綠色汽車“拉力賽”

　　發展了許多年的綠色汽車似乎正在駛入一場漫長的拉力賽，在技術支持下，經驗與對方向的把握能力將成為率先駛向終點的決定性因素。
　　
　　
　　在剛剛過去的2010年，世界各大汽車廠商們都發布了以電動為主或者是全電動的汽車。剛剛從財務危機中擺脫出來的通用公司，在2010年的上海世博會上展出的EN－V電動聯網概念車就曾讓所有人眼前一亮，完美結合了電動汽車和智能駕駛理念的EN－V似乎讓所有人提前看到了未來汽車的影子。緊接著，通用還宣布將于2011年在中國市場推出雪佛蘭Volt沃藍達增程型電動車。可以看出，通用將未來復興的全部賭注都壓在了綠色汽車之上。不僅如此，豐田、日產等一批傳統汽車廠商都宣布了自己將在2011年全力推出綠色汽車的計劃，如果這些汽車能夠在市場上得到認可，那也許一個不再依賴石油和內燃機的時代真的即將開啟。然而，也許是綠色汽車營造的幻像已經太久太美，所有人都對其抱有著懷疑的態度——綠色汽車真的準備好了嗎?
　　
　　技術決定論
　　
　　嚴格說來，電動車技術其實算不上一個十分新鮮的技術。早在1834年，美國人托馬斯·達文波特(Thomas Davenport)就造出了世界上第一輛電動車，比燃油汽車問世早了近半個世紀。電動車曾在1899年創造過時速100公里的紀錄，當時的燃油汽車難望其項背。此后，由于技術進展緩慢，20世紀60年代電動車只占世界汽車保有量的0.1％，幾乎退出歷史舞臺。
　　20世紀后期，石油短缺和環保呼聲日高，使電動車枯木逢春。1997年美國通用的電動車“大沖擊”，提速和操控俱佳，行駛中格外安靜，曾給許多人留下深刻印象。但由于成本高、續航里程短的百年痼疾并沒有得到根本性突破，到世紀之交，全球共銷售電動車6萬輛，僅占全球汽車保有量6億輛的萬分之一。
　　2003年春天，電動車出現一次全球性大退潮。通用和豐田宣布放棄電動車生產，推行電動車最賣力的美國加州，承認無法達到電動車在市場所占比例的預定目標。當地報紙評論，電動車是一種商業上的失敗，因為它始終沒有改變造價高、充電后行駛距離比傳統汽車短的基本事實。
　　今天，許多工廠中運貨的電瓶車，滿街跑的電動自行車，還有高爾夫球場的電瓶車其實也都是純電動車。而決定電動車能否大規模商業化的仍然是電池的續航能力，而這也是眾多電動汽車邁不過的一道坎。這么多年以來，與汽車相關的大部分技術已經取得了長足的進步和發展。從汽車的外觀制造，到發動機的改進，再到制動系統，這些技術可以說早已有了日新月異的變化。然而，對于電動汽車而言，最為核心的電池技術卻一直沒有取得突破性的進展。以日產汽車公司推出的Leaf汽車為例，這款汽車在發布時就號稱巡航里程可以達到160公里，這個距離基本可以滿足大多數日常出行的需要。然而，由于天氣和駕駛條件會對行駛距離產生較大的影響，如果天氣狀況良好，行駛平穩而緩慢，達到這一里程問題不大。如果一旦遭遇雨雪天氣，路況糟糕的話，那Leaf充一次電可能連95公里也很難行駛到。更為關鍵的是，為了達到這一行駛里程，Leaf的電池竟然重達300千克，價值也高達18000美元。高昂的電池成本成為了企業嚴重的負擔，在美國，Leaf的銷售價格大概為3.278萬美元。看似不算太高，然而誰會愿意花幾萬美元買一輛只能開幾十公里的汽車呢?在目前大規模修建汽車充電站還難以實現的情況下，電池技術自身的改進就成為了決定電動汽車拓展速度的決定性因素。
　　日產汽車作為電動汽車最大的支持者，其CEO卡洛斯·格森(Carlos Ghson)曾斷言“制造業在不久的將來能夠將電池的價格大大降低，使電動汽車能夠與傳統汽車進行競爭。”他認為，只要能夠達到100萬輛的銷量就能使企業承受起電池的成本。
　　因此，許多公司為了降低電池成本最直接的做法就是增加電池的產量。然而，最新的電動車和插電式混合動力汽車用的鋰電池比過去或普通混合動力車上用的鎳合金混合電池更緊湊、質量更輕。通用公司內部的電池專家也認為，在筆記本、手機等數碼產品上用的鋰電池已經把可能降低的成本壓得很低。而且，至少在短期內，生產電池所需要的猛等金屬的開采量已經足夠滿足增長電池需要，不可能突然性增大。這樣看來，在短時間內汽車產品增長的產量不可能讓電池產量出現戲劇性的變化，那電池技術自身的革新就成為了唯一的選擇。目前，在世界各地的實驗室內，研發者們已經開始尋找如何利用更便宜的金屬生產能夠儲存更多能量的新型電池。比如納米硅電極技術，已經被運用到原型電池的制造中，它能夠儲存相當于傳統鋰電池兩倍的能量。固態電池技術也將原來的液態電解質替換成固態電解質，省去了笨重的冷卻系統。
　　新的電池技術的研發和應用，似乎讓所有人看到了電動汽車“跑起來”的希望。然而，這并不是一次簡單的百米沖刺，需要滿足的是一次馬拉松似的技術變革，短時間內大規模應用顯然并不現實。
　　
　　尋找直線距離
　　
　　盡管電動車用磷酸鐵鋰電池在成本、功率密度、可靠性、使用壽命等方面仍存在諸多挑戰。但對于世界大部分國家而言，純電動汽車是大勢所趨。然而，在相應的充電網絡及相應標準未完善之前，HEV或PHEV等混合動力方式也許將在很長一段時間內成為市場的主導力量。
　　豐田公司可以說是最早關注到綠色汽車發展的公司之一，而它們一直把混合動力汽車看作是目前最節能、最成熟、最具備產業化能力的一種新能源技術。在豐田看來，在純電動汽車一時無法普及的情況下，混合動力顯然是最為優化的選擇，而豐田也是第一個敢于在自己的旗艦車型中嘗試采用混合動力的企業之一。凱美瑞曾是豐田近幾年最為暢銷的一款車型，曾連續幾年在世界汽車銷售排行榜上位居前列。而豐田就將自己混合動力技術的實驗場，選擇搭建在凱美瑞之上。
　　凱美瑞混合動力搭載的豐田新一代油電混合動力系統(THS－Ⅱ)以混聯的結構實現汽油和電力的最深度混合，再加上艾金森循環燃油技術和電子無極變速系統的應用，使其完美兼顧了強勁的動力輸出和高效的節能環保：動力表現上提升了13.8％，綜合功率可高達140千瓦；噪音則降低了22.2％，油耗較同級別車型降低了41.7％，二氧化碳排放量與同級別汽油版車型相比減少了40％以上，一氧化碳、NOx(氮氫氧化物)、HC(碳氫化合物)的排放量也分別大幅減少了94％、90％、76％以上。
　　目前大多數混合動力車型采用并聯或串聯的弱混合動力系統，電動機只是起輔助作用，而凱美瑞混合動力采用了全球獨有的發動機和電動機深度混聯的最佳配合方式，并導入100多千瓦的高功率電動機，革命性地提高了發動機和電動機動力的協同效應。
　　混聯式驅動系統的結構形式和控制方式充分發揮了串聯式和并聯式的優點，能夠使發動機、發電機、電動機等部件進行更多的優化匹配。在汽車低速行駛時，驅動系統主要以串聯方式工作；當汽車高速穩定行駛時，則以并聯工作方式為主，從而在結構上保證了即使在更為復雜的工況下系統仍能工作在最優狀態，因此，既有利于降低排放和油耗，也有利于動力控制。
　　即使是在汽車動力模式上，凱美瑞混合動力采用的完全不同于傳統的燃油技術——“艾金森循環”技術，也試圖將發動機性能提升至全新高度。“艾金森循環”是一種增大發動機膨脹比的超膨脹循環，其吸氣和壓縮行程比做功和排氣行程要短，通過推遲進氣門關閉，在壓縮沖程從進氣門排出部分燃氣，減少進氣量。通過縮小燃燒室容積，提高膨脹比，即等待爆發壓力在充分降低后才進行排氣，由此充分利用爆發能量，另外在減少摩擦損失的同時提升發動機的最高轉數，實現了更低的油耗和更高的動力輸出。豐田汽車在全球約80個國家和地區出售了16種混合動力車型，截至2011年2月底其混合動力汽車的全球銷量累計突破303萬輛。其中凱美瑞混合動力就達到21.19萬輛。在全球最為成熟的汽車市場美國，凱美瑞混合動力上市以來一直是最暢銷的混合動力車型之一。
　　同時，普銳斯也代表著豐田新型電動車的理念。在混合動力系統上進行了一些平衡的普銳斯，減小了電池組。與通用的Volt一起同時在美國發售時，其售價比Volt便宜了幾千美元。雖然，其在沒有汽油發動機的幫助下最高時速只比95公里多一點，而Volt最高時速可以達到160公里。但對于只需要跑短途的人來說，普銳斯的設計顯然更有優勢。在美國相關研究機構進行的一項測試中，插電式混合動力普銳斯的整體燃油效率是每加侖行駛39.2千米，比傳統的普銳斯高出81％。而且只要有油，普銳斯行駛里程就可以不受限制。同時，一旦電池變得更加便宜，豐田就可以把插電式混合動力普銳斯上的電池組增大，從而增加車輛的電動行駛距離。豐田還準備將這項技術應用到2012年即將推出的六種混合動力車型之上，這也為豐田日后緊隨市場的變化留下了改變的空間。
　　在美國能源部阿貢國家實驗室工作的高級經濟學家丹·圣迪尼(Dan St Dini)看來：“全電動汽車在節約燃料方面和插電式混合動力相比是有限的，能夠跑32公里的插電式混合動力汽車和跑65公里的純電動車相比是一個更好的選擇。”因為，像Leaf這種全電動汽車對能源消耗幾乎沒有什么影響，消費者會想要汽油來支持更遠的行駛里程。與純電動車相比，混合動力車已經能夠實現規模化量產，市場的認可度也更高。但這種汽車未來的需求量關鍵在于汽油價格的上漲程度和政府對于石油依賴問題的擔憂程度。
　　在我國即將發布的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2011－2020年)》草案中，已明確了以純電動汽車為我國汽車工業轉型的主要戰略。到2015年，純電動汽車和插電式混合動力汽車市場保有量將達到50萬輛以上。盡管這些問題變數很大，但在未來很長一段時間內混合動力汽車將成為綠色汽車最為關鍵的市場先行者。而在世界各國的政策導向之下，對于電池的研究和制造也將進入一個新的階段。在這樣的情況下，可以預見，2011年將是新能源汽車面向市場的元年，也將是關鍵的一年。是沿著以往的老路曇花一現，還是真正成為全球可持續發展的先驅者，2011年的汽車市場也許將驗證這一