電動車比燃油汽車發(fā)明早5年,但后來并未得到充分的發(fā)展。汽車內燃機尾氣排放對人類健康生活構成了嚴重威脅,石油日益枯竭也使人類必須考慮新能源,于是新能源汽車成為全球關注的焦點。
新能源汽車,是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合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。(工信部《新能源汽車生產企業(yè)及產品準入管理規(guī)則》中的官方定義,2009年7月)
新能源汽車的動力包括除汽油、柴油之外的所有其它能源,主要包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車三類產品。這三類汽車利用汽車電力驅動技術,通過充電、內燃機相互轉化、化學能轉化等方式來為汽車提供驅動力,由車體、電力驅動與控制、儲能電池和能量管理等系統(tǒng)組成。
——1881年,法國工程師Gustave Trouve裝配了一輛以鉛酸電池為動力的電動三輪車,由此引發(fā)電動車發(fā)展史上的變革,這比卡爾·本茨發(fā)明汽車還早了5年。
——10年之后,即1891年,美國人莫里森成功研制了第一輛四輪電動車,使得電動車向實用化邁出重要一步;
——1900年,年僅25歲的設計師費迪南德·保時捷,向世人展現(xiàn)了一款名為“Lohner-Porsche”的電動車,由于幾乎沒有機械摩擦損耗,該驅動系統(tǒng)的效率高達83%,啟動柔和,運行安靜。這款最快可以達到50公里時速的電動車,在當時就被媒體譽為“劃時代的杰作”。
汽車內燃機的尾氣排放對人類健康和生活構成了嚴重威脅,石油的日益枯竭也使人類必須考慮新的能源,于是具有零排放污染的電動汽車被重視起來。
新能源汽車類型特點對比表(如表1)。
純電動汽車,又稱蓄電池電動汽車,也稱為二次電池電動汽車。純電動汽車與傳統(tǒng)汽車的最主要的區(qū)別在于:用電動機代替內燃機,完全由可充電電池(如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池)提供動力源(如圖1)。
混合動力汽車,是指同時裝備兩種動力來源——熱動力源(由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機產生)與電動力源(電池與電動機)的汽車。通過在混合動力汽車上使用電機,使得動力系統(tǒng)可以按照整車的實際運行工況要求靈活調控,而發(fā)動機保持在綜合性能最佳的區(qū)域內工作,從而降低油耗與排放(如圖2)。
燃料電池電動汽車的動力,來自將燃料中的化學能轉變?yōu)殡娔堋_@種汽車要攜帶專用燃料,利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下在燃料電池中經電化學反應產生的電能,作為主要動力源。最早開發(fā)的燃料電池電動汽車多是直接采用氫燃料,氫氣的儲存可采用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲氫等形式。氫發(fā)動機汽車是一種真正實現(xiàn)零排放的交通工具,排放出的是純凈水,具有無污染、零排放、儲量豐富等優(yōu)勢。
表1
圖1
圖2
按照現(xiàn)在電動車車載電池技術,53升汽油相當于5000公斤鋰離子電池存儲的電能,這使電動汽車車載負荷加重。充電6小時,理論上可以行駛150公里,但在實用中由于路況等問題,仍不能滿足汽車行駛要求。
從世界電動汽車發(fā)展來看,到目前為止,電能存儲技術仍然是電動汽車商業(yè)化發(fā)展的瓶頸,因為電動汽車與燃油汽車相比的缺點是:成本高、續(xù)駛里程短和充電時間長。這些都與能量或電能存儲技術沒有突破性進展直接相關。電動汽車所用的“理想電池”應該具有以下幾個特點:
1.能一次提供足夠的能量,保證電動汽車有一定的行駛里程。
2.能快速充電或補充能量,使補充能量的時間很短。
3.重量輕,減少車載負荷。
4.能持續(xù)穩(wěn)定的大電流放電,保證電動汽車的一定行駛速度。
5.能短時大電流放電,保證電動汽車在加速、上坡時有足夠的動力。
電動汽車充換電模式比較表(如表2)。
對電動汽車的發(fā)展來說,充電和換電兩種模式各有特點和利弊。但就現(xiàn)在我國新能源汽車最可能首先采用的充電模式。以北京市為例,國家電網北京公司相關負責人透露,“十二五”時期北京將建設256個充電站210個配送站,4.2萬個充電樁,達到與加油站5公里的服務半徑相當水平,并通過智能化充電網絡實現(xiàn)電池及充電能力智能化調配,試點太陽能、風能為電動車充電技術。
財政部、科技部等四部委聯(lián)合為13個節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點城市授牌,并明確了政府將通過補貼消費者,做大市場的模式鼓勵企業(yè)生產、研發(fā)節(jié)能與新能源汽車,此舉將推動我國發(fā)展節(jié)能與新能源汽車邁上新臺階。
試點推廣,即以財政政策鼓勵在公交、出租、公務、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務領域率先推廣使用節(jié)能與新能源汽車。中央財政對有關公共服務領域示范推廣單位購買和使用節(jié)能與新能源汽車給予一次性補助,地方財政對相關配套設施建設及維護保養(yǎng)也將給予補助。
表2
日前出臺的《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財政補助資金管理暫行辦法》確認了補貼標準和補貼范圍。此外,示范推廣單位必須采取招標方式擇優(yōu)采購,并確定車型、數(shù)量、價格以及售后服務等。
財政部對混合動力汽車的補貼按照節(jié)油率分為五檔補貼標準,最高每輛車補貼5萬元;純電動汽車每輛可補貼6萬元;燃料電池汽車每輛補貼25萬元。
十米以上城市公交客車另有標準,其中混合動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,最高補貼額分別為8萬元/輛和42萬元/輛;純電動汽車補貼標準為50萬元/輛;燃料電池汽車的補貼標準最高為60萬元/輛。
低碳、綠色、零排放等環(huán)保理念如今已深入社會生產和生活的各個方面。而作為“污染大戶”汽車產業(yè)的環(huán)保希望,新能源汽車已從模糊的概念到汽車模型,從各大汽車廠商的戰(zhàn)略規(guī)劃中走到展覽會聚焦中心。目前,國內新能源汽車除了在公交系統(tǒng)等公共服務領域推廣,私人也可以購買新能源汽車,例如剛剛上市的比亞迪e6在電動車、榮威750混合動力轎車及E50電動車。將來,它很有可能成為尋常百姓節(jié)能環(huán)保的代步工具。