新能源客車的發(fā)展

張銘博

（泰安技師學(xué)院山東泰安271000）

新能源客車的發(fā)展

張銘博

（泰安技師學(xué)院山東泰安271000）

伴隨自然資源的緊缺和大氣污染的嚴(yán)重，新能源汽車的研發(fā)和推廣已成為汽車業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)和焦點(diǎn)，本文重點(diǎn)分析了新能源客車的類型及其技術(shù)發(fā)展路徑；結(jié)合目前市場需求研判了新能源客車的發(fā)展趨勢和面臨的困境；解讀了我國政府對新能源客車的支持政策。

新能源；客車；節(jié)約；發(fā)展；動(dòng)力

自然資源的短缺，已是世界性的大問題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源危機(jī)已經(jīng)成為了人們的熱點(diǎn)話題。在這一背景下，新能源客車的問世成為必然。新能源客車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源(或使用常規(guī)的車用燃料，但采用新型車載動(dòng)力裝置)，綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源客車包括有：混合動(dòng)力客車(HEV)、純電動(dòng)客車(BEV)、燃料電池客車(FCEV)、及燃?xì)饪蛙嚨鹊取橹С中履茉纯蛙嚨陌l(fā)展，我國推出了一系列的相關(guān)扶植政策。“十一五”——“節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目”中，中央政府投入約為11億元。2008年，國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)現(xiàn)代交通技術(shù)領(lǐng)域“節(jié)能與新能源汽車”重大項(xiàng)目已啟動(dòng)，研究課題包括蓄電池、電機(jī)、柴油機(jī)、電動(dòng)車、混合動(dòng)力、燃?xì)狻⒋萌剂系认嚓P(guān)技術(shù)等。2007年11月《新能源汽車生產(chǎn)準(zhǔn)入管理規(guī)則》出臺(tái)。確定了新能源汽車的范圍。新能源汽車包括混合動(dòng)力汽車(HEV)、純電動(dòng)汽車(BEV，包括太陽能汽車)、燃料電池汽車(FCEV)、其他新能源(如超級電容器、飛輪等高效儲(chǔ)能器)汽車等。2009年2月6日《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》出臺(tái)。辦法決定，在北京、上海等13個(gè)城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)工作，以財(cái)政政策鼓勵(lì)在公交、出租、公務(wù)、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務(wù)領(lǐng)域率先推廣使用節(jié)能與新能源汽車，對推廣使用單位購買節(jié)能與新能源汽車給予補(bǔ)助。節(jié)能40%以上混合動(dòng)力車，可獲5萬元的財(cái)政補(bǔ)貼;而燃料電池汽車的補(bǔ)貼為25萬元;購車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)最高的為最大電功率比50%以上的燃料電池公交客車，每輛車可獲60萬元的推廣補(bǔ)助。10米以上城市公交客車另有標(biāo)準(zhǔn)，其中混合動(dòng)力汽車分為使用鉛酸電池和使用鎳氫電池、鋰離子電池兩類，最高補(bǔ)貼額分別為8萬元/輛和42萬元/輛;純電動(dòng)汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為50萬元/輛。2009年3月20日《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃》出臺(tái)。在《規(guī)劃》的目標(biāo)中提出電動(dòng)汽車、

插電式混合動(dòng)力車、混合動(dòng)力車等產(chǎn)銷形成規(guī)模的重大戰(zhàn)略目標(biāo)，通過改造形成50萬輛生產(chǎn)能力等。

1.目前新能源客車的主要類型

（1）混合動(dòng)力客車——約占我國新能源客車市場90%以上份額，是無可爭議的主導(dǎo)車型。對于我國客車行業(yè)來說，混合動(dòng)力主要是柴油—電混合，優(yōu)點(diǎn)是可以降低30%以上的燃油消耗，排放標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到國Ⅳ水平，缺點(diǎn)是蓄電池容量和壽命問題沒有得到徹底解決，混合動(dòng)力客車屬于發(fā)展期產(chǎn)品，允許進(jìn)行批量生產(chǎn)，但只能在批準(zhǔn)的區(qū)域、范圍、期限和條件下銷售、使用，并至少對20%銷售產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，造成單車價(jià)格下不來。

（2）純電動(dòng)客車——由蓄電池作為動(dòng)力源。以電機(jī)代替燃油機(jī)，噪聲低、無污染，使用單一的電能源。而且，純電動(dòng)車的蓄電池可在夜間利用電網(wǎng)的廉價(jià)“谷電”進(jìn)行充電，可以平抑電網(wǎng)的峰谷差。目前，我國純電動(dòng)車主要用于機(jī)場、社區(qū)、球場等地方。純電動(dòng)客車作為起步期產(chǎn)品，只能進(jìn)行小批量生產(chǎn)，在批準(zhǔn)的區(qū)域、范圍、期限和條件下進(jìn)行示范運(yùn)行，并對全部產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（3）燃料電池客車——主要是氫燃料電池客車，被認(rèn)為是最有前途的產(chǎn)品，能夠真正解決能源短缺問題，并且真正實(shí)現(xiàn)了零排放。但也是屬于起步期產(chǎn)品。

（4）CNG客車——CNG(壓縮天然氣)作為一種氣體燃料，與空氣混合更均勻，燃燒更加充分，排放的CO、HC等有害物質(zhì)更少;天然氣燃燒后沒有積炭，可減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損，維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低;天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)改裝簡單，特別是用汽油機(jī)改裝的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，因性價(jià)比極高，使用廣泛;此外更重要的一點(diǎn)是，行駛同樣公里數(shù)，天然氣客車的燃料費(fèi)用要遠(yuǎn)低于柴油或者汽油機(jī)，經(jīng)濟(jì)效益非常高。

（5）LNG客車——LNG(液化天然氣)可以更大地壓縮天然氣體積，一次充氣，可以行駛500km甚至1000km以上，非常適合長途運(yùn)輸使用，并且LNG是液態(tài)，不受天然氣管網(wǎng)的影響，同時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)顯著優(yōu)于LPG。

（6）LPG客車——LPG(液化石油氣)的性能和使用基本與CNG相似，其使用的原因主要有三方面：一是作為燃油的替代品，二是排放清潔，污染較低，三是使用價(jià)格便宜。不過，因?yàn)橐夯蜌庖彩莵碜允停Y源有限，因此目前推廣受到廣泛質(zhì)疑。

（7）醇燃料客車——醇燃料主要是指甲醇和乙醇，目前國內(nèi)外應(yīng)用較多的是在汽油中混合一定比例的醇燃料，也有部分地區(qū)使用的是高比例的醇燃料。由于甲醇燃料來源廣，可以從天然氣、劣質(zhì)煤、油砂、木屑等凡是能產(chǎn)生一氧化碳和氫氣的物質(zhì)中提煉出來，并且生產(chǎn)工藝簡單，設(shè)備少，運(yùn)輸方便，故在我國得到主要應(yīng)用。但是近年來國際上對于乙醇燃料的研究更加重視。

（8）其它能源客車——目前在我國出現(xiàn)的主要有二甲醚燃料與液壓混合動(dòng)力公交車和超級電容公交車。

2.新能源客車技術(shù)發(fā)展

新能源客車技術(shù)發(fā)展的路徑關(guān)系到客車業(yè)未來的發(fā)展戰(zhàn)略。普遍認(rèn)為：新能源客車技術(shù)路線應(yīng)該多元化，根據(jù)不同人群、不同市場的不同需求，提供相應(yīng)的產(chǎn)品。新能源客車技術(shù)包括混合動(dòng)力技術(shù)、純電動(dòng)技術(shù)、燃料電池技術(shù)、二甲醚技術(shù)等。根據(jù)國家的技術(shù)路線，純電動(dòng)客車節(jié)能效果好，能實(shí)現(xiàn)零排放，但不同車型適應(yīng)的市場不一樣。雖然純電動(dòng)汽車節(jié)能效果好，在標(biāo)準(zhǔn)工況下，節(jié)能效果可以達(dá)到80%，造車技術(shù)相對難度小，其發(fā)展應(yīng)該受到重視，但由于電池技術(shù)的制約，目前純電動(dòng)客車的性能和應(yīng)用范圍受到限制，電池技術(shù)在短期之內(nèi)不會(huì)有重大突破，而且造價(jià)相對較高；而混合動(dòng)力車對電池的要求相對較低，性能不低于燃油車，在標(biāo)準(zhǔn)工況下，節(jié)能效果可以達(dá)到25%左右，但高性能混合動(dòng)力技術(shù)復(fù)雜，相關(guān)技術(shù)仍須繼續(xù)完善，在短時(shí)期內(nèi)也不會(huì)成為主導(dǎo)車型，因此，未來新能源客車技術(shù)路線的發(fā)展應(yīng)該走多元化路線。

現(xiàn)階段，我國的新能源客車以混合動(dòng)力技術(shù)為主，而且目標(biāo)市場多數(shù)為城市客車，國內(nèi)主流客車企業(yè)均擁有此類產(chǎn)品，多個(gè)城市也開展了混動(dòng)客車的示范運(yùn)行或正式運(yùn)營。

根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的技術(shù)階段劃分，目前我國的新能源客車，只有采用鉛酸蓄電池作為儲(chǔ)能裝置的純電動(dòng)客車處于成熟期，其它儲(chǔ)能形式的純電動(dòng)客車均為起步期；混合動(dòng)力客車方面，除鋅空氣蓄電池類型外，其余均處于發(fā)展期，已初步具備產(chǎn)業(yè)化條件；至于燃料電池、氫發(fā)動(dòng)機(jī)和二甲醚等技術(shù)，則均處于起步期。

2.1 純電動(dòng)客車突出的技術(shù)性能特點(diǎn)

（1）“零排放”：電動(dòng)汽車在運(yùn)行中無廢氣排放，即使將發(fā)電廠的排放等效換算，也是低排放。（2）解除汽車對石油資源的依賴：電是二次能源，可以從多種途徑獲得：煤、水、風(fēng)、太陽能、核能等，其中許多為可再生能源。（3）系統(tǒng)效率高。（4）利用晚間電網(wǎng)的低谷電充電，可以提高電網(wǎng)的能量效率。（5）電動(dòng)汽車的噪聲低、振動(dòng)小，運(yùn)行平穩(wěn)、安靜。

根據(jù)市場調(diào)研，目前大多數(shù)新能源客車企業(yè)生產(chǎn)的純電動(dòng)客車在節(jié)能減排方面表現(xiàn)非凡。以10.5m純電動(dòng)車為例來說明，同車型燃油客車平均油耗為22L/100km，按目前油價(jià)6.5元/L計(jì)算，行駛100km的費(fèi)用大約是143元，按每月30天、每天200km計(jì)算，一個(gè)月的費(fèi)用大約在8400元。而純電動(dòng)客車每100km耗電量為70kWh，按目前電價(jià)0.55元/kWh計(jì)算，行駛100km的費(fèi)用僅為38.5元，按每月30天每天200km計(jì)算，一個(gè)月的費(fèi)用大約在2300元，比同車型燃油客車節(jié)省6100元左右，每年節(jié)省7萬多元。更重要的是，純電動(dòng)客車實(shí)現(xiàn)了零排放，因此極具經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。但是，純電動(dòng)客車在推廣過程中也遇到了諸多技術(shù)瓶頸。一是電池的性能、價(jià)格、壽命是瓶頸。當(dāng)前研制的電動(dòng)汽車一次充電行駛里程短、價(jià)格高、壽命短，不能滿足人們對汽車機(jī)動(dòng)性的要求，但隨著鋰離子電池等新型動(dòng)力電池的技術(shù)不斷進(jìn)步，純電動(dòng)汽車還是具有廣闊的發(fā)展前景。二是，電動(dòng)汽車的充電設(shè)施投資大、建設(shè)周期長。因此，電動(dòng)車目前適合在特殊場合，如大、中城市的公交車、公務(wù)車、環(huán)衛(wèi)車、郵政等公益事業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，政府給予相應(yīng)補(bǔ)貼。

2.2 混合動(dòng)力客車的技術(shù)性能特點(diǎn)

（1）續(xù)駛里程高于純電動(dòng)客車。（2）動(dòng)力性能好。（3）可以使車身減輕一定的重量。（4）具有一定的節(jié)能效果。（5）可以降低污染和排放。

對于混合動(dòng)力客車，目前已有部分客車企業(yè)已掌握了主要核心技術(shù)，由于技術(shù)領(lǐng)先使其快人一步，使得其混合動(dòng)力客車實(shí)現(xiàn)了整車混合動(dòng)力智能化控制，停車斷油和制動(dòng)能量回饋。同時(shí)，部分客車企業(yè)沒有選擇以電池為儲(chǔ)能裝置的大眾化技術(shù)路線，而是選擇了超級電容組合模式，比其他電池組合方式更加穩(wěn)定、故障少，可回收率很高，同時(shí)可以穩(wěn)定使用十年以上，基本與車輛同壽命，而其他形式的電池往往使用兩三年之后就需要更換，這不僅提高了車輛的使用成本，也會(huì)對環(huán)境造成污染。

3.新能源客車市場發(fā)展趨勢及面臨的困境

目前，國內(nèi)眾多客車企業(yè)都熱衷于發(fā)展電動(dòng)客車。2010年4月底，《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電接口》、《電動(dòng)汽車充電站通用要求》、《電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)與非車載充電機(jī)之間的通信協(xié)議》、《輕型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量消耗量試驗(yàn)方法》四項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)通過有關(guān)部門審查。這四項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)對電動(dòng)車充電接口、充電站標(biāo)準(zhǔn)和功能等情況進(jìn)行了細(xì)化和規(guī)范。日后，國內(nèi)生產(chǎn)的電動(dòng)車充電接口將統(tǒng)一化，大大減小了充電站的建設(shè)難度，電動(dòng)車加快了邁入產(chǎn)業(yè)化的步伐。

在國家不斷出臺(tái)鼓勵(lì)新能源客車發(fā)展政策的情況下，新能源客車的研發(fā)和推廣必將成為企業(yè)的長期戰(zhàn)略規(guī)劃。與此同時(shí)，一些新的細(xì)分市場也將成為新的增長點(diǎn)，特別是城際公交車和新型旅游客車將會(huì)受到關(guān)注。中央及各地方政府在不斷表態(tài)要大力發(fā)展新能源客車的同時(shí)，實(shí)際推廣進(jìn)度緩慢也成為不爭的事實(shí)。新能源客車推廣和普及面臨的障礙至少包括以下幾點(diǎn)：

3.1 核心技術(shù)的缺乏

從近期的趨勢來看，國內(nèi)客車企業(yè)熱衷于發(fā)展純電動(dòng)客車。但我國純電動(dòng)客車技術(shù)與國外技術(shù)相比，仍有差距。清華大學(xué)汽車專家仇斌教授指出，我國在純電動(dòng)車電池、電機(jī)等核心技術(shù)方面已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但在電機(jī)和控制系統(tǒng)中的CPU及IGBT(電力電子器件,用于將直流變?yōu)榻涣鞯脑?仍要依賴進(jìn)口，因此要真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和市場化可能還要一段時(shí)間。

3.2 造價(jià)和使用成本過高

新能源客車的造價(jià)和使用成本非常高。以電動(dòng)客車為例，本次世博會(huì)園區(qū)內(nèi)每部純電動(dòng)客車內(nèi)都裝有10個(gè)或12個(gè)電池箱，每個(gè)電池箱造價(jià)都在7萬元左右，每輛純動(dòng)力客車成本超過200萬元，在滿載的情況下行駛100km更換一次電池。電動(dòng)客車所配的電池使用壽命在兩年到三年左右，更換電池的成本不可小覷。而修建正規(guī)的大型充電站投資需數(shù)千萬甚至上億元。另外，由于生產(chǎn)技術(shù)的不純熟，新能源客車的維修頻率要高于普通客車，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用更高。

3.3 補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)偏低

目前我國對新能源客車的補(bǔ)貼是每輛車20多萬元到30多萬元這樣一個(gè)水平。但相對于每輛新能源客車的價(jià)位，這個(gè)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)是偏低的。現(xiàn)在很多地方政府也推出了一些補(bǔ)貼政策，這對于緩解車輛購置資金壓力的效果還是比較大的。但如果國家能把補(bǔ)貼再提高一些，那么各地方政府和終端用戶的壓力可能就會(huì)減少一些，整個(gè)新能源客車的普及范圍可能會(huì)更大，并會(huì)間接進(jìn)一步加快我國新能源客車產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

客車企業(yè)在未來幾年，要想真正實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)客車產(chǎn)業(yè)化，可能還有很長的路要走。混合動(dòng)力客車，在目前主要是柴油-電混合，在一般工況下，可以降低25%的燃油消耗，排放標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到國IV水平，缺點(diǎn)是電池容量和壽命問題沒有得到徹底解決，至今沒有明確驗(yàn)證能否大批量生產(chǎn)，造成單車價(jià)值過高。混合動(dòng)力客車，未來幾年內(nèi)必然會(huì)成為新舊能源之間的一個(gè)過渡產(chǎn)品，而且在目前國情下，只要價(jià)格降低10%以上，電池壽命維護(hù)保證在8年以上，必然成為未來幾年客車市場的主流產(chǎn)品，因此可以斷言，混合動(dòng)力客車比純電動(dòng)客車要更容易產(chǎn)業(yè)化和市場化。

4.國內(nèi)外主要新能源客車企業(yè)目前及今后技術(shù)發(fā)展路徑

據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)至少有35家客車企業(yè)已涉足新能源車技術(shù)的研發(fā)，主要情況：

（1）混合動(dòng)力和純電動(dòng)客車是上述客車企業(yè)研究的主要對象，而且大部分是大型客車，這也是他們目前及今后在新能源領(lǐng)域的一個(gè)主要技術(shù)發(fā)展路徑。研發(fā)的新能源客車主要目標(biāo)市場是大中城市的公交市場。

（2）主流客車企業(yè)都把研發(fā)新能源客車作為未來發(fā)展的主要戰(zhàn)略目標(biāo)，而且投入很大，目標(biāo)宏偉，一來迎合國家的產(chǎn)業(yè)政策，率先做節(jié)能環(huán)保的典范，二來企圖以新能源客車產(chǎn)品來提升自己的品牌形象，促進(jìn)企業(yè)更快發(fā)展。

（3）在研發(fā)新能源客車整車的同時(shí)，很多企業(yè)對新能源客車的核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件，如電池材料、控制系統(tǒng)、超級電容等及配套服務(wù)設(shè)施也投入了大量的研發(fā)資金，這對促進(jìn)未來新能源客車的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化必然起到積極的作用，也是保證今后發(fā)展路徑得以實(shí)現(xiàn)的基本前提。

國外新能源客車的技術(shù)發(fā)展路線主要是以混合動(dòng)力為主，尤其是發(fā)達(dá)的美國，混合動(dòng)力客車幾乎發(fā)展到了產(chǎn)業(yè)化和市場化的水平，具有了一定的規(guī)模效應(yīng)。

在城市化和工業(yè)化進(jìn)程加速的今天，能源問題已是限制我國經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸。而新能源客車以其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，且符合我國目前秉持的可持續(xù)發(fā)展觀和建設(shè)資源集約型環(huán)境友好型的社會(huì)理念。發(fā)展新能源客車是履行世界性的責(zé)任，也是抵御氣候變暖的一個(gè)重要途徑。隨著國家政策支持力度的加大和新能源技術(shù)的不斷提高，我國新能源客車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的將越來越好，越來越強(qiáng)大。

［1］節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃（2011-2020）.

［2］《新能源汽車雜志》，科技日報(bào)社.

［3］新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則，2009－7－1.

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