新能源汽車電池范文

時間:2023-04-01 19:47:33

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新能源汽車電池

篇1

摘要:電動汽車是最具發展潛力的新能源汽車,以電力為驅動,有著噪聲低、低排放、效率高等特點,應用前景廣闊。本文圍繞新能源電動汽車對其電池技術進行了討論。

關鍵詞:電動汽車;比能量;可靠性;鋰離子電池

0引言

由于傳統內燃機汽車所造成的環境和能源問題愈加突出,汽車行業發展受阻。目前我國科研機構和汽車制造企業都加大了對新能源電動汽車的研發力度,以期解決現存電動汽車電池技術難題。

1新能源電動車電池技術

根據能源供給類型的不同,電動汽車可分為純電動車、混合電動車和燃料電池電動車,且這三種電動車電池技術均面臨著技術難題,較難量產推廣。電池技術是影響新能源電動車推廣和廣泛應用的重要因素,所以迫切需要解決電池的容量和能源補充問題。

2新能源電動車電池技術對比

(1)鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池是由浸入稀硫酸電解液的正極板(PbO2)和負極板(Pb)組成。充放電反應方程式:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。該種電池的性能指標中的比能量和比功率均較低,電池的循環使用壽命也較短,充電所需時間較長,這些特點致使其在電動車領域的推廣受到很大制約。同時,該種電池技術較為成熟,可以大批量生產,其造價也低,所以這種電池也具有一定的應用空間,目前是被用于行駛里程短,重點要求較低的場合,例如目前已投入使用的電動觀光車、電動叉車、短途電動公交車等。

(2)鎳氫電池(NiMH)。由鎘鎳電池發展而來的鎳氫電池是由電解液(KOH)、堿式氧化鎳(NiOOH)組成的正極和吸氫合金(MH)組成的負極構成。充放電反應方程:NiOOH+MH⇋M+Ni(OH)2。鎳氫電池充電時間短、容量大、放電深度大,更有著耐過充和過度放電等優點,但是由于金屬鎳價格較昂貴對其在在電動車領域的推廣和應用。鎳氫電池與鋰離子電池相比,能量密度較弱但可靠性高、成本低。在不久的將來鎳氫電池會成為混合動力電動車的主流電池。

(3)燃料電池(FuelCell,FC)。燃料電池由正極、負極(不包含活性物質)和電解質隔膜組成。目前研究以氫燃料電池為主,充放電反應方程:2H2+O22H2O。作為被汽車制造商重點投資的燃料電池,僅須補充燃料與空氣即可,并不需要充電儲能的過程。氫燃料電池不僅供電效率高、功率密度高,也有著無污染和可循環利用的優點。但是其造價太高、啟動時間過長,制造和存儲代價高且氫燃料電池加氫站的建設有著很大的難度。就目前來說,燃料電池電動車只是處于研發階段,尚存在較多技術難題,在短期內很難進行大規模的推廣。基于燃料電池綠色環保的作用,燃料電池未來肯定會成為解決能源危機的動力電池,有著較為廣泛的前景。

(4)鋰離子電池。鋰離子電池主要包括正極(鋰離子金屬氧化物LiMO2構成)、負極(焦炭或石墨C構成)和有機溶液(溶有鋰鹽)。充放電反應方程:LiMO2+nC⇋Li1-xMO2+LixCn。鋰離子電池的性能要優于前兩種電池性能,有著體積小、壽命長和自放率低的優點,鋰離子電池并不存在傳統蓄電池出現的“記憶效應”,該電池無污染,所以該種電池一直被看好,是最具有實用價值的電動車電池。但鋰離子電池在快速放電性能、價格、過放電保護方面有著不足之處。而大容量、高功率的鋰離子電池在安全方面有著一定能夠隱患,使其大規模推廣受到限制,現在主要被用于容量較小、功率較低的電動汽車的應用中。目前各國汽車生產商都在重點研究鋰離子電池技術,主要圍繞如何降低電池成本,實現快速便捷放電,確保大容量的電池安全性為研究重點。

3鋰離子電池技術

(1)鋰離子電池材料技術。該種電池正負極材料體系很豐富。用于動力電池的NCM三元層狀正極材料,其中LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的應用比較成熟,而擁有較高容量的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2已被批量應用。近幾年鋁摻雜的鋰鎳鈷氧電池將被用于驅動電動汽車,與錳酸鋰混合也可用于制造車用動力電池。磷酸鐵鋰電池生產已滿足客車和專用車輛的應用。用于負極的材料石墨、硬/軟碳和合金負極材料,其中石墨應用最為廣泛,無定形硬碳或軟碳與石墨混合已經逐漸被應用。鈦酸鋰負極材料倍率性和循環性佳,但比能量低、成本高,適用于大電流充電。將納米硅或硅氧化物作為負極材料已有小批量應用,但還需研究出解決因鋰嵌入硅后造成的體積膨脹導致使電池循環壽命減少問題的方法。鋰離子電池電解液中六氟磷酸鋰及其它新型鋰鹽、溶劑提純、電解液配制、功能添加劑技術不斷進步,而如何提高電池工作電壓,如何改善電池高低溫性能是現在研究方向,目前安全型離子液體電解液以及固體電解質均在研制中。聚烯烴微孔膜是現如今鋰離子電池隔膜銷售中的主要產品,而耐高溫、高電壓隔膜將會是未來的主要發展方向。

(2)單體電池技術。單體電池形狀主要有圓柱、方形金屬殼(鋁/鋼)和方形軟包散裝,而車用電池組容量大、電池數量多、管理系統復雜。目前圓柱電池技術并不能滿足車用電池需求;方形電池電芯制作方式較多(正極包膜疊片、卷繞+疊片、疊片+卷繞等),制作出的電池容量大,適用于軟極片電池(磷酸鐵鋰和三元材料的電池)。疊片式電池在各材料體系中均適用,可靠性高,與卷饒電池相比壽命較長,例如日產Leaf純電動汽車、Volt插電式混合動力汽車電池均采用疊片式。軟包電池電芯的制作則與方形金屬殼電池類似。總體來看,我國單體電池生產正在由半自動向著全自動大規模制造邁進。

(3)電池系統技術。我國動力電池系統產品存在功能簡單、數據采集可靠性較弱,SOE估算精度、熱管理、均衡、安全管理等有待提升,而核心元器件則差距大。電池系統應從結構設計優化與材料選型兩個方面入手結構抗振、抗沖擊以及輕量化集成優化設計進行研究,并從故障診斷預測、熱安全監測預警和防控三個方面進行關鍵技術的開展。

4結語

綜上所述,對于新能源電動汽車來說鎳氫電池性能要優于鉛酸蓄電池,燃料電池和鋰離子電池比與鎳氫電池相比性能性能更佳,但都有著各自難以突破的技術難題。基于鋰離子電池各項性能和目前技術研究程度,不久的將來鋰離子電池會被廣泛應用于純電動汽車。

參考文獻:

[1]文曉明.電動汽車電池技術研究與展望[J].汽車零部件,2015.

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[關鍵詞]新能源汽車;電池管理系統;“水桶效應”

中圖分類號:TM912 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)06-0351-01

前言

水桶效應實際上就是說盛滿水的水桶,需要具備無損并且平齊的木板,如果水桶中有一個木板出現破損,就不能盛滿水。因此,決定水桶盛多少水的不是最長的木板,是最短的木板。通過很多串聯和并聯的電芯構成電動汽車電池系統,此時會形成水桶效應,失靈電芯會破壞整個電池系統,嚴重的會導致出現車輛起火,電池管理系統主要就是用來管理電池組,盡可能避免出現水桶效應,保證系統整體安全。

1 電池管理系統的基本原理

電池管理系統(Battery Management System),簡稱BMS。一般情況下電池管理系統都是汽車系統的子系統,可以在新能源汽車中廣泛應用,主要作用就是管理以及監控動力電池,保證具備最佳工作狀態的電池,盡可能提高使用電池的壽命,向子系統傳遞相關電池信息,為進一步分析判斷提供依據,并且還具備一定調整以及實時監控電池作用,可以同步協調眾多平行子系統。車輛實際運行的時候,需要不斷交替應用減速和加速,因此,電池管理系統需要及時反饋和接受動態信息,適當調整管理形式[1]。

2 新能源汽車電池管理系統的主要功能

電池管理系統雖然具備相對復雜的結構,但是新能源汽車電池管理系統還是相對簡單的,可以從以下方面分析:

第一,對電池內部單體電芯的實際情況進行監測,平衡電池電芯整體性能,確保在額定范圍內的電池芯,如果透支電芯,需要盡可能保證電池組整體性能,為電池充電提供合理的接入形式[2]。

第二,系統失去聯系或者失控的時候,需要一定故障保護,緊急情況下隔離電池,如火災、過載等,如果電池電芯失效的時候,需要可以提供相應應急行使模式。

第三,對電池溫度進行監控,調整保濕器和散熱器的運行狀態,確保能夠具備最佳溫度電池運行狀態。

第四,可以對電池提供最好的充電流程,并且適當調整沖放電比例,避免回收動能的過程中出現過度充電問題。

第五,為車主以及系統提供相應的健康程度信息和充電程度信息,對電池余量能夠提供行使路程的計算。

第六,對車輛行使情況能夠進行適應,合理調整管理電池的方式。

第七,記錄電池實際應用狀態,并且對使用歷史進行合理記錄。

第八,執行系統的命令和信息。

第九,車輛行使之前為了能夠預留足夠量的負載測試阻抗,可以通過分階段充電方式來達到避免涌流現象出現[3]。

實際執行的時候,能夠具備做種電池管理功能的新能源汽車管理電池系統,最重要就是是否符合設計需求,現階段,國內外具備很大差異的生產水平,但是最根本方向就是克服水桶效應。

3 新能源汽車電池管理系統的基本類型

現階段,具備以下幾種形式新能源汽車電池管理系統基本類型,分配式、中心式、模塊式,以下主要分析了上述類型電池管理系統基本特點和情況。

3.1分配式

分配式(Distributed)電池管理系統應該可以連接電芯放電平衡裝置和電壓監控,此外還應該擁有切斷數字通訊功能和充電器狀態,在設計過程中具備簡單可靠的設計優勢,但是存在數量大、比較小單體電芯體積等缺陷,在安裝電路板電池電芯的時候就變得十分困難。

3.2模塊式

模塊式(Modular)電池管理系統主要構成就是一個主控制器和多個分控制器系統,主控制器能夠獲得分控制器的信息數據,從而達到管理電池組的目的,在設計過程中并不需要在所有電池電芯上都安裝相應電路板,但是設計電動車電池管理系統的時候,設計主從控制形式的時候會遇到一定通訊技術挑戰[4]。

3.3中心式

中心式(Centralized)電池管理系統中所有電芯都被共同中心控制器進行監控,安裝控制器的時候十分簡單方便,相比較其他類型車輛通訊系統來說,也相對方便,但是在設計的時候,不能合理規范電動汽車電池組實際形態,如,沃蘭達T型電池,因此,想要通過中心式來有效控制電池所有走線是比較困難的。

4 新能源汽車電池系統與“水桶效應”

現階段,已經存在兩種設計電動汽車的主要形式,模塊式和分配式,設計根本依據就是電芯實際大小。目前,國際上主要應用兩種電芯,就是特斯拉(Tesla)經常應用在筆記本電腦中的18650電芯和韓國經常應用的60Ah方形電芯。實際應用后者電芯構成的電池管理系統的過程中,一般需要80左右個管理電池數量,因此,設計過程中適合應用分配式形式,但是因為具備溫差比較大的電池內外溫度、比較大的電芯單體容量,并且出現異常情況的時候會出現比較大的能量,如起火、爆炸等,因此,需要十分嚴格的要求控制電池組整體溫度,避免出現與杭州動車組類似的汽車自燃事故。特斯卡主要應用能量比較小的18650電芯,如果出現爆炸,也沒有很大威力,因此,包裝合理就能夠確保電池組整體安全,因為具備比較小能量,就需要很龐大數量的18650電芯,這種電芯主要就是用在筆記本電腦中,存在相對比較小的體積。利用8000多個18650電芯來構成特斯拉敞篷電動爬車,安裝中應用分配式電路板需要十分龐大的數量,但是如果應用中心形式也具備很大數量走線[5]。

電池管理系統如果具備十分優秀的功能,會最大程度保證電芯放電程度,充電過程中能夠避免電芯充電過量,沃蘭達現階段也僅僅只是具備50%的電池放電比例,也可以僅僅應用電池組一半電量,就不會繼續進行放電了,主要就是由于處于臨界狀態的電芯,如果是符合實際情況的放電比例,也就是說在行使的過程中,沃蘭達中半個電池是沒有用的,驗證了最短板的水桶效應,會降低使用整體車輛的效率,成為車輛行使的包袱。過量對鋰電池進行充電,會形成十分嚴重的后果,因此,電池管理系統中最重要保護電池方式就是避免過量充電,也就說在電池充滿的過程中,其實存在不是十分滿的電量,只是一種假象,車輛行使過程中如果下坡或者剎車的時候,能夠最大程度獲得能量,以及達到節能的目的[6]。

結語

綜上所述,電池管理系統基本作用就是管理工作溫度和充放電,新型電池管理系統中已經主要出現動態平衡功能,靜態平衡功能,附加功能等,依據電池組功率、車輛型號、電芯、電壓實際需求來合理選擇以及設計電池管理系統功能,具備千變萬化的設計基本條件,因此,在設計新能源汽車電池管理系統的時候會存在多種多樣的方式,但是不管方式怎樣變化,在實際設計的過程中,都應該充分重視新能源汽車電池管理系統中的“水桶效應”。

參考文獻

[1] 辛迪嘉.新能源汽車電池管理系統中的“水桶效應”[J].電器工業,2011,(6):57-59.

[2] 阮嫻靜.新能源汽車研發創新項目與整車發展的關聯效應――對DF電動車輛公司的實證分析[J].科技進步與對策,2012,29(16):60-63.

[3] 盧健,陳學廣.面向新能源汽車制造商的多目標決策模型研究[J].計算機仿真,2014,31(4):166-169.

篇3

問題與差距

我國政府對新型鋰電池給予高度重視,“十五”期間的“863計劃”已經對新能源汽車以及動力電池做了重點安排部署,主要導向是支持鋰電池的正極、負極、隔膜、電解液的技術攻關。“十一五”期間重點支持鋰離子動力電池、電機系統以及關鍵原材料產業化的技術攻關。到“十二五”期間,我國政府重點支持以“能量型鋰離子動力電池以及電池系統”為重點的大規模產業化技術工作和應用,并且在能源、汽車等行業得到推廣應用。從“863計劃”開始,中國的鋰電池以及電動汽車就按照“三縱三橫”的技術體系進行重點安排和部署。“三縱”主要是圍繞著燃料電池汽車、混合動力汽車,以及純電動汽車進行安排和部署;“三橫”則重點支持動力電池和電池組的管理系統,電機驅動系統和控制單元等。

“三橫三縱”以及多能源控制系統等支撐起了國內新能源汽車的具體研發工作,從而形成了具有中國特色的電動汽車技術體系和發展路徑。在“十二五”末期,我國動力電成本低于2元/瓦時;在比能量型鋰離子動力電池方面,我們的比能量達到了大于160瓦時/公斤的水平,成本低于3元/瓦時,可以批量用于示范型新能源汽車,包括客車、轎車等車型。材料體系主要包括錳酸鋰、磷酸鐵鋰及三元,目前已經實現了規模化應用,鋰離子動力電池已經具備產業化水平。同時,我們在電池系統的集成技術方面也取得了重要進展,產業化程度從百萬級瓦時上升到了千萬級。

在單體電池新產品方面,我們的磷酸鐵鋰能量密度已經能夠做到120到140瓦時/公斤,容量為5安時的磷酸鐵鋰電池能量可達130瓦時/公斤。單體動力電池安全性都達到了國標的安全性要求,但是在錳酸鋰和三元體系等方面,對安全性的把握控制應該更為嚴格。國內的方形鋰離子電池比國外水平更先進,但是在軟包和18650電池的技術方面,能量密度上我們與國外相比還有比較大的差距。因此,從整體來看,我們目前關鍵點在單體電池方面。目前國內已經形成了完善的鋰電池體系,掌握了動力電池的結構特點、制造工藝、生產技術等。

鋰電池主要市場在美國、歐洲、亞洲,亞洲主要在中國、日本、韓國這三國。現在我國是電池的主要生產國。從企業實力來看,美國企業有比較強的研發設計能力,日本在生產方面的規范比較嚴格,我國在市場份額上超越日本,占據世界第一位。中國動力電池單體性能指標與國外先進技術差距相對較小,但在高端材料與相關基礎研究方面,以及一致性、良品率、成組技術、電池安全性、可靠性和系統管理技術等方面差距較大。企業創新能力不強,優勢產能不足。這也是我們企業創新的第一步。到目前為止,中國的鋰離子動力電池供貨量約達16.7億瓦時。同時,我們基本上占據了國際市場將近50%的市場份額,市場占有率還在不斷進步。

目前,國內在鋰電材料等方面的問題比較大,主要表現在以下方面:一是高端電池材料目前不能自足,低端材料過剩,對材料的生產工藝研究仍有欠缺,材料穩定性不足。二是電池設計仍有一些問題,多組電池還不能滿足需求。三是電池回收規劃不足、生產設備水平不高等問題仍存在。單體電池的制造精度、單體溫度特性、溫適應等方面與國外企業還有一定差距。另外,電池企業制造工藝模仿現象較重,缺少自己的創新能力,我國企業應著重學習借鑒西方成熟的經驗、裝備制造水平。同時,我們的電池也缺乏一些檢測功能,在數據采集的可靠性、SOE精確估算、熱管理、安全管理方面仍顯不足,在連接散熱、保護、使用、維護、充電等方面還需要進一步細化。

新階段的攻關重點

《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》中提出到2020年,鋰動力電池模塊的容量達到350瓦時/公斤,成本降到1.5元/瓦時以下,在《中國制造2025》規劃中,我們規定的目標是2020年達到350公斤/瓦時,2025年到400瓦時/公斤,2030年達到500瓦時/公斤。在動力電池研發規劃上,我們也提出了電池能量密度規劃,即到2020年達到300瓦時/公斤,成本降到0.8元/瓦時以下。在最新的規劃中,我們要求電池能量密度達到500瓦時/公斤以上,世界主要國家在這些規劃目標方面基本保持一致。

我們預計,2020年是國內鋰電池技術發展的第一階段,主要任務是新型鋰電池的開發,能量密度的提升,動力電池要實現智能化制造;到2025年,我們要在新型電機技術方面取得顯著進展,使動力電池產業的發展與國際先進水平接軌,培養具有較強國際競爭力的大型公司。到2030年,動力電池產業進入新的發展階段,電池單體能量的提高,新型材料的應用等要達到國際領先水平。

未來,高性能、低成本的新型鋰離子電池和新體系電池是新能源汽車動力電池發展的主要方向。新型鋰離子電池將采用高電壓/高容量正極材料、高容量負極材料和高壓電解液替代現有鋰離子電池材料,電池成本、比能量和能量密度將具有明顯優勢,能夠大幅度提升新能源汽車經濟性和使用的便利性,還要解決耐久性、環境適應性和安全性等關鍵問題。

未來相當長一段時期內,中國節能與新能源汽車將以普及應用插電式混合動力汽車、純電動汽車等新能源汽車為主要任務,迫切期待動力電池降低成本、提高性能。研發新型鋰離子電池和新體系電池、提升動力電池智能制造水平、完善驗證測試方法和標準體系,既是中國節能與新能源汽車的發展需求,也是中國動力電池發展的關鍵任務,具有緊迫性。

篇4

在啟動新能源戰略兩年后,力帆實業(集團)股份有限公司(下稱力帆)開始發力,全面布局新能源汽車產業。

6月26日,力帆連發公告,分別宣布兩項共計超過11億元投資的產業項目,包括6.7億元的新能源電池項目和4.77億元的研發中心項目。

“力帆勇氣可嘉。但在電池領域最終要靠技術實力說話,力帆沒有積累會比較困難。”汽車行業資深評論人士張志勇在接受《中國經濟和信息化》記者采訪時說,做電池比做電動汽車整車更容易產生效益,力帆看好的是新能源電池行業的發展前景。力帆董秘辦公室人員張一告訴本刊記者,新能源汽車市場受到基礎設施、消費者購買需求的影響,2010年下線的力帆620電動版至今市場銷售還不到10輛。

顯然,力帆涉足電池領域的主要目的是為其電動車項目提供支撐。不過,力帆所謂的新能源電池項目還是與電動汽車的核心動力系統有些差距。根據公告,其新能源電池項目主要包括蓄電池、鋰電池生產車間及相關設備。達產后,力帆將實現年產200萬只摩托車蓄電池、165萬只汽車蓄電池、200萬只電動助力車蓄電池和1萬組鋰電池的生產能力。力帆董秘湯曉東表示,投資項目中的鋰電池部分,主要還是以鋰電蓄能電池為主,而非目前市場爭論較多的鋰電動力電池。

一位不愿意具名的分析師表示,作為上市公司,這難免有借用當下資本市場對新能源概念的追風,融到更多資金的嫌疑。公告當日收盤,力帆的股價上漲5.97%。中國電動汽車資深學者謝子聰對本刊記者表示,雖然現在新能源汽車發展遭遇瓶頸期,但越來越多的企業參與新能源汽車行業畢竟是好事。

至于6.7億元的新能源電池項目,有多少將用于電動汽車動力電池的研發投入,截至發稿時,記者還未收到力帆方面的明確回復。

事實上,力帆進入電動汽車領域的時間表與新能源汽車的相關政策幾乎同步。2009年,國務院《汽車產業調整和振興規劃》,對純電動、充電式混合動力和普通型混合動力等新能源汽車產能的發展做了明確規劃,帶來了全國發展新能源汽車的一輪小。2010年3月,力帆與中科院聯合成立上海中科力帆電動汽車有限公司(下稱中科力帆),正式啟動新能源戰略。力帆也在2010年4月的北京車展上推出了自己的新能源汽車力帆620電動版。同年,其作為上海世博會警務用車,成為國內第一款正式投入商業營運的純電驅動SUV車型。但是,力帆620電動版的市場銷售不盡如人意,多依賴于政府采購,用于城市出租車運營。6月14日,中科力帆的LF7002CEV剛剛獲得成都市政府采購指定純電動車品牌。

力帆在電動汽車市場不溫不火的表現簡直是其在傳統汽車領域的翻版。作為中國摩托車龍頭企業,力帆在摩托車領域的成功并沒有在汽車領域上演。

2006年初,力帆520正式上市,標志力帆正式進入汽車市場,這幾乎是中國民營汽車領域再正常不過的跨界。但是,受限于資金壓力,力帆年產能一直在10萬輛徘徊,令其錯失了中國汽車行業發展最為迅猛的幾年大好時光。而且,力帆缺少拳頭車型,無論是力帆520還是瞄準高端轎車市場的力帆720等,都未能為其帶來口碑與銷量。提到力帆,人們首先想到的仍是摩托車和足球俱樂部。

2011年,盡管力帆汽車品牌效應并未有大幅提高,但其汽車業務比重已經遠遠超過摩托車業務。力帆2011年報顯示,2011 年實現營業收入86.3億元,同比增長27.46%,其中,乘用車銷售11.72萬輛,同比增幅達65.77%,乘用車業務實現銷售收入47.36億元,占整體業務比重達54.88%。

相比奇瑞、比亞迪、吉利等企業,在傳統汽車領域稍遜一籌的力帆顯然不想在新能源汽車領域仍然處于弱勢地位。涉足新能源電池項目,建設汽車研發中心,無疑暗合了目前國內外發展新能源汽車的熱潮,更有利于力帆從產業鏈角度布局整個新能源汽車產業。

“力帆這樣做也是為了幾年以后能夠占領更大的鋰電池市場。這是有市場基礎的,而不是去圈錢。當然能夠利用證券市場對新能源概念的追風,借助鋰電池項目融到更多的資金,來發展集團的事業也是好事。”張志勇說。

在張志勇看來,缺少經驗并不是力帆涉足新能源電池項目的風險。力帆可以借助資本的力量、人才聘用機制把電池技術的研發體系建立起來,這是完全可能實現的。更大的風險在市場。中國新能源汽車市場未來到底能有多大量產,沒有任何人能做出準確預測。現在大規模投入進去以后,如果市場達不到預期,成本投入就沒有相應的回報作為支持,這是最大的風險。而且,新能源汽車的發展前景得到了大家的公認,誰都想分一杯羹,競爭程度可想而知。

從該項目來看,只有1萬組鋰電池屬于電動汽車用電池。這在整個新能源電池項目中并不占據主要位置。而且據湯曉東透露,“鋰電動力電池現在的主要問題是成本和安全性兩大方面。它的發展還具有一些風險和不確定性,但從現在來看,的確是汽車行業未來方向。這次投資的1萬組鋰電池生產能力,將主要側重于技術已經成熟的鋰電蓄能電池,同時借此機會為開發和完善鋰電動力電池做技術研究。”

不過在張志勇看來,這或許是力帆布局新能源汽車市場的一個好方法。低速電動車是新能源電動車發展的方向之一。低速電動車對新能源汽車市場的推動作用在于其經過市場檢驗后,企業可以得到市場對電池電控技術的反饋意見。根據市場反饋,企業不斷提高電池技術、電控技術、電機技術,最終發展電動汽車,這是一個符合市場現實需求的方向。

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【關鍵詞】:未來新能源汽車;技術發展

1、導言

人類社會自進入二十一世紀以來,隨著工業的迅速發展,能源消耗與日俱增,這使得能源問題成為了一項世界性的重大問題,而若想有效解決這項問題,最直接的方式之一就是開發能夠代替傳統能源的新能源。汽車是主要能源消耗因素之一,近年來,經過各國眾多科研人員的不懈努力和多年的研究試驗,幾種新能源汽車已經被研發出來,并基本規劃出了一條新能源汽車的發展方向。可以想見,未來在汽車行業中新能源汽車將是主要發展趨勢,而其在技術方面也將不斷進步。本文主要探討了未來新能源汽車的技術發展趨勢。

2、當前新能源汽車的技術類型

2.1純電動汽車

傳統汽車的動力能源是燃油,即汽車的發動機需要依靠燃油才能夠產生巨大動力,從而驅使汽車運行前進。但在燃油發動的過程中,會產生大量的有毒、有害氣體,如二氧化碳、二氧化硫等等,從而給大氣環境帶來非常嚴重的污染。同時,燃油本身就是一種不可再生能源,在汽車中大量使用燃油也會加速能源的緊缺。而純電動汽車是一種利用電能來驅動運行的汽車,它將傳統的燃油發動機以電動機代替,利用電能轉化為動能,這一過程中不會向外界環境排放任何有毒、有害物質,因此不會造成環境污染,是解決溫室效應的有效途徑。純電動汽車的動力系統是由動力電池、電動機、充電器及相關控制系統所構成的,它完全使用電能,無須其他能源。純電動汽車的能源儲存裝置是動力電池,因此動力電池的性能直接決定著汽車的續航能力和性能質量狀況。純電動汽車還有一項優點就是能夠在低速區內提供大扭矩輸出,這是內燃機所無法比擬的優勢。

2.2混合動力汽車

混合動力汽車所使用的不僅僅是一種能源,而是兩種或兩種以上能源混合使用。目前比較常見的混合動力汽車大多是燃油和電力混合汽車,通過這兩者的相互支持既能夠減少廢氣排放量,又能夠保障發動功率。由于這一優點,使得混合動力汽車成為了目前最受矚目的新能源汽車之一,也是當前主要的技術研究方向。近年來出現了一種插電式混合動力汽車,其更像是一種純電動汽車與混合動力汽車的綜合體,同時具備動力電池和充電設備,當電池內的儲電量充足時使用電能進行驅動,而當電能不足時則能夠一邊自動轉化為燃油驅動、一邊自動進行充電。

2.3燃料電池汽車

除了純電動汽車和混合動力汽車以外,燃料電池汽車也是一種新能源汽車。燃料電池汽車所使用的動力核心是燃料電池,它通過燃料電池驅動電動機發電,從而為汽車的運行提供動力。燃料電池汽車的動力系統主要是由驅動電機、燃料電池、儲氣系統及動力蓄電池等構成的,燃料電池可以通過電化學反應產生電能。燃料電池汽車一般常用的是氫氧燃料,其發電原理是氫氣和氧氣燃燒生成水,同時釋放電能。

3、新能源汽車技術的發展趨勢

3.1純電動汽車是新能源汽車發展的最終目標

純電動汽車具有顯著的節能環保優點,同時維護保養便捷,作為一個真正的綠色環保汽車,純電動汽車雖然受到了充電時間和續駛里程的限制,但是電池技術的問題不會永遠存在,政府也進行了大力的支持,頒布了相應的扶持政策,例如采用電池置換、補貼退稅降低車輛制造成本等,以此解決純電動汽車充電時間較長的問題。總而言之,純電動汽車在未來的發展過程中,通過長期的努力以及各方的合作,純電動汽車將會成為我國主流交通工具之一。

3.2混合動力電動汽車是目前可實施的新能源汽車技術

混合動力電動汽車具有較高的動力性,同時還有續駛里程方面的優勢,因此不僅可以利用成熟的發動機技術,同時還可以促進電池電機技術的發展,為純電動汽車技術奠定堅實的基礎條件。可插電式混合動力電動車技術,在用電和用油方面,保障了消費者的自,滿足消費者日常對于交通的需求,并兼顧低碳環保、燃油經濟性的要求。由雙系統造成的成本增加,可以由消費者、企業和國家一起承擔。可以說,混合動力電動汽車是目前新能源汽車實施性較強的一種技術。

3.3氫燃料汽車的發展具有一定的局限性

雖然氫燃料汽車具有清潔、高效以及制備資源比較豐富等優勢,但是相應的技術水平偏低,尚未成熟,同時再加上生產成本較高,因此在短時間內,無法有效的實現產業化目標。根據氫燃料汽車長期發展潛力而言,其內燃機產生動力的能源轉化模式與氫燃料電池汽車相比,其環保性和高效性有待提高。

3.4燃料電池電動汽車是新能源汽車發展中的重要補充

目前,燃料電池電動汽車技術已經取得了一定的突破,并進行了一定的應用,由此可知,在今后一段時間內,燃料電池電動汽車技術依然會得到發展。但是由于燃料電池電動汽車的供電方式具有單一性,如果不能與超極電容或蓄電池進行相應的配合,依然存在著很大的缺陷性。而且隨著純電動汽車技術的提高與發展,燃料電池電動技術可能會運用于長途運輸,成為新能源汽車中長期發展的重要部分。

3.5生物燃料汽車是新能源汽車發展過程中的有效補充之一

生物燃料汽車與燃氣汽車相比,其采用的代用燃料可以在很大程度上緩解能源緊張的局面,同時生物燃料汽車的燃料屬于可再生資源,可以進行長期生產,但是會受到土地資源、氣候環境等方面的影響。除此之外,生物燃料汽車主要是依賴于內燃機產生動力,以此驅動車輛行駛,這種模式最終會被純電動車技術所替代。由此可知,該技術在化工領域的價值比作為內燃機燃料的價值更高。

結語

綜上所述,近年來,隨著社會發展對生態環境保護意識的不斷增強,新能源汽車將會是未來汽車產業發展的主要方向,同時也是能源發展趨勢的必然選擇,因此應當加大研究力度,制定一定的政策制度,調動汽車制造商的研發積極性,為新能源汽車的進一步發展打下堅實的基礎。

【參考文獻】:

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[2]陳石胤.國內新能源汽車的技術發展探究[J].科技傳播,2014,08:96+104.

篇6

關鍵詞:新能源汽車;空調系統;技術

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.066

調節汽車內部溫度和空氣的重要裝置就是空調系統,隨著新能源行業的不斷發展,新能源汽車的研發也在不斷推進,并且為汽車的未來發展指引了新方向,為了使新能源汽車的使用和實用功能得到滿足,就需要我們對新能源汽車空調系統技術進行科學地探索,提升新能源汽車空調系統的有效運用,促進新能源汽車的舒適性得以提升。

新能源汽車的空調系統和傳統汽車的空調系統具有較大的區別,為了使新能源汽車的各方面需求得到滿足,新能源汽車的空調系統在結構設計上和傳統汽車具有較大的差異。對新能源汽車空調系統技術進行探索,提升新能源汽車空調的舒適性,能夠大力推動新能源汽車行業的健康發展。

1 新能源汽車空調系統技術的現狀

影響新能源汽車舒適性的重要因素之一就是其空調系統,我們能夠根據不同的狀況對新能源汽車內的溫度進行調控。新能源汽車空調系統與傳統汽車空調系統的動力來源炯而不同。因電力和混合動力是新能汽車主要的動力來源,但是因為每一輛新能源汽車的電容量都有其固定值,空調系統的能源消耗會影響新能源汽車的續航能力,基于上述情況,新能源汽車的空調系統技術就應更加節能,使能源的利用效率得到更大的提升。

就當前新能源汽車的情況來說,我們能夠將新能源汽車的空調系統劃分為兩種模式:利用余熱制冷的空調系統和利用電能的熱泵式空調系統。但是將這兩種模式應用于新能源汽車,就會對新能源的功能和使用造成一些影響,因此需要對新能源汽車的空調系統技術加強探索和分析。

2 新能源汽車空調系統技術分析

我們通常將新能源汽車空調系統技術分為兩大類,即為熱泵式空調系統技術和余熱利用空調系統技術,對新能源汽車空調系統技術進行研究,能夠極大地提升新能源汽車的舒適程度,減少空調系統對于新能源汽車續航能力的影響。

2.1 熱泵式空調系統技術

(1)通過利用熱泵技術達成對新能源汽車內的溫度調控,熱泵技術在理論上能使新能源汽車內部達到3以上的制熱能效比例,十分切合新能源汽車的發展模式,并且,熱泵式空調系統的動力來源是電動壓縮設備,其能夠獨立地對空調系統提供能源,熱泵式空調系統對于新能源汽車的運行和續航能力影響較小。

(2)熱泵式空調系統技術主要運用的是雙路空氣流動的原理。雙路空氣的流動能夠使風道被擋板隔開,在外面的空氣進入風道時,熱泵空調系統技術會使車內的空氣變熱,并且從門窗附近流出。這項技術不單單可以使新能源汽車內部的空氣得以流通,還能夠在低溫天氣對新能源汽車的門窗進行除霜。熱泵式空調系統主要將新能源汽車內部的空氣進行加熱,通過汽車的下部進行釋放,從而控制新能源汽車內部的溫度。

(3)因為熱泵式空調系統技術對于新能源汽車內部溫度的調節作用較好,因此目前在人們的生活中大都在運用此項技術,特別是在低溫天氣,例如在冬季,溫度為-12℃時,新能源汽車就能夠利用熱泵式空調系統技術將車內部的溫度調節到26℃左右,保證新能源汽車的舒適程度。PTC加熱裝置和太陽能輔助熱泵技術,PTC加熱裝置是一種具有將強加熱能力的空調輔熱裝置,利用TC熱敏電阻元件,能夠在冬季時將新能源汽車的加熱能力大大提升,但是PTC加熱系統作為新能源汽車空調系統的輔助裝置,對其應該謹慎合理的運用,這么說是因為PTC加熱裝置的運行會利用到新能源汽車的電能,隨之對新能源汽車的續航能力造成一定的影響。在運用太陽能輔助熱泵技術的同時,需要對太陽能電池板進行合理的布局,并且將產生的電能作為新能源汽車空調系統的輔助能源,使車內問題調控而質量得以提升,如此一來,也能夠大大提高新能源汽車的續航能力,減少能源的消耗。

2.2 燃料電池余熱利用空調系統

(1)當下最符合新能源汽車發展趨勢,提升能源利用效率,降低新能源汽車損耗的技術就是燃料電池余熱利用空調系統技術。燃料電池能夠極大地保證新能源汽車的有效運行。

燃料電池主要是通過燃料、氧化劑進行作用,從而轉變為新能源汽車的動力來源。燃料電池轉化率高達55%一65%,并且余留的溫水、蒸汽和廢熱能夠經過轉化設備達成它們的再利用,大大提升了燃料電池的利用能力,并且,在燃料電池溫度過高的情況下,對余熱的利用就需要更加的合理,由此降低余熱對新能源汽車的各方面影響,我們能夠將燃料電池作為新能源汽車空調系統的主要動力來源,達成新能源汽車的空氣調控,如此一來不僅極大的提升了新能源的使用率,還能夠使新能源汽車空調系統的運行成本大大降低,經濟性能較高。

(2)我們需要結合新能源汽車當前現狀來運用燃料電池余熱利用技術,科學合理的對新能源汽車的制冷系統展開選擇,我們通常選取的是吸收模式的制冷空調系統,達成新能源汽車溫度的調控。新能源汽車中的吸收式制冷空調系統的動力來源是新能源汽車燃料的余熱,從燃料池的運行中產生的冷水獲取余熱,空調系統的能源消耗較低,因此就有效的減少了新能源汽車的能源損耗,燃料電池余熱利用空調系統的能源消耗比例僅僅占據新能源汽車能源消耗的4%,如此一來就大大的提升了新能源汽車的續航能力。

(3)燃料電池余熱利用空調系統在新能源汽車的實際運用中,燃料電池的發動機在啟動的時候,應首先打開閥門,在發動機啟動以后,對燃料電池的散熱裝置進行調控,并且獲取冷卻水,通過轉化裝置對冷卻水展開處理,獲取所需要的余熱,并且將余熱應用在新能源汽車內控的溫度調控中來。

3 結語

新能源的不斷發展對新能源汽車的研發起到了極大的推動作用,在現實中,新能源汽車的運用需要對其空調系統技術展開有效的研究和探索,以此提升新能源汽車的舒適性,使新能源汽車的設計更加人性化,使新能源汽車產業積極健康的發展,由此一來,就能夠達成新能源汽車產業的經濟效益和社會經濟效益雙贏的局面。

篇7

今年兩會,對于汽車圈來說,新能源汽車無疑是焦點中的焦點。國家政策的扶持,市場的日漸成熟,促使我國車企紛紛加大了新能源汽車的投入。預計,近幾年,我國新能源汽車依然會保持強勁發展趨勢。而電池成本高、續駛里程不夠長、充電不方便的問題,阻礙了我國新能源汽車的大發展。

如何突破發展瓶頸?純電動在線充城市客車為什么是我國電動汽車的最佳產品路徑?純電動在線充城市客車實際運營情況如何?

日前,在武漢舉辦的《純電動在線充公交車推廣經驗交流會暨2015第三屆全國公交駕駛員節能技術大賽第一次工作會議》上,與會專家與公交車代表就中國純電動公交車推廣應用經驗與技術進行了熱烈的討論。國家863節能與新能源汽車重大項目監理咨詢專家組組長、原中國汽車技術研究中心主任王秉剛,國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬,北京理工大學博士周輝均對我國純電動在線充城市客車的綜合表現給予了充分肯定。

發展前景如何?

國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬指出,我國新能源汽車推廣工作將迎來新階段。“2014-2020年是我國新能源汽車發展的歷史機遇期。近期,財政部、科技部、工業和信息化部、發展改革委啟動了2013-2016年新能源汽車推廣工作。申報的城市與地區近40個,包括的城市約70個。期望推廣新能源汽車數量約30萬。已確認38個城市或區域為新能源汽車推廣應用城市。”

2014年4月23日,在中國汽車論壇上工信部部長苗圩曾進一步明確,中國將堅持發展新能源汽車戰略不變,以純電驅動為發展戰略取向不變,政府扶持政策趨向不變,中國政府將進一步加大支持力度,健全法規標準,完善財稅政策,推進節能與新能源汽車的發展。

而且,繼去年國家密集出臺多項政策支持新能源汽車發展后,今年的《政府工作報告》中也有三處提到新能源汽車,并將其作為經濟新的增長點。

回顧2014年的汽車市場,可以說新能源汽車實現了“”式的發展,新能源汽車累計生產8.39萬輛,同比增長近4倍。在客車細分市場,新能源客車更是逆勢上揚,表現強勁,在客車行業整體下降的環境下,全年共計銷售新能源客車18637輛,同比增長80.54%。新能源客車的高熱,很大原因是借助了政策的東風,無論是從環保民生角度,還是從能源戰略角度,我國推廣新能源汽車的政策依然值得期待,因此,這幾年,新能源客車需求持續增長的確定性較高。業內相關人士預測,2015年,新能源客車的市場增幅依然可觀。

從國際上新能源汽車技術和產業化水平的比較來看,我國新能源客車技術產業化規模居世界第一位。涵蓋了插電式、增程式、純電動等多種技術路線,以及慢充、快充、電池更換、在線充電、雙源快充等多種能源補給方式。北美國家推廣的新型能源動力汽車主要采用了混合動力系統,總保有量達到1萬輛;歐洲主要采用混合動力系統與插電式混合動力系統,開始應用在線快充系統(鈦酸鋰負極電池與超級電容),推廣數量約2500輛。日本主要以混合動力客車為主,推廣數量約1萬輛。從國際新能源汽車發展趨勢來看,新型鋰離子電池和新體系電池技術發展迅猛,以新一代電力電子器件為基礎的電機驅動控制將在2020年實現規模產業化,智能化電動汽車技術下一個十年將有可能大大改變整個汽車工業格局,燃料電池汽車高端技術已開始進入市場。

存在哪些新挑戰?

我國電動汽車發展前景一片光明,現階段還存在哪些新挑戰?

王子冬的答案是,第一,電動車動力電池遭遇低溫充電難。目前的電動車,特別是電動公交車、電動出租車、私人電動車等大部分使用的是鋰電池。北京、青島、長春、唐山、包頭的新能源汽車示范運行工作,都不同程度遇到了冬季充電困難的問題,使得冬季電動公交車的運力下降,很難保證正常運行。“一方面,低溫環境下電池性能下降,好一點的下降10-15%,差一點的下降35%,這與材料狀態、電池結構、生產工藝、外殼結構、熱管理系統功能有關。另一方面,低溫充電容易產生析鋰現象,發生不可逆反應,使得電池容量和能量大幅度下降。嚴重的鋰枝晶會刺穿隔膜,使電池短路,發生安全事故。”王子冬著重強調低溫充電的弊端。第二,電池安全性較差。動力電池的安全對于電動汽車產業的發展至關重要。近年來,隨著各種節能與新能源汽車試點和實際運營數量的增多,安全事故時有發生,事故的分布從縱向看在加工、制造、化成、擱置、運輸、測試、使用、充電維護、回收各個環節上,都出現過問題。從橫向看國內外在手機、電腦、電動自行車、電動摩托車、電動轎車、電動公交車、混合動力車等領域應用過程中,也都出現過問題。第三,充電難、電池成本高。第四,電動車開發、使用、推廣的商業模式還未成熟。第五,電池不能長壽命使用,一致性、可靠性略差。

王子冬在分析我國電動汽車存在哪些新挑戰的時候,尤其強調了電動車安全的重要性。“目前,動力電池出現問題多數是在充電時發生,低溫充電增加了出現問題的概率。如何提高動力電池的可靠性與安全性成為當前業界關注的焦點。”他認為,所謂電池的一致性和可靠性是指,生產過程中對電池一致性的控制能力,可以通過自動化生產設備和“正確的生產工藝”得以控制(尋找到能夠控制產品質量的工藝方法這點很重要)。另外電池的結構設計要符合大規模機械化生產設備的要求。而且,在使用過程中對電池一致性的控制能力也同樣重要。比如,合理的電池結構減少低溫環境下的電池自身溫度不平衡。或者采用盡可能減小電池接觸電阻的連接方式,提高電池組的功率性能,同時減少電池的局部升溫。或者注重每一個電池表面的冷卻效果,選擇科學、合理的通風結構,使整個電池組的溫度場得以均勻,以保證電池組在低溫環境中使用過程中的環境一致性等。

對于被提及最多的電池成本過高的問題,王子冬認為需要客觀看待,他對《汽車觀察》記者說:“汽車電池的問題是個永久話題,而不是根本問題,技術進步會不斷有新電池問世,而剛出來的新電池成本一定比較高,所以動力電池的成本會經常出現由高到低,再由低到高,周而往復循環下去的規律。”

如何突破發展瓶頸?

近年來,對于我國新能源汽車產業的大發展,被詬病最多的就是電池成本高,續駛里程短,充電不便利的問題,它已經成為制約我國純電動汽車發展的主要瓶頸。該瓶頸如何突破?

王子冬說:“純電動在線充城市客車是當前最好的新能源產品路徑,可以大大緩解電池成本高,續駛里程短,充電難等各種挑戰。”他建議,我國新能源汽車的推廣要有一個輕重緩急的順序,新能源汽車可先從公交大巴、出租、租賃包括一些城市的輕型物流,郵政等細分汽車起步。甚至有條件的話,進入到部分單位用車,包括政府用車,或者其他用車領域,來加強私人消費者對新能源汽車的認識,然后再進入私人購買領域。

“電動公交車是我國新能源汽車最活躍的創新領域。無論節能,還是減排,電動公交都是最佳選擇。”王秉剛與王子冬的觀點一致。會上,他對我國正在運營的慢充式、換電式、插電式、增程式、快充式、在線充電式共六種不同電動公交技術路徑方式進行了綜合比較。“通過比較這六種電動公交車的技術方案發現,在安全性、環保性、經濟性、方便性四個方面,只有在線充電式電動公交的表現最佳。”

“治理霧霾成為公交車電動化的強勁動力與壓力,緩解交通擁堵公交優先是唯一的選擇。”王子冬說。

“推廣純電動公交車有利于降低碳排放。國四柴油車每年7萬公里里程,在城區內直接排放污染物1.1噸,純電動客車排放為零。首先,公交車承擔著城市客運的主要任務,約承擔城市客運60%的運力。我國城市公交客車的總量大約50余萬輛,并呈逐年增長的趨勢。而且隨著城鎮化的進程,公交車的保有量將會實現持續增長。其次,機動車的尾氣排放已成為城市空氣的主要污染源,其中公交車占有顯著比例,尤其對PM2.5的貢獻非常突出。通過比較各類車型的污染物排放發現,大客車是氮氧化物和PM2.5的重要的貢獻者。車輛排放對PM2.5的貢獻,北京是36%,上海是25%。其中公交車又占著很重要的比重,所以說改善空氣品質,公交車電動化勢在必行。”王秉剛用數據證明了公交優先,純電動公交優先的論點,他對純電動在線充城市客車的推廣表現出非常肯定的態度。“在線充電模式如果可以進一步普及,不僅有利于節能減排的實施,也能有效降低運營成本。與普通純電動車相比,在線充電式汽車可以減少電池組用量,而且電池使用方式更合理,從而大大降低電池成本。”

有關專家曾指出,在當前環保形勢嚴峻及世界石油資源匱乏的情況下,解決大氣污染問題,須改變交通工具結構,無軌電車應成為城市綠色公交的首選。據了解,純電動在線充城市客車是現代意義上的汽車,具有純電動汽車的全部特征,但不是無軌電車。純電動在線充城市客車已經包含了純電動汽車的核心組件即大三電:電機、電控、電池,小三電:電動空調、電動轉向、電動剎車。無軌電車與純電動汽車的最大區別是,無軌電車沒有車載動力電池;純電動在線充城市客車與其他類型純電動城市客車的區別是,純電動在線充城市客車的補電方式由過去的兩種(固定的電樁充電、換電)的基礎上又增加了一種利用架空線網取電方式。

“在線充電、固定的電樁充電、換電模式都有自己的特點、有自己的不足,有自己的適宜條件和范圍。現階段,對于“點對點”式城市公交的實際情況而言,10米-12米純電動城市客車的取電方式,在線充電比固定的電樁充電、換電模式更適宜、更方便、更節約一些,公交用戶的接受度要高得多。”北京公交代表發表了自己的觀點。

“純電動在線充城市客車技術是純電動城市客車技術與無軌電車技術的結合,能夠利用無軌電車線網為車輛進行在線充電,克服了現有電池技術瓶頸和充(換)電設施不足的缺點。純電動在線充城市客車符合公交運營需求,是城市交通電氣化可持續發展的有效解決方案,符合國家節能環保新能源汽車發展方向。”武漢公交公司代表表現出積極的態度。

實際運營怎樣?

無論是國家政策的扶持,還是專家有力的數據分析,純電動在線充城市客車的發展已然迎來了春天。我國實際推廣運營情況如何?

據了解,通過在線充電、無線電池組供電方式,可以積極有效地擴大城市公交服務的覆蓋面,實現城市公交體系的智能調控,實現城市公交車輛運行的零排放,為降低城市霧霾做貢獻。由于有了在線充電,電池組的溫度可以始終保持在10℃以上,解決了冬季鋰電池不能充電的問題,延長電池組的使用壽命,降低運營成本。在線充可以利用城市直流電網體系建設小型電動車充電站,解決電力基礎建設投入過大的難題。

“武漢結合自身特色,發展純電動在線充模式,是城市公交較為科學的模式,這條路選對了。”周輝博士說。

王子冬認為,目前我國城市公交系統采用電動車是工作的重點和難點。他建議,各地根據自身實際情況選擇并探索適合本地區新能源汽車尤其是純電動公交車推廣應用的技術路線和商業模式。探索降低電動公交成本方案,使用安全快充的電池例如短距離快充、在線充電等。以確保安全,對公交車實施100%監控。

可喜的是,我國純電動在線充城市客車的研發已經取得商業化成功,揚子江牌純電動在線充城市客車已經投入運營。2014年,武漢市公交集團投入200臺“在線充”公交車,分別配置在電8路、電5路、電9路、530路上。2015年還將增加800臺純電動公交車。“武漢市發展純電動在線充城市客車,在國內已經引起廣泛的關注,北京、上海、杭州、濟南也正在借鑒和發展這種模式。揚子江純電動在線充城市客車的運營,標志著公交電動化運營模式的新發展時期。”武漢市公交集團電車公司負責人自信的說。

據揚子江汽車在線充項目組徐作琴介紹,純電動在線充城市客車具有如下技術特點。一,充電方式靈活,電池淺充淺放。淺充淺放的充電模式使電池容量始終保持在一個良好區間,從而維護電池活性,延長電池使用壽命。二,采用制動能量回饋策略。電池供電模式,回饋電流直接回饋到電池組中;線網供電模式,回饋電流通過高壓充電機回饋到電池組。三,儲能系統和線網耦合方式。儲能系統和線網通過共陰極二極管模塊耦合,保證線網供電模式和電池供電模式無縫切換。

篇8

國際能源署整理的各國規劃顯示,全球2015年將銷售約200萬輛電動汽車/插電式混動汽車,到2020年銷售大約440萬輛。美國、日本和歐洲是主要市場,中國市場也在積極成長。而2012年全球新能源汽車銷量僅為120萬輛,且以混合動力為主。

電池、電機和電控為產業鏈核心部分。電池方面,鋰電池是目前公認最安全、產業化后成本最有可能為消費者所接受的汽車動力電池。電機方面,目前高端車型(Tesla)采用交流電機,而從經濟及性能考慮,永磁同步電機為主流發展方向。

發展新能源汽車成戰略選擇

新能源汽車包括純電動汽車、插電式混合動力汽車、非插電式混合動力汽車和燃料電池汽車等。2013年之前,全球新能源汽車發展較緩慢,一方面由于新能源汽車開發成本居高不下,相關車企大多虧損,另一方面也沒有代表性車型吸引消費者;2013年初開始,特斯拉成為新能源汽車領域最大亮點,Model S榮登一季度北美豪車銷售榜首位,并且實現盈利,成為全球迄今為止最成功的新能源汽車。

發展新能源汽車是大勢所趨。從國家戰略高度思考,在化石能源緊缺,環境污染愈加嚴重的今天,發展新能源汽車已成為降低化石能源消耗、減少環境污染的有效舉措,各國政府扶持新能源汽車產業發展的意圖十分明顯。而中國面臨著嚴重的環境污染問題、原油對外依賴度居高不下、汽車產業發展也落后于發達國家,發展新能源汽車是中國國家戰略的必然選擇。

20世紀末,高漲的油價和人們對氣候問題的擔憂,使電動車受到廣泛關注。歐美日各系廠商都開始在電動車領域發力。1993年,美國政府制訂了PNGV計劃,三大整車廠紛紛推出以內燃機為基本動力源的混合動力概念車(輕混),這些概念車型由于采用了制動能量回收技術而更加節能,在降低油耗和排放方面都有十分出色的表現。盡管過高的成本未能使這些概念車實現商業化,但這個計劃在美國掀起了一波汽車新技術研潮。大眾、豐田等車廠也推出了各自的混合動力車,其中,豐田Prius獲得了巨大成功。

如今,插電式混合電動汽車(重混)和純電動車已成為電動車發展方向。目前插電式混合動力汽車的性能已經基本可以滿足消費者的日常需求。純電動車方面,Tesla Model S最高續航已經超過500公里,部分性能甚至超過了傳統汽車。

為了促進新能源汽車的發展,全球各主要經濟體均制定了電動汽車的發展規劃或目標。根據國際能源署的統計,如果所有這些國家公布的目標都能夠實現,到2015年會銷售大約200萬輛電動汽車/插電式混合電動汽車,到2020年將銷售大約440萬輛。

2012年美國國內電動汽車銷售總量為5.3萬輛,其中純電動汽車銷售14687輛,僅為全年汽車銷售量的0.1%。2013年這一數據有了明顯的改善,2013年電動汽車的銷售總量為9.6萬輛,其中純電動車銷售量為4.8萬輛,是2012年的三倍之多。整個銷量呈上升趨勢,純電動汽車的貢獻較大。相較于美國,歐洲更青睞零污染的純電動汽車。在新能源車的推廣過程中,最為成功也是最為著名的一款車型是EV版標志106。該車型在歐洲各國的政府部門當中擁有大量的用戶。可以預見,未來市場將更偏向于消費純電動汽車。

“十一五”期間中國新能源汽車扶持政策密集出臺,且對于產銷量、補貼政策等進行了更為明確、細致的規劃,為行業發展提供了基礎與動力。這標志著中國新能源汽車進入實質性、快速發展階段。

2013-2014年,財政部、科技部、工信部、發改委公布前兩批新能源汽車推廣應用城市名單,涉及40個城市、區域。這40個城市、區域中,以經濟發達地區居多,亦包含城市群形式聯合申報的二三線城市,各個地區對于新能源汽車推廣具有較高積極性。

隨著中國新能源汽車進入實質性發展階段,中國新能源汽車呈現產銷兩旺的格局。2010-2013年中國新能源汽車產量復合增速51.78%,銷量復合增速55.01%。2013年,中國新能源汽車產銷量分別達1.75萬輛、1.76萬輛。

從車型結構來看,2013年,新能源汽車以純電動汽車為主,2012-2013年該車型銷量占比88.93%、82.78%,混動車型占比11.07%、17.22%。

截至2013年底,中國新能源汽車產銷量累計約5.6萬輛。根據《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》,規劃到2015年,純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到50萬輛;到2020年,累計產銷量超過500萬輛。中國新能源汽車產業在未來數年將迎來快速增長階段,“十三五”期間市場容量約450萬輛。

與儲能對接推動鋰電成本下降

電池技術路線(燃料、鎳氫、超級電容等)一直有爭議。而Tesla千兆鋰電池工廠的開工,至少說明Tesla對鋰電池中期發展有信心。盡管可能會有企業跳出Tesla的框架另起爐灶,但不可否認的是,更多的國家和企業(尤其是中國)會作為跟隨者和模仿者參與其中,而產業的進步速度往往與參與者的數量正相關。我們認為技術路線的基本確定,會加速產業的集群,產業集群會加速技術進步,并且由于鋰電池的產業鏈已經比較成熟,而且分工明確,成本下降空間大。

在技術路線確定,產業競爭加速成本下降的過程中,不僅是新能源汽車,儲能的需求也會快速甚至爆發式增長。電動車的電池可與儲能天然緊密對接。電動車對鋰電池的質量要求高,而儲能則不然,待新能源汽車市場啟動后,可以將置換或者淘汰的車用電池用于儲能(充電樁或者家用的系統),這樣多次利用,成本會大幅攤薄;鋰電池的成本下降不但會帶動電動車,也會帶動光伏自發自用的需求。

電解液、隔膜、正極材料和負極材料被稱為鋰電池的四大材料。

相較于鋰電紛繁復雜的技術路線選擇,鋰的需求非常明確,只要是“鋰電池”就需要鋰,不論是碳酸鋰、氫氧化鋰,甚至是金屬鋰。當前全球鋰資源供給呈高度壟斷態勢,三大鹵水廠商SQM、Rockwood、FMC合計占據了全球鋰市場45%的份額,鋰精礦供應商Talison依托中國強勁需求成功二期擴產,市占率2012年躍居首位,高達35%。三份鹵水+一份礦合計供應了全球80%的市場。

全球鋰供給與需求基本持平。基于對電動汽車增長的預期,不論是原有四家寡頭,還是新進入者,均有產能擴張計劃。但是,由于資源品位不同、自然環境差異、融資進展以及開發工藝試驗等方面的不確定性,新進入者規劃的產能并不能迅速轉化成產量,因此在中短期內,供給仍主要由四家寡頭控制。

正極材料方面,目前鋰離子電池正極材料選擇方向很多,主流材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等方向。正極材料約占整個電池成本的30%-40%。

負極材料方面,技術相對最成熟。通常將鋰電池負極材料分為兩大類:碳材料和非碳材料。其中碳材料又分為石墨和無定形碳,如天然石墨、改性石墨、石墨化中間相碳微珠、軟炭(如焦炭)和一些硬炭等。其他非碳負極材料有氮化物、硅基材料、錫基材料、鈦基材料、合金材料等。

隔膜方面技術壁壘較高。鋰電池隔膜主要功能是使電池的正、負極分隔開來,防止兩極接觸而短路,同時允許電解質離子于其間通過;在電池過熱時,通過閉孔功能來阻隔電流傳導。

目前隔膜的發展有兩條路線,對消費電子類電芯而言,為了迎合美觀、便于攜帶的要求,輕薄化和提高能量密度是發展趨勢,一般采用單層PP、PE隔膜;對動力電池而言,由于主要應用在電動自行車、汽車、儲能電站上,因此更注重安全性,通常采用多層功能性復合隔膜。

預計2014-2016年全球鋰電池年需求增速在25%-30%左右,到2016年,全球鋰電池隔膜市場將達到86億元左右,國內隔膜市場規模在13億元左右。未來若電動汽車、儲能電站需求爆發,隔膜市場更有望大幅增長。

電解液由鋰鹽(六氟磷酸鋰)、溶劑、添加劑組成,其中六氟磷酸鋰是電解液成本最重要的組成部分,約占到電解液總成本的43%。

2011年之前,國內可實現量產的六氟磷酸鋰生產企業僅日本森田化學(張家港)和天津金牛兩家,本土的天津金牛2010年產能僅250噸,六氟磷酸鋰幾乎全部依賴日本,當時Stella Chemifa、關東電化學工業、森田化學等幾家日本企業壟斷了全球90%的市場份額。

六氟磷酸鋰原本是電解液產業鏈條中技術壁壘最高的產品,但隨著國內廠商技術的突破,多氟多、九九久為首的國內廠商快速擴張產能,使得原本具有高壁壘高毛利率的六氟磷酸鋰盈利能力大幅下滑。

目前全球動力電池主要朝向三個方向發展:三元材料(NCA、NMC)、磷酸鐵鋰材料(LFP)以及錳酸鋰材料(LMO),主要為兼顧能量密度、成本和安全性。其中三元材料具有較好的能量密度和功率密度,但安全性能較低,成本相對較高;磷酸鐵鋰安全性能較好,成本較低,但能量密度以及功率密度較差;錳酸鋰綜合性能較為均衡,無突出優勢和劣勢。

以當前新能源汽車廠商選擇路徑來看,一種是以美國、中國為主的磷酸鐵鋰為正極的電池路線,另外一種是以韓國、日本為主的三元材料、錳酸鋰為正極的電池路線,目前還未確認哪種技術路線會成為最終的選擇,但因主流汽車生產廠商多為日系及美系汽車,而美系汽車鋰電池較多的由日韓鋰電企業供應,因此動力鋰電池更多是在三元以及錳酸鋰材料之間選擇。

此外,就電池單體容量發展方向看,除Tesla使用小容量18650電池單體(單體容量3.1Ah)外,更多的是專注于大容量鋰電單體研發,如為日產Leaf提供配套電池的AESC公司,PHEV、EV用鋰電池多為單體容量33.1Ah的鋰電單體。但因大電池單體市場研發尚處于初級階段,成本較高,以Tesla Model S與日產Leaf為例,Leaf所用鋰電池單位儲能成本約為Tesla Model S的兩倍左右。使得市場上大多電動汽車在電池組容量不大的情況下(約20Kwh)僅鋰電池成本就高達2-3萬美元。從而在成本上限制了電動汽車的電池組容量,進而限定了整車的動力性能。Tesla的成功將為整個動力鋰電產業樹立標桿,改變研發資源的配置路徑,鋰電池將會從專注于大容量單體的研發改為小容量單體、電池管理系統的研發,從而縮短電動汽車革命的進程。

核心產業鏈逐漸完善

新能源汽車是在傳統汽車產業鏈基礎上進行延伸,增加了電池、電機、電控系統等組件,其與傳統汽車最大區別在于動力系統。這些環節再加上充電樁、零部件等組成了新能源汽車的重要產業鏈。

新能源汽車電機取動機并在電機控制器控制下,將電能轉化為機械能來驅動汽車行駛。驅動電機的性能將直接影響整車運行性能。

目前電動汽車主要配備交流感應電機和永磁電機。前者歐美使用較多,特點是成本低,但轉速區間小,效率低;后者受日系車青睞,轉速區間和效率都有所提升,但需要使用昂貴的稀土永磁材料釹鐵硼。日本資源匱乏,面對日益升高的稀土價格,日本正在潛力開發開關磁阻電機,這種電機在性能上不輸給永磁電機,重要的是擺脫了對稀土的依賴。由于中國稀土儲量極大豐富,而且電機工藝已經接近世界先進水平,預計永磁電機將在較長時間內占據新能源汽車的電機市場。根據賽迪經智預計,“十二五”末中國新能源汽車驅動電機整體市場規模將達到250億元左右。

目前全球主要存在兩類新能源電機供應商:第一類是具有整車或者零部件制造背景的企業進入電機及電驅系統領域。這一類企業的優勢是具有整車或零部件的制造經驗,便于電驅系統與之相試驗相結合,如本田、豐田、上汽集團、一汽集團等。第二類是專業的電機電控企業,如大洋電機、江特電機、上海電驅動等。

從產業鏈角度看,釹鐵硼(磁材)是永磁電機的上游原料,隨著新能源汽車的普及發展,將刺激稀土磁材需求。釹鐵硼的磁性能高,性價比高,不足之處是工作溫度較低;目前國內及日本車用永磁電機一般采用釹鐵硼永磁材料。

未來新能源汽車和變頻設備是磁材發展的主要領域。對于新能源汽車而言,如果混動汽車使用永磁同步電機,單位需要磁材2.5千克/輛;而純電動汽車若永磁同步電機,其單位需要磁材會更多,具體的用量按照電機個數倍增。

永磁電機的原材料釹鐵硼雖然造價高,但僅占電機成本10%。其余主要材料是銅材(漆包線)和鋼材(硅鋼片、冷軋鋼板)價格下跌空間有限。如果按照90Kw車用電機,功能密度1.5KW/Kg計算,1輛轎車的驅動電機重量大概60千克。因此電機的降價還是來自于量產后規模效應導致折舊攤銷等成本的下降。

電機零部件配套市場是在近20年全球工業發展的歷次變革過程中逐步從電機整機行業分離并發展完善的。各大電機整機制造商在實行規模化精益生產過程中,逐漸降低電機零部件自制率,致力于電機核心技術研發、終端銷售和品牌塑造,零部件主要依賴外部獨立的供應商,涉及定子、轉子、繼電器等。

新能源汽車電控系統主要包括電池管理系統、電機控制系統、能量回饋系統、電動助力轉向系統等環節。

配套服務方面有充電站及充電樁。充電模式主要分為:慢速充電和快速充電。慢速充電運用32A、63A等水平的電流連續充電5-8小時,可利用電價較低的夜間時間,節約充電成本,但難以滿足電動汽車應急充電需求。快速充電運用75-400A電流短時間充電20分鐘-2小時,高效快速,但電流較大,對安全性亦提出更高要求。

從成本構成來看,充電機、充電樁為充電站核心設備,占充電站總成本的45%-55%。充電樁成本主要由樁體、電能計量裝置等構成,預計國網集采后較小的慢充電樁價格4000元左右,毛利率約30%。

截至2013年底,國家電網累計建成400座充換電站、1.9萬個充電樁。南方電網公司在深圳共建設運營充、換電站7座,197個中速直流充電樁,2273個慢速交流充電樁。分區域來看,北京、上海、浙江城市群、廣東充電站、充電樁建設推進較快。

根據《電動汽車科技發展十二五專項規劃》,中國規劃到2015年底,在20個以上示范城市和周邊區域建成由40萬個充電樁、2000個充換電站構成的網絡化供電體系。

3月19日,國網啟動2014年第一批電動汽車充換電設備招標。直流充電設備招標383套,交流充電設備招標156套,換電系統招標8套。我們預估交直流充電樁、充電屏招標金額約5000萬元。

招標節奏方面,預計2014年國網共進行五次招標。2014年初國網規劃充換電站投資約39億元,近期根據各省網公司上報的數據,預計未來國網充換電站投資將達到600億元,其中充換電設備投資120億元。

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關鍵詞:新能源汽車;一般原則;技術

隨著汽車社會的逐漸形成,汽車保有量正在不斷地呈現上升趨勢,而石油等資源卻捉襟見肘;吞下大量汽油的車輛不斷排放著有害氣體和污染物質。在這種情況下,新能源汽車應運而生。所謂新能源汽車是指采用非常規的車用燃料、汽油、柴油之外的動力作為動力來源或使用常規的車用燃料,但采用新型車載動力裝置,綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成了技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。本文主要從設計的一般原

則對新能源汽車進行評析,全面闡述新能源汽車的優點以及局

限性。

一、新能源汽車是汽車領域創新的新途徑

隨著石油資源的枯竭、人們環保意識的提高,混合動力汽車及電動汽車將成為21世紀前幾十年汽車發展的主流,并成為我國汽車界所有業內人士的共識。目前,我國在新能源汽車的自主創新過程中,堅持了政府支持,以核心技術、關鍵部件和系統集成為重點的原則,確立了以混合電動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車為三縱,以整車控制系統、電機驅動系統、動力蓄電池燃料電池為三橫的研局,通過產學研的緊密合作,我國混合動力汽車的自主創新技術取得了重大進展。在混合動力汽車的核心電池技術研發方面,我國已自主研制出容量為6AH-100AH的鎳氫和鋰離子動力電池系列產品,能量密度和功率密度都接近國際水平,同時突破了安全技術瓶頸,在世界上首次應用于城市公交大客車。

二、新能源汽車的實用性能

新能源汽車相比傳統汽車在實用性能上大致相當,并且采用了新能源的汽車動力更強,更加穩定。以混合動力新能源汽車為例,它有以下實用性優點:

1.采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率,此時處于油耗低、污染少的最優工況下工作

2.因為有了電池,可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量

3.在繁華市區,可關停內燃機,由電池單獨驅動,實現“零”排放

4.有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題

5.可以利用現有的加油站加油,不必再投資

6.可讓電池保持在良好的工作狀態,不發生過充、過放,延長其使用壽命,降低成本

然而,充電電池的續航能力有限和充電時間較長一直是阻滯純電動汽車普及的主要障礙,對許多消費者來說,在電動模式時,純電動汽車和混合動力電動汽車行駛距離有限仍是個問題。尤其是純電動汽車,它沒有裝載續駛里程較大的內燃機(ICE),再充電也需要很長時間。盡管如此,戴姆勒克萊斯勒的研究指出,大多數歐洲人每天行駛距離約50 km,而純電動汽車的續駛里程是其2倍為97 km,對于這些消費者來說已足夠。類似的雪佛蘭Volt車每次再充電的續駛里程目標約為64 km,對于美國大約78%的上

班族來說已足夠。目前,所選用制造商的23輛純電動汽車的續駛里程平均值為185 km,行駛里程范圍64~402 km。僅使用電動模式的10輛混合動力電動汽車平均續駛里程為68 km,行駛里程范圍為26~97 km。

三、新能源汽車與傳統能源汽車的成本比較

目前,純電動汽車所使用的蓄電池組的價格依然昂貴,首批大規模銷售的純電動汽車和混合動力電動汽車所需的研發成本將由消費者承擔。通用汽車公司認為混合動力電動汽車的電動續駛里程每增加16 km其成本將增加約1500美元,但豐田的Prius續駛里程增加16 km的成本為5000美元。在同檔次的汽車中,新能源汽車的價格比普通汽車的價格要高出數千美元,甚至上萬美元,以一般新能源純電動汽車為例,平均鋰電池每安時成本達到3元左右,一輛車的電池價格大約6~8萬,相比于傳統汽車的10萬元成本,新能源汽車大概要花20萬元,所以新能源汽車雖然省了油,但幾年后就需要更換電池組,價錢高達數千美元,這筆開支實際上高過了抵消掉了省下的汽油錢,所以如果新能源汽車的成本下不來的話,它也將很難投入到市場上。

四、新能源汽車是可持續發展理念的產物

1.發展新能源汽車是國民經濟可持續發展的需要

我國用于汽車能源的石油資源是有限的,在幾十年后必然會出現枯竭,要大量依賴國外的進口石油。所以,節制使用石油資源,發展新能源汽車將會促進我國能源結構的調整,有利于國民經濟的可持續發展。

2.發展新能源汽車是控制城市污染的需要

燃油汽車的尾氣排放已給環境帶來了破壞,世界各國都已認識到這一點,紛紛制定了相關嚴格的汽車排放標準,以求減少對環境的污染。因此,尋求無污染或低污染的綠色汽車成為各國的基本國策,也是人類可持續發展的需要。

總之,新能源汽車是對傳統汽車動力技術最重要的變革,是推動汽車行業前進的巨大驅動力,它能使我們的汽車更和諧地為我們的出行服務,同時也不會像傳統汽車那樣污染環境。但是在新能源汽車發展和前進的道路上難免會遇到很多困難。但無論遇到什么樣的困難和問題,我們都必須要明白,都必須要看清楚,這些困難是發展中的困難,這些問題是前進中的問題,發展新能源汽車是汽車工業發展的必由之路,我們要堅信,如果政策上進行支持、技術上得到突破、成本上得到降低、市場上受到認可,我們的新能源汽車工業就會不斷地發展壯大,將來在我們的道路上一定會出現許多新能源汽車。

參考文獻:

[1]林琳.我國新能源汽車發展的現狀、瓶頸及對策分析[J].黑龍江科技信息,2011(3).

[2]陳柳欽.國內外新能源產業發展動態[J].河北經貿大學學報,2011(5).

[3]楊妙梁.世界燃料電池車發展動向(三)[J].汽車與配件,2005(5):34-37.

[4]徐漢章,羅慧超.混合動力技術進展及相關建議[J].交通節能與環保,2007(1):15-17.

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關鍵詞:新型能源汽車 汽車工業 計劃 發展的前景 預測

中圖分類號:U46 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)01(b)-0251-02

在世界能源面臨枯竭、節能意識的這個大環境下,我國的新能源汽車研究項目不得不被列入國家‘十五’期間的“863重大科技課題”,并且將汽油車納為改革的起點,以氫能源動力汽車作為發展對象。“國家節能與新能源汽車大規模推廣應用”工程在2009年來啟動,在科技部牽頭下我國新能源汽車的產品不斷全面推向市場。緊接著各種新能源汽車在我國的各大城市不斷現身,而且成批出現。然而希望能占據這個大市場的各大汽車企業,面對廣闊的汽車市場都想占據市場主導地位。從2008年北京奧運會到2010年在上海舉辦的世博會,還有2013年倡導的‘中國夢’等等這些給新能源汽車發展營造了美好的前景。

1 各類新能源汽車的分類和特點

像燃料電池汽車、混合動力汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等,這些新能源汽車除了使用汽油、柴油發動機、采用新型車載動力裝置及新型能源,從我國車輛的動力裝置和驅動方面來看,我國目前正在開發創新的新型能源汽車概括的來說有以下六大類:氣動汽車、純電動汽車、二甲醚汽車、氫汽汽車、燃氣汽車、醇類汽車以及以拿生物質能作為燃料的車類等[1]。氫燃燒熱值高,且燃燒產物是無污染的水,這不僅有利于燃料開發。然而推廣氫能汽車就必須解決廉價氫氣問題、氫氣的研制高效性、便宜氫氣供給發動機等問題。

2 中國新能源汽車的發展階段

2001年,我國科技部在‘863’計劃中設立電動汽車重大專項,同時把燃料電池汽車、混合動力汽車、純電動汽車3種整車技術提倡為“三縱”,多能源動力總成系統、驅動電機和動力電池3種關鍵技術為“三橫”的研局,提出發展新能源燃料電池。[2]

發展節能環保、可持續發展的汽車技術要求是在2004年5月,國家發改委《機動車產業發展政策》上有所提及。

2006年2月,在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006―2020年)》中提出,研發和設計對象是混合動力汽車、替代燃料汽車和燃料電池。

在次年六月在《國務院關于節能減排綜合性工作方案的通知》中,明確鼓勵‘研發生產發動機和燃氣汽車;開發生產混合動力汽車的電池、發動機……’。

相繼同年國家發改委頒布執行《新能源汽車生產準入管理規則》和《產業結構調整指導目錄》,前者對新能源汽車做出概念界定,而且統一要求各類新能源汽車生產的標準。

然而在經歷短短兩年后,財政部、科技部發出了《關于開展節能與新能源汽車示范推廣試點工作的通知》決定新能源汽車工作示范地放在北京、上海等13個城市,且倡導率先在城市公交、出租、公務、環衛和郵政公共領域使用拓廣。

在同年3月和6月《汽車產業調整和振興規劃》和《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》兩個文件,分別提出加快汽車產業調整,以新能源汽車為突破口。[6]

《關于開展私人購買新能源汽車補貼試點的通知》是我國財政部、科技部、工信部、國家發展改革委聯合下在2010年6月凡試點城市私人購買插電式混合動力車、登記注冊和使用的插電式混合動力不但不懲罰還對乘用車純電動乘用車給予經濟補貼,可達6萬元。

2011年可是我國“十二五”規劃的開局之年,也是新能源汽車產業化的起步之年,我國新能源汽車產業借助產業發展規劃和相關優惠政策的刺激下,必將掀起一輪新的投資熱潮。這一輪新能源汽車的投資熱潮將有別于前期的概念炒作,主要應集中在有核心技術突破、有產品實現產業化、有良好發展前景、有業績增長潛力的相關上市公司。新能源汽車再也不是一個僅僅只有概念而無實質內容虛無縹緲的行業。

然而2012的我國新能源汽車產業不得不面對這樣的現實:一方面,在新能源汽車產業技術環節不但缺乏大量資金投入而且所研發的新能源產品遲遲不能成實物,這不僅影響新能源汽車車型的上市效益,還間接留予私人消費市場;另一方面,大批投資者看到產品未很好的上市,便朝向新能源汽車產業中低端市場,不但導致產業部分環節生產量過高。新能源汽車投資已有明顯變化。

在我國汽車工業協會的一項數據是這樣顯示的,年初前三個月生產的新能源汽車數達8626輛,新能源汽車銷售數達10202輛,而全國同時期的汽車產銷數將近480萬輛。在國外對電動汽車的政策是這樣說的。美國面對新能源汽車采取減稅的同時對符合補貼新能源混合汽車企業達到6萬銷量作為界線。對累計銷量達3萬輛車消費者接收50%的減稅優惠政策,累計達到4.5萬輛車消費者享有政策是減稅25%。而對銷量超過6萬輛車政府補貼不是很明顯。但是銷量不足3萬輛的企業均沒有享受減稅的優惠政策。換句話說,新能源汽車銷量達不到消費線就不夠享受政府補貼條件。

3 對新能源汽車的發展展望

專家們預測可能到2020年,我國的插電式混合動力車、純電動車和其他新能源車用于乘用車輛可達到10%~20%。因此純電動汽車、插電式混合動力車和其他新能源車的發展趨勢是不可估量的。[3]

我國一汽集團不僅擔任國家“863”計劃中的“解放牌混合動力城市客車研究開發”以及“紅旗牌混合動力轎車研究開發”項目,其中汽車新產品公告的車名以混合動力開發電動客車居首位,而且也已投入中心城市示范應運。一汽集團開發的奔騰B50插電式混合動力轎車是我國的新一代節能環保車,奔騰B50的混合動力系統技術以及整車制造都是一汽集團在創新技術上的一些亮點,車速可達到每小時183 km驚人的速度,而且油耗每100 km耗油大約5 L,排放達到國Ⅳ標準。

上汽集團在新能源車方面,起步相對晚了一點。榮威750是2009年上汽集團亮相的第一代自主研發的混合動力轎車,緊接著有研發了上海牌純電動汽車,這邊誕生了新一代“上海牌”燃料電池轎車。

油電混合動力以及純電動車是比亞迪公司研發的新型能源汽車。DM雙模式混合動力系統不言而喻就應用到F3DM和6DM雙模式混合動力車了,純電動和混合動力之間具備的優點就是用戶可以通過按鍵自由切換。其開發的e6純電動汽車和同平臺生產的F6,電池充電在15 min左右可達電池容量80%,當其車e6和F6續駛里程都在60 km等速的時候達到400 km,e6可謂是世界上目前續駛里程最長的純電動轎車。比亞迪e6純電動出租車在2010年3月已被在我國深圳進行試運行。e6比亞迪自主研發的鐵電池,是全球首款采用鐵電池為動力的純電動汽車。動力能源轉化率高達90%,遠高于傳統燃油車。動力強勁,最大功率為90 kW,最大扭矩為450 N.m。百公里能耗僅19.5度電,費用僅為燃油車1/4。鐵電池使用壽命長,循環充電4000次后,仍有80%容量。

汽車的混合度和動力系統結構是近年來國外混合動車技術展現出的一大亮點。電池的研發技術不斷成熟,混合力已經不斷的向著電氣化轉變。前期是混合動力為主,發動機和電機集成,后期偏向純電力動力,傳動系和電機集成為主。最終向純電動化轉型。

A5BSG車型在2005年被奇瑞公司首次推出,這是中國自主品牌首次批量投入生產的混合動力唯一的車型,在2007年正式投放蕪湖出租車市場使用,面對混合動力轎車產業化、市場化A5BSG車型是我國自主混合動力知識產權首次亮相。

同時期我國長安、江淮、長城等諸多企業也相繼研發屬于自己的自主知識產權的新能源汽車。

國家的發展不言而喻來自豐厚的物資資源、節能減排對能源環境的保護不僅是國際組織責任也是整個汽車行業的大家庭面臨的一個不可逃避的問題。我們面對大量能源消耗和大氣污染問題,汽車行業不得不把節能減排工作列為重點對象。目前,從研發向規模產業化過渡是中國的新能源汽車發展的重要階段,新能源汽車的研發以及推廣將是中國大企業的重點工作,最終實現從一個汽車制造業大國向一個產業強國的轉型。[4]

我國的新能源汽車導入的市場與發達國家相比將近遲10年,新能源車的標準制定被國外大企業搶先占領,中國市場呼喚盡快占領新標準和汽車企業自己的知識產權,我國政府也及時推出促進新能源汽車一系列市場化的政策,這些優惠政策中有財政補貼,減免稅收以及政府采購等方面。

在《2013-2017年中國新能源產業發展分析及投資前景預測報告》中的市場分析出指出立足世界新能源行業整體發展,對中國的新能源行業的發展,像對太陽能、風能、生物質能、地熱能、核能、氫能、海洋能、可燃冰、新能源汽車等開發要加大投資力度。[5]

從目前發展形勢來看,未來新能源汽車的車種將以純電動、油-電混合動力以及燃料電池為主。純電動汽車的電池成本高、電池所容納的電量續駛里程短,并且需要廉價的配套設備充電,不適合產業化大批量生產。因此,混合動力汽車技術的研發規避了不足。但是清潔能源汽車還是非燃料電池汽車莫屬。

當前節能與新能源汽車的技術平臺我國基本建立成型,獨立自主的知識產權是未來新能源發展的趨勢,所生產的零部件要完整配套,應該把小批量整車生產向大規模產業化生產作為目標。

4 結語

(1)從目前發展看,未來新能源汽車的車種將以純電動、油-電混合動力以及燃料電池為主。

(2)燃料電池汽車被認為是清潔能源汽車的終極發展結果,油-電、油-氣混合動力是目前規避風險的最佳選擇。

(3)隨著汽車工業發展和技術逐漸成熟,電動汽車是走進家用轎車的首選基本交通工具。

參考文獻

[1] 邊耀璋.汽車新能源技術[M].北京:人民交通出版社,2003.