的時代。
一開始,純電動車較內(nèi)燃機(jī)車有發(fā)展優(yōu)勢。因為那時候加油站還不曾普及,內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)也不夠成熟,且噪音、尾氣、振動等問題都還很嚴(yán)重。而純電動車則沒有內(nèi)燃機(jī)的高噪音與振動等問題,也沒有燃?xì)馊紵臅r滯,極為安靜,且動力響應(yīng)較為迅猛,加上電動機(jī)低轉(zhuǎn)速扭矩大,性能也較強(qiáng)。
此外,內(nèi)燃機(jī)車在發(fā)動時還要像發(fā)動早期拖拉機(jī)一樣手搖,因此那時候人們普遍選擇電動車。但是由于充電速度、續(xù)航、壽命、成本是電動車發(fā)展的硬傷,因此電動車最終被內(nèi)燃機(jī)車取代。
雖然電動車存在充電速度、續(xù)航、壽命、成本等問題,但只要充電技術(shù)或電池容量密度兩者之中有一樣取得突破,就可以解決續(xù)航問題與電池更換成本問題。以下提出幾點解決思路:
1、如果在先有的體積重量和成本上能夠承載更高的能量,就能在電池體積重量不變的情況下增加續(xù)航里程,從而推動電動車銷量上漲,并進(jìn)一步壓低電池成本。
2、如果續(xù)航里程不變,而體積重量下降,節(jié)省驅(qū)動需要的能量,在成本大幅降低的同時,小幅增加續(xù)航并降低能耗,也能夠推動電動車銷量上漲并進(jìn)一步降低成本。
3、從充電技術(shù)來看,如果充電站普及,就可以解決充電難的問題。而如果充電速度比目前特斯拉超級充電站更快,也不用太高的普及率就能方便出行。
綜上來看,只要任意突破項,就能減少電池組體積與更換成本,且進(jìn)一步提高電動車銷量,通過增加規(guī)模,降低電池生產(chǎn)成本。
自從國家大力支持發(fā)展新能源汽車以來,政策、成本等因素促使新能源汽車市場增長迅速,如今國內(nèi)新能源汽車市場早已打開。
目前,市場上主要有純電動、氫燃料、混合動力等幾種新能源汽車技術(shù)。那么,哪一種技術(shù)會成為未來主流呢?
關(guān)于這個問題,其中牽扯太多,不能簡單的只看汽車技術(shù)本身,還得看能源開發(fā)冶煉技術(shù)、配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、市場走向、未來前景、民眾態(tài)度、新的能源發(fā)現(xiàn),甚至包括政治走向等諸多問題。
近兩年,未來汽車電動化,相對而言呼吁比較高,那我們就來分析一下純電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀,以及未來前景。
純電動汽車的核心零部件便是動力電池,分析純電動汽車,我們可以從電池的壽命、成本、污染、續(xù)航里程、充電樁等幾個方面進(jìn)行分析。
從電池壽命方面來看,目前電動汽車主要以鋰電池為主。純電動汽車電池持續(xù)輸出電力時,無法像傳統(tǒng)混合動力汽車一樣淺充淺放,因此壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于傳統(tǒng)混合動力電池組。此外,由于鋰電池本身的特性,在完全充放電時,會對電池壽命造成較大影響。
從電池成本方面來看,目前純電動汽車使用的電池能量密度還比較低,所以純電動汽車的價格相對比較高。例如,日產(chǎn)leaf在虧本銷售情況下,售價約是2.7萬美元,相比同類型家用車高了出萬美元左右;而混合動力車型只高出4000美元左右,且還能盈利。
不過,純電動汽車主要成本在電池,而電機(jī)成本較低,因此在汽車驅(qū)動方式上有更多的選擇。比如,增加一個電機(jī)就能夠在沒有傳動軸和中央差速鎖的情況下,低成本實現(xiàn)四驅(qū),且前后軸動力分配可以任意切換,還沒有時滯。
此外,得益于電控技術(shù)的提高,純電動汽車還可以實現(xiàn)輪轂電機(jī),四個電機(jī)直接驅(qū)動四個車輪,這樣車輛轉(zhuǎn)彎時的差速問題也得以解決,普通汽車的傳動軸,差速器都可以取消,轉(zhuǎn)彎半徑可以無限小,側(cè)方停車可以采用橫向進(jìn)入的方式,同時四個輪子可以分別控制動力。這就在傳動方面大大的降低了成本,同時提升了性能。
從續(xù)航里程方面來看,受限于電池成本、重量,以及電池管理技術(shù),電動汽車普遍續(xù)航里程都比較低。
目前,家用燃油車普遍高速續(xù)航里程在一千公里左右,而電動汽車只能達(dá)到幾百公里,例如,特斯拉按EPA測試的是426公里,比亞迪E6則在200公里左右,其他車型最高的也只有一百公里左右。
從電池污染方面來看,由于電池壽命的問題,純電動車跑30萬公里左右路程,要使用三組巨量電池,這就會產(chǎn)生巨大的污染,就現(xiàn)階段的技術(shù)而言,超過了內(nèi)燃機(jī)排放的污染。
不過,雖然電池本身有污染,但相對容易集中處理,而內(nèi)燃機(jī)尾氣排放很難集中處理,且因為內(nèi)燃機(jī)尾氣,及其形成的霧霾集中在人口密集的城市,影響到的人口較多,綜合來看危害更大。
此外,因為從充電到電池驅(qū)動電機(jī)的過程中,電池能量損失較少,而大型火電廠將化石燃料轉(zhuǎn)化成電力的效率要高于汽車內(nèi)燃機(jī)化石燃料燃燒驅(qū)動齒輪的效率,所以即使發(fā)電來源都為火電,電動車驅(qū)動車輛的成本與排放都較低。
從充電設(shè)施方面來看,由于家用充電速度較慢,且無法在旅行外出時使用,需要有足夠的充電設(shè)施才能更方便純電動車的普及,但現(xiàn)如今純電動汽車用戶還比較少,充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)很難做到完善,且目前充電站成本要比加油站高。
此外,從相對集中的快速傳統(tǒng)加油站,到相對分散的慢速充電樁的轉(zhuǎn)變,需要廢棄大量已有的基礎(chǔ)設(shè)施,建設(shè)大量新的基礎(chǔ)設(shè)施,城市規(guī)劃需要改變,人們的生活方式也需要改變,中間也會造成大量浪費。
從發(fā)展歷程方面來看,其實早在汽車普及早期,純電動車就曾與內(nèi)燃機(jī)車、蒸汽動力車并存過一段時間。那是屬于純電動車、內(nèi)燃機(jī)車、蒸汽動力“三足鼎立”的時代。
一開始,純電動車較內(nèi)燃機(jī)車有發(fā)展優(yōu)勢。因為那時候加油站還不曾普及,內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)也不夠成熟,且噪音、尾氣、振動等問題都還很嚴(yán)重。而純電動車則沒有內(nèi)燃機(jī)的高噪音與振動等問題,也沒有燃?xì)馊紵臅r滯,極為安靜,且動力響應(yīng)較為迅猛,加上電動機(jī)低轉(zhuǎn)速扭矩大,性能也較強(qiáng)。
此外,內(nèi)燃機(jī)車在發(fā)動時還要像發(fā)動早期拖拉機(jī)一樣手搖,因此那時候人們普遍選擇電動車。但是由于充電速度、續(xù)航、壽命、成本是電動車發(fā)展的硬傷,因此電動車最終被內(nèi)燃機(jī)車取代。
雖然電動車存在充電速度、續(xù)航、壽命、成本等問題,但只要充電技術(shù)或電池容量密度兩者之中有一樣取得突破,就可以解決續(xù)航問題與電池更換成本問題。以下提出幾點解決思路:
1、如果在先有的體積重量和成本上能夠承載更高的能量,就能在電池體積重量不變的情況下增加續(xù)航里程,從而推動電動車銷量上漲,并進(jìn)一步壓低電池成本。
2、如果續(xù)航里程不變,而體積重量下降,節(jié)省驅(qū)動需要的能量,在成本大幅降低的同時,小幅增加續(xù)航并降低能耗,也能夠推動電動車銷量上漲并進(jìn)一步降低成本。
3、從充電技術(shù)來看,如果充電站普及,就可以解決充電難的問題。而如果充電速度比目前特斯拉超級充電站更快,也不用太高的普及率就能方便出行。
綜上來看,只要任意突破項,就能減少電池組體積與更換成本,且進(jìn)一步提高電動車銷量,通過增加規(guī)模,降低電池生產(chǎn)成本。