摘 要:伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展,全球能源危機(jī)和環(huán)境嚴(yán)重污染問(wèn)題日益突出,汽車(chē)工業(yè)發(fā)展面臨著前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)的燃油需求量到2020年將達(dá)到2.56億噸,而全球石油儲(chǔ)量能夠再維持約40年,能源短缺已成為全球性問(wèn)題。與此同時(shí),汽車(chē)市場(chǎng)保有量節(jié)節(jié)攀升也加劇了環(huán)境污染,汽車(chē)尾氣中一氧化碳、氮氧化物和微粒等物質(zhì)對(duì)大氣的破壞,以及汽車(chē)排放的大量二氧化碳加劇了溫室效應(yīng)的產(chǎn)生,汽車(chē)噪聲也是環(huán)境噪音污染的主要元兇之一。因此,發(fā)展新能源汽車(chē)已成為全球戰(zhàn)略性目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:新能源汽車(chē);能源危機(jī);發(fā)展方向
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.020
1 新能源汽車(chē)概念
所謂新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源(或使用常規(guī)的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置),綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù),形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)。[1]目前新能源汽車(chē)包括純電動(dòng)汽車(chē)、增程式電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、其他新能源汽車(chē)等等。世界上燃料電池汽車(chē)-燃料電池的誕生可以追溯到1801年,但是第一輛燃料電池現(xiàn)代汽車(chē)是一量Allis-Chalmers農(nóng)場(chǎng)拖拉機(jī),其由15kW的燃料電池驅(qū)動(dòng)。1966年GM則推出了第一輛上路的燃料電池汽車(chē)Chevrolet Electrovan,用的是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC),續(xù)航里程有120英里。我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)始于21世紀(jì)初。2001年,新能源汽車(chē)研究項(xiàng)目被列入國(guó)家“十五”期間的“863”重大科技課題,并規(guī)劃了以汽油車(chē)為起點(diǎn),向氫動(dòng)力車(chē)目標(biāo)挺進(jìn)的戰(zhàn)略。雖然我國(guó)在發(fā)展新能源汽車(chē)方面是一個(gè)后來(lái)者,但近年來(lái)我國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,市場(chǎng)保有量占比穩(wěn)步上升,并在2015年超越美國(guó)成為世界第一大新能源汽車(chē)市場(chǎng)。在車(chē)型方面,公交車(chē)、專(zhuān)用車(chē)主推純電動(dòng),乘用車(chē)主要是插電式混合動(dòng)力。目前,國(guó)內(nèi)品牌主要有比亞迪、北汽、吉利等等。
2 為什么要大力推進(jìn)新能源汽車(chē)發(fā)展
除了之前提到的能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題,還有一點(diǎn)很重要,在傳統(tǒng)汽車(chē)方面,我國(guó)是一個(gè)落后者,政府30多年開(kāi)放汽車(chē)市場(chǎng),卻沒(méi)有換來(lái)“技術(shù)”,這在汽車(chē)行業(yè)內(nèi)是有目共睹的。目前,我國(guó)已經(jīng)是汽車(chē)年產(chǎn)銷(xiāo)量2800萬(wàn)輛的世界汽車(chē)第一大國(guó),沒(méi)有理由不成為世界汽車(chē)強(qiáng)國(guó)。中國(guó)發(fā)展新能源汽車(chē)是為了中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè),是為了使中國(guó)成為汽車(chē)強(qiáng)國(guó)。從這個(gè)邏輯上來(lái)看,發(fā)展新能源汽車(chē)沒(méi)有必要與美國(guó)走一條路線(xiàn)。因此,發(fā)展新能源汽車(chē)已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略,是不可逆轉(zhuǎn)的。
3 新能源汽車(chē)分類(lèi)情況分析及當(dāng)前存在的問(wèn)題
3.1 混合動(dòng)力汽車(chē)
混合動(dòng)力是指那些采用傳統(tǒng)燃料,同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)來(lái)改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗的車(chē)型。按燃料種類(lèi)的不同,主要可分為汽油混合動(dòng)力和柴油混合動(dòng)力兩種,而目前市場(chǎng)主打汽油混合動(dòng)力[2]。 混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)主要有:(1)混合動(dòng)力可以按照平均需要的功率來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)的最大輸出功率,而此時(shí)油耗低、污染少,工作狀況最佳。當(dāng)大功率內(nèi)燃機(jī)功率不足時(shí),由電池能量來(lái)補(bǔ)充;負(fù)荷少時(shí),多出的功率可轉(zhuǎn)化為電池能量,由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作,電池又可以不斷得到充電。(2)汽車(chē)在下坡時(shí)、制動(dòng)時(shí)、怠速時(shí)可以不斷的回收能量。(3)在城市擁堵路段時(shí),內(nèi)燃機(jī)關(guān)閉,由電池能量單獨(dú)驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)無(wú)污染零排放。
3.2 純電動(dòng)汽車(chē)
純電動(dòng)汽車(chē)主要采用的就是電力驅(qū)動(dòng)的方式,大部分車(chē)輛都是直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)獲取車(chē)輛運(yùn)行動(dòng)能。也有一部分車(chē)輛是把電動(dòng)機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)進(jìn)行工作。此外,還有一小部分直接以車(chē)輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)工作,但究其難點(diǎn)還是在于電力儲(chǔ)存技術(shù)[3]。
它的優(yōu)勢(shì)就在于汽車(chē)零排放,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,電能利用效率比燃油車(chē)燃油利用效率高。而缺點(diǎn)也是異常明顯,目前電池能量存儲(chǔ)有限,電池充電不方便,電池造價(jià)成本高等等,這些問(wèn)題都急需技術(shù)方面層層攻破。
3.3 燃料電池汽車(chē)
燃料電池汽車(chē)是以氫氣、甲醇等作為燃料,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流,依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。其電池的能量來(lái)源是通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)作用而成,而不是經(jīng)過(guò)燃燒直接變成電能使用的。燃料電池汽車(chē)不但在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過(guò)程絕對(duì)不會(huì)產(chǎn)生污染物,而且能量轉(zhuǎn)化率比其他汽車(chē)高2-3倍。從能量轉(zhuǎn)換角度和環(huán)境保護(hù)角度來(lái)講,燃料電池汽車(chē)確實(shí)是一種非常理想的汽車(chē)類(lèi)型[4]。
縱觀世界一些汽車(chē)制造廠(chǎng)商,燃料電池汽車(chē)的研發(fā)和生產(chǎn)從未停止腳步并取得了顯著進(jìn)步,它的市場(chǎng)化將給社會(huì)帶來(lái)很大的進(jìn)步。
3.4 燃?xì)馄?chē)
燃?xì)馄?chē)是指通過(guò)使用壓縮天然氣、液化石油氣和液化天然氣為燃料運(yùn)行的汽車(chē)。燃?xì)馄?chē)燃?xì)馊紵浞址€(wěn)定,不僅不會(huì)產(chǎn)生爆震,并且冷熱起動(dòng)便捷。同時(shí)壓縮天然氣儲(chǔ)運(yùn)、減壓、燃燒都在嚴(yán)密的狀態(tài)下進(jìn)行,不會(huì)發(fā)生泄露。另外其儲(chǔ)氣瓶安全可靠。而且壓縮天然氣燃燒安全,積碳少,因此氣阻和爆震不易出現(xiàn),有利于發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的使用壽命延長(zhǎng),可以減少維修保養(yǎng)次數(shù),大幅度降低維修保養(yǎng)成本,同時(shí)還有利于減少發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油消耗。并且使用壓縮天然氣與汽油相比,可大量降低一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳等污染物的排放。顯而易見(jiàn),燃?xì)馄?chē)的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。但是任何事物有利也有弊,燃?xì)馄?chē)也不例外。由于氣體燃料的能量密度較低,天然氣汽車(chē)不能夠攜帶大量的燃料,一般行駛距離較汽油車(chē)短。而且其爬坡力不足、加速反應(yīng)慢等現(xiàn)象也非常的明顯。
針對(duì)目前新能源汽車(chē)發(fā)展勢(shì)頭,普遍存在的問(wèn)題也很凸出。以當(dāng)下市場(chǎng)量較高的純電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)為例:電動(dòng)車(chē)顧名思義就是采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車(chē),大部分車(chē)輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng),少部分車(chē)輛把電動(dòng)機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi),也有一部分直接以車(chē)輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟,只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。但是,目前蓄電池單位重量?jī)?chǔ)存的能量太少,電池續(xù)航里程也是一大問(wèn)題,同時(shí)又尚未形成經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模,價(jià)格也比較貴。而且,在充電方面,目前市場(chǎng)配備的充電樁、車(chē)位數(shù)量有限,使得不少消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)時(shí)思前顧后。混合動(dòng)力汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)又有些差別,混合動(dòng)力是指那些采用傳統(tǒng)燃料的,同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗的車(chē)型。采用混合動(dòng)力后可按平均需用的功率來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率,此時(shí)在低油耗、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機(jī)功率不足時(shí),由電池來(lái)補(bǔ)充;負(fù)荷少時(shí),多余的功率可轉(zhuǎn)化給電池充電,由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作,電池又可不斷的得到充電,故其行程和普通汽車(chē)沒(méi)有差別。有了電池,可以十分方便的回收制動(dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。在繁華市區(qū)可關(guān)閉內(nèi)燃機(jī),由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)“零”排放。當(dāng)然,在長(zhǎng)距離的高速行駛基本上不省油。在新能源汽車(chē)維修、維護(hù)方面,我國(guó)還缺乏大量的技術(shù)人員、研發(fā)人員,生產(chǎn)、維修設(shè)備,使得新能源汽車(chē)在需要保養(yǎng)維護(hù)時(shí)往往“排不上號(hào)”。
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要實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)逐步取代傳統(tǒng)能源汽車(chē),以上諸多問(wèn)題都亟待解決。
4 如何能夠更好的解決當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)所面臨的問(wèn)題
筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn):第一,推進(jìn)傳統(tǒng)汽車(chē)改革與新能源汽車(chē)技術(shù)創(chuàng)新。新能源汽車(chē)的發(fā)展離不開(kāi)傳統(tǒng)汽車(chē)核心技術(shù),而核心技術(shù)是發(fā)展新能源汽車(chē)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。在發(fā)展新能源汽車(chē)時(shí),我們應(yīng)該加大對(duì)研發(fā)人才的培養(yǎng)以及財(cái)力的投入。同時(shí),借鑒國(guó)外傳統(tǒng)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)努力創(chuàng)新新能源汽車(chē),力爭(zhēng)國(guó)際一流水平。第二,完善基礎(chǔ)配套設(shè)施。電動(dòng)汽車(chē)目前是新能源汽車(chē)的主力,而充電難是電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法開(kāi)拓市場(chǎng)的一個(gè)重要原因。因此,政府相關(guān)部門(mén)應(yīng)該加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投入,充分發(fā)揮帶領(lǐng)作用。只有政府重視、企業(yè)合作才能不斷完善基礎(chǔ)配套設(shè)施,為廣大消費(fèi)者解決充電難問(wèn)題,才能夠更好的促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)銷(xiāo)售。第三,加大新能源汽車(chē)的媒體宣傳和購(gòu)買(mǎi)補(bǔ)貼力度。目前,廣大消費(fèi)者對(duì)新能源汽車(chē)的認(rèn)知和接受還存在一定的局限性,政府、企業(yè)、媒體應(yīng)該加大宣傳,讓新能源汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)深入人心。同時(shí),就新能源汽車(chē)和同級(jí)別傳統(tǒng)燃油車(chē)相比價(jià)格普遍偏高,政府應(yīng)該出臺(tái)更好的優(yōu)惠政策,拉動(dòng)消費(fèi),使其更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
5 結(jié)語(yǔ)
從解決能源緊缺和環(huán)境污染的角度來(lái)看,以純凈能源尤其是純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)將成為我國(guó)新能源汽車(chē)未來(lái)的發(fā)展方向。我們應(yīng)重點(diǎn)著手純電動(dòng)汽車(chē)的研制開(kāi)發(fā),以及在這方面培養(yǎng)相關(guān)人才,為我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展墊下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
總而言之,汽車(chē)工業(yè)是一個(gè)國(guó)家的重要經(jīng)濟(jì)組成部分,而新能源汽車(chē)對(duì)我們國(guó)家來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的契機(jī)。在不久的未來(lái),我們將肩負(fù)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的使命。而新能源將帶給我們無(wú)限的可能與希望。
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作者簡(jiǎn)介:廖文杰(1989-),男,福建寧化人,學(xué)士,助講,研究方向:汽車(chē)修理、汽車(chē)美容、汽車(chē)維護(hù)。