新能源汽车未来发展分析

■ J · ●● 一● ndusttiaIIZatIOn产业化E翟搦 新能源汽车未来发展 陈星武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070 —一．“—■—————豳■—■■——●—●——■■——●—■———●—■———●——●—■—————■——●●——■●———●●●——■■●■————■一 1．前言 1．1发展新能源汽车的背景 2009年12月，在哥本哈根气侯变化大 会上，我国国家领导人做出承诺，并正式 对外宣布控制温室气体排放的行动，目标 是至1J2020年，单位国内生产总值二氧化 碳排放量}=k2005年下降40％-45％。据国 家公安部统计，截止20l1年2月底，我国机 动车保有量已经达到2．1lqL辆，同比去年 新增机动车2048万辆、驾驶入1317万人， 且有20个城市的机动车保有量超过100 万辆。据国家发改委2010年12Jj28H发布 消息称，l至11月份．我国已累计进口原油 2．18]L吨，同比增长19．8％，且每年递增约 1880万吨，预计2010年，全年石油对外依 存度约为55％，预计未来10年我国原油对 外依存度将突破70％大关。据工信部产业 政策司原副司长侯世国保守估计，到2020 年，中国汽车保有量将达到2．5亿辆，汽车 将消耗成品油约4]L吨，预计约占总的石 油消耗量的80％⋯。从这可以看出，在我 国整个交通领域内，如果要实行节能减 排，保护环境，实现低碳发展，同时又为 了缓解我国能源紧张，那么发展新能源汽 车将是我国汽车工业的必经之路。 1．2中美汽车保有量对比 从图l中可以看出，在未来10年内， 我国汽车的保有量将超过美国，成为世 30 ChinaScience&TechnologyOverview 界上第一汽车大国。这将意味着更多的燃 油消耗和环境污染。因此，发展新能源汽 车迫在眉睫。 2．发展新能源汽车的意义 由上述关于新能源汽车的发展背景 可知，新能源汽车已经成为世界各国范 围内开发的热点，而且在将来也必将率 先得到大力发展。而且，在今年我国的 十二五规划中，国家科技部也把发展新 能源汽车，列为重大发展项目。由此可 见，发展新能源汽车的意义在于： ①加快我国新能源汽车的发展 在世界经济全球化以及中国汽车工 业迅猛发展的背景下，我们应该认清未 来20-30年，汽车的发展方向是发展新能 源汽车。我们应该抓紧机遇，大力发展新 能源汽车。在2010年，我国科技部又进一 步加大了发展新能源汽车的力度。这也体 现了我国的战略眼光，因此，在这种广阔 的发展前景中，我国要加快新能源汽车的 发展。 ②提升我国新能源汽车的技术服务 能力 据统计，不管是任何汽车产品，其利 润的最大来源都来自于售后服务。售后服 务中的核心部分就是技术服务。任何类 型的汽车包括新能源汽车，在实际运行 过程中都会出现故障，这就要求我们去 掌握新能源汽车的故障排除方法，因此， 需要对新能源汽车的故障规律进行分 析，然后反馈回来以促进对新能源汽车进 行技术升级，提升产品技术水平，增大自 主知识产权，提升我国新能源汽车的技 术能力。 ③提升我国新能源汽车的国际竞争力 我国汽车制造的价格优势依然存 在。在新能源汽车的生产过程中，劳动力 成本是汽车制造业中的重要组成部分， 发展中国家低廉的劳动力成本对全球各 大汽车整车企业讲是极富诱惑力的。随 着改革的深入和工业化进程的加快，中 国不仅有低廉的劳动力，更重要的是中国 亦有大量的高素质劳动力，建立劳动密 集性产品的生产基地具有较大的成本优 势。同时，在大力发展了新能源汽车的同 时，中国掌握新能源汽车制造技术的人 才规模大，相关企业在人才选拔上处于 优势地位，可以较低的人才雇佣成本吸 引优秀的人才为企业发展作贡献，我国 汽车工业是要进入国外市场的，来更多的 参与国际竞争，提升我国新能源汽车制 造企业的国际竞争力。 3．国内外新能源汽车的发展现 状分析 日本在1997年就率先进入混合动 力汽车商业生产，现在技术已经完全成 熟，进入大批量生产阶段，产销量逐年 增加，现在混合动力汽车已经开始成为 万方数据 H蚰牲，“，19，g’F就废为世*弟一个／J、 规模成批生产的汽油电动蝇台动力中。 丰山汽j·已经(1i2011年1月10口举行的北 差罔际汽车腥P，带来了=款全新瞢锐 斯．分别是普随斯MPV(有消息称将被 称为AIpha)普锐斯插电武混合动力版 (PHV)和·款垒新普锐斯概念车。动力 由18升汽油发动机与电动机搭配，峰值 马力输出达到】34bhp。-r见日本的混台 动力汽车发展位列世界前列。 美国早在1997年．PNGV【新一代汽 车合作伙伴计划)就根据当时的进展情 况．筛选出压燃A喷(cJDI)发动机．混 合动力电驱动系统，燃料电池(含储能电 池)和轻质材料4项新技术，组织和号召 大家重点突破，其中混合动力技术是莺 点之一．鉴于直喷柴油机也是一项重点， 为r容易达到PNGV80MPG(3378Km／ L)的目标．美国i大汽车公司都发展了 柴油机电动机混合动力．而且都拄计划 于1999年制造出柴油机混台动力轿车。 月通用汽车公司已经任2010年年底向市 场导人(VOLT电动汽车，先期在加利幅 尼Ⅱ华盛顿DC、奥斯fr、田纳两和纽 约等5地进行销售，随后的1218个月．随 着产撬的增加．VOLT销售现在已经扩胜 至5()个州。通用还宣布主2011日历年鹰的 年底，将生产10000辆VOLT，摹20121d历 年崖的年底．珥生产30000辆voLT。在 VOLT零售之前，销售商被要求完成专业 的营销和服务，并在经销处安装240 伏充电装置。2010年11月，通用宣布4400 个VOLT购买者一T以免费安装家庭充电 装置《2000美元／套)，该项目受到荑崮能 源部的资助。美国能源郎计划资助安装 15000个家庭充电装置，以鼓励消费者购 耍电动汽车，并研究启示未来的电动汽 车充电基础世施。 欧洲的汽车公司认为，虽然汽油机混 合动力技ht3储"汽油，也能降低排放，但相 比之下柴油机轿车更好'因为柴油机已经发 展成为清洁、平顺、安静的动力。增压器，高 压燃料喷射系统已经将柴油机改进得和汽 油机一样好，加上清洁低硫的柴油燃料，柴 油机轿车已经具有更高的燃料经济性，同 加简竹、高教制 造赞用较低也能 使制造者获得台 理的利润。所以 目前|欢洲汽车公 司的主要精山放 在发胜现代增压 直喷柴油机轿车 早在2009 年，我陶科技部 和财政部就共同 启动了“十城千 辆”符能与新能 源汽车示范应用 工程，“十艘千 辆”Lf．划是为进 一步推动新能源 汽车的产业化进 程，解决高科技 产品市场推』初 期规模和成本之 间的矛盾，往更 大范围推广应用 2020 2030 20402口∞"m 固1 }英，j车‘’；】．1‘2沁二日 2020 2030 20402050"M 四2 ljl，j车b。}。0，。$，芝对r= 新能源汽车。决定在3年内，每年发展10 个城市，每个城市在公交出租公务市 政、邮政等领域推出1000辆新能源汽车 开展示范运行，力争使垒国新能源汽乍 的运营规模到2012年占到汽车市场份额 的10％。F4前，随着我国节能减排政策的 实施正在不断操入，而作为国家科技部 和科政部共i目推出。十城千辆”工程的新 能源汽车中的混合动力电动汽车．其推 广力度之^，受到地方政府和相笑企业 的共同关注，而且在有关单位和政府的 大力支持与推动R《混合动力电动城市 客车》的标准已经发布，所以混合动力汽 车如争已是客车行业的一太热点。 截Jk2010年．参与节能与新能源汽 车“P城千辆1示范运行城市已选20个， 而武汉作为其中的一个试点城市，在发 展新能源汽车方面已经取得了不错的成 果。武汉市作为我国“十城干辆”电动 汽车示范应用工程的试点城市之，在 2009年]_E16H，由武汉市电动汽乍示范运 背有限公司启动了“}城下辆1的丌辆混 台动力公吏爪范运瞢。『nJ月在2000年年 底的时候，依托东J札电动汽车有限公司 和东风扬丁江客车有限公司．叉新增丁 40辆混合动力公交车交给武汉电动汽车 小范运营有限公司进行上路示范运营。 l爿叶，按照武汉市政府相关领导的说法， 预计到2011年，武汉市将落实393fL元， 打造新能源城市公空，其cp地方出资8900 万元．申请国家补助资金304{L元。力争 用2年时间把1000辆混台动力公奎车推 上线路，武汉垒市至少新增17条混合动力 公交车营遥线路⋯。 4新能源汽车概述 4 1新能源汽车的概念 新能源汽车是指采用非常规的车用 燃料作为动力来源，或者是使用常规的 Chin3Science＆TechnologYOverview31 万方数据 _ ndustrialization≯j：i耋妻。 乍用燃料采用新型车裁动力装铿．综台 半辆的动力控制和驱动方而的先进技 术，彤成的技术原理先进、具有新技术， 新结构的汽车。所以，从这个定义中可以 看出，新能源汽车包括：混合动力电动汽 4-(HEV)纯电动汽车(EV)燃料电 池电动汽车(FCEV)以厦其他新能源汽 车。这里的苒他新能源汽车是指：采用包 括超级电容．i五有飞轮等高被储能器装 置的新能源汽车”o。 4am．动汽车和传统汽车产量对比 帆目2中可以看出，未来优先发 展的新能源汽车是混台动力电动汽车 (HEV)，Ⅱn：一定束米10年内逸到顶 峰，但是，随着燃料电池汽车(FCV)和纯 电动汽车(EV)的技术突破，将逐步替代 的混合动力电动汽车(HEV)发展。 43新能源汽车的特点 由于世界能源危机和环境污染的两 大交出问题日益严重，特别是随着新能 源汽车自身难点的不断解决，使得新能 源汽车具有更多突卅的优点．其中最突 出的有点是：(1)对环境无污染·【2)节 能及能源多样化厦其综合利用t(3)结构 简单和维护使用方便。 44优先发展混合动力汽车的必要性 作为新能源汽车类别中的纯电动汽 车，由干其关键郭件 电池，在其能 量密度、寿命价格等方面的原因，使得 纯电动汽车的性价比无法与传统的内燃 机汽车相抗船+而且纯电动汽车由f过 高的成本，里难以实现商品化，而同时， 作为另外一种新能源汽车中的燃料电池 汽车，虽然抟具有高教率、低排驶、低噪 声等优势．但是其技术标准安全标准 n-还没有获得根本性突破以前，产业化 仍然需要很比时间，而混台动力电动汽 车(HEV)、由于E是开P传统内燃机^ 车和纯电动汽车之训的一种过渡卞型、 它奠传统内燃机汽乍和纯电动汽车的 优点干一体．成为了解决目前环境与能 源问题最具现宜意卫的选径之。而且 作为新能源汽车中的混合动力电动汽车 (HEV)，IhJ适ur以亢分和J用传统内燃 32ChinaScience&JcrhllD“矸o⋯lcw 机汽乍的技术成果和r_Ik基础，所以它 又是目前最实用的技术方室之。简而占 之，混合动力汽车就是将传统的内燃扎 电力驱动装置和赭能装置结舟n一起，E 们2州的良好匹配和优化控f【i__，可以尢 分发拌内燃机汽车和电动汽车的优点 避免各自的不足．是当夸最具吱际，r髓赶 义的低排放和低油牦汽车。所以．爿前扯 我国所启动的。十城干辆”电动汽车示范 应用工程中，混合动力电动汽车也是示 范运营的重点之一。据相关学者打析，柬 来混合动力电动汽车(HEV)将会在汽 车工业史上存在一个鞍长的历立时期，并 且在2l世纪的运载车辆中将会【～有非常 罨要的地忸。 45发展混台动力汽车的优势 较纯电动汽车而言，混合动力电动 汽车(HEV)具有如下优点： ①可以最大限度的发挥传统内燃机 汽车和纯电动汽车的双重优点． ②由于有内燃机作为轴助动力，电 池的敷鼍和重量可以减少，因此汽车的 自身重量叮以减小t @辅助动力单元的选用使汽车的续 驶里程和动力性能可以达到与传统内燃 机汽车相当的水平t 回借助内燃机的动力，可带动孛 谰，真空助力，转向助力及其他辅助电器 而不需要}fli耗电池组有限的电能，从而 保证了驾驶和乘坐的舒适性。 较传统内燃扎汽车而言，混台动力 电动汽车(HEV)叉且有如下优点； ①虽然内燃机会有排放产生，但是 HEV由F其排量小，且主要工作矗：蛀佳 工况点附近，崮而大大减少了汽车变工 况(尤其是低速．息速；}N)31I速11况)时的 排放，再由于可回收制动能磕，可使得混 台动力汽{二成为较低排放的懈E汽车． ②在人口密集的城rH中心【=￡，商-№ 瞬、居民区和观光游览区等地，糙台动力 汽fir以盖闭辅助动力单兀(APUJ，而 改由纯电力驱动，成为零排放的纯电动 汽车； @糙台曲力汽乍由于可通过电动机 提供动力，因此可以配缶鞍小功率时发 动机，诈町通过电动机刷收汽车减速f『I 制=m时的能量．进步诺骶』r汽乍的能 譬消牦和排放。 1昆f}动力汽乍甚乖r小战￡耻柯的 汽{=产业结构，小改变现有的能源(再油 燃料j体系，也下＆童用户对汽’的侥川 ，J储，i兰也是其能0}迅速谯现产-№化的 个再要洲紊。删冉荚专家预删，n-术出 I¨年内将·tr能有40％的燃}【}|汽f寅现温 舟动山驰动”。 5结语与展望 汽牟T业是大多数陶宋经济发展的 支性产业，莲幽目寂1‘程院许卅的2(】肚 纪娃伟火的20顶一程技求成就q'ftf排 私旃一已足以说明遗一t’^。m】土L节能q、 倪和安全一m丑柬就是汽午工业-4持续 发展永恒的主题。但是H前．由J混台动 力电动汽车(HEV)一方面町以危分利朋 传统汽车的拄术成果和r．!lk基础，5 方面-，r“有敛减少排艘和降低油牦，是 传统发动机汽车向零排放电动汽争过度 的最伏用2一，所以是Ij前衅决爿、境 和能源uJ题址县现寅唐卫的途径之。 段闰汽车工业从车f”纪起．特刖尾 从2002年后进入高速发健和快速增妊 州期。而H随着能源秕环境污嚷川题的 n益严峻，裁国新能源汽l二也从’L，L” “丸打”开始趼发，目前已进八快速发展 时期。嘲此我国的汽车川p席帻应科技 垃燧趋势，妥迅通抓住发艟强台劫打电 动汽’(HEV)这块rH场，在国外J“r*flfj 入2前，集中科研力量攻关，J塾jm开发出 自L的产品已到币容缓。面- ■—■ 【l】和讯汽车．供世目：2020年瑰冒汽车 将清耗成品靖4伍吨[ES／OL]甩置罔， 20101226． 【2】阵万古’j眯强．尤可曲辞新托菲汽车 。十城千辆’需莓运行节能减择效果顶藉 们．汽车与§辨．2。10眩 咖张文椰新能彝^车发展现状厦应用分 析田稃技属，2町nl- 【4】事朝举．袁面婿矗畚动力汽车睁研究现 抗与发展前景【耵山束交道科技，200&^ 【5】辟靖皋，孙逢春程畚电动车辆基础【M】 北京理工走学出版社．000li1 万方数据 新能源汽车未来发展分析 作者： 陈星 作者单位： 武汉理工大学汽车工程学院,湖北武汉,430070 刊名： 中国科技纵横 英文刊名： CHINA SCIENCE & TECHNOLOGY PANORAMA MAGAZINE 年，卷(期)： 2011(9) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgkjzh201109010.aspx