纯电动汽车与传统汽车的比较

纯电动汽车与传统汽车的比较

XX

（湖北汽车工业学院湖北十堰 442001）

摘要：本文从结构原理、综合性能、商业模式对纯电动汽车和传统汽车作出比较，并强调电动汽车是未来汽车工业发展的方向。

关键词：纯电动汽车燃料汽车结构原理综合性能商业模式Abstract：The paper comparised battery electric vehicle with ftraditional car from the structure principle ,performance and business model; and emphasizes the electric vehicles is the direction of future automotive industry development. Keywords: Battery electric vehicle Fuel vehicle Structure principle Comprehensive performance Business model

汽车工业的快速发展在促进着世界经济的发展和给人们带来便捷的同时，也展现出了其双刃剑的另一面，给能源和环境带来了严重的问题。“能源、环境和安全成为了21世纪世界汽车工业发展的3大主题”。其中能源和环境问题作为全球面临的重大挑战和制约汽车行业持续发展的症结所在，更成为重之重。电动汽车使用电能作为动力能源，而电能具有来源广、清洁无污染等特点，电动汽车将逐步代替传统汽车，成为21世纪汽车行业的发展热点。本文就结构原理、综合性能、商业模式等方面来分析纯电动汽车和传统燃料汽车的异同。

1结构原理

燃料汽车主要有发动机、底盘、车身和电器4大部分组成，纯电动汽车的结构与燃油汽车相比，主要是采用蓄电池取代传统汽车的发动机，通过反应将电池的化学能转变为电能，在经过电动机和控制器，把电能转化为驱动轮的动能；另外和传统燃料汽车不同的是，电动汽车的制动可以进行制动能量回收，即常说的制动回馈，而传统汽车做不到。图1为纯电动汽车的动力系统结构图，传力路线如图1所示，整车的能量由蓄电池单独提供。

电动汽车的基本结构系统可分为3个子系统：电力驱动子系统、主能源系统和辅助控制子系统，如图2所示。其中电力驱动子系统由电控系统、电机、机械传动系统和驱动车轮等部分组成；主能源系统由电源盒能连管理系统构成，能量管理系统能实现能源利用监控、能量再生、协调控制等作用；而辅助控制系统主要包括辅助动力源、动力转向系统、辅助装置等。

与燃油汽车相比，纯电动汽车的结构更加灵活。燃油汽车的能量主要通过刚性联轴器和传动轴传递，而电动汽车的能量主要是通过柔性的电缆电线。

传统汽车的驱动系统主要包括离合器、变速器、万向传动装置、减速器、差速器、半桥等；而电动汽车驱动系统有多种形式，如下图3所示。

图3 电动汽车的驱动系统布置方案

图3（a）的这种布置形式的牵动汽车是在传统汽车基础上发展而来，所以其布置形式和传统汽车的驱动系统的布置形式是一样的；用一个固定速比的减速器代替了多速变速器，同时去掉离合器，实现了无变速器的传动，如图3（b）所示，这样的布置形式节省看机械传动结构的重量和体积，同时也减少了由于换挡带来的控制困难；图3（c）所示的布置形式与（b）相类似，但是驱动电机、固定速比减速器和差速器被进一步融合为一个整体，布置在驱动轴上，使得整个驱动系统大大简化和集成化；图3（d）所示的布置形式在（c）的基础，差速器被两个独立的牵引电机所代替，实现了无差速器传动；为了进一步简化系统，牵引电机与车轮之间取消了传统的传动轴，由驱动电机直接驱动车轮前进，如图3（e）所示，同时一个单排的行星齿轮用来减小转速和增强转矩，以满足不同工

况要求；在完全舍弃了驱动电机和驱动轮之间机械传动装置后，轮毂电机的外转子直接连接在驱动轮上，驱动电机转速控制与车轮控制融为一体，构成了所谓的双轮毂电机时车速控制变得简单，如图3（f）所示。

2综合性能

与传统汽车相比，电动汽车具有无污染、噪声低，能源效率高等等优势。以下将从排放性、能源效率和经济性来进行比较。

2.1排放性

电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，其排放集中体现为燃烧煤火电厂对大气的排放，而传统内燃汽车的排放为尾气直接排放。下表1是长城推出的一款名为“欧拉Ⅱ”的新能源电动汽车与传统汽车排放性比较。

表1 传统汽车与电动汽车排放性比较

kg/100km

由表1可知，电动汽车较传统汽车而言，向大气排放的有害气体的种类有所减少，基本不含CO和HC（碳氢化合物），而CO和HC正是大气污染中危害最大的气体成分。对于NOx和SO2两项，直接排放量然比较小，且发电厂已经采取一系列积极措施，如投运脱硫、脱硝工程，以减少NOx和SO2的排放。对于两者排放废气中占绝大多数的CO2，电动汽车的排放量减少了约31%，这对缓解温室效应引起的全球变暖及气候异常有较大的作用。

另外电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机在运转时噪声比内燃机小。2.2能源效率

经过大量研究表明，电动汽车能源效率已远远超过汽油机汽车。特别是在城市运行工况，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车更适宜。电动汽车停止时

不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。有些研究表明，同样的原有经过粗炼，送至发电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，后再经过汽油机驱动汽车要高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。

再者，目前国内电力院的构成在逐步发生变化，谁能、风能、核能、地热能、潮汐能多种能源的不断兴起，将使电动车的环保优势更加凸显，也更符合能源安全的要求。

2.3经济性

目前关于纯电动汽车经济型的指标很多，但只限制在电动汽车领域进行计算比较，不能直接与传统燃油汽车经济型进行比较分析，需建立一个指标使两者的额经济型具有可比性。本文采用“能源费率”作为统一的指标进行比较。所谓能源费率是指车辆行驶单位里程消耗能量索菲的货币量，其单位为元/100km。选取丰田汽车公司生产的纯电动汽车RA V4EV和燃油汽车RA V4作比较，如下表2是在2008年运转循环工况下的全寿命经济性比较。

表2 RA V4EV和RA V4的全寿命经济性比较