混合动力汽车和电动汽车的市场开发
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混合动力汽车和电动汽车的市场开发

为了响应节能趋势,汽车行业开发了混合动力汽车和电动汽车。混合动力汽车和纯电动汽车属于当前绿色汽车发展的两大趋势。根据其设计理念和结构差异,实际上HEV和EV都可以细分为不同的类型。
出版日期:2021年5月26日
混合动力汽车和电动汽车的市场开发

油电混合动力系统的分类是什么?

混合动力汽车的基本结构是发动机+电动机(两个动力系统)加上控制模块、电池组等。从电力系统的匹配方式来看,可分为串联、并联和串并联三种。

油电混合动力系统分类方法1:串联

系列混合动力-车辆主要由电动机驱动,发动机仅用于发电和充电。

串联混合动力设计主要由电动机驱动,发动机的工作速率通常低于电动机的工作速率。电机仅用于驱动发电机发电,为电池组供电。电池组提供电动机运行所需的电力。这种设计更接近于电动汽车的基础,只是它比电动汽车拥有更多的发电机组(发动机)。

该系列混合动力汽车仅由一台电机驱动,因此其电机规格更高、更大。这种设计的优点是驱动力的控制方式比较简单。就像电动汽车一样,它只需要控制电流,不需要像传统的发动机汽车那样配备变速箱。另一个优点是发动机只负责稳定运行和发电,因此更容易控制其污染程度,发动机配置位置也更加灵活。

对于串联混合动力设计的缺点,发动机仅用于发电和充电,因此能源利用效率较低,对车辆的性能没有贡献。并联混合动力设计目前主要用于大型车辆,如混合动力公共汽车。

混合油电系统分类方法二:并联式

并联混合动力-发动机直接连接到电动机。发动机是主要动力,电动机是辅助动力。

并联混合动力设计的特点是发动机与电机直接连接,动力输出在同一轴上。在本设计中,发动机是驱动车辆的主要动力系统,电动机具有辅助性质。由于电机只是辅助位置,所以多为小功率、小型化电机,电机同时也是发电机。

并联混合动力设计是在传统发动机动力系统的基础上进行的。优点是在发动机和变速箱之间只增加了一个圆盘状的马达。与传统发动机汽车相比,机械结构没有太大变化,因此更容易实现。增加一个电动机可以改善一些舒适度(比如安静),但缺点是电动机只提供所需总功率的一小部分,因此在提高性能方面的好处有限。它属于轻度混合动力设计。

混合油电系统分类方法三:串联和并联

串并联混合动力- THS(丰田混合动力系统)使用行星齿轮机构连接三个电源:发动机,1号电机和发电机(MG1), 2号电机和发电机(MG2)。这三个动力系统由一个复杂的PCU控制系统协调,以更有效地驱动车辆。

由于有多达三个电源组成了这个混合动力系统,电机必须频繁地在驱动车辆的电机或为电池组充电的发电机的两个角色之间切换。根据不同的情况,最大的挑战在于PCU控制系统。如果PCU不称职,它将导致其他问题。

电动汽车有哪些分类?

电动汽车分类:纯电动汽车

顾名思义,电动汽车是以电池为能源,由电动机驱动的车辆。它的英文名字是Electric car或Electric vehicle,简称EV。但实际上,所谓由电动机驱动的电动汽车主要有以下几大类:

纯电动汽车只配备电池,电池是驱动车辆的唯一能源。这种汽车也被称为纯电池电动汽车,简称bev。(电池组仍然必须通过电缆连接到外部电源进行充电。)

电动车的EV分类:插电式电动车

插电式混合动力汽车,简称PHEV,应属于HEV混合动力汽车的范畴。它也有两个动力系统,一个发动机和一个电动机,但它比混合动力汽车多一套动力系统。充电插头可以使用专用充电器、充电站,甚至家用插座为汽车上的电池组充电。在市区短途通勤时,可采用纯电动模式行驶。在中长途行驶中,以发动机为主要动力源,电动机为辅,就像HEV混合动力汽车的运行方式一样。其电池组容量小于纯电动汽车,但大于混合动力汽车。

电动汽车分类:增程式发动机电动汽车。增程式发动机电动汽车可以代表奥迪A1 e-Tron。虽然车辆完全由电动马达驱动,但它也配备了一个小排量转子发动机,旨在为电池组充电。由于其设计可以增加行驶里程,因此被称为“增程式发动机电动车”。

电动汽车分类:氢燃料电池电动汽车

氢燃料电池电动汽车,也被称为燃料电池电动汽车(FCEV),使用电动机作为动力源。氢燃料电池利用空气中的氢气或含氢物质和氧气来发电,从而驱动电动机为汽车提供动力。燃料电池普及的门槛在于氢气的储存和补充。氢气的生产也需要消耗能源并产生碳排放。

太阳能电动汽车使用太阳能电池板发电,并为发动机提供动力来驱动汽车。这种看似自然的获取能源的方式完全受天气条件的影响。

终极绿色汽车——纯电动汽车

纯电动汽车具有零油耗、零污染、低噪音等优点,被视为后石油时代的交通工具。然而,电池技术,包括体积缩小、容量最大化、快速充电技术等,仍然需要更多的关键突破。否则,他们将永远受到过多的重量和体积以及低耐力的障碍的限制。能量补充速度快,技术突破要实现普及。

混合动力汽车的发展趋势

混合动力汽车已经成为国际趋势,中国的电动汽车发展优势也是多元化的。

受益于中国新版新能源汽车积分制度以及欧美日市场的拓展,油电混合动力汽车的市场商机备受关注。

今年6月,中国政府宣布了一项新的积分制度,积分对油电混合动力汽车的重要性大大提高。最初,油电混合动力汽车在中国被视为传统汽车,不具备积分资格。然而,在新制度下,他们开始有了市场价值的积分。此外,大众汽车还宣布,到2020年,其主流车型将开始引入混合动力系统,这将使电池行业的触角从中高端汽车扩大到大众汽车。虽然电动汽车还需要克服充电环境的基础设施问题,但传统汽油车已经开始掀起混合动力平价的浪潮。

混合动力市场目前分为两大主流,即欧洲的轻度/微型混合动力和日本汽车制造商的强混合动力。从各国的发展来看,混合动力市场的主要驱动力仍然来自于逐年出台的更加严格的排放法规。在48V微型混合动力系统方面,预计欧洲将在2020年至2021年全面实施二氧化碳排放不超过95克/公里的严格限制。这尤其会影响到市场份额较大的中型主流车市场。

由于专利和成本不具优势,欧洲引入汽油-电力混合动力系统的速度很慢。能够满足最基本排放标准要求,并能有效控制成本的汽油车,以及改装较少的微混合动力/轻型混合动力汽车是主要生产的车型。目前,油电混合动力系统的使用已逐步推广到主流车型。

至于日本,它主要是基于全混合动力。日本将形成一个以混合动力汽车甚至插电式混合动力汽车(phev)为主的市场。主要原因是研发阶段相对较早,整体研发投入较低,将整车成本维持在中档价位。随着电池价格的下降,日本汽车制造商也逐渐从镍氢电池转向锂电池。随着充电环境的改善,近年来汽车也从以混合动力为主转向插电式混合动力系统。

近年来,中国也开始关注汽油车的节油率。中国政府计划从2015年到2020年,将平均油耗从每百公里6.9升降低到每百公里5升。新能源汽车将成为满足油耗和排放要求的关键。中国发展新能源汽车的时间很长,但在补贴数量的引导下,大部分是纯电动汽车。混合动力汽车将成为欧美日市场的主要车型,其增长速度将超过纯电动汽车。在新积分制度的推动下,中国能否跟上混合动力的发展趋势,也将是未来关注的焦点。

混合动力汽车的整体电池消耗增长了近50%,汽车制造商将优先考虑锂电池

在电池系统方面,虽然一些汽车制造商已经开发了12V或48V的微混合动力系统,但48V的设计可以支持轻度混合动力。整体电池设计仍将保留12V电池,仅在负载较重时切换,例如转换为48V以驱动空调压缩机。电压系统在12V以上的混合动力汽车,可以选择铅酸电池和锂电池。铅酸电池成本低,但占用空间较大。为了实现轻量化设计,大多数汽车制造商将优先考虑电压在12V以上的系统使用锂电池。在12V以上油电混合动力汽车持续增长的推动下,2019年油电混合动力汽车整体电池消耗量(锂电池和镍氢电池,不包括12V铅酸电池)同比增长49%。

2021年5月26日发布 来源:杂志型图书,资料来源:energytrend

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