純電動汽車是一種以動力電池(如鉛酸動力電池、鎳鎘動力電池、鎳氫動力電池)或鋰動力電池)為動力的汽車,純電動汽車由底盤、車身、動力電池、電機、控制器和輔助設施組成。由於電機具有良好的牽引特性,純電動汽車的傳動系統不需要離合器和變速器。控制器通過調速系統改變電機的轉速,實現速度控制。之前純電動汽車技術發展已經相當成熟,國外發達國家和我國已有部分車型投入量產和商業運營。純電動汽車具有以下優點:
煤炭、核能、水力、風電、光熱等一系列一次能源收購,緩解了人們對石油資源枯竭的擔憂。
2) 減少環境汙染。純電動汽車不會排放汙染大氣的有害氣體,即使將電力消耗轉化為發電廠的排放,除硫和顆粒物外的其他汙染物也會顯著減少,由於大多數發電廠建在遠離城市的地方,且人類傷害較少,且發電廠固定,煙塵集中排放,消除各種有害排放相關技術更容易。
3) 高效能源轉換。純電動汽車的能源轉換比汽油機的汽車效率要高,特別是在城市運行時,汽車的運行速度不高,更適合純電動汽車。原油精煉後,同樣的原油被送往發電廠發電,產生的電被充電到動力電池,然後由動力電池驅動,他的能量效率比精煉成汽油再由汽油機驅動的節能效果要高汽車。
從我國之前的電價和油價水平來看,純電動汽車的運營成本低於傳統的汽車,具有較好的經濟性。之前純電動汽車仍然存在續航裡程短,動力電池價格高的缺點。
雖然純電動汽車已有100多年的歷史,但一直局限於一些特定的範圍內應用,市場規模較小。主要原因是動力電池用於電動汽車存在價格高、壽命短、體積重量大、充電時間長等嚴重缺點。之前電動汽車使用的動力電池主要有:鉛酸動力電池、鎳氫動力電池和鋰動力電池。
根據電動汽車的實際循環壽命和市場價格,可以估算出從不同的動力電池中去除1kWh電能所需的付出成本。假設動力電池)的最高荷電狀態(SOC)為0.9,放電SOC為0.2,即實際可用動力電池容量僅佔總容量的70%,動力電池的平均充放電效率為0.5元/kWh,動力電池的平均充放電效率為0.75元。
之前國內市場用於發電的柴油機價格約為3元/kWh,如果用汽油機發電,供電價格估計為4元/kWh,即鉛酸動力電池供電價格與柴油機發電價格大致相當,僅從獲取能源的成本來看,使用鉛酸動力電池由於其電動時間長,與汽油機相比具有一定的價格優勢,僅在車速小於50km/h、高爾夫球以下的各種野戰車輛、垃圾車、叉車和電動自行車上廣泛使用,實踐證明,鉛酸動力電池在這個低端產品市場上具有很強的競爭力和實用性。
與鉛酸動力電池相比,Ni-MH動力電池具有高3倍的能量體積密度和10倍的比功率。雖然鎳金屬佔其成本的60%,但動力電池的價格仍然很高。Ni-MH動力電池不是電動汽車的理想動力電池,但可能是一種過渡的動力電池。之前,鎳氫動力電池仍是和中期動力電池的首選,隨著鋰動力電池的大規模生產和成本的降低,NiMH動力電池最終將退出。
鋰動力電池技術發展迅速,近來,其比能從100Wh/kg增加到180Wh/kg,比功率可達2000W/kg,循環壽命1000多次,工作溫度範圍為-40-55℃。近年來,由於鋰動力電池的研發取得重大突破,鋰動力電池的安全性得到了很大的改進。之前,許多發達國家已將鋰動力電池作為電動車的主要攻擊方向。預計後,鋰動力電池的性價比有望達到與鉛酸動力電池抗衡的水平,成為未來電動汽車的主流動力電池。
純電動汽車的技術難度低於插電式混合動力汽車動力汽車,之前,我國上市純電動汽車的性能指標能夠滿足廣大用戶的需求,技術也基本成熟。在低端電動車市場具有明顯的經濟優勢。充電網絡建設滯後影響純電動汽車的便利性,是制約純電動汽車發展的最主要因素。隨著充電網絡建設的不斷完善,純電動汽車的發展速度將相對較快,特別是在低端市場,純電動汽車的份額將顯著提高。由於收費因素的限制,普及在高端市場很難實現。