纯电动汽车将冲击汽车市场

汽车公司插电式汽车和充电

插电式混合动力汽车在近期将发挥较大的影响，因为市场上混合动力汽车的数量越来越多。将这些混合动力汽车升级成插电式汽车不是看起来那么简单。例如，本田的Civic混合动力汽车就无法在纯电动模式下工作。

丰田的Prius（图7）是最流行的混合动力汽车之一。它的混合协同驾驶（HSD）技术可以在高速公路上达到51mpg，并且可以工作在纯电动模式。Prius使用金属氢化镍（NiMH）电池驱动一个80hp的永磁交流同步电机，该电机可以与98hp燃油发动机一起工作。

Chevy Volt（图8）是通用汽车公司针对电动汽车挑战提出的解决方案。通用汽车对Volt的解释是E-REV（扩展距离电动汽车）。这是一种插电式混合动力汽车，全电动行驶距离为40英里。在使用240V电源时的充电时间为4小时。Volt还有一个四缸燃油发动机，当电池耗尽时会投入运行。Volt将在2011年上市。
　　
图8：Chevy Volt（a）将汽油发动机放在靠近电池和控制系统的汽车前部（b）。诸如Verizon Droid等智能手机上的OnStar Mobile应用程序可向司机提供充电状态信息和控制功能。

全电动汽车

Volt可以被认为是一种全电动汽车，但是当你完全取消燃油电机时会得到什么呢？一辆像售价25，280美元、五座尼桑Leaf那样的汽车（图9）。这种前轮驱动的Leaf有时被称为领先（L）、环境友好（E）、可负担（A）的家庭（F）汽车，可以使用同步交流电机达到90mph的速度。Leaf可以从田纳西州制造的90kW层压式锂离子电池中提取高达80kW的功率。系统中 共有48个单元，每个单元有4节电池。电池单元位于乘用厢座位下方，因此具有较低的重心。
　　
图9：尼桑的Leaf（a）将充电器（b）放在汽车前部。电池（c）展开放置在底盘上。

Leaf将充电器和充电组件放在汽车前鼻中。车载电脑可以通过3G连接与许多智能手机通信，并提供充电信息和控制功能。它还可以根据最具成本效益的时间进行充电。完全充满电需要花7个小时，费用不到3美元。30分钟的快速充电可以提供至少80%的电量。Leaf的巡航距离超过100英里。

福特有许多电动汽车项目，例如准备在2011年晚些时候推出的福特Transit Connect（图10）商用车队货车和福特Focus BEV（电池电动汽车）。虽然这些汽车基于的是燃油平台，但它们是全电动解决方案。

以车队应用为目标的Transit Connect具有60英里的巡航距离。扩展距离版本可远达100英里。Transit Connect采用嵌入在仪表板内的电脑，可以与诸如基于射频标签（RFID）的库存系统Tool Link等技术一起工作。Ford Focus针对的是消费市场。

　　电动汽车的优势

与燃油汽车相比电动汽车的主要缺点是巡航距离。成本也是个问题，虽然受基础设施以及批量的影响要比技术大。

除了上述缺点外电动汽车拥有的就是大量优点。有许多优点很明显，比如高扭矩电机以及可以将各个电机放在轮子里或靠近车轮放置。主动稳定度控制也变得更加容易和更加有效，因为单个电机更容易控制，包括提供动力或刹车的能力。

全电动汽车不仅没有混合动力的复杂性，还取消了皮带、燃油更换甚至动力传送机制。最复杂的布线在电池子系统里面。汽车其余部分走线变得极其简单。事实上，电机控制连接几乎可以忽略。电动车窗要求较多的走线。

包括充电器在内的电池子系统是几乎每个平台中最具创新的部分。在大多数情况下，几乎每个电池都接受电源和温度方面的监视。车载电脑在完全打开充电器之前会先进行检查，因为热电池不能很好地充电，而且会产生更多的热量。

在低速状态基本没有任何噪音是一件有趣但很容易解决的问题。没有发动机噪音意味着行人听不到驶近的汽车。一个扬声器和一个微型麦克风是解决这个问题的全部所需，但目前基本上没有汽车配备有自动噪音生成器。

还有一些像不再依赖发动机的制热和空调等特性优势。诚然，燃油发动机可以在冬天提供热量，而且一般有剩余动力驱动空调。反过来说，独立于发动机的制热和空调允许硬件摆放在汽车的不同部位，可以在没有用的空间里，例如座位下方。这也给分布式系统带来了可能。

　　电动汽车的未来

如果电动汽车从过去看只是过往的一阵风，那么来自通用汽车公司的新概念汽车就是未来的一个快照，这要归功于像在Segway Human Transporter中采用的最新技术。尽管如此，电动汽车最终一定会流行起来。它们有一定局限，但可以提供许多新的设计理念，因为电机和电池位置要比汽油发动机和动力传动系统更加灵活。