详解｜新能源汽车纯电驱动技术路线 政策导向及市场需求分析

依据最新公布的新能源汽车补贴标准，补贴金额将普遍下降，续航里程超过300km的纯电动车型才可从新政当中获益。本文针对纯电动汽车政策与技术角度进行详细解析。

 1、国家政策导向及法律法规

中国节能与新能源的主要里程碑是：至2020年，乘用车新车平均油耗5.0升/百公里，商用车新车油耗接近国际先进水平，新能源汽车销量占汽车总体销量的比例达到7%以上，驾驶辅助/部分自动驾驶车辆市场占有率达到50%。

至2025年，乘用车新车平均油耗4.0升/百公里，商用车新车油耗达到国际先进水平，新能源汽车销量占汽车总体销量的比例达到20%以上，高度自动驾驶车辆市场占有率达到约15%。

至2030年，乘用车新车油耗3.2升/百公里，商用车油耗同步国际先进水平，新能源汽车销量占汽车总体销量的比例达到40%以上，完全自动驾驶车辆市场占有率接近10%。

根据科技部《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》，电动汽车按动力电气化水平分为两类：一类是全部或大部分工况下主要由电动机提供驱动功率的电动汽车(称为“纯电驱动”电动汽车，例如纯电动汽车、插电式电动汽车、增程式电动汽车以及燃料电池电动汽车)。

另一类是动力电池容量较小，大部分工况下主要由内燃机提供驱动功率的电动汽车(称为常规混合动力电动汽车)。

2、什么是纯电动驱动?

驱动汽车前行的力一定是机械力，目前驱动汽车的机械力源于发动机输出的机械力和电动机输出的机械力两种。其他形式的机械力(飞轮、液压等)来驱动汽车前行，估计没有成为商品可能性。

“纯”字的基本含义是，驱动汽车的机械力，就是单一来源于电机输出的机械力;另一层意思是，即使车上有内燃机在做功，也不当发动机用了。

3、电动汽车市场需求分析

电动车是汽车的替代品，因此其需求端可以通过同汽车进行比较得出结论，而就敏感性而言，影响需求的因素可以归纳为：功能和性能、耐用性、易用性、价格。

功能和性能

抛开动力支持，电动车和汽车在功能上几乎没有差异，就性能而言，电机驱动的电动车在加速、变速等运动性能甚至优于普通汽车。

电动车和汽车性能上最大的争议来自续航，当前热销的国产电动车单次充电里程在150-300公里左右，相比普通汽车的续航里程在500公里，从单次续航而言差距已经不像几年前那么大了。按照一般乘用车年均2万公里的里程而言，平均每日里程数一般不超过100公里，电动车采用一日一充的方式基本可以满足80%的日常用车需求。

耐用性

电动车和汽车的耐用性区别主要在于电池循环寿命，以典型的30kWh容量的三元锂电池包计算，基本每100km耗能20kWh，锂电池合理寿命充放电1000次，基本折合里程数为15万公里，基本折合使用年限为7-8年，相较于当前乘用车60万公里的报废标准而言还有较大的差距，换而言之电动车的折旧率较高。

易用性

易用性是目前电动车的另一个短板，主要体现在配套充电设施的匮乏和充电耗时，这两者决定了其无法高里程长时间的使用的特点。当前的充电时长在8小时左右，即使使用快充技术也需要至少1小时才能达到可供短途使用的电量，给用户造成使用上的较大不便。

价格

就乘用车而言，暂时抛开政策补贴因素，当前的国产基本款电动车(吉利帝豪、长安逸动、比亚迪秦等)基本指导价都在20-25万左右，基本相当于1.8T的大众帕萨特，但性能指标基本要差上一个档次。

同时我们需要考虑使用成本，电动车的百公里费用在20-30元，汽车的费用在50-70元，就能耗费用上说电动车占优，但综合电池折旧而言，电动车在综合使用成本上并不占优势。

4、新能源电动汽车市场成熟度分析

新兴行业看需求，成熟行业看供给，对于汽车这个成熟的市场，由于竞争的充分性，我们更关注供给端能否提供功能完善、性能优越又具备性价比的产品。

技术门槛

就电动车同汽车相比，其储能方式和动力输出都有所不同。电动车的动力系统包括电池系统、电机系统和电控系统，其主要的技术门槛也集中在这三个系统。

电池系统直接决定了电动车的续航里程，电机系统决定了其动力性能，电控系统则负责整个能量的利用率和驾驶中的动力体验。相对于接近饱和的燃油发动机动力体系，电动车的进入技术门槛并没有那么高。

成本

电动车采用电机作为驱动器，绕开了普通汽车高昂的发动机，在此项上具备价格优势。但与此同时，受制于电能较低的能量储存密度，电池成为了电动车成本中的大头，近年来随着电池工艺的提升，电池成本受到了一定控制，但一般30kWh的三元锂电池成本在5万元以上，占整车成本的30%以上。

供应链

国内虽然没有形成完整的专注于电动车的供应链体系，但具备成熟的上游原材厂商，中游电机电控厂商和下游汽配、系统集成商等，具备形成完整产业链的硬件条件。

政策

政策是国家战略的体现，在国家层面判断一个产业是否值得推动和发展，基本的标准是：市场是否够大技术是否支持，是否具备可替代性社会成本是否得到优化在国际竞争中是否能为自己挣得有力地位或摆脱弱势

就电动车而言：市场天花板是毋庸置疑的。技术上基本也实现了上游到下游的全覆盖，具备产业升级和替代的基础。

就短期而言，由于配套建设等刚性支出，同时基于电池固废的处理问题，电动车的社会成本将高于汽车，但就长远而言，基于风电、水电或核电的电动车较汽车更加环境友好，固废处理产业链更加成熟也将显著改善电动车的社会成本。

5、纯电动汽车的技术特点

与燃油汽车相比，电动汽车具有以下几个独特的特点。

电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和传动轴传递的，因此，电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。

电动汽车驱动系统的布置不同，如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等，会使系统结构区别很大;采用不同类型的电动机，如直流电动机和交流电动机，会影响到电动汽车的质量、尺寸和形状;不同类型的储能装置，如动力电池和燃料电池，也会影响电动汽车的质量、尺寸及形状。

不同的能源补充装置具有不同的硬件和机构，例如，动力电池可通过感应式和接触式的充电机充电，或者采用更换动力电池的方式，将替换下来的动力电池再进行集中充电。

中国发展新能源汽车技术路线是什么?一直争论不停。

最后在国家高层领导直接参与下，明确了“纯电驱动”为中国新能源汽车的技术路线，将混合动力的技术路线被划到节能汽车的范畴里了。

6、 纯电动汽车类型

纯电动汽车EV(Electrical Vehicle)也称为BEV(Battery Electrical  Vehicle)。纯电动汽车可分为两种类型，即用单一动力电池作为动力源的纯电动汽车和装有辅助动力源的纯电动汽车。

用单一动力电池作为动力源的纯电动汽车

用单一动力电池作为动力源的纯电动汽车，只装置了动力电池组，它的电力和动力传输系统如图。

单一使用动力电池作为动力源的纯电动汽车

装有辅助动力源的纯电动汽车

用单一动力电池作为动力源的纯电动汽车，动力电池的比能量和比功率较低，动力电池组的质量和体积较大。因此，在某些纯电动汽车上增加辅助动力源，如超级电容器、发电机组、太阳能等，由此改善纯电动汽车的起动性能和增加续驶里程。这种纯电动车也称为增程式电动车，辅助动力源如增程发动机不直接参与动力传递，而是为动力电池补充电能。

7、纯电动汽车驱动型式之集中式驱动VS分布式驱动

发动机按布置位置的不同，可以分为前置、中置、后置三大分类。再可以细分前置前驱、前置后驱、中置后驱、后置后驱等。

如果是一个驱动电机，也可以分为前置、中置、后置等。目前电机驱动模式又进一步衍生出多个电机驱动模式，于是出现集中驱动模式与分布驱动模式的分法。

又可分为两种：单电机集中驱动型式电动汽车(简称集中驱动式电动汽车)和多电机分布驱动型式电动汽车(简称分布式驱动电动汽车)。

传统集中式驱动结构类型

集中驱动式电动汽车与传统内燃机汽车的驱动结构布置方式相似，用电动机及相关部件替换内燃机，通过变速器、减速器等机械传动装置，将电动机输出力矩，传递到左右车轮驱动汽车行驶。

集中驱动式电动汽车操作实现技术成熟、安全可靠，但存在体积较重，效率相对不高等不足。

随着纯电动汽车技术研究的深入，纯电动汽车的驱动系统的布置结构也逐渐由单一动力源的集中式驱动系统向多动力源的分布式驱动系统发展。

分布式驱动电动汽车结构类型

分布式驱动电动汽车按照动力系统的组织构型不同可分为两种：电机与减速器组合驱动型式，轮边电机或轮毂电机驱动型式。

a.电机与减速器组合驱动型式

在该驱动型式中，电机与固定速比减速器连接，通过半轴实现对应侧车轮的驱动，由于电机和减速箱布置在车架上，因此在现有车身结构的基础上，稍加改动，该驱动型式即可推广应用。

b.轮边或轮毂电机驱动型式

轮边电机驱动型式是将驱动电机安放于副车架上，驱动轮从其对应侧输出轴获取驱动力。

轮毂电机驱动型式是将电机和减速机构直接放在轮辋中，取消了半轴、万向节、差速器、变速器等传动部件。

轮边电机驱动型式或轮毂电机驱动型式均具有结构紧凑、车身内部空间利用率高、整车重心低、行驶稳定性好等优点。

分布式驱动的优点

从以上论述中不难发现，在分布式驱动电动汽车中，每个车轮的驱动转矩可单独控制，各个驱动轮之间的运动状态相对独立。分布式驱动电动汽车与集中式驱动电动汽车相比，其优点可概括总结如下：

同等总功率需求下，单台电机功率降低，尺寸和质量均减小，使得整车布置的灵活性和车身造型设计的自由度增大，易于实现同底盘不同造型产品的多样化，缩短产品开发周期，降低生产成本;

机械传动系统部分减少或全部取消，可简化驱动系统。各驱动轮力矩的控制方式由硬连接变成软连接，能满足无级变速需求及实现电子差速功能;

电机驱动力矩响应迅速，正反转灵活切换，驱动力矩瞬时响应快，恶劣工况的适应能力强;

在硬件及软件控制方面，更容易实现电气制动、机电复合制动及再生制动，经济性更高，续驶里程更长;

在行驶稳定性方面，通过电机力矩的独立控制，更容易实现对横摆力矩、纵向力矩的控制，从而提高整车的操纵稳定性及行驶安全性。

综上所述，虽然目前集中驱动型式占电动汽车驱动系统的主流，但分布式驱动型式作为新兴的驱动系统，在动力学控制、整车结构设计、能量效率及其它性能方面均有很多优点，因此研究分布式驱动电动汽车技术有助于电动汽车的发展及推广。