电动汽车原理与构造(第2版)
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第四节 电动汽车的发展趋势和特点

1.世界各国制定战略规划支持电动汽车的发展

发展新能源汽车是世界共识,中国、美国、德国、日本在新能源汽车研发方面进展迅速。中国自“十五”计划以来,连续启动新能源汽车重大专项和重点项目,按照“三纵三横”技术布局,稳步推进新能源汽车整车和零部件的关键技术攻关,取得明显成效,纯电动客车“总体技术处于国际先进水平”,能耗指标“国际领先”。以2008年北京奥运会为平台,首次实现我国“百辆级”新能源汽车的集中示范,特别是在奥运零排放区昼夜不间断运行的50辆纯电动公交车,表现出优良的性能,成功完成“零故障运行”的最高国家目标,为2008奥运会做出了重要贡献。以2010年上海世博会为平台,首次实现我国“千辆级”新能源汽车的集中示范,其中在世博园区内运行的120辆纯电动客车半年内经受住高温高湿环境考验,载客9018万人次,车辆完好率99.8%。以国家新能源汽车“十城千辆”示范城市项目为牵引,25个示范城市成功推广应用新能源汽车3.98万辆,我国新能源汽车应用规模达到“万辆”级。2014年,在国家新一轮新能源汽车示范项目的拉动下,我国新能源汽车应用规模提升加速,行业称2014年为“中国新能源汽车推广元年”,仅2014年当年全国新能源汽车销量就达74763辆,其中纯电动汽车占比60.3%。截至2016年底,我国新能源汽车保有量达到109万辆,其中纯电动汽车保有量为74.1万辆,占比达到67.98%。得益于纯电驱动战略的实施,我国新能源汽车和纯电动汽车的应用规模呈几何级数增长,可以说中国新能源汽车发展已经进入快车道,已成为世界上新能源汽车保有量最大的国家。

2.电动汽车技术发展呈现多样化趋势

各种高新技术的应用赋予纯电动汽车新的生命力。纯电动汽车技术当前的发展趋势主要表现为各种高新技术的广泛应用、形式多样化、示范运行和商业推广全面展开。纯电动汽车设计理论、动力系统集成优化技术不断发展,节能效果不断提高;高性能的锂离子电池、镍氢电池取代传统的铅酸电池,电池成组应用技术受到重视;高效的一体化电力驱动系统取代了传统的直流电机;电动辅助系统的广泛应用提高了整车能量利用效率和性能;网络控制系统的应用促进了电动汽车的模块化和智能化;轻量化技术和电器结构安全性技术得到了系统的应用。纯电动汽车技术表现为以城市公共交通、园艺保洁等应用为主的纯电动公交车、环卫车和以个人日常代步出行为主的小型纯电动汽车两个发展特点,“控制分层和网络化、车载电源标准和模块化、动力传动高度集成和线传化”成为技术发展的主流。

混合动力电动汽车商业化步伐加快。受汽车节能和排放法规日趋严格以及各国政府对新能源汽车优惠政策陆续出台的影响,混合动力汽车已由小批量生产开始进入快速增长阶段。在美、日、欧等国家和地区得到商业化的推广应用。以丰田THS、本田IMA、欧美Dual-mode以及多种形式的BSG/ISG轻度混合等为代表的混合动力技术发展迅速,混合动力专用发动机技术和混合度的不断提高(纯电动行驶里程的不断延展)成为混合动力汽车技术的发展特点。同时,混合动力汽车研发的技术储备也为未来汽车能源、动力的多样化提供了经验,“混合电源(多电源混合)、混合发动机(电机+内燃机集成设计)、混合动力总成”等深层次全方位的混合动力设计成为混合动力汽车技术发展的总趋势。

燃料电池电动汽车仍被寄予厚望,技术得到深入发展。在未来20年,燃料电池汽车的应用速度也会加快,“提高燃料电池动力系统的可靠性和环境适应性、降低系统成本、完善制氢-储氢-加氢站基础设施网建设”仍是技术攻关的关键,并将直接决定着燃料电池汽车商业化的时间表,“混合动力、燃料电池和电传动的集成化设计、分布式网络化控制”成为技术发展的主流。

作为共性技术,电驱动、动力电源、整车集成和控制优化始终是电动汽车技术攻关的核心和焦点,并随着技术的进步,表现出多样化的解决方案、优良的性能和新的特点。作为电动汽车技术发展的关键,高功率密度电驱动技术、动力电池组的成组应用技术、电动汽车的集成设计和综合控制技术、电动汽车的推广应用工程仍将成为电动汽车长期发展的重点和核心。