充电式电动车辆
可插入电网为电池补能的电动车辆 / 維基百科,自由的 encyclopedia
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充电式电动车辆也称插入式电动车辆(英語:plug-in electric vehicle),简称插电车辆(PEV),泛指任何可以通过将电缆插入电网或其它外界电源(比如柴油发电机)为车载蓄电池补充电能来驱动电动机提供出行所需的全部或部分动力的机动车。充电式电动车主要包括纯电动车(all-electric/battery electric vehicle,简称BEV)和 插电式混合动力车(plug-in hybrid electric vehicle,简称PHEV),但不包括油电混动车或改良的传统内燃机车[1][2][3]。
插电车辆比较依赖目前远不如加油站普及的充电桩基础设施,但相比于传统的内燃机车和油电混动车有很多优势:
- 同等能耗下的性能更高:电动机的能量转换效率可达到九成以上,从本质上就远高于以活塞发动机为基础的内燃机(转换效率仅有约三成),运行时噪音、振动和废热极低,而且体积和重量也远小于同等功率的内燃机,可以节省大量车体空间和自重让给乘客舱、其它设备(比如电池组和新式机电系统)甚至额外的电动机。而且电动机可以通过调整输入电流来控制输出转速和扭矩,不需要额外配备复杂的变速器和水冷系统,同时可以做到无级变速,加速性能和反应速度也普遍优于同功率的燃油车。许多高性能型号的纯电动车会前后轮分组配备两台电动机,干脆不需要传统的纵轴传动系统,节省出腿部空间让给乘客舱(特别是后座)。一些新型概念车(比如比亚迪的“仰望”系列)甚至会为每个轮子都配备独立的牵引电动机,做到真正意义上的全轮驱动;
- 运行和保养的成本较低:驱动电动车每百公里消耗电能所需的电费在大部分国家都要远低于同距离消耗汽油或柴油的开销,特别是在自然灾害、地缘政治危机或社会动乱造成产油国产能不足或原油供应链被切断引发能源危机的时候。在一些家用太阳能光伏比较普及的地区,电动车的私人运营成本可能会更低。此外,电动车除了发动机和轮胎以外,不需要额外操心齿轮箱和水冷系统的维护和更换(因为没有这些部件),在定期维修时的开销也更低更简单。但
- 未来的普及化潜力更高:虽然插入式电动车需要社区密度较高的充电设施网络才可以保证其经济的长期适用性,而且目前每次充电耗时也较长(除非使用目前仍较为罕见的高功率充电桩),这一点在目前电动车只正式上市经营不过十余年的情况下尚无法与已普及超过一个世纪的燃油车加油站相匹敌,但建造充电桩的成本、材料技术和选址的门槛反过来也远低于加油站。加油站因为其储油库特殊的安全性和工程技术需求,同时需要考虑容纳大型油罐车定期驶入补充燃油库存,因此只能在干道旁便于车辆进出的地方建造,占地面积也较大,而且需要在社区开发时就预先规划,一旦建成后也无法随便拆迁改建他用。而充电桩本质上只是一个特制的电源供应器,理论上可以附加在现有电网所覆盖任何区域,除了一次性的安装费用外无需额外的基础设施投资,许多现有的充电桩也只是新连接一条电线后就可以安装在停车场、私人车库甚至街边停车位上。
- 更有利于环境友善:电动车的能源效率远高于燃油车,而且没有怠速消耗,在运行(特别是低速且频繁启停的城市交通)时的能耗也更低。电动机不依赖化石燃料,在运行时也不释放废气和温室气体,因此越偏重使用全电模式,造成环境污染和气候变化的冲击越低,纯电动车和插电混动车在全电动模式下运行时基本上可以做到零排放。此外电网的电能大多是集中在大型发电设施中产生的,即使是火力发电对环境造成的单位碳足迹也远小于同能耗下的燃油车总和,更何况电力可以通过使用其它可再生能源产生(比如风力发电、水力发电、太阳能发电、核电和潮汐发电等),电动车普遍配有的再生制动设计也可以在运行中回收动能进一步降低电能消耗。
截至2021年12月,中国的插电车保有量为780万辆,占全球插电车保有量的47.5%;欧洲排名第二,约有550万辆,占全球存量约33.5%;美国约200万辆,占全球存量约12%;其他国家一共占全球存量约7%[4]。近年来,插电车辆的保有量快速增加,从2016年的200万增长到2021年的1600万[4],2021年全球汽车销量的近10%是插电车辆,是2019年市场份额的四倍[5]。但在中国以外的发展中国家,插电车的销量依然很低,比如在巴西、印度和印度尼西亚2021年的汽车销量中,电动车只占不到0.5%[5]。政府补贴是电动车数量增长的一大原因[5],部分国家和政府制定了税收抵免、补贴、和其他鼓励机制,以鼓励消费者购买插电车辆[5]。2021年,电动汽车补贴的公共支出相较2020年几乎增长了一倍,达到近300亿美元[5]。