趙林峰 孔旭
摘 要:汽車作為工業文明的代表作之一,讓人類的出行變得舒適、便捷。隨著我國汽車保有量逐年增高,隨之也帶來了尾氣排放所造成的環境問題,石油作為不可再生能源的資源問題。另外,我國的石油資源大量依賴國外進口的現狀,必需考慮國家的能源戰略安全。由此,在我國發展新能源汽車勢在必行。本文通過介紹主流新能源汽車的優缺點,分析我國新能源汽車現狀,對新能源汽車的發展趨勢進行探討。
關鍵詞:新能源汽車;現狀;發展趨勢
1 新能源汽車的定義及分類
1.1 新能源汽車定義
2007年發布的《新能源汽車生產準入管理規則》,明確了新能源汽車的概念和范圍。新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或采用常規燃料,但采用了新型車載動力裝置),綜合了車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進,具有新技術、新結構的汽車。
1.2 主流新能源汽車簡介
(1)混合動力汽車(HEV)。所謂混合動力汽車,是指那些內設傳統內燃機,同時配以電動機來改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。從混動角度來看,有微混(48V混動)、中混、強混(插電強混)等技術。一般的混動車輛在中低速和急加速工況下,引入電動馬達助力,發動機跨過這些燃油經濟性差的工況,最大程度的運行在經濟轉速區間。有些混動車輛的助力電機功率較大,低速工況下發動機停轉,僅依靠電機驅動行駛。現主流的混動系統分為插電式混動(PHEV)和非插電式混動。混動車輛除了油耗低,車輛動力性、舒適性也明顯好于傳統燃油車輛。
城市道路工況下混動車輛節油效果明顯,但在高速長途的工況下,發動機本身就運行在經濟轉速區間,且由于自身額外增加了助力電機、動力電池等設備的重量,節油效果并不明顯。另外,車輛引入了助力電機、動力電池等設備,也推高了車輛本身的成本和售價。
(2)純電動汽車(BEV)。純電動汽車的動力結構并不復雜,動力電池將電能輸送至驅動電機,電控系統實時監控各部件運行狀態。行駛過程中無任何污染。對比傳統發動機,驅動電機省去了機油三濾,減少了維護成本。電機可線性輸出轉速,電動車的變速機構也比較簡單,甚至可以無需變速機構,減少了傳動環節的能量損失。現在電動汽車主、被動安全功能配置的技術都比較成熟,安全性能已有了很高的保障。除非極端事故,碰撞起火,高壓觸電等危險狀況已能夠做到很好的防控。
純電動汽車最大的短板在于電池的續航能力。主流純電動汽車的滿電續航里程都會超過300Km,但該項性能的保持時限并不樂觀。動力電池對適用溫度也有一定要求。常用的鋰離子電池,在低溫條件下充放電性能都會變差。我國淮河-秦嶺以北的地區,冬季寒冷。地域上對純電動汽車的推廣也會產生影響。另外,動力電池的充電時間較慢,公共充電裝置在一些小城市還未大面積鋪開,這些都影響著純電動汽車的推廣。
(3)氫燃料電池汽車(FCEW)。氫燃料電池汽車是指以氫氣等為燃料,通過化學反應產生電流。燃料電池電壓通過DC/DC升壓,跟二次電池內的電量進行組合后輸入電機,驅動車輛。氫燃料的熱值高,氫燃料電池能量轉換效率是內燃機的2~3倍。氫燃料電池汽車續駛里程長,加氫時間快。其化學反應過程只排放出純凈水,不產生有害物。從能源的利用和環境保護方面,燃料電池汽車可視為傳統汽車最理想的替代方案。
2 新能源汽車現狀
“十一五”以來,我國提出“節能和新能源汽車”戰略,政府高度關注新能源汽車的研發和產業化。政策上,進入國家新能源車目錄的純電動汽車、插電式混動汽車和燃料電池汽車都可給予購車補貼。我國現已成為全球最大的新能源汽車產銷國家。
但是,我國新能源產業仍有諸多不足。首先在技術上,以純電動汽車為例,國內廠商在動力電池、驅動電機、電控系統三大核心技術與國際先進水平仍有較大差距。氫能源汽車所需的高壓儲氫、燃料電池電堆、燃料系統軟件等各項頂尖技術,國內廠家還未完全掌握。動力電池產業準入門檻低,嚴重產能過剩。隨著特斯拉中國工廠的正式投產,我國新能源企業的成本優勢也將不復存在。綜合來看,我國的新能源產業大而不強。
近期,大眾汽車宣布將在中國市場陸續投放6款新能源汽車;日產將在未來兩年內實現電動化核心零部件100%在華生產。國內企業已與外資企業短兵相接。今后,只有那些具備全產業鏈核心技術儲備和較高規模效應的企業才會擁有更大的抗風險能力。
3 新能源汽車行業發展趨勢
當前,新能源汽車在產品研發方向上越來越突出“智能化、網聯化、電動化、共享化”。伴隨著“5G”、人工智能等高新技術的不斷發展,新能源汽車的車載網絡、自動駕駛等技術也有了更好的基礎支撐。但是,隨之而來的信息安全、倫理法規等又成為了新的問題。在“新四化”這樣一個大變革環境下,新能源汽車除了動力系統需要不斷升級之外,必將會引入更多信息產業的技術共謀發展。也必將促使新能源車企進行轉型升級,比如近期就有東風、長安的戰略合作,上汽、阿里的跨界合作等。
4 結束語
新能源汽車產業關系到國計民生。但是其發展需要廠家、政府、消費者幾方聯動。需要廠家攻克關鍵技術,不斷完善產品性能。政府則要制定相應的法律法規、建設基礎設施、引導消費意向。消費者則要認可低碳消費。另外,我國幅員遼闊。不同地區之間的氣候、地形、產業分布、經濟發達程度都有較大差異。發展新能源汽車產業要因地制宜,依照區域內實際情況發展適合自身條件的新能源汽車產業。比如,低緯度地區氣候溫暖,政府可鼓勵發展純電動汽車。重型化工業發達的高緯度地區則可嘗試發展氫能源汽車。
參考文獻:
[1]崔曉發,王凱.新能源汽車的三大關鍵技術及難點分析[M].汽車零部件,2018(03):81-83.
[2]劉芳,易念慈.電動汽車電氣驅動技術及其發展[M].電氣工程師,2018(02):14-15.