◆文/吉林 尹力卉 左晨旭

新能源汽車的分類、發(fā)展歷程及前景（三）

◆文/吉林 尹力卉 左晨旭

尹力卉

北京開放大學(xué)特聘“新能源汽車”課程輔導(dǎo)教師，長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授，中鑫之寶汽車服務(wù)有限公司副總工程師。在汽車維修企業(yè)工作了28年，多次參加全國(guó)大型軍事演習(xí)，負(fù)責(zé)演習(xí)車輛的保障和維修。作為培訓(xùn)的主講老師和教材編寫主審，參與教育部的教師培訓(xùn)和職業(yè)教育的教材編寫。2003年以來(lái)，出版論著和教材30多本。育的教材編以

（接2015年第12期）

第一代普銳斯2000年初開始投放北美市場(chǎng)，并將月產(chǎn)由1 000輛調(diào)升到2 000輛，三年內(nèi)銷售了4.5萬(wàn)輛，產(chǎn)品出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面。

2003年豐田推出代號(hào)XW20的第二代普銳斯，嘗到甜頭的日本人此時(shí)認(rèn)識(shí)到美國(guó)市場(chǎng)的核心地位，因此第二代普銳斯首批投放了美國(guó)和日本市場(chǎng)。第二代普銳斯2006年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。

第二代普銳斯實(shí)現(xiàn)了混動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)，汽油機(jī)依舊是第一代普銳斯上的那臺(tái)1.5L 1NZ-FXE VVT-i發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力繼續(xù)小幅提升至56kW，扭矩上漲到115Nm?；靹?dòng)部分最大功率50kW，峰值扭矩400Nm。第二代普銳斯雖然沒(méi)有使用當(dāng)時(shí)價(jià)格高昂的鋰離子電池，依舊是鎳氫電池，但是通過(guò)電池的小型化和輕量化，成功地將系統(tǒng)能耗降低，獲得了更出色的節(jié)能效果，綜合油耗降低至5.2L/100km，圖8所示為第二代普銳斯的鎳氫電池。

圖8　第二代普銳斯的鎳氫電池

第三代普銳斯于2009年率先在日本上市，并迅速受到消費(fèi)者的青睞，連續(xù)多月蟬聯(lián)日本單一車型銷量冠軍，并獲得2011年日本十大暢銷車冠軍頭銜。 一汽豐田第三代普銳斯于2012年2月正式上市，此次上市共推出三款車型。新車搭載一臺(tái)1.8L直列4缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，配合混合動(dòng)力系統(tǒng)（圖9）。一汽豐田第三代普銳斯的最大功率可以達(dá)到134kW，百公里（千米）綜合油耗僅有4.7L。

圖9　第三代普銳斯1.8L直列4缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)

2007年8月16日，Lexus（雷克薩斯）旗下LS旗艦系列的頂級(jí)車型，全球首款全混合動(dòng)力搭載V8發(fā)動(dòng)的LS600h正式登陸中國(guó)，這是繼RX400h后，雷克薩斯導(dǎo)入中國(guó)的又一“綠色”車型，其新款LS600hL于2009年12月登陸中國(guó)。歐洲的汽車公司最近開始在混合動(dòng)力汽車方面積極跟進(jìn)，2005年9月法蘭克福車展上，奧迪已經(jīng)展示了Q5混合動(dòng)力汽車，并計(jì)劃推向市場(chǎng)。其他車廠也在混合動(dòng)力汽車方面有所動(dòng)作。

混合動(dòng)力汽車雖然已產(chǎn)業(yè)化，但較高的車價(jià)使其在一段時(shí)期內(nèi)難以普及。價(jià)格上比同排量汽車高出較大比例，等于消費(fèi)者預(yù)付了較大一筆“油錢”給制造公司，環(huán)保卻不經(jīng)濟(jì)。一些國(guó)家政府為了鼓勵(lì)國(guó)民購(gòu)買這類環(huán)保的混合動(dòng)力車而給予消費(fèi)者一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助和政策優(yōu)惠。有評(píng)論說(shuō)，混合動(dòng)力汽車在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)是有錢并具有環(huán)保意識(shí)人士的玩具，而非普通民眾的交通工具。

在能源和環(huán)保的壓力下，世界各大汽車公司無(wú)不涉足電動(dòng)汽車領(lǐng)域，但是由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上存在的各種困難，純電動(dòng)汽車還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走才有可能實(shí)現(xiàn)商品化，而混合動(dòng)力汽車技術(shù)相對(duì)更為成熟，由于采用了精湛的機(jī)電耦合技術(shù)和智能化的整車控制策略，從而可實(shí)現(xiàn)整車的高性能、低能耗和低排放。隨著石油資源的枯竭、人們環(huán)保意識(shí)的提高，純電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車將成為新世紀(jì)前幾十年汽車發(fā)展的主流，而混合動(dòng)力則是目前至石油資源完全枯竭之前的理想過(guò)渡新能源汽車。

日本、美國(guó)等多家汽車公司已經(jīng)向市場(chǎng)推出各種混合動(dòng)力汽車產(chǎn)品，世界主要地區(qū)混合動(dòng)力汽車銷售量不斷增加。據(jù)美通社亞洲（Strategy Analytics）發(fā)布的最新汽車電子研究報(bào)告顯示 “混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)預(yù)測(cè)：對(duì)環(huán)保和燃料成本的顧慮將刺激市場(chǎng)需求”。

我國(guó)也非常重視混合動(dòng)力汽車的研究與開發(fā)，有關(guān)工作開始于20世紀(jì)90年代。在“十五”期間，科技部組織北京理工大學(xué)、清華大學(xué)、東風(fēng)汽車公司等國(guó)內(nèi)多家企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，確定了以燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車車型為“三縱”，多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)、動(dòng)力蓄電池及其管理系統(tǒng)三種共性技術(shù)為“三橫”的“三縱三橫”研發(fā)布局。

目前我國(guó)各大汽車集團(tuán)都在進(jìn)行混合動(dòng)力汽車的研發(fā)，多數(shù)以混合動(dòng)力電動(dòng)客車為主，這種研發(fā)方向符合我國(guó)國(guó)情，有利于我國(guó)電動(dòng)汽車的研究發(fā)展。而隨著國(guó)家汽車產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃支持新能源汽車發(fā)展等政策的出臺(tái)，新能源汽車成為未來(lái)汽車的主要發(fā)展方向，國(guó)家一向給予支持和鼓勵(lì)。如“汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策”、“‘十一五’汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃”等政策和文件都鼓勵(lì)清潔汽車、代用燃料及汽車節(jié)油技術(shù)的發(fā)展。之后，節(jié)能與新能源汽車的研發(fā)又被列入“863”計(jì)劃重大項(xiàng)目。

四、我國(guó)新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)在新能源汽車方面，通過(guò)自主研制，開發(fā)出混合動(dòng)力、插電式混合動(dòng)力、純電動(dòng)和燃料電池汽車等各類整車產(chǎn)品，但總體的技術(shù)水平與國(guó)外相比尚存在較大差距，特別是產(chǎn)品工程化能力亟待加強(qiáng)。此外，在整車設(shè)計(jì)開發(fā)流程、底盤開發(fā)及整車、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器的匹配技術(shù)等汽車共性技術(shù)方面，我國(guó)新能源汽車的技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)水平也存在較大差距。圖10所示為我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展線路全景圖。

圖10　中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線全景圖

20世紀(jì)80年代伊始，我國(guó)就已經(jīng)針對(duì)新能源汽車開展了研究工作。2004年，科技部又啟動(dòng)了“十五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃“生物燃料油技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目。目前，這些技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)取得了預(yù)期的成果，有些已在大規(guī)模地推廣應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，有些尚在研發(fā)階段。另外，在“十一五”期間，科技部還組織了國(guó)家“863”節(jié)能與新能源汽車重大專項(xiàng)。

2009年12月底，由南方電網(wǎng)投資建設(shè)的國(guó)內(nèi)最大電動(dòng)汽車充電站在深圳啟用，首批投入使用了兩座電動(dòng)汽車充電站和134個(gè)充電樁。之后，南方電網(wǎng)又相繼在杭州、上海等地建立充電站試點(diǎn)。

目前，著眼于新能源汽車方面的主要有比亞迪、一汽、上汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安五大汽車集團(tuán)。這五大集團(tuán)中，發(fā)展最快的當(dāng)數(shù)深圳比亞迪集團(tuán)。比亞迪集團(tuán)展出了全球首款搭載鐵電池的電動(dòng)大巴K9、商業(yè)運(yùn)營(yíng)的純電動(dòng)車E6、不依賴專業(yè)充電站的雙模電動(dòng)車F3DM，這三款車被譽(yù)為比亞迪“三劍客”，代表了中國(guó)電動(dòng)車發(fā)展的最高水平。

據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到2030年世界將全面進(jìn)入新能源汽車發(fā)展階段。2012年7月9日，我國(guó)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》出臺(tái)。規(guī)劃提出，到2015年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量力爭(zhēng)達(dá)到50萬(wàn)輛；到2020年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬(wàn)輛，累計(jì)產(chǎn)銷量超過(guò)500萬(wàn)輛，燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國(guó)際同步發(fā)展。到2015年，當(dāng)年生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量降至6.9升/百公里（千米），節(jié)能型乘用車燃料消耗量降至5.9升/百公里以下。到2020年，當(dāng)年生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量降至5.0升/百公里，節(jié)能型乘用車燃料消耗量降至4.5升/百公里以下；商用車新車燃料消耗量接近國(guó)際先進(jìn)水平。

規(guī)劃提出的主要目標(biāo)還包括：新能源汽車、動(dòng)力電池及關(guān)鍵零部件技術(shù)整體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，形成一批具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的節(jié)能與新能源汽車企業(yè)等等。這標(biāo)志著在國(guó)家層面直接支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)的政策框架浮出水面。

1.混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)混合動(dòng)力汽車的發(fā)展既受發(fā)動(dòng)機(jī)與自動(dòng)變速器等汽車共性技術(shù)基礎(chǔ)落后的制約，又存在機(jī)電耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及電動(dòng)附件產(chǎn)品等混合動(dòng)力專用技術(shù)開發(fā)強(qiáng)度不夠的問(wèn)題。如國(guó)內(nèi)動(dòng)力耦合方案常采用變速器及離合器，而國(guó)外有的則已采用復(fù)雜的行星齒輪結(jié)構(gòu)。國(guó)外在混合動(dòng)力專用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、機(jī)電耦合系統(tǒng)的控制技術(shù)等方面相對(duì)成熟，而我國(guó)在這些方面，還處于初級(jí)發(fā)展階段。

總體看來(lái)，我國(guó)混合動(dòng)力汽車技術(shù)不斷提高，產(chǎn)品技術(shù)方案不斷豐富。目前，長(zhǎng)安、東風(fēng)、華晨、奇瑞、一汽、吉利等企業(yè)紛紛加入混合動(dòng)力乘用車關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，初步掌握了動(dòng)力系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)、怠速啟停與加速助力、制動(dòng)能量回饋、政策控制系統(tǒng)開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)。

2.插電式混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀

插電式混合動(dòng)力汽車整體上處于研發(fā)階段，產(chǎn)品種類較少。我國(guó)插電式混合動(dòng)力汽車研發(fā)起步較晚，但近幾年逐步得到國(guó)內(nèi)整車企業(yè)的關(guān)注，主要集中于乘用車研發(fā)。目前登上公告的插電式混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)企業(yè)主要有比亞迪、一汽和吉利，其他企業(yè)仍處于研發(fā)中，典型的產(chǎn)品是比亞迪F3DM。

3.純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀

純電動(dòng)汽車現(xiàn)在已成為國(guó)內(nèi)整車企業(yè)電動(dòng)汽車研發(fā)重點(diǎn)，基本掌握了整車控制、動(dòng)力系統(tǒng)匹配與集成設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，總體上開發(fā)進(jìn)入量產(chǎn)車開發(fā)階段。目前我國(guó)已推出49款純電動(dòng)乘用車和113款商用車公告車型。

在純電動(dòng)轎車方面，主要整車企業(yè)均將電動(dòng)汽車納入企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃，肉骨不短加大，比亞迪、東風(fēng)、長(zhǎng)安、奇瑞，吉利、北汽、上汽、江淮等主要汽車企業(yè)均研制開發(fā)出純電動(dòng)轎車，但高性能純電動(dòng)轎車產(chǎn)品在可靠性和工程化能力上仍落后于國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品。在整車方面，國(guó)外是全新結(jié)構(gòu)車型，但國(guó)內(nèi)主要以改裝車為主；在性能參數(shù)上，整車基本性能與國(guó)外產(chǎn)品接近，但動(dòng)力電池方面，國(guó)內(nèi)以磷酸鐵鋰為主，與國(guó)外相比有一定差距。此外，在整車產(chǎn)品可靠性、故障率、傳統(tǒng)共性技術(shù)方面仍有較大差別。

4.燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)研發(fā)與國(guó)外幾乎同步開展，目前燃料電池汽車技術(shù)取得了一定進(jìn)展，仍處于研發(fā)和試驗(yàn)考核階段，而本田FCXCLarity早在2008年已開展了小批量租賃。燃料電池乘用車方面，代表車型有上汽CSA7000FCV和奇瑞東方之子（Eastar）。

綜上所述，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展擁有充足的自然資源和豐富的勞動(dòng)力支持，現(xiàn)代通訊、信息、交通網(wǎng)路等基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)完善，企業(yè)自主研發(fā)能力不斷提高，已在電池、電機(jī)、電子控制和系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)方面取得重大進(jìn)步。但從總體上看，我國(guó)新能源汽車許多關(guān)鍵技術(shù)仍有待突破，社會(huì)配套體系仍有待完善，產(chǎn)品成本仍有待降低，消費(fèi)者信心仍有待提高，市場(chǎng)占有率仍有待進(jìn)一步擴(kuò)大。因此，有必要采取以下切實(shí)可行的策略和建議來(lái)促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

五. 我國(guó)新能源汽車的發(fā)展前景

新能源汽車是中國(guó)汽車行業(yè)跨越發(fā)展的難得機(jī)遇。新能源汽車產(chǎn)業(yè)承載著我國(guó)汽車工業(yè)“彎道超車”的歷史使命，不管是各級(jí)政府，還是業(yè)界對(duì)于該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都非常重視。此外，新能源汽車的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力也對(duì)其發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

中國(guó)幅員遼闊，勞動(dòng)力充足。新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開稀土、鋰、鎂、石墨等自然資源，而我國(guó)充足的自然資源儲(chǔ)備能充分滿足新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而且，我國(guó)的現(xiàn)代通訊、信息、交通等基礎(chǔ)設(shè)施近年來(lái)不斷更新?lián)Q代，許多大城市的基礎(chǔ)設(shè)施已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。通過(guò)與外資汽車企業(yè)合資辦廠，學(xué)習(xí)到了先進(jìn)的技術(shù)和管理理念，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了許多高端科研人才。

從國(guó)家需求的角度來(lái)看，中國(guó)早已成為世界最大汽車市場(chǎng)。然而汽車擁有量的幾何式增長(zhǎng)不僅使城市擁堵，并且令城市空氣質(zhì)量惡化。此外，汽車擁有量的迅速增加使得我國(guó)的燃油供求矛盾更加突出。從個(gè)人需求的角度來(lái)看，汽車已成為現(xiàn)代生活必不可少的一部分。消費(fèi)者購(gòu)買汽車首先考慮汽車的購(gòu)置費(fèi)，其次考慮的是汽車的使用成本。在使用成本中，汽油價(jià)格是消費(fèi)者考慮的首要因素。近年來(lái)汽油價(jià)格一直維持在高位波動(dòng)，而新能源汽車與傳統(tǒng)汽車相比的一個(gè)最大特點(diǎn)就是其使用清潔能源，大幅減少對(duì)汽油的依賴，降低了消費(fèi)者的使用成本。

新能源汽車產(chǎn)業(yè)有三大核心技術(shù)，分別是電池、電機(jī)和系統(tǒng)控制策略。其中，動(dòng)力電池技術(shù)最為關(guān)鍵，是新能源汽車發(fā)展的核心支持產(chǎn)業(yè)，它直接決定新能源汽車發(fā)展的步伐，是新能源汽車實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)并商業(yè)化的瓶頸所在。

21世紀(jì)初，我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)憑借低廉的制造成本，充足的原材料供應(yīng)，世界最大的消費(fèi)市場(chǎng)及相對(duì)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，得到了快速的發(fā)展。但是，在以動(dòng)力鋰電池所用隔離膜為代表的關(guān)鍵技術(shù)上，我國(guó)仍有需要繼續(xù)進(jìn)行研發(fā)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步突破，降低鋰電池生產(chǎn)成本，擴(kuò)大規(guī)?；б?，提高鋰電池產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

目前在新能源汽車領(lǐng)域，美國(guó)、歐洲、日本無(wú)論在技術(shù)研發(fā)或者市場(chǎng)銷量方面都處于領(lǐng)先地位。近年來(lái)，我國(guó)的車企也都加大對(duì)新能源汽車的研發(fā)力度，根據(jù)自身情況和國(guó)情制定了新能源汽車的發(fā)展戰(zhàn)略，力圖在這一領(lǐng)域趕超發(fā)達(dá)國(guó)家。但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家的新能源汽車企業(yè)相比，我國(guó)企業(yè)還未能完全掌握汽車節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)，諸多核心零部件仍需從外國(guó)進(jìn)口，導(dǎo)致產(chǎn)品造價(jià)高，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化。

（全文完）