我国新能源汽车的现状及发展前景分析

2022-12-17 01:01王璨
中国设备工程 2022年22期
关键词:燃料电池电动汽车混合

王璨

(一汽大众汽车有限公司佛山分公司,广东 佛山 528000)

发展新能源汽车,注重混合动力和电力在汽车动力中的应用,改变以往柴油、汽油汽车动力发展模式,以对环境达到更好的保护效果。新能源汽车尽管在我国取得了很大范围的技术发展的成绩,但现阶段新能源汽车能否有效替代传统燃油能源汽车仍是一个很大的问题。本文系统分析研究了当今我国新能源汽车行业发展道路的现状,以及对未来我国的广阔发展前景预测。

1 新能源汽车的概念、种类及其特点

新能源汽车技术主要概念主要指以开发各种新型非常规或新型高效车用燃料装置发动机为其基础动力源单元结构(或使用常规车用燃料,使用新型车用动力装置)设计为主,集成运用现代先进整车动力源总成控制结构设计理论与高效电力能源驱动过程控制思想的汽车一系列现代先进动力整车技术,形成综合应用多种先进车辆动力技术原理,具有采用各种动力新的总成结构技术,新汽车零部件的结构特征的汽车。新能源汽车技术还包括新型混合式能源动力汽车、纯化氢电动汽车系统技术(BEV,包括太阳能汽车)和系统、燃料电池电动汽车技术(FCEV)及技术、氢动力汽车、其他包括各类高效新能源电动汽车技术(如高效储能装置、二甲醚)及汽车系统技术等。

1.1 混合动力汽车

混合动力车通常是针对那些需要使用替代传统动力燃料技术并需与牵引电动机或发动机组相结合而以大幅改善汽车低速功率扭矩输出比和提高燃料的消耗比的一类混合动力车。

根据其燃料种类组成的结构不同,主要还可被分为汽油混合空气动力车和纯柴油空气混合空气动力。在我国市场,混合动力汽车应用的目前主流都是使用汽油的混合汽油动力,而近年来,国际市场上柴油空气混合柴油动力车型使用的比例发展变化也很快。当前,我国中国新型混合能源动力汽车产品主要品牌是由比亚迪研发生产出的比亚迪秦汽车,已经正式量产,并力争成为世界中国型新能源汽车销量排行榜第一。

1.2 纯电动汽车

顾名思义,电动三轮汽车发动机主要都由三相电力线路驱动。其中,有大部分汽车是完全由4个电机来直接完成驱动作用的。一部分车辆直接在整个发动机舱盖内全部安装一个电机,其中也有部分车型直接使用车轮作为连接4个独立电机之间的中间转子。2014年4月20日举办的成都车展,纯智能电动汽车的参展背景已引起市场了足够高的广泛关注,展出中的多家相关品牌车企也都展示属于它们各自系列的智能电动汽车,主要项目包括纯智能电动汽车、比亚迪秦EV电动汽车、江淮IEV系列纯智电动汽车、纯智能电动汽车、奇瑞北汽萨博EV电动车、众泰E20智能电动车、奇瑞上汽荣威E50纯电动车等。

1.3 燃料电池电动汽车

燃料电池汽车电动混合汽车电池(FEV)一般由牵引电动机所提供牵引动力,电动机可通过一种使用少量氢气燃料和微量甲醇汽油作为基本燃料之间的电化学反应所产生的电流。电池发出的电子能量本身不会再被充分燃烧,而是要通过一种氢能和少量氧能量之间进行的热化学反应才转化为一种电能。燃料电池车的电子化学燃烧反应整个过程几乎不会因此产生其他有害反应产物,因此燃料电池汽车实际上是完全无汞污染汽车。燃料电池能量的转换及效率一般比其他内燃机技术高大约2~3倍。因此,燃料电池的电动化汽车将在绿色能源回收利用技术和城市环境保护方面也是一种很理想的清洁交通工具。

1.4 燃气汽车

气体成分较为单一,纯度极高,能保证与高温空气完全均匀充分混合燃烧并能完全充分燃烧,CO和大气颗粒物排放量也低,发动机低温时启动能力和稳定运行动力性能相对较好。

与一般液体燃料引擎相比,其致命缺点一般包括低速运输时性能比较差、容积燃烧效率低、点火延迟长和低速动力性能大幅降低。双燃料系统,即采用压缩成天然气系统或采用液化成石油气系统和采用汽油系统或采用柴油混合燃烧的系统,可以被很容易地从这一个燃油系统上转移到任何另一个汽油系统,主要广泛用于城市公交车。

2 我国新能源汽车发展现状

当前,我国很多汽车企业都开发了新能源汽车,具体有以下几个典型企业。

2.1 比亚迪新能源汽车“秦”

比亚迪秦拥有“双引擎”动力,将高性能大功率驱动电机系统与1.5米TID金牌高效节能动力系统总成技术相结合。在混合动力模式下,秦可产生约479N•m的强大扭矩峰值和达到185km/h以上的百公里最高续航时速,使其成为最快的前驱车型。作为其另一款城市混动车型,比亚迪秦车型提供的百公里纯混合市电模式的续航行驶总公路里程数可为超过约70km,短途纯省电混合模式也可以满足广大用户在日常城市上下班途中通勤行驶和家庭使用,长途及自驾人士出行需要时,还可以实现同时使用上述两种纯混动模式使用模式。

2.2 江淮汽车IEV系列

新一代爱威电动车主力产品iEV5即将于在安徽省合肥的北京秋季车展的现场中正式首次公开亮相,并于已有望于年底到来之前正式全面对外并启动其全国销售。与其换代前发布的全新4代爱威纯智电动车型不同,iEV5款车型均基于全新安徽江淮汽车集团新型智能互联纯智能电动乘用车平台(iEV)技术倾力设计打造,续航时间最高的里程数更大幅度提升到了至每百公里200余公里。值得我们重点关注的好消息的是,江淮和悦iEV5电动车也是江淮集团国内乃至目前我国首款自主进行的全面智能化技术自主研发并设计成功的小型5座纯智能电动车。

2.3 上汽荣威

据介绍,荣威550款的Plug-in综合油耗最低为每天2.3L,峰值扭矩可为时速587海里,可行驶达到每年500km。不仅外观如此,该车型的车身设计结构和发动机制造技术工艺更是达到一个了国际非常相当高档次的设计水平,既希望能再次让大众消费者切身体验享受到新能源汽车技术带来的绿色节能及环保,又期望能为中国消费者继续保持其传统品牌汽车良好的燃油舒适性能和燃油安全性。

荣威950燃料电池驱动轿车不仅在传统新能源汽车产品的结构类型布局上实现了一个又一个大突破,也有自己独特的性价比优势。荣威950燃料电池车也在燃料电池功率密度控制和整车可靠性、耐用性能等多个关键部件可靠性上也都有得到了进一步优化,提升和全面优化改造氢气管理系统、电池管理,确保在使用氢气过程运行中动力电池的使用安全稳定。

3 我国新能源汽车市场的发展前景

3.1 新能源汽车面临的问题

3.1.1 技术问题

尽管我国在新能源汽车方面取得了一些进展,但新能源汽车技术仍存在不少不足。一是主要体现在新能源汽车和多元新能源供电的不完善,主要体现在我国电动汽车和混合动力牵引供电的一半左右依靠煤电供电。二是核心新能源汽车技术水平较低,目前我国新能源汽车技术相对落后,关键还没有大的突破核心技术,新能源的发展除了政策支持和财政补贴外,更重要的是破解技术新能源汽车的瓶颈,完善用车基础设施。

3.1.2 价格问题

新能源汽车动力电池的使用价格同样也是当前影响未来新能源汽车市场进一步发展格局的主要考虑因素。与其他传统动力汽车相比,新能源汽车需要更多的科技投入,价格也相对较高。一方面,新能源汽车的高价格在一定程度上抑制了消费需求;另一方面是高校科研力量和市场人力资源整体投入严重不足,这无疑也是长期以来制约着新能源汽车市场平稳快速良性发展进程的最重要的阻碍因素之一。

3.1.3 汽车安全技术策略问题

(1)新能源汽车研发缺少符合国家统一汽车发展政策战略而存在大量重复投入研发资金问题:虽然当前新能源汽车领域已开始被明确提升战略至其国家战略地位,但目前政策理想目标和汽车市场现实需要往往会存在明显落差。

(2)新能源汽车技术安全战略问题仍然存在巨大隐患。正当国家各地纷纷大力鼓励推广新型电动混合汽车产品之际,某市一辆当时正在载客试运营期的新型纯混合电动出租车突然发生大面积自燃。这该起大规模自燃起火事件势必对这个刚刚开始起步发展的新国内的电动混汽车产业带来了严重打击。

3.1.4 安全策略问题

(1)新能源汽车行业缺乏科学统一完善的战略发展布局规划,具有盲目重复产品研发。尽管当前新能源汽车市场已开始被明确提升调整到重要国家战略地位,但由于政策理想目标与客观市场现实情况往往也存在着差距。

(2)新能源汽车安全存在隐患。据报道,在全国范围内推广电动汽车的过程中,一辆正在试运行的电动出租车起火。

3.2 解决方案

(1)加快核心零部件技术研发,尽快掌握核心技术。新能源汽车的竞争归根结底是科技的竞争,因此,加快解决核心零部件的技术研发是新能源汽车快速推广的重要方法之一。

(2)鼓励促进全市新能源汽车产品及整车零部件市场协调配套发展。如果国家没有完善科学规范的汽配专业市场分工管理与产业合作机制体系,没有构建汽车产品制造服务企业内部与相关零部件专业生产销售企业内部之间充分有效沟通的市场化竞争规则与有效合作创新机制,汽车产业自身的持续发展能力必然可能是低速低于质量的。

(3)应尽快组织建立国家统一的技术标准,完善检测标准和手段。通过完善统一配套的相关标准规范和相关计量监测手段,将新能源汽车领域的质量技术标准、检测计量标准实施和检验认证的程序要求与新车研发、生产等同步协调进行,坚决采取措施杜绝不合格整车产品擅自进入国际市场,避免和造成相关严重后果。

3.3 我国新能源汽车的发展前景

我国新能源汽车数量从2012年开始的保有量不足1万辆,2013年年底,新能源汽车保有量超过2万辆,到2014年年底,新能源汽车保有量又增至接近7.5万辆,到2015年年底,新能源汽车保有量则已首次突破近15万辆。

从目前这个指标数据情况来看,新能源汽车保有量在大幅持续增加,据政府相关指标数据分析测算,至2020年,中国新能源汽车保有量数字进一步突破近500万辆。可以看出,新能源汽车在未来的发展过程中将呈现出巨大的增长,并且将继续以每年100%的速度增长。这样一来,新能源汽车的研发与制造将成为汽车产业发展过程中必须考虑的关键问题。从新能源汽车动力技术的发展来看,混合动力汽车在未来的发展过程中将呈现下滑状态。

我国新能源汽车发展将坚持纯电动路线,有利于我国新能源汽车自主发展。在纯电动路线的引导下,新能源汽车将聚焦动力电池问题。在新能源汽车的发展过程中,我们将继续从电池技术的角度加强对电池寿命和安全性的研究,努力降低电池成本,更好地适应新能源汽车的发展。

4 结语

新能源汽车在积极保护我国环境、促进区域经济社会和可持续快速发展各方面发挥着越来越重要的替代作用。由此看来,新能源汽车产品在国内未来长期的市场发展培育过程中,将进一步得到有关政策的大力支持。同时,随着人们的汽车环保意识不断提高,也同样将继续推动我国新能源汽车行业的发展。

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