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      特斯拉純電動(dòng)車與國(guó)產(chǎn)純電動(dòng)車的比較

      2019-10-21 07:32:32楊梓藝
      關(guān)鍵詞:技術(shù)路線優(yōu)勢(shì)分析節(jié)約能源

      楊梓藝

      摘 要:人口過(guò)速增長(zhǎng)帶來(lái)的能源與環(huán)境危機(jī)日益凸顯,相對(duì)傳統(tǒng)汽車,純電動(dòng)汽車在節(jié)約能源、降低出行成本、提升動(dòng)力等方面具有較明顯優(yōu)勢(shì)。本文主要介紹了純電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀,特別對(duì)純電動(dòng)汽車動(dòng)力源的類別、動(dòng)力機(jī)理等進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并以現(xiàn)階段市場(chǎng)比較火熱的特斯拉電動(dòng)車為分析源,結(jié)合自身所學(xué)相關(guān)知識(shí),對(duì)其技術(shù)路線與優(yōu)勢(shì)分析作一個(gè)淺析。

      關(guān)鍵詞:電動(dòng)汽車;節(jié)約能源;技術(shù)路線;優(yōu)勢(shì)分析

      1 前言

      隨著能源與環(huán)境危機(jī)日益加劇,人們?cè)絹?lái)越重視采用新能源來(lái)代替舊能源,例如根據(jù)不同的地域環(huán)境應(yīng)用太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等自然可再生能源進(jìn)行發(fā)電,這可以較大的降低不可再生資源的使用。在此大背景下,純電動(dòng)汽車的發(fā)展就有了轉(zhuǎn)機(jī)。純電動(dòng)汽車以車載電源作為儲(chǔ)能方式、用電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪行駛,不僅具有節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),還有動(dòng)能來(lái)源廣泛的優(yōu)勢(shì),可以利用水力、風(fēng)力、核能等發(fā)電或利用電力系統(tǒng)低谷期給蓄電池充電,從而提高電網(wǎng)效能。

      2 純電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

      2.1 發(fā)展歷史

      純電動(dòng)汽車在電動(dòng)汽車發(fā)展史中時(shí)間最長(zhǎng),早在1873年,英國(guó)人羅伯特·戴維森造出了世界上最初的可供實(shí)用的電動(dòng)汽車。這比德國(guó)人戴姆勒和本茨發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車早了10年以上。之后,從1880年開始,有了可以充放電的二次電池。從一次電池發(fā)展到二次電池,這對(duì)于當(dāng)時(shí)電動(dòng)汽車來(lái)講是一次重大的技術(shù)變革,由此對(duì)電動(dòng)汽車的需求量有了很大提高。自這以來(lái),20世紀(jì)初第一次達(dá)到產(chǎn)值高峰,40%的汽車市場(chǎng)被其占領(lǐng)。

      后來(lái)由于電子啟動(dòng)器的發(fā)明以及純電動(dòng)汽車動(dòng)力性差的原因,在30年代中期結(jié)束了早期的純電動(dòng)汽車生產(chǎn),刺激了燃油汽車的發(fā)展;1974年-1975年和1979年-1982年歐美兩次能源危機(jī)推動(dòng)純電動(dòng)汽車的研制重新進(jìn)入了高峰。這一階段由于汽車電力電子學(xué)尚未建立,既沒有完善的科學(xué)理論做指導(dǎo),更缺乏可用的高科技含量汽車電力電子裝置。特別是,當(dāng)時(shí)僅有鉛酸蓄電池可供使用,而鉛酸蓄電池體積大、質(zhì)量重、能量密度小、功率密度低、充電時(shí)間長(zhǎng),每次充足電后續(xù)駛里程也較短,再加上電力傳動(dòng)系統(tǒng)的制造成本過(guò)高等因素困擾,1997年以后絕大多數(shù)公司對(duì)純電動(dòng)汽車的研發(fā)基本處于停滯狀態(tài)。

      2.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

      我國(guó)電動(dòng)汽車的研發(fā)與國(guó)外在技術(shù)水平與產(chǎn)業(yè)化方面差距較小?!笆濉逼陂g,在國(guó)家863計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)連續(xù)兩期的滾動(dòng)支持下,我國(guó)在純電動(dòng)汽車的核心部件研發(fā)、總成集成以及整車系統(tǒng)設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新和跨越。中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃正式發(fā)布,將實(shí)施新能源汽車戰(zhàn)略。規(guī)劃中稱,推動(dòng)純電動(dòng)汽車、充電式混合動(dòng)力汽車及其關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化。掌握新能源汽車的專用發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力模塊(電機(jī)、電池及管理系統(tǒng)等)的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、規(guī)模生產(chǎn)工藝和成本控制技術(shù)。建立動(dòng)力模塊生產(chǎn)體系,形成10億安時(shí)(Ah)車用高性能單體動(dòng)力電池生產(chǎn)能力。發(fā)展普通型混合動(dòng)力汽車和新燃料汽車專用部件。另外,啟動(dòng)國(guó)家節(jié)能和新能源汽車示范工程,由中央財(cái)政安排資金給予補(bǔ)貼,支持大中城市示范推廣混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車等節(jié)能和新能源汽車。

      美國(guó)政府至今已出資數(shù)百億美元支持汽車廠商和相關(guān)廠商進(jìn)行電動(dòng)汽車技術(shù)的開發(fā)研究。美國(guó)三大汽車公司1991年聯(lián)合成立了美國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)合體,投入了415億美元,其中政府撥款2125億美元,共同開發(fā)鎳鎘、鎳氫、鋅空氣電池、燃料電池等各種高性能蓄電池。日、法、德等國(guó)各大公司也投入巨資研究開發(fā)高性能電池。

      3 特斯拉純電動(dòng)車與國(guó)產(chǎn)純電動(dòng)車的比較

      特斯拉純電動(dòng)汽車相比于目前國(guó)內(nèi)的一眾純電動(dòng)產(chǎn)品,其性能表現(xiàn)、續(xù)航表現(xiàn)都是一個(gè)大的亮點(diǎn),加之特斯拉本身的品牌效應(yīng)以及諸多的科技性配置,對(duì)年輕一代消費(fèi)者有著巨大的吸引力,現(xiàn)今更是發(fā)展到七座的SUV車型。當(dāng)然,特斯拉也有不足之處,在做工上的提升空間還有很大,品控還有待加強(qiáng)。下面,我們從五個(gè)方面來(lái)進(jìn)行對(duì)比。

      3.1 持久性強(qiáng)

      持久性強(qiáng)是特斯拉電動(dòng)汽車最顯著的特點(diǎn),車主能夠在不加油的前提下長(zhǎng)時(shí)間駕駛該電動(dòng)汽車,這跟特斯拉選擇的超級(jí)電池是密不可分的。目前特斯拉電動(dòng)汽車使用的電池為松下18650型電池,這類型的電池是眼下頂級(jí)的,因?yàn)檫@類電池的能量密度非常大,具備極強(qiáng)的穩(wěn)定性和一致性,能夠供電動(dòng)汽車長(zhǎng)時(shí)間行駛(在電動(dòng)汽車不充能的情況下可跑320km)。除了能夠提供源源不斷的動(dòng)力外,這種電池的壽命也極強(qiáng),不容易發(fā)生故障,萬(wàn)一發(fā)生故障,電動(dòng)汽車也會(huì)將錯(cuò)誤信息顯示反饋給車主。

      3.2 安全性高

      因?yàn)樘乩闺妱?dòng)汽車采用的車身材料是純金屬鋁,所以該汽車被賦予了輕盈與安全的特點(diǎn)。特斯拉電動(dòng)汽車可以說(shuō)是北美唯一的全鋁類型汽車,相比傳統(tǒng)鋼材,鋁材料本身就具有更好的金屬延展性,因此可以更有效地吸收沖擊力。同時(shí)車身框架用高強(qiáng)度材料加固,撞擊時(shí)能夠有效吸收能量,但駕駛艙卻不易變形。當(dāng)用戶發(fā)生交通事故的時(shí)候,特斯拉電動(dòng)汽車也不容易被損壞和變形,能夠最大限度地保護(hù)車主的安全,并可在簡(jiǎn)單的維修后繼續(xù)使用。除此之外,得益于純電動(dòng)汽車技術(shù)優(yōu)勢(shì),特斯拉Model S擁有了“前備箱”的設(shè)計(jì),這不僅為車主騰出了一個(gè)巨大的儲(chǔ)物空間,無(wú)形中還充當(dāng)著碰撞前緩沖區(qū)的角色?!扒皞湎洹彬v出的空間使特斯拉Model S得以在車體結(jié)構(gòu)底部布置完全平直的雙八邊形導(dǎo)軌,這在車輛發(fā)生正面碰撞時(shí)能最大程度地吸收撞擊能量,有效保護(hù)駕駛艙人員的安全。

      3.3 科技感強(qiáng)

      特斯拉在科技方面做的確實(shí)不錯(cuò),這是讓許多國(guó)產(chǎn)車企望而卻步的地方。大多數(shù)國(guó)內(nèi)車企都是想辦法在車上添一些高科技產(chǎn)品,但是特斯拉不同,它更像在高科技產(chǎn)品上加上四個(gè)輪子,外觀方面比國(guó)產(chǎn)純電動(dòng)汽車的外觀要酷炫很多,尤其是車門的設(shè)計(jì)等等。檔次上比大部分國(guó)產(chǎn)純電動(dòng)汽車要略高一籌。除此之外,很多比較科幻的東西都是特斯拉率先提出的,雖然很多車企也跟風(fēng)去做了,但終究沒能走在特斯拉的前面。

      3.4 技術(shù)性強(qiáng)

      特斯拉在技術(shù)方面領(lǐng)先許多,比如自動(dòng)駕駛,雖然這一功能目前只能作為輔助功能使用,但體驗(yàn)過(guò)的用戶都認(rèn)為非常好,這也是國(guó)產(chǎn)純電動(dòng)汽車所不具備的。除了這一技術(shù)之外,就是充電技術(shù),特斯拉的電池比國(guó)產(chǎn)車好許多倍,但是耐用的程度或許并不同,續(xù)航大多數(shù)時(shí)間是更長(zhǎng)的,而且充電時(shí)長(zhǎng)也比很多國(guó)產(chǎn)車企要好。

      3.5 想法超前

      特斯拉的想法十分超前,這點(diǎn)國(guó)產(chǎn)車企里面好像也就蔚來(lái)有的一拼。充電站、快充等的設(shè)想與實(shí)現(xiàn),特斯拉都是快人一步。例如在續(xù)航里程方面,最近特斯拉充電站所謂的充電5分鐘,續(xù)航120公里是大部分國(guó)產(chǎn)純電動(dòng)汽車不可比擬的。

      4 存在的問(wèn)題和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

      近些年來(lái),隨著以汽車電力電子學(xué)的最新發(fā)展為基礎(chǔ)的第二代純電動(dòng)汽車的出現(xiàn),其技術(shù)亮點(diǎn)包括高能量密度鋰離子蓄電池、鋰離子電容器等的發(fā)明,以及乘用車電動(dòng)輪技術(shù)的開發(fā)和實(shí)用化等。第二代純電動(dòng)汽車存在不少優(yōu)勢(shì):控制精確度高于混合動(dòng)力車,風(fēng)阻系數(shù)可降至0.19,整車質(zhì)量大大低于燃料電池車,CO2排放量低于同級(jí)別汽油車,使用過(guò)程的能耗費(fèi)用低于汽油車。當(dāng)然還存在著技術(shù)瓶頸和若干問(wèn)題。電池是電動(dòng)汽車發(fā)展的首要關(guān)鍵,汽車動(dòng)力電池難在“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”這三個(gè)要求上。

      目前,我國(guó)大城市的大氣污染已不能忽視,汽車排放是主要污染源之一,我國(guó)已有16個(gè)城市被列入全球大氣污染最嚴(yán)重的20個(gè)城市之中。我國(guó)五年前人均汽車是每1000人平均10輛汽車,但石油資源不足,每年已進(jìn)口幾千萬(wàn)噸石油,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,現(xiàn)已成為全球人均汽車保有量第一大國(guó),每一千人平均有179輛汽車,石油進(jìn)口已成為大問(wèn)題。因此在我國(guó)研究發(fā)展電動(dòng)汽車不是一個(gè)臨時(shí)的短期措施,而是意義重大的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略考慮。

      5 結(jié)論

      綜上所述,特斯拉純電動(dòng)汽車的技術(shù)路線主要分為三個(gè)階段,雖然每個(gè)階段的汽車性能都不一樣,但都是其他汽車無(wú)可比擬的超級(jí)汽車。未來(lái)特斯拉電動(dòng)汽車將會(huì)進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展,為人們帶來(lái)全面的享受和更舒適的出行體驗(yàn)。我也相信國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車行業(yè)會(huì)在這一行業(yè)中占據(jù)一席之地。

      電動(dòng)汽車作為尚處于發(fā)展初期的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在政府和企業(yè)的共同推動(dòng)下發(fā)展。一方面,政府從政策法規(guī)、配套基礎(chǔ)設(shè)施和資金等方面給電動(dòng)汽車的研發(fā)、改進(jìn)和普及創(chuàng)造條件;另一方面,主要汽車集團(tuán)和研究機(jī)構(gòu)投入大量的研究人員與經(jīng)費(fèi),不斷提高電動(dòng)汽車性能,使其更好滿足市場(chǎng)需求并具備更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。雖然電動(dòng)汽車估計(jì)在簡(jiǎn)短幾年內(nèi)對(duì)節(jié)能減排起不到關(guān)鍵的作用,但從長(zhǎng)的角度來(lái)看“低碳汽車革命”勢(shì)在必行。

      參考文獻(xiàn):

      [1]楊方,張義斌,葛旭波.中美日電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢(shì)及技術(shù)路線分析[J].能源技術(shù)經(jīng)濟(jì),2011-07-20.

      [2]中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng).2015年中國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析[EB/OL].2015-12-31.http://www.chyxx.com/industry/201512/374755.html.

      [3]劉文霞,張蕾蕾,劉宗歧,賀健.城市純電動(dòng)汽車發(fā)展模式論證方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2014-12-25.

      [4]周勇剛.中國(guó)油氣保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)[EB/OL].(2012-02-13).http://news.xinhuanet.com/energy/2012-02/13/c_122691366.htm?prolongation=1.

      [5]石祥輝.淺談汽車尾氣排放危害與控制[J].汽車零部件,2010(07):20-23.

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      [7]Siler,Steve.“Tesla launches battery-swapping service for two-minute rechargin”[EB/OL].(2013-06-21).Yahoo Autos. http:// en.wikipedia.org/wiki/Tesla_station.

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