PHEV是什么意思

PHEV是什么意思

PHEV是什么意思？所谓PHEV即Plugin Hybrid Electric Vehicle，意为插电式混合动力车。

PHEV的发展

最近，越来越多的研究人员开始致力于可外接充电式混合动力电动车(PHEV) 的研发。PHEV 是近几年在传统混合动力汽车的基础上派生出来的一种汽车，并逐渐受到全世界的关注。这种新兴的节能环保车辆与以往的混合动力车不同点在于，车辆主要使用电能运行，而发动机只是作为辅助运行系统，因此大大减少了车辆对燃油的依赖性，达到更加环保节能的效果。

PHEV的的来源

PHEV 可外接充电式混合动力电动车的驱动力有两个来源：电机和内燃机，它们可以单独或一起给车辆提供动力。电池能量来源主要来自公共电网，充电后的电池组给电机供电实现车辆运转。PHEV 在城区工况行驶时速低于40km时或在车辆滑行状态，车辆完全以电力驱动；而当电池电量低于某一标准值(例如电量降低到20%)时，或加速，爬坡行驶状态等大负荷需求情况下，发动机开始工作，以提供额外的动力维持车辆行驶；PHEV 一般带有制动能量回收装置，使制动能转换成电力储存在电池中，从而进一步降低油耗。 PHEV 的电池容量一般达5—10kw·h，约是纯电动汽车电池容量的30%-50%，是一般混合动力汽车电池容量的3—5 倍，可以说它是介于混合动力汽车与纯电动汽车之间的一种过渡性产品。从传统车辆、混合动力车和PHEV 对比效果图可以看出，虽然PHEV 的购买价格较传统轿车和混合动力轿车略高(1.2 倍)，但由于外接电池的高容量、制动能量回收等新技术的应用，使得车辆在城区内行驶基本实现零排放，燃油经济性也比普通汽车提高2—5 倍，从长远利益看，PHEV 有很好的应用前景。

PHEV的构造

PHEV 车辆是在传统车辆的基础上增加了相关装置，如加装充电电池、充电装置、驱动电机，升压用逆变器、充电用逆变器等。通过车辆电脑模拟仿真计算和道路实际运行测试，对发动机、电动机等系统进行控制策略的优化和匹配后开发而成的。现有大部分PHEV 的发动机都采用汽油机，充满电后以纯电动模式运行，可持续行驶50—110km的路程，最大时速在100、160km／h。PHEV 利用公共电网充电，充满需要约3—9h；使用快速充电模式，则充电1h 后也可行驶50km左右。据国外资料统计，法国城镇居民80%以上日均驾车里程少于50km，在美国，汽车驾驶者也有60%以上日均行驶里程少于50km，80% 以上日均行驶里程少于90km。因此，PHEV 特别适合于一周有5 天仅驾车用于上下班，行驶里程50-90km之间的工薪族使用。 目前，还有部分PHEV 概念车是以氢燃料电池和电池组作为驱动能源，行驶过程中如果电池组电量消耗到一定值后(比如40%)，氢燃料电池开始自动给电池组充电，氢燃料电池是通过一个氢气罐把氢转化为电能给电池组充电。这种PHEV 可连续行驶360km以上，最高时速达到130km／h，同时实现了零排放，但是目前单车的成本超过百万，车辆成本太高。 PHEV 的上市时间最早也要2010 年，主要销售地区在北美、欧洲和日本3 个地区，销售量北美居首，其次是欧洲，日本最少。 虽然现在对PHEV 的研发还处于不成熟阶段，但是它将是未来新能源汽车发展的一个最重要的方向。PHEV 可以大大改善汽车有害气体和温室气体排放，提高汽车燃油经济性，能增加汽车的续驶里程和性能，是一种最有发展前景的电动汽车驱动模式，也是目前向清洁能源汽车过渡的最佳方案。虽然由于电池尺寸、成本、寿命以及充电基础设施等其他因素使得PHEV 的成本较高，但是随着电池和混合动力控制技术的发展，PHEV 必将会越来越普及。

PHEV 关键技术的核心

PHEV 关键技术的核心是电池，目前最有发展潜力的电池是锂离子电池，因为它与铅酸电池、镍氢电池和镍镉电池相比具有以下优点：工作电压高；比能量大；体积小；质量轻；循环寿命长；自放电率低；无记忆效应；无污染。目前，大容量锂离子电池的瓶颈是充电、放电慢，要想实现其广泛应用，需克服这一缺点，同时必须降低电池成本，延长寿命，提高性能，保证良好工作可靠性。 (1)降低成本。锂离子电池较其它电池有明显的优点，但是其价格较高。在我国较好的锂离子电池，整个电池系统差不多要4 万元人民币，必须将其价格降低50%—70%，使其低到使用时节省的花费能够弥补购置时的费用，才能在车辆上得到广泛的应用。降低锂离子的成本有两个途径。 一是降低锂离子电池的主要材料成本，尤其是隔膜和电解液成本。目前的隔膜和电解液中的六氟磷酸锂基本靠进口，虽然国内已经有二三家企业突破了隔膜制造技术，开始批量生产，但还不能完全替代进口隔膜，所以如果实现国产化就可大大降低制造成本。 二是扩大锂离子电池的生产规模，提高自动化水平，这需要投入大量的资金。生产规模的扩大需要一个合适的发展环境，首先需要电动汽车或PHEV 市场的扩大，只有电动汽车市场的发展才可以带动电池市场的发展；再次需要政府的支持，政府可以降低税收，或者给于一定的补贴来刺激锂离子电池产业的发展。 (2)延长寿命。在PHEV 上应用的锂离子电池期望使用寿命为15 年(目前PHEV 的电池寿命在10 年左右)，如果按每天进行一次深充放电来计算的话，在它整个寿命期间就要进行4000-5000 次深充放电。而且PHEV 所用的电池很长时间都是大功率工作(为车辆提供驱动力、回收制动时的能量等)，在此过程中会大大降低电池的使用寿命，所以在保证车辆性能的同时，尽可能延长电池的使用寿命。 (3)提高性能。电池必须有较高的功率密度和能量密度，PHEV 要求车辆在高荷电状态时能大功率放电，在低荷电状态时能接受大功率充电，所以电池需要有较高的功率密度；电池还需要有较高的能量密度，从而可以降低电池组的体积和重量，方便电池在车上布置，并减轻整车质量。但是能量密度的提高与电池安全性具有一定的矛盾，所以应该在两者之间找一个平衡点，在保证安全性的前提下提高电池的能量密度，比如改进正极体系及电解液。另外，锂离子电池电解液溶剂体系易燃易爆，这也是急需解决的问题，虽然锂离子电池使用了磷酸铁锂和锰酸钾等较安全的正极材料，又使用软包装或塑料包装，使其安全性得到很大提高，但是电池本身的可燃性并未得到解决，仍存在安全隐患。因此，可以研究一些阻燃添加剂或使用离子液体等，在根本上解决电解液溶剂易燃易爆的缺点。此外，我国幅员辽阔，南北气候差异巨大，所以要保证电池在高温和低温下都能可靠工作。

PHEV 的车辆成本

PHEV 的购买价高于传统汽车和混合动力汽车。首先，PHEV 比传统汽车多一个电机和一个电池，所以总价高于传统汽车；其次，混合动力汽车虽然也装有电机和电池，但是PHEV 对电池性能的高要求使得其电池价格是混合动力汽车普通电池价格的一倍左右。不过， PHEV 的燃油经济性高于两者，因此车辆使用里程中将会补回此差额，有数据表明(如图2 所示)10 年后混合动力汽车和PHEV 的累计费用都低于传统汽车，15 年后PHEV 的累计费用低于混合动力汽车。因此，要想使PHEV 投放市场，就要考虑多大的成本差和几年的回报能被消费者所接受。更为重要的是，PHEV 的排放污染物大幅减少，这是传统汽车和混合动力汽车无法比拟的。

PHEV 的充电基础设备

PHEV 的车载电池可以用公用电网充电，因此对消费者来说更加方便，在自己家里就可以给汽车充电，方便快捷。特别是对于大多数时间都是开车上下班的工薪族而言，减少去加油站的次数，可降到一个月2—3 次。 在美国或一些发达国家，消费者利用家用电源插座系统就可以给汽车充电，而且美国晚间的低谷电可供1 亿多辆PHEV 同时充电，但是我国晚间的低谷电可同时供多少辆汽车充电有待考察。另外，我国的充电设施需要解决，因为我国居民大多数居住在楼房里，很多用户都没有自己的汽车房，这种情况需政府推动在居民小区等公共场所建立充电站，以便 PHEV 的迅速推广和应用。