「新能源汽车」是什么?

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新能源车是一个非常宽泛的概念,指的是使用非常规能源、或者使用常规能源但是用新型动力装置转化能量、驱动的车。新能源车一般比较节能环保,有利于可持续发展。

从能量来源来分,传统汽车用的是汽柴油。新能源车的能量来源可以直接是电网的电能,也可以是一些新型的燃料,比如天然气,乙醇汽油,甲醇,二甲醚,氢气,生物燃料,等等。如果是电车,那车辆设计会和传统的燃油车完全不一样。如果仍然使用燃料,那么发动机会做一定的修改。

从能量转化角度来讲,新能源车可以分为电动车、燃料电池车、混合动力车三类。

电动车

如果外界输入电能,储存在化学电池里,那这类属于化学电池电动车,Battery Electric Vechicle(BEV)。电车效率极高,一般在85%以上。现在,以及在数十年里,电动车上应该只会搭载锂离子电池,因为锂电池能量密度高、冲放电倍率大、循环寿命长、高低温性能较稳定。目前可以期待的替换方案是固态电池,用固态电解质替代传统锂电池中的液态电解质,以此提高安全性以及能量密度。

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特斯拉 Roadster 2 锂电池电动车

燃料电池车

如果燃料在车内直接转化为电能的,这类属于燃料电池车,Fuel Cell Vehicle(FCV)。燃料电池相比化学电池,效率较低,约有40-60%,但仍比一般的发动机高一些。燃料电池车在加州已有小范围试点,在中国部分城市的大巴上也有试点。目前能够被车载使用的燃料电池都是使用的氢气作为能源。但氢气极难储存,极难液化,所以储氢容器一般较大较重。这也是为什么使用大巴试点的原因。氢气可以通过电解水获得,因此,氢气也可以看作电能的载体,发电站发的电,转换为氢气的化学能,然后输送给燃料电池车,再转化为电能。使用碳氢燃料的燃料电池仍然在实验室中,目前还不成熟,主要有工作温度过高、过于昂贵、以及寿命不长这几个缺点。

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丰田 mirai(未来)氢燃料电池车

混合动力车

混合动力车可以指搭载了任意两种能源的车辆。比如,一辆电动车上面装了锂电池和燃料电池,这也能算混合动力车。但一般来说,混合动力车指的是油电混合动力。发动机和电动机通过某些方式一起工作,提供驱动力。有了电机的配合,发动机可以始终处于高效率区,可能达到40%甚至50%以上的热效率。混合动力车是未来数十年汽车的主流。目前混合动力车有两种主流解决方案,一种是混联式混合动力车,代表车型为丰田普锐斯,普锐斯中的内燃机和电机通过一组行星齿轮连接在一起,内燃机和电动机同时驱动轮胎,同时,内燃机可以工作在最佳工况。混联式混动车效率较高,但结构复杂,较昂贵。

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丰田普锐斯(Prius)

另一种是串联式混合动力车,或者叫增程式电动车。代表车型为雪佛兰沃蓝达。这类车型中,发动机不直接驱动车轮,发动机仅仅连接发电机发电,发出的电用来驱动车轮。这类构型结构比较简单,但因为能量需要电动机进行转换,效率会略低一些。

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雪佛兰沃蓝达(Volt)

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