王晨
【摘要】二十一世紀(jì)以來,世界汽車持有量逐年增加,迅速增長的石油消費(fèi)和日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力,這就迫使汽車生產(chǎn)業(yè)必須走節(jié)能環(huán)保的發(fā)展道路,本文提出了新型環(huán)保汽車的發(fā)展趨勢,即對現(xiàn)有車輛進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),提高其環(huán)保水平,鼓勵(lì)混合動(dòng)力汽車和先進(jìn)汽油汽車的使用,加大電動(dòng)汽車、燃料電池汽車等綠色環(huán)保汽車的研究力度。
【關(guān)鍵詞】發(fā)展趨勢;電動(dòng)汽車;農(nóng)村
一、電動(dòng)汽車的概述
就目前電池的技術(shù)水平而言,小型四輪純電動(dòng)汽車商業(yè)化生產(chǎn)條件已經(jīng)具備。它可作為短距離代步交通工具或出租車使用,尤其是配合社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè);大型純純電動(dòng)汽車是指采用蓄電池作為能量存儲(chǔ)單元,用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛。
電動(dòng)車輛主要應(yīng)用于特殊場合,如機(jī)場擺渡車、市區(qū)定線公交車以及其它特殊用途;超級電容純電動(dòng)大客車具備很高的推廣價(jià)值;假使純電動(dòng)轎車投入使用,每次充電續(xù)駛里程不應(yīng)低于200km,最高時(shí)速可達(dá)到120km/h。BEV還依賴于電池技術(shù)的進(jìn)步,目前尚不具備大批量商業(yè)化生產(chǎn)的條件。
純電動(dòng)汽車的核心技術(shù)是電機(jī)電控技術(shù)、電池組能量等管理技術(shù)。通過近年來的努力,我國目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了純電動(dòng)汽車的小批量生產(chǎn),開發(fā)的純電動(dòng)轎車和純電動(dòng)客車均已通過了國家汽車產(chǎn)品型式認(rèn)證,純電動(dòng)轎車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo),已超過國外大型汽車生產(chǎn)企業(yè)研制的純電動(dòng)鏟車和箱式貨車,初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力,純電動(dòng)汽車在特定區(qū)域的商業(yè)化運(yùn)作正廣泛開展。
二、電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢
雖然電動(dòng)車已有134年的悠久歷史,但一直僅限于某些特定范圍內(nèi)應(yīng)用,市場較小。主要原因是由于各種類別的蓄電池,普遍存在價(jià)格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時(shí)間長等嚴(yán)重缺點(diǎn)。目前采用的鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池,它們已達(dá)到的實(shí)際性能指標(biāo)和市場平均價(jià)格。根據(jù)實(shí)際裝車時(shí)的循環(huán)壽命和市場價(jià)格,可估算出電動(dòng)汽車從各種動(dòng)力電池上每取出1kWh電能所必須付出的費(fèi)用。計(jì)算時(shí),假設(shè)電池最高可充電荷電狀態(tài)(SOC)為0.9,放電SOC為0.2,即實(shí)際可用的電池容量僅占總?cè)萘康?0%;由電網(wǎng)供電價(jià)為0.5元/kWh,電池的平均充放電效率為0.75。
三、分析汽車電動(dòng)的發(fā)展趨勢
當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車存在種種弊病,統(tǒng)計(jì)表明在占80%以上的道路條件下,一輛普通轎車僅利用了動(dòng)力潛能的40%,在市區(qū)還會(huì)跌至25%,更為嚴(yán)重的是排放廢氣污染環(huán)境。20世紀(jì)90年代以來,世界各國對改善環(huán)保的呼聲日益高漲,各種各樣的電動(dòng)汽車脫穎而出。雖然人們普遍認(rèn)為未來是電動(dòng)汽車的天下,但是目前的電池技術(shù)問題阻礙了電動(dòng)汽車的應(yīng)用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍,遠(yuǎn)未達(dá)到人們所要求的數(shù)值,專家估計(jì)在10年以內(nèi)電動(dòng)汽車還無法取代燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(除非燃料電池技術(shù)有重大突破)。
目前,新一代的節(jié)能環(huán)保汽車正在全球范圍內(nèi)掀起一場汽車技術(shù)革命。從各種節(jié)能環(huán)保汽車的發(fā)展順序來看,純電動(dòng)車、混合動(dòng)力汽車技術(shù)將逐漸成熟,市場規(guī)模的擴(kuò)大以及國產(chǎn)化程度的提高會(huì)降低混合動(dòng)力汽車的價(jià)格。中國城市交通擁堵,混合動(dòng)力汽車的節(jié)油性更為明顯,因此混合動(dòng)力汽車、特別是混合動(dòng)力轎車和混合動(dòng)力客車在未來的市場中占有一席之地。從長遠(yuǎn)來看,燃料電池汽車將是最終的解決方案,但目前燃料電池價(jià)格過于昂貴、技術(shù)尚未完全成熟、配套設(shè)施缺乏,燃料電池汽車在中國的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用應(yīng)該在2020年以后。
四、我國混合動(dòng)力汽車發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化方向趨勢
一汽、東風(fēng)、長安、奇瑞等汽車集團(tuán)都已經(jīng)開發(fā)出混合動(dòng)力汽車樣車,并在動(dòng)力控制和機(jī)電耦合機(jī)構(gòu)等方面實(shí)現(xiàn)了一定的技術(shù)創(chuàng)新。武漢EQ7200混合動(dòng)力轎車選擇擁有完全知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)神藍(lán)鳥轎車作為基礎(chǔ)車型,第二輪樣車排放指標(biāo)滿足歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn),計(jì)劃于2006年上半年開始產(chǎn)業(yè)化。東風(fēng)混合動(dòng)力城市公交車(EQ61IOHEV)由東風(fēng)電動(dòng)車輛股份有限公司自主研發(fā),擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。其整車水平國內(nèi)領(lǐng)先,與國際先進(jìn)技術(shù)相當(dāng),某些關(guān)鍵技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。一汽集團(tuán)正在研發(fā)“解放牌”混合動(dòng)力城市客車和“紅旗牌”混合動(dòng)力轎年。上汽集團(tuán)奇瑞汽車有限公司承擔(dān)奇瑞混合動(dòng)力轎車重大專項(xiàng),城市工況百公里油耗約5 L左右,比傳統(tǒng)汽油機(jī)轎車降低了40%以上,排放可達(dá)歐Ⅲ 以上標(biāo)準(zhǔn)。長安公司成功開發(fā)了基于同軸ISG輕度混合方案的性能樣車,并在國內(nèi)率先開展混合動(dòng)力專用發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)。天津清源電動(dòng)車輛有限公司開發(fā)出使用燃油和電力雙能源的混合動(dòng)力中型客車,排放達(dá)到歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn),燃油經(jīng)濟(jì)性提高l5%以上;北京嘉捷博大電動(dòng)車有限公司和常州客車廠合作開發(fā)了我國第一輛以燃?xì)鉁u輪機(jī)作為動(dòng)力機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)大客車,該車排放指標(biāo)低于2008年將在歐洲開始執(zhí)行的歐V標(biāo)準(zhǔn);合動(dòng)力輕型客車,混合動(dòng)力系統(tǒng)采用達(dá)到歐洲Ⅲ號排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)。
五、我國燃料電池汽車發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化方向的趨勢
我國燃料電池的研究已從過去的單電堆研究,發(fā)展到帶有支持系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的研究開發(fā)。在國家“十五”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃——電動(dòng)汽車的重大專項(xiàng)中,清華大學(xué)和北京客車總廠合作承擔(dān)研究燃料電池客車的計(jì)劃,上海汽車工業(yè)集團(tuán)公司、同濟(jì)大學(xué)、信息部電機(jī)研究所、上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)公司承擔(dān)了燃料電池轎車的研發(fā)任務(wù)。
上海燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)有限公司已經(jīng)成功開發(fā)“超越一號”、“超越二號”和“超越三號”3代燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)和試驗(yàn)樣車。上海通用上海泛亞汽車技術(shù)中心共同開發(fā)出燃料電池與蓄電池驅(qū)動(dòng)的35 kW鳳凰燃料電池輕型客車;東風(fēng)電動(dòng)車輛公司與中國科學(xué)院于2001年研制出30kw 燃料電池中型客車;北京飛馳綠能電源技術(shù)公司與清華大學(xué)合作推出以壓縮氫氣為燃料的“京零一號”質(zhì)子交換膜燃料電池輕型客車。
六、結(jié)論
隨著全球變暖,節(jié)能減排幾乎成了每個(gè)國家的國策,但是隨著油價(jià)的上漲和生活品質(zhì)的提高,汽車作為代步工具是不可缺少的。那么,未來汽車市場將屬于電動(dòng)汽車的天地。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 田春霞. 電動(dòng)汽車用先進(jìn)電池的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 電池, 2000,30(2): 83-85.
[2] 閔慶云, 周杏生, 談駿良. 電動(dòng)汽車用永磁無刷直流電機(jī)的控制與驅(qū)動(dòng)[J]. 中小型電機(jī), 1998,25(4): 29-31.