話說新能源汽車

陸明、呂平（國家工程機械質量監督檢驗中心） 余八一（中國質量認證中心）/ 文

話說新能源汽車

陸明、呂平（國家工程機械質量監督檢驗中心） 余八一（中國質量認證中心）/ 文

新能源汽車，已經在我國的節能減排戰略中被賦予更高的希望。

2012年，國務院發布的《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》（簡稱《發展規劃》），明確了十年內我國新能源汽車發展的總體目標和階段目標，并且對新能源發展路線以及扶持政策提出了明確的要求，從財政、稅務、融資等方面給予大力支持。

將新能源汽車發展上升到國家戰略，以及加緊對上下游產業鏈條的銜接，我國新能源汽車的發展正在步入“快車道”。

一、新能源汽車的追溯

號稱“新”能源、“新”技術車，實際上并不新，早在19世紀末，由于社會對汽車發動機的需求開始猛增，而德國、法國發動機生產商的產量遠遠供不應求，在這樣的背景下，很多地方都開始了替代汽油機動力的研究，電動機便成了當時的一股主要力量。由于已經有輪轂電機專利在手，波爾舍與他的團隊便開始著手設計一款可以應用輪轂電機的汽車。在做了諸多嘗試之后，他將輪轂電機放在了前輪，于1898年推出了一款前輪驅動的雙座電動車，命名為“Lohner-Porsche”（洛納-保時捷）。這款車的設計還沒有脫離當時馬車車廂的造型，兩個前輪使用輪轂電機驅動車輛前進，每個輪轂電機提供不到3馬力（2千瓦左右）的動力輸出，為電機供電的鉛酸電池裝在車廂下方，由于當時的電池能量密度低，而且電池又大又笨重，因此車輛的行駛里程較短。但是，輪轂電機的動力輸出非常直接，不存在發動機燃燒效率、各種傳動機構帶來的動力損耗問題，所以在效率上是無可挑剔的。

那個年代，汽車比賽的用途是用來證明誰的產品更好更可靠，波爾舍也開始關注各種當地的比賽。對于波爾舍來說，有了前驅的電動車，為剩下的兩個輪子同樣裝上輪轂電機自然不是難事，為了參加比賽沖擊速度記錄，他也確實這么做了。于是，四個車輪都裝備有輪轂電機的“洛納-保時捷”電動車便光榮地成為了世界上第一輛四輪驅動的汽車，也是世界上第一輛擁有四輪制動系統的汽車，這輛車子據說打破了一些速度記錄，在一百年前被人們用“飛快”來形容。不過“四驅”并沒在性能上給這輛車帶來更多優點，為了給四個輪轂電機提供電力并保證足夠的行駛里程，這輛車僅僅是電池組的重量就有1.8噸，相當于一輛奧迪A6L的整備質量了。

雖然電動車引起了空前的關注，但是電池過于笨重，行駛里程短的問題成了它最大的軟肋，如何能讓電動車跑的更遠又不用增加電池重量呢？指望當時的電池技術是不可能了。在洛納-保時捷電動車引起轟動的同一年，波爾舍想出了“自產自銷”的辦法：給電動車裝上一臺發電機！而用普通的汽油發動機來驅動發電機，這樣一來，就不需要再攜帶過多的電池組了。這就是最早的串聯混合動力車，這種使用電能來傳遞能量的方式也被叫做“電傳動”，目前已廣泛應用在機車及大型工程車輛上。

由于石油的大量開采和廉價使用，使汽柴油驅動成為汽車的傳統動力，各大公司雖然都保留團隊對傳統能源以外車型的研究和開發，但都沒有達到量產和大量使用的階段。但隨著對石油資源依賴度的提高，大氣污染和交通擁堵問題突出，發展新能源汽車成為調整我國汽車產業結構的必然選擇，而國家電網、城市設施方面的管理集中，以及我國優勢能源煤炭的資源集中，為新能源汽車特別是電動汽車率先實現產業化提供了得天獨厚的條件。新能源汽車已列為國家七大戰略性新興產業之一，這是一個確定的發展方向。而降低對石油尤其是進口石油的依賴，是電動汽車發展的一個重要推動力。中國電網結構相對集中，國家電網和南方電網等都是大型國有企業，相對集中的管理模式對電動汽車基礎建設快速發展大有好處。環顧全球，中國在新能源汽車政策方面的推動力度非常大，現在有20個新能源汽車實驗城市，其中6個對私人能源消費實施補貼，從政策角度、政府推動意愿來看，中國很有希望成為第一批實現新能源汽車或者電動汽車產業化的國家之一。

二、新能源汽車的努力方向

1.突破發展瓶頸：電動電池

要突破動力電池核心技術，提高電池性能和壽命，降低成本。開發新型正極材料和高容量合金負極材料，加強電池管理可靠性研究和輕量化設計，提高電池比能量；重點開展電池優化設計、工藝創新和裝備改進，提高電池及關鍵材料的生產一致性；開發電池自激活電壓控制和熱控制等新技術，提高電池安全性；以改進電極材料循環性為重點開發長壽命電池體系；提升電池材料低成本制備技術，推進電池零配件和系統組合件的標準化和規模化，降低成本。

2.建立社會支持體系

由于電池的實用性較低和配套設施不完備等，即使扣除補貼車價仍然過高等因素，公眾目前對新能源車大多還是采取懷疑和觀望態度。目前在用較多的新能源車都是政府在某區域范圍內的公車、出租車或園區擺渡車等，是明顯的政府扶持項目。汽車廠商和零部件廠商目前針對新能源車輛的投資和研發投入仍然不足。

重點要全面構建節能與新能源汽車共性技術研發平臺；建立節能與新能源汽車關鍵零部件自主發展體系；扎實推進節能與新能源汽車試點示范；健全標準體系；開展充電設施建設，建立以個人和公共停車位分散慢充為主的充電系統，為新能源汽車的產業化做好準備。

3.消除傳統勢力和國際不利環境的影響

傳統汽車產業正面臨日益嚴峻的能源和環境壓力，發展低排放、零排放的新能源汽車已是大勢所趨。在相關政策的扶持下，中國有40多家企業正在研發生產新能源汽車，而每輛車數萬元的消費補貼，也使市場對新能源汽車的需求不斷加大。

歐美等國對中東等傳統能源市場進行了大量的政治和軍事投入并存在大量的既得利益，并不是說歐美就反對新能源政策，但是確實有一股勢力不甘于傳統能源的失寵或被替代，美國對中國的清潔能源產品啟動301調查，歐盟對中國光伏產業的反傾銷調查等，傳遞的信號是歐美等國并不總是支持中國改善環境的努力，也是部分團體利益訴求的體現。各種調查也已導致國內主要依賴出口的新能源產業受挫，該項調查將對我國風能、太陽能、高效電池和新能源汽車行業造成較大影響。我們應發揚制度和體制上的優越性，消除各種不利因素的影響，以新能源車為契機，形成我國產業發展的一個新的輝煌。

三、新能源汽車的技術方向

新能源車三個技術方向是混合動力、純電動驅動電池車、燃料電池驅動電池車，下面以目前已實用化的混合動力和燃料電池驅動電池車為例，了解其發展現狀：

1、混合動力車

某款混合動力車搭載了一臺18千瓦時鋰電池，與其相連的是一臺緊湊型電動機，其最大功率100kW，峰值扭矩320N·m。這種結合方式可以讓該車僅僅依靠電力驅動最長行駛100公里；另外利用一臺1.0升三缸汽油渦輪增壓發動機為鋰電池充電，最大功率67馬力（50kW），汽油發動機可以使續航里程再增加500公里。這款車百公里加速時間不到11秒，而最高時速經過電子限速固定為150km。雖然行駛里程延長是它的一大特點，但該車真正的突破是充電技術，利用獨特的20kW快速充電器，這款車僅需充電30分鐘就可行駛50公里，完全充滿電約需一個小時。如果用標準的3.3kW家用充電插座，充電時間需要6小時。

2、燃料電池車

氫燃料車對于中國汽車市場是非常好的解決方案。首先它是零排放，同時它又可實現長距離行駛，遠遠超過電池電動車。在城市里，電池驅動車的充電是非常方便的，需要時，到專用的充電樁進行充電即可。但是對于中國這個地域廣闊的國家，設置覆蓋全境的充電裝置是一項很大的工程，這使得電池驅動電動車在長途行駛時就會出現困難，而燃料電池技術就可以解決這個問題。

某品牌的燃料電池車續航里程400公里，完全達到車輛行駛續航歷程。在德國，大約1000家加氫站就可以覆蓋全境，燃料電池車沒有任何問題。但是在電池技術上還有許多因素影響，包括電池的重量、電池的造價等。在歐洲和日本，政府正大力研究加氫的可行性，中國在幾年前也開始這方面的研究。對于公交車來說，它不需要不停地補充燃料，只需每天行駛完畢后回到總站進行加氫。在德國很多城市已經開始做這種嘗試，在漢堡已經開始把氫燃料考慮成為公共汽車發展的方向，所以氫燃料還是有很大的前景。

氫燃料電池車在現階段的價格和使用成本肯定會貴一些，因為在投產初期受產量限制，而隨著產量的不斷提高，它的價格和使用成本都會降低，很有發展前景。例如加氫所需要的時間非常短，和普通加油時間是一樣的，而且行駛續航里程達到了400公里，可以滿足一般的駕車要求。