发布时间:2023-12-06 11:16:37
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇新能源汽车技术的发展前景,期待它们能激发您的灵感。
【Abstract】The rapid development of social economy, energy consumption in short supply is more serious, coupled with the extensive economic development of the market environment, the ecological environment pollution problems more prominent. Facing the predicament of the dilemma of environment and energy, automobile industry in order to adapt to social development and solve the dual problem of energy and environment, launched new energy vehicles to the environment pollution and energy shortage of the dual pressures of the global automotive industry. Therefore, new energy vehicles launched not only is the automotive industry wise and also the industrialized society towards the road of green environmental protection has a great significance in promoting. In order to ensure the development of new energy vehicles in a smooth and healthy, for new energy vehicle technology patent research has very realistic significance, patent of new energy automotive technology to continuously push forward the development of new energy vehicles also has very important role.
【Keywords】new energy automotive technology patent
随着近些年来,原油价格的不断上涨,世界能源短缺的问题日益严重,加上世界环保组织的对可持续发展的,绿色发展的呼声越来越高涨,新能源汽车技术的研究受到了行业发展与社会上资源分配发展的重视。以美国日本为首的发达国家和以中国巴西为首的发展中国家对于新能源汽车产业积极的展开了研发与实践。根据新能源汽车产业的发展来看,目前在新能源汽车的技术种类,以及技术成本,技术成熟度,动力燃料的选用上,就各国的发展水平来看,其具有较大的差异性,故此重视新能源汽车技术的专利研究,制定合理的产业化发展战略以及技术发展路线,对于汽车产业的可持续发展和向绿色环保节能型能源汽车转型都具有深远的影响意义。
1新能源汽车的类型
除了我们常见的以混合动力为能源的汽车是属于新能源汽车类型的其中一种之外,以燃料电池、氢发动机为能源的,还有像用太阳能的纯动力汽车都是新能源汽车的其中一种类型。目前主要推广和研发的新能源汽车类型主要有以下几种:
(1)目前许多城市的公交车大部分都是使用混合动力型的新能源汽车,此类新能源汽车依然会采用传统的燃料,但与此同时为了改善低速动力输出和燃油的消耗还配备了电动机或是发动机,混合动力型的新能源车还可以进一步划分为柴油混合动力型能源车和汽油混合动力型能源车两种。
(2)相对混合动力汽车而言,纯动力型新能源汽车主要使用的电力驱动,在市面上此类型的大部分车辆是直接使用电机驱动,但也有将电动机装在发动机舱内,或是直接以车轮作为四台电动机的转子。
(3)主要以甲醇,氢气等作为主要燃料,经过化学反应产生电流,依靠电机驱动的汽车也是新能源汽车的一种,此类汽车称为燃料电池汽车。
(4)以氢气为汽车燃料的新能源汽车顾名思义称之为氢动力汽车。
(5)而使用压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)和液化天然气(LNG)作为燃料的新能源汽车我们称其为燃气汽车。
(6)我们常说的酒精汽车指的就是采用乙醇作为燃料的汽车,故此该类新能源汽车还可以称为生物乙醇汽车。
2新能源汽车的发展前景
相比传统汽车的尾气会给环境带来重大的污染,造成能源短缺等弊端,新能源汽车以其具有的可持续性,高度清洁等特低昂成为了目前世界各国争相研究开发的对象。表1,表2是对各种燃料温室气体的排放量、行驶相同路程消耗的燃料体积的分析:
表1:各种燃料温室气体排放(CO2当量)比
燃料 柴油 汽油 二甲醚 液化石油气 液化天然气 压缩天然气 甲醇 乙醇
当量比 100 96-114 96-132 127-129 109-143 109-143 135-155 154-174
表2:行驶相同路程消耗燃料的体积比(MVEG循环)
燃料 柴油 汽油 二甲醚 液化天然气 压缩天然气 甲醇 乙醇
体积比 1.0 1.8 1.7 2.0 5.0 2.4 2.5
通过表1,表2表可以看出,新能源汽车的环保性、节能性较传统汽车较优。以下是关于它们运用于汽车行业的发展前景做出的定性分析:
表3:汽车代用燃料的发展前景
燃料 2000-2005年 2005-2010年 2010-2015年 2015-2020年
LPG 占有一定市场份额 市场份额增加 市场份额增加 市场份额增加放缓
CNG 占有一定市场份额 市场份额增加 市场份额增加 市场份额增加放缓
甲醇 占有一定市场份额 市场份额增加 因毒性问题发展前景不乐观
乙醇 作为醇燃料有一定市场份额;作为含氧化合物在汽油的使用量增加 作为含氧化合物在汽油中使用量继续增加;作为醇燃料的发展前景取决于农业水平 作为含氧化合物在汽油中使用 作为含氧化合物在汽油中使用
合成燃料 进入市场 成本降低 市场份额增加
二甲醚 进入市场 成本降低 市场份额增加
生物柴油 进入市场 发展前景取决于农业水平
表3可见,新能源汽车行业的发展前景十分客观。
3 新能源汽车专利申请的现状
在面对能源和环境的双重压力下,汽车工业将迎来一场史无前例的革命,世界汽车格局也将随之大洗牌,纵观国内外新能源汽车专利申请的状况,了解目前新能源汽车技术专利的研究方向,为该新兴领域的技术发展奠定条件基础。
3.1全球范围内新能源汽车专利申请的状况
截至11年的3月份,全球范围内有关新能源汽车专利申请中,混合动力型新能源汽车扎UN离身躯达到了38716项,纯电动汽车专利的申请量则是19812项,而燃料电池类的新能源汽车申请量则为21130项。由以上数据可以看出,在全球范围内,混合型动力汽车的专利申请量在持续增长,从90年的71项增长到08年的8656项,增幅达到了122倍,且年均增长率保持稳定,从混合动力汽车专利的申请量中不难看出目前混合动力新能源汽车的技术也处于持续高速的发展阶段。
而纯电动型新能源汽车的专利申请从06年起,也迎来其第三次的高速增长期,即使在专利申请公相对滞后的情况下,在2009年还是创下了申请量为1748项的历史新高,向社会表明了纯电动型新能源汽车的专利申请在往后的发展中人能保持高速增长的趋势。
相对前面两种类型的新能源汽车专利申请发展情况,燃料电池汽车专利申请量的增长在经过了98年到04年的高速增长后,目前进入了一个相对平稳的发展阶段。面对燃料电池汽车技术的调整,发展的速度在一定程度上也受到了技术瓶颈的限制,故此燃料电池汽车的年专利申请量出现了稳中有降的情况,但大致还是能保持在2500项左右。
3.2我国新能源汽车专利申请的现状
由国家知识产权局得知,近几年中我国在新能源汽车领域中的自主创新能力有了较大飞跃,在过去7年的时间里,共提交中国专利申请2011件,与德国、韩国并列全球第3位。截至2012年底,我国共示范推广节能与新能源汽车2.74万辆。新近加大了对新能源汽车领域的投入力度,按“十二五”规划、863规划、科技支撑计划,安排新能源汽车领域研发项目39个,投入经费超50亿元,重点支持研发自主知识产权的新能源汽车车型及动力电池等关键技术。
4新能源汽车技术专利申请面对的困难
根据GSIP在国内的一份调研结果中得知,就目前我国大多数新能源汽车研发的相关企业在新能源汽车的技术专利申请数量以及质量,和专利信息的利用能力,专利整体布局等各个相关层面上都处于相对落后的局面,导致了我国在新能源汽车技术上的发展停滞不前。
4.1专利“含金量”较低
在GSIP的调研中得知,在新能源汽车技术研发的其中一项领域里,关于锂离子动力电池的研究,我国在该项技术上的专利申请数量远远不如国外,即便在近些年里,国家在专利申请这一方面出台了一系列的鼓励政策,也推动了国内企业在技术专利申请上数量的增长,但对于国际组织间注重发明专利方面上的申请,我国的专利申请是远远还达不到要求,据分析我国在实用新型以及外观设计方面中的专利申请比例占据了80%,而相对“含金量”较高的发明专利申请仅仅只是占到了20%。由此可以看出,专利“含金量”较低,是国内新能源汽车技术专利申请走向国际化所面临的重要问题之一。
4.2专利信息利用率不高,且专利保护能力相对薄弱
北汽福田是一家很早就实现了新能源汽车产业化的企业,但其法律事务部知识产权相关人员在专利信息利用率的问题上还是指出:“我们希望有关机构能定期提供新能源领域专利数据信息资源,使国内企业更快地了解到国外优势企业的技术发展趋势,缩短研发水平距离。”
除了在专利信息的利用能力上有待提高,对于专利的保护能力也是有待加强。因为自主创新能力的不足,在新能源汽车产业中的投入不足等让企业在专利保护上的能力也相对较弱,因此阻碍了新能源汽车技术的专利发展。
5新能源汽车技术的专利保护策略
激烈的市场环境竞争条件下,加强新能源汽车技术的专利研究,提高新能源汽车技术研发的知识产权保护,对于新能源汽车技术这个新兴领域中的自主创新成果有着至关重要的作用。以下是新能源汽车技术专利保护的主要策略:
5.1充分利用专利法律法规
根据我国专利法新修订中的规定,在以下两种情况下可以实施强制许可的行为,第一种情况是专利权被滥用的行为,第二种是反垄断法规制的行为。因此新能源汽车企业应该注意,在获得专利后需要技术实施获得专利技术方案,充分利用专利法律法规对技术专利进行保护,防止被他人提出强制许可申请。
5.2主动研发,以专利去争夺市场
新能源汽车技术的研发应该从传统汽车行业的跟踪创新模式中走出来,积极研发,以增加原始性的创新成果,提高核心专利的占有率。与此同时管理好新能源汽车技术的研发,专利申请,专利实施以及专利管理等各个环节中的工作,占在经济前提许可的前提下尽可能在多地多国申请技术专利,以专利争夺市场,积极保护自主研发的技术,让创新的成果为企业带来最大的经济效益。
5.3建立专利池,以共享机制推动企业间的合作
分析当前国际上新能源汽车技术的发展,不难看出国外在新能源汽车技术的研发,以及关键技术的掌握上都远远超出了国内的水平,而且部分专利壁垒已渐渐的形成。为了避免国内汽车企业在专利问题上遇到孤军奋战,建立新能源汽车技术专利池,制定合理的专利共享机制和防御机制,促进企业之间的相互合作,从而降低交叉许可成本,为企业面临的专利纠纷提供谈判筹码或应诉武器,达到共同防御国外大企业专利侵扰的目的,同时还能加强国内新能源汽车技术的自主研发投入,增加专利申请“含金量”和专利申请的技术资本。
6结语
伴随产业向节能高效的方向发展,新能源汽车毋庸置疑会成为汽车行业未来发展的重点,新能源汽车技术专利的研究,是推动新能源汽车技术不断进步的主要保障,是促进新能源汽车技术方案自主创新研发的动力,是维护企业在新能源汽车领域利益的主要手段。采取有效的技术专利保护策略,对新能源汽车领域的创新成果加以保护,提升产业之间的竞争力,提高汽车产业在新能源汽车技术中的自主创新能力,为新能源汽车发展创造健康的竞争环境。
参考文献:
[1]叶玲,杨志伟,李昆.混合动力电动汽车的发展[J].北京汽车,2012(06).
所谓“新能源汽车”是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计,全世界现有超过400万辆液化石油气汽车,100多万辆天然气汽车。
2012年3月,国务院了《节能和新能源汽车产业发展规划》。规划指出,从技术层面看,混合动力汽车技术逐步成熟,已进入产品市场竞争期,率先实现产业化,正成为汽车市场销售新的增长点。纯电动汽车电池技术进步加速,整车产品更加接近消费者需求;世界主要汽车制造商加快了纯电动汽车量产步伐;插电式混合动力作为一种具有纯电动和混合动力双重特征的电动汽车技术成为全球新的研发热点;以电池租赁为代表的纯电动汽车商业模式创新取得进展。燃料电池及燃料电池汽车技术近年来取得突破性进展,国际上各大汽车集团持续投入开展燃料电池汽车研发,燃料电池汽车整车成本显著下降,性能指标已接近商业化水平。
规划提出总体发展路线:“从培育战略性新兴产业角度看,发展电气化程度比较高的纯电驱动电动汽车是我国新能源汽车技术的发展方向和重中之重。要在坚持节能与新能源汽车“过渡与转型”并行互动、共同发展的总体原则指导下,规划电动汽车技术发展战略。”
“十二五”将是以汽车电控化和动力混合化两大技术相结合为标志的产品换代与产业升级期。规划还在此战略下,推进“三纵三横”的基本研局,在“三纵”方面,纯电动汽车、增程式电动汽车和插电式混合动力汽车作为纯电驱动汽车的基本类型;燃料电池汽车作为纯电驱动汽车的特殊类型继续独立作为一“纵”;混合动力汽车主要为常规混合动力汽车。在“三横”方面,“电池”包括动力电池和燃料电池;“电机”包括电机系统及其与发动机、变速箱总成一体化技术等;“电控”包括“电转向”、“电空调”、“电制动”和“车网融合”等在内的电动汽车电子控制系统技术。
下面我们就从新能源汽车领域的创业(代表:创业团队清华“科易动力”科技公司)、学业(代表:东北大学自动化专业大四毕业生张明慧)以及企业专家(代表:“第一电动网”CEO庞义成)、高校专家(代表:北京交通大学新能源研究所党支部书记孙丙香)等四部分,全方位解读新能源汽车的发展前景。
电动汽车产业化年代表:
近期(2010?2015年),在依靠传统内燃机汽车技术改进和推进车辆小型化实现降低排放的同时,为满足更为严格的节能减排法规目标要求,应尽快推进混合动力技术的应用,并发展小型纯电动汽车和插电式混合动力电动车;
关键词:新能源汽车;汽车电子;人才培养
中图分类号:F24文献标识码:Adoi:10.19311/ki.16723198.2017.04.039
1新能源汽车产业现状
根据2016-2020年中国新能源汽车市场深度调查分析及发展前景研究报告,2015年累计生产新能源汽车37.90万辆,同比增长4倍。其中,纯电动乘用车生产14.28万辆,同比增长3倍,插电式混合动力乘用车生产6.36万辆,同比增长3倍;纯电动商用车生产14.79万辆,同比增长8倍,插电式混合动力商用车生产2.46万辆,同比增长79%。我国新能源汽车技术研发基本历经了近10年的时间,目前我国新能源汽车在主要的三大电子技术即电池、电机、电子控制和系统集成方面都取得重大进步,2014年全国共生产8.39万辆新能源汽车,建成723座充电站、2.8万个充电桩。2015年上半年,新能源汽车生产76223辆,销售72711辆,同比分别增长2.5倍和2.4倍。
目前,新能源汽车已经成为公认的解决环境污染与能源压力的重要措施之一,相对与国外新能源汽车技术的发展,我国在新能源汽车产业还应该在资源、技术及配套设施方面加强,例如在燃料电池汽车用发动机上,国内功率35-50kW明@低于国际水平的90-100kW。吉林省新能源汽车产业正在稳步推进中,并已取得了较大的进展。目前已经有很多新能源汽车产业相关企业与高等学校进行校企合作的研发,基于新能源汽车产业发展的汽车电子技术专业人才培养模式面临着巨大考验。
2新能源汽车人才培养现状
目前,大多数高职院校汽车电子技术专业人才培养目标为掌握汽车电子技术专业的基础理论知识和业知识,具备汽车机电维修、汽车电器与电子设备的调试和检修、车辆性能的检测,对于与新能源汽车技术融合方面还有较大的欠缺,这缩小了学生就业的范围,违背了高职院校以就业为导向的宗旨。
传统汽车电子技术专业的教学模式,对于新能源汽车产业的发展,在培养方向、课程体系等方面存在或多或少的不足。比如以往汽车电子技术专业的培养方向,单一从事汽车等各类机动车电子产品,显然已不能完全适应新能源汽车产业发展需要。课程体系方面,传统的汽车电子技术专业课程基本不涉及新能源汽车知识内容,当前我们所需要的汽车电子技术专业课程体系既要面向传统汽车电子产品相关领域,也要面向新能源汽车发展对人才的需要,课程体系需要配合汽车电子技术专业培养方向定位改革。
3汽车电子人才培养方案改革措施
目前,大多数新能源汽车人才培养特点主要面对新能源汽车制造及汽车应用后市场,从事新能源汽车制造、汽车检测与维修、充电桩检测与维护、汽车配件与物流等相关工作,而新能源汽车技术与传统汽车技术有着很大的区别。因此针对新能源汽车技术方面内容知识,我们应该在人才培养目标、专业课程设置等方面中体现出来。
3.1结合职业特点,制定人才培养目标
高职教育应注重学生可持续发展能力的培养,随着新技术、新工艺、新设备的推陈出新,这就要求我们的学生有更强的学习、适应与创新能力,因此,在教育学生扎实的、系统的专业理论知识以外,我们还要重视学生学习方法与能力创新的培养,即授之以渔。学生需要对自己以后从事的岗位有明确的认知,激发学生对新能源汽车相关知识的兴趣,是使学生未来能够进一步持续发展的重要保障。目前很多高职学生对于新能源汽车的知识还了解甚少,说起某些国产自主研发新能源汽车还嗤之以鼻,因此,让学生认识国产新能源汽车发展现状,了解我国新能源汽车相对其他国家的优势所在有很大必要。在人才培养目标的制定上,我们要考虑学生的心理活动,要激发学生对未来就业前景的憧憬,要满足学生在今后岗位对知识的要求,又要符合当下新能源汽车技术对学生能力的需要。
3.2根据岗位需求,设置专业课程
通过对新能源汽车电子职业岗位群知识要求的深入分析,对于目前汽车电子技术专业从业情况来看,一部分成为新能源汽车的开发人员,他们要求对电机及电机控制技术、电池及电池管理技术、整车控制技术等基本理论知识熟练掌握,一部分成为汽车检测维修售后人员,他们需要对新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力电动汽车的基本工作原理熟知,了解汽车油改气的原理。对于另一部分成为汽车销售人员来说,他们需要熟知新能源汽车的各项新性能新指标,对各种新能源汽车的运行情况及特性有所了解。针对汽车电子技术就业岗位的要求,我们来设置专业课程。以汽车电子技术为例进行分析,高职院校的新能源汽车维修培养计划需要包括:相关机械图纸认知、汽车零部件结构的拆卸组装、电气设备常识、电机构造及维修等方面,此外对混合动力车的结构、工作原理、营销等需要具有一定的常识了解。对相关行业典型知识理论进行符合教学进度的施教,对具有内在联系的相关课程进行由简至难的过程施教,课程学习计划中需要对学习目标、内容、进度进行综合分析考虑。
4结论
职业院校作为培养技能型人才的摇篮,应以就业为导向,与汽车产业发展与时俱进,结合职业特点制定人才培养目标与专业课程,培养出符合当下新能源汽车产业发展的汽车电子专业高素质技能型人才。
参考文献
[1]苟春梅,吴民.浅析汽车电子技术专业人才培养模式与课程体系的构建[J].中国职业技术教育,2013,(11):7275.
裁员减薪、电池“自燃”遭弃传闻、限售股遭高管套现4亿元、A股H股股价双双创出新低,比亚迪在困境里越陷越深。
十几年间,从“电池大王”到“汽车狂人”,再到“新能源之梦”,比亚迪曾一帆风顺。自2008年年底推出双模电动汽车F3DM后,比亚迪开始介入新能源领域,提出了三大绿色梦想,即太阳能电站梦想、储能电站梦想和电动汽车梦想。它也由此成为创新的典范、资本市场的宠儿,其股票被“股神”巴菲特看好并持有。
然而自2011年,比亚迪IT、汽车、新能源三大板块业绩全部下滑,经营再难乐观,而新能源产业迄今未能带来收益。多元化的业务组合、全产业链的垂直整合需要大规模投资,但收入和盈利下滑,比亚迪的财务负担日益沉重。重新审视比亚迪的发展路径,可以得到一些教训:
第一,误判行业发展前景。比亚迪对于新能源汽车发展前景的判断过于理想化,认为全电动汽车技术将很快取代电汽混合技术,从而押宝前者。从现在的行业发展来看,混合动力还是比较主流和经济可靠的模式,而不是比亚迪的“弯道超越”战略所采用的全电动模式。
在行业主流技术发生跨越性变化的当口,对新兴的技术趋势做准确的判断,至关重要,却非常困难。目前来看,全电动汽车的技术范式并不成熟,相对于更成熟的混合动力技术,全电动汽车在可靠性、大规模市场应用、产业系统等方面都存在不足。
如果说比亚迪是对新技术太乐观,那么TCL当年收购汤姆逊电视机业务的挫折,则是对平板电视技术的成熟速度,做了过于保守的估计。由于认为CRT技术还将主导消费市场若干年,TCL希望通过收购汤姆逊来获得CRT市场的规模优势。而当行业快速转向平板电视市场时,TCL陷入困境。
第二,“补短板”忽视发展持续性。企业发展强调路径依赖,经营能力不是短时期内就可以形成的。比亚迪拥有领先的电池制造技术,在王传福看来,移动充电电池的下一个最大的市场,无疑是汽车。汽车能源向电力转移是未来的大趋势,而阻碍电动汽车商业化的问题主要不是汽车制造,而是电池性能和造价达不到要求。既然比亚迪拥有电池技术这把潜在的“金钥匙”,而汽车制造这个能力“空白点”可以用收购来弥补,这样收购秦川汽车似乎顺理成章。但是,汽车毕竟是一个高技术、高竞争、高门槛的行业,希冀用收购一家三流公司就补上短板非常困难。
第三,路径设计步骤太长、太复杂。企业战略强调可实现、可控性,如果战略规划的太复杂,内生性风险会呈几何倍数增加,不可控性也越来越大。比亚迪的战略路径是一方面通过收购秦川汽车,快速掌握传统汽车技术,在汽车行业站稳脚跟;另一方面做好电池业务,继续研发电池储备技术。等待市场机会成熟,将汽车和电池技术进行融合,着力发展全电动汽车。比亚迪的战略路径设计步骤太长、太复杂,最后“成功会师”需要诸多内外部条件的配合,大大增加了难度。
[关键词]混合动力 排放 动力 过渡
中图分类号:U469.797 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0149-01
随着世界各国环境保护的措施越来越严格,替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但目前最有实用性价值并已有商业化运转的模式,只有混合动力汽车。混合动力就是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式。优点在于车辆启动停止时,只靠电机带动,不达到一定速度,发动机就不工作,因此,便能使发动机一直保持在最佳工况状态,动力性好,排放量很低。而且电能的来源都是发动机,只需加油即可。混合动力分为常规混合动力(Hybrid Electric Vehicle 能源来源只有汽油,不可以充电,电力主要来源于行驶过程中产生)和插电混合动力(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,既可以想纯电动BEV一样纯电行驶,也可以像传统混合动力汽车一样电力来源于燃油,不消耗蓄电池的电量行驶,还可以同时消耗燃油和蓄电量行驶,可以看做BEV和常规混合动力的和成品)两类。下面对常规混合动力发张状况进行分析。
1.常规混合动力的现状及优势
1. 和纯电动车相比,没有续航问题,跟传统内燃机车一样,没有油了就要去加。相反,因为更省油,同样的邮箱大小可以比同类的行驶续航能力更长、距离更远。
2. 和传统内燃机相比,油耗低,而且维护费用低(刹车能量可以回收,刹车片的磨损很慢,普锐斯是10万英里换一次刹车片,内燃机因为不一直用,而且多工作于最优工况下,磨损也是很小的),但同时因为常规混合动力车的电力主要来源于随时发电或滑行、以及制动能量的回收,不需要大电池,而且只要浅充浅放,一般保持电池的电量在30%-80%之间,电池的成本降低了,而且质量轻,寿命也加长,整个生命周期的成本很低,随之电池带来的额外污染也小,更环保。
3. 相比传统汽车,在汽车行驶效率最低,油耗最高、污染最严重而且危害最大的市区低速和拥堵的路段主要以电动机为主,安静、平顺,且大大减少了尾气的排放。
4. 在汽车性能方面相比于传统内燃机汽车,电动机成本较低,因此可以通过多增加一个电动机来实现四驱,成本比一般的四驱结构的车低。也可以通过电机和内燃机同时工作而带来更大的动力(因为常规混合动力电池的蓄电量比较小,不能持续的输出电力,所以在汽车提速时有利于加速)。
5. 技术跟传统的内燃机汽车相比,与传统内燃机的相容度最高,使用者基本不需要改变额外的使用习惯,也不需要建立额外的基础设施,容易被大众接受
2.混合动力汽车发展中的劣势:
1. 丰田普锐斯的目标是每一代降低3mpg(每加仑汽油车行驶的英里数),但是知道MPG的计算原理,就能明白常规的混合动力汽车降低的油耗只能是越来越低,未来就会达到一个瓶。不能完全摆脱使用化石燃料,只能大大降低,不能完全解决。
2. 常规混合动力汽车在低俗时虽然也很平顺、安静,但毕竟内燃机还是会不时介入,平顺安静的程度还是无法跟纯电动BEV相比。
3. 电池的容量有限,匹配的电机也有限(防止电量迅速耗光),在需要高强度的时候内燃机仍然需要介入,其响应速度和瞬时的扭矩无法达到纯电动汽车一样迅速;在性力方面,无法持续提供电力,性能上的可能性少于纯电动混合动力汽车。
4. 常规混合动力汽车需要增加电池组,一是增加了制造成本,二是少了增加重量,增加了汽车的负载,三占用了汽车的体积,相应的减少了空间。
5. 技术上复杂程度,高于传统内燃机,也高于纯电动车。
6. 汽车保养维修方面,结构组成比一般传统的内燃机复杂,因此维修费用和人才的培养的 方面要更专业。
3.未来可能有利的变数
1.化石燃料在其他领域如发电、化工方面可能因为核电、新材料的发展而大大减少,从而大大减轻化石燃料的压力,使得混合动力对燃油经济性和排放的改善就足以将化石燃料的可使用时间延长到不在是人类社会优先解决的问题地步。
2.在全球农业土地利用上出现突破(比如大量非洲土地得到开发,或者部分低产量可以自持的畜牧用草地改为种植业用地),盛值燃料产量增加,内燃机的燃料来源问题得以解决。
3.其他新能源汽车技术受挫折,混合动力因为已经获得成功,成为唯一存留的新能源汽车技术。
4.政府政策偏下发展新能源汽车,大力推广混合动力汽车。
4.发展前景展望
混合动力电动汽车在现有技术的基础上达到了提高燃料经济性和减少排放的目的,因而极具发展前景。从目前的发展来看,汽车的排放法规日趋严格,同时电子技术的迅猛发展会进一步促进混合动力电动汽车的发展。混合动力电动汽车充分吸取了电力/热力系统中最大的优势:在远途时使传统内燃机,在城市和过渡阶段时使用电动机。如果调配合理的话,电力和内燃机的配合使用,将很大程度地降低汽车的耗油量和污染物的排放,并同时提高驾驶乐趣,改善车辆行为。与传统型汽车相比,HEV 可以确保具有同等的性能和优势,而在节能和排放上胜出一筹。HEV 的电压和功率等级与电动车类似,但蓄电池容量大大减小,因而其造价成本低于电动汽车。就目前来说,HEV 的价格比传统汽车高出20%左右。降低成本是提高混合动力系统竞争能力的努力方向。相信随着HEV的推广和普及,生产批量上去后,其价格将逐步接近传统汽车。当前HEV所面临的主要技术问题还很多,但随着国内外各大汽车公司和研究机构的努力,这些问题会很快得到解决。尽管从长远来看只是一种过渡车型,但HEV 在近20~30 年内会很有发展前景,这一点是毫无疑问的。欧、美、日的汽车生产商已采用不同的布置形式、控制策略,在较短的开发周期内将HEV 产品化,并具市场规模。汽车行业专家预言,不久的将来,新生产的汽车中HEV 将占40%以上。
我国目前也非常重视混合动力电动汽车的研究与开发,一些单位的起步研究工作正在展开,国家科技部已将其作为“十五”863 重大专项的内容。在中国的一些大城市已经有补助政策,如上海市场一律可获‘免费沪牌’”,也许这也为上海新能源汽车市场“加速跑”提供了可能。相信在以后的一段时间混合动力汽车会发展的越来越好。
参考文献
[1] 万沛霖“电动汽车的关键技术”北京理工大学出版社,1998.12
[2] 孙逢春“电动汽车”北京理工大学出版社,1997.6
[3] 李槟、陈全世“混合动力电动汽车中电池的研究”汽车技术1999.10
[4] 陈全世“电动汽车用铅酸电池的放电特性研究”汽车技术1996.8
[5] 宋慧“电动汽车的现状与发展”汽车电器2000-1
[6] 李槟、陈全世“开展混合动力电动汽车的研究刻不容缓”汽车技术1999.5
[7] 宋慧“混合动力电动汽车的驱动模式和控制策略”世界汽车2000.7
[8] 于秀敏、宋占伟“混合动力车的应用与发展前景”汽车杂志1999.4
关键词: 液化天然气;冷能利用;发展前景
中图分类号:U469文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)05-0045-02
0引言
近年来,随着汽车保有量的不断增加,车用能源的供需矛盾日益紧张,同时石油的大量消耗和汽车尾气的大量排放又加重了我国的环保压力,所以发展新能源汽车势在必行。在众多的新能源汽车中,CNG(压缩天然气)汽车因其日趋成熟的天然气汽车技术、相对较低的天然气价格以及显著的污染物减排效果成为目前推广条件最为成熟的新能源汽车。
目前,我国的CNG汽车,在成都、重庆、哈尔滨、长春、西安、乌鲁木齐、深圳和广州等城市虽已规模化运行。但是存在车用钢瓶重,携带燃料少,续驶里程短;充气站建站复杂,占地面积大,周边安全距离要求高;有噪音污染,在城市内布站困难;天然气增压成本高,建站投资大;充气站不能脱离天然气管网建设,难以网络化布点。另外,加气速度相对较慢也是其不足。为克服CNG汽车的上述缺陷,一种新能源汽车――LNG汽车应运而生,并在近几年来受到越来越多的重视。
1LNG汽车的特点
1.1 LNG 的理化特性LNG 比CNG更清洁,它是将天然气在-162℃的低温下液化而形成的优质燃料。经过深冷液化前的预处理,几乎除去H2O、CO2、H2S以及有机硫化物等杂质;而后的深冷液化处理又可分离出不同液化点的重烃类成分和其它气体成分。因此,LNG实际上是纯度较高的液体甲烷(甲烷含量达到90%以上)[1]。其主要物性参数见表1。
1.2 LNG用作车用燃料的优势
1.2.1 LNG存储密度大,续驶里程长CNG汽车的高压钢瓶重,体积虽大而储气量小(一般只有12~16m3),能量存储密度小(5.0MJ/Kg),占取了汽车较多的有效载重量,限制了汽车携带的燃料容量,续驶里程短。而天然气经过液化后其体积只有液化前的1/625,所以燃料储箱体积小,重量轻,相应提高了汽车装载利用率。另外,由于LNG汽车的能量存储密度大(17.1MJ/kg),因而续驶里程长(可达600~800km)[2]。
1.2.2 安全性能高LNG在常压下沸点温度为-162℃,当转变为气体,温度上升到-107℃时,气体密度与空气密度相当;温度高于-107℃时,气体密度比空气密度小,稍有泄露立即挥发飞散,不会影响到人身的安全。另外,LNG的燃点为650℃,比汽、柴油的燃点都高。CNG存储压力高(20MPa以上),对钢制气瓶的制造要求高,具有一定的危险性;与CNG相比,LNG存储压力低(接近常压),车载LNG储液罐一般采用耐低温的特殊材料制造,夹层真空屏蔽,外层附有相应厚度的隔热保温层,比CNG储罐轻,故安全性能好[3]。
1.2.3 充气站建设便捷,数量可减少,并不受天然气管网限制CNG汽车一次充气行驶里程短,因而汽车使用CNG系统,需要较多能耗大的高压充气站。而LNG以液态储存、罐车运输、建站便捷、占地面积少、噪音小、不受天然气管网限制、可网络化布点、便于规模推广;LNG充气站储存效率高、充装速度快(和汽油一样便捷);另外,LNG汽车一次充气续驶里程长,可以减少充气站的网点建设。更重要的是LNG可用泵升压气化后转化为CNG,对CNG汽车加气, 而不需要再建CNG压缩站。
1.2.4 价格稳定,汽车运行成本低目前,天然气资源比石油要丰富。进口项目一般签订的是照付不议的长期合同,这可以使国内天然气货源供应和价格稳定有一定的保障。而且我国天然气的价格由国家政府部门统一制定。在当前石油资源日益枯竭,国际石油交易市场极不稳定的情况下,用LNG替代燃油作为车用燃料具有很强的竞争力,国际燃油价格越高,LNG的价格优势就越明显。此外,由于LNG品质稳定,单位发热量高,燃烧性能好,价格低;发动机热效率高,维护费用较少;而且尾气中颗粒废物特别少,不需要安装昂贵的颗粒过滤器,因此,LNG汽车运行成本比较低。
1.2.5 免费供冷,节省能源LNG汽车的混合气形成过程中,低温下储存的LNG,经换热器加热气化、由液态转化为气态时,将会释放出大量的冷能,其制冷量在860~883kJ/kg之间,如果将该部分冷能回收,用于替代单独的汽车空调制冷系统,那么就既节约了汽车的制造成本、燃料消耗,又彻底解决了汽车空调制冷剂泄漏所带来的环境污染问题;此外,新的制冷系统没有任何机械运动部件,所以噪音明显降低。
另外,LNG气化时释放出的冷能,还可以将其回收用于低温冷藏车的冷源。按冷藏车每小时消耗12~15kgLNG计算,其制冷能力为2.8kW,足以提供中短途冷藏运输的冷能。如此既省去了车载制冷设备的耗能,又有效地消除了机械制冷的噪声污染,尤其适用于现代都市的商业步行街或其它有噪声污染限制的地区[4]。
2国内外LNG汽车的发展趋势
2.1 国外LNG汽车的发展动态LNG汽车技术发展较快的国家是美国,自1995年以来,美国就已经有了商业化运营的LNG公交巴士,并形成一定的规模。同时,为限制汽车尾气的排放,美国政府为推行LNG汽车采取扶持政策:向福特公司、库尔威公司和通用公司等提供资助,用以LNG汽车的技术研发和改进。全球LNG汽车保有量超过4万辆,LNG汽车充气站超过150座。其中,美国拥有全球半数以上的LNG汽车和LNG充气站。2001年,美国又开始LNG卡车长途示范运行,积累了超过900万公里的运行数据,目前,仅加州就有4000辆LNG卡车。另外,俄罗斯联邦宪法中就有“关于用天然气作为汽车燃料”的国家方针;日本和澳大利亚等国也开始发展LNG汽车。可以看出,世界各国都在为LNG汽车的发展创造良好的条件。
2.2 国内LNG汽车的新进展在我国,LNG的应用也逐渐引起人们的关注。基于LNG在清洁燃料中的重要地位,我国北京、上海、乌鲁木齐、长沙等中心城市率先将LNG汽车在城市公交车上试用。北京50辆LNG公交车在奥运期间成功运行,示范地验证了LNG用作车用燃料的技术和经济可行性,也验证了LNG汽车相对于CNG汽车的明显优势,为我国规模化推广应用LNG汽车奠定了基础。长沙52辆公交车营运结果证明,环保、经济效果明显,100%的LNG车用燃气成套设备及技术基本可行。其它城市也正在加速进行LNG汽车的前期调研工作。可以看出,随着我国LNG工业的进一步发展,LNG将作为汽车新能源在我国各地会得到广泛地应用,从而加速我国LNG汽车的规模化发展。
3LNG汽车的发展前景
LNG汽车不仅能够满足严格的机动车排放法规的要求,而且克服了CNG汽车的主要缺点,兼有CNG汽车的优点,能够满足长途运输的需要,因而LNG汽车被公认为是燃气汽车的发展方向。
中海油在沿海建造9个LNG接收站,现阶段除深圳、福建和上海的已投产外,还有5家接收站正在建设中;中石化已投运澳门黄茅岛LNG接收站,在建青岛胶南董家口LNG接收站,并拟定在广西北海建设的LNG接收站;中石油也已着手在江苏如东、辽宁大连、深圳大铲湾、河北唐山曹妃甸港建设接收站。近年内沿海近22座LNG接受站建成后接受处理LNG能力近七千万吨[5]。此外,我国国内的天然气资源,许多是适宜于就地液化;国内第一座国产化LNG汽车充气站已在新疆建成。这些项目都为我国LNG汽车的发展提供了稳定而充足可靠的燃料供应保障。
国外LNG汽车基本已没有技术难点,已经达到实用化水平,但价格昂贵,无法在国内大规模推广使用。但是我们可以借助国外成熟的LNG汽车技术和设备,依靠国内低温行业的技术力量来解决LNG汽车的技术难题,使得国内LNG汽车技术达到实用水平。
LNG汽车的发展是一个系统的复杂工程,需要各方面协调、鼓励和扶持。国家要制定相关政策和法规,推进LNG汽车的应用;加大对关键技术的攻关力度,实现关键技术国产化,降低LNG汽车的生产制造成本;加快制定LNG汽车相关标准规范,使得LNG汽车生产统一化、规模化。相信在不久的将来,LNG汽车将迎来它发展的春天。
4总结
4.1 LNG汽车不仅能满足严格的机动车排放法规的要求,而且克服了CNG汽车的主要缺点,兼有CNG汽车的优点,能满足长途运输的需要,更具实用性。
4.2 LNG用作汽车燃料具有清洁高效、存储体积小、携带方便、安全可靠、建站便捷等无可比拟的优势,与其他形式的汽车燃料相比,发展前景十分广阔。
4.3 LNG汽车的经济优势主要体现在燃料价格上。LNG较之原油或作为二次能源的汽油、柴油、液化石油气均有一定价格竞争优势,而且原油价格越高,价格优势就越明显。此外,由于LNG品质稳定,单位发热量高,燃烧性能好,发动机热效率高,价格也较其它燃料低,因而汽车运行成本较低。
4.4 低温下储存的LNG具有大量的冷能,若将其气化时释放的冷能回收用于汽车空调或冷藏车,不仅可以节约大量的能源,还可以避免机械制冷造成的噪音和制冷剂泄漏污染,具有节能和环保的双重意义。
4.5 国内外LNG汽车的成功试用,充足的资源保障,以及关键技术的国产化,将会推进我国LNG汽车发展的步伐。
参考文献:
[1]边耀璋等编著.汽车新能源技术[M].北京:人民交通出版社,2003.
[2]苏欣等.我国CNGV和LNG汽车研究及应用现状[J].天然气与石油,25,(3):8-12.
[3]王旭辉.LNG车用燃料及在北京公交车的应用[J].天然气工业,2005,25(3):153-156.
关键词:汽车;新能源;保有量;发展趋势
中图分类号:F407.47文献标识码:A
一、新能源汽车保有量预测方法综述
(一)汽车保有量预测方法概述。汽车工业作为国家经济发展的支柱产业,其发展状况早已成为学者关注的焦点。研究汽车保有量的方法有很多,由文献检索可知研究方法分为以下两类:一是基于时间序列数据的预测方法;二是基于数据因果关系的预测方法。
1、基于时间序列数据的预测方法。吴义虎利用改进的神经网络对中国2000年、2005年、2010年的汽车保有量进行预测,并与灰色预测的结果进行对比。结果表明,由于神经网络具有很强的学习与泛化能力,因此在处理具有一定程度不确定性的非线性系统的建模与预测方面,神经网络有很好的应用价值。蔡家明将灰色系统模型引入了汽车市场需求预测中,利用灰色系统的模型预测了一年我国汽车的保有量。证明了该预测模型具有较高的精确度和计算简易性。黄漩运用时间序列中的博克斯-詹金斯法对汽车销售量进行建模并预测汽车的销售量,再根据销售情况来确定未来汽车产量,希望可以通过销售量定产量的方法来避免产能过剩的现象恶化。
2、基于数据因果关系的预测方法。郭连军对影响我国汽车市场的主要因素进行了分析,建立了以指数平滑、多元回归、神经网络为基础的汽车保有量预测模型,并对三种模型的适用性作了简单分析。提出以指数平滑、多元回归和神经网络来建立预测模型,并互为补充,特别是将指数平滑和神经网络结合起来,用于汽车保有量近期和远期预测可信度提高很多。
潘志刚的组合预测理论是对同一个预测对象采用不同的单项预测模型,并对各个单项模型赋予权重。因而,利用多个单项预测模型有效组合,使组合预测模型具有较高的预测精度和预测稳定性,能比较合理地描述系统的客观现实。
(二)新能源汽车保有量预测研究综述。早在1985年国外就有人对电动汽车市场进行过预测,认为未来的电动汽车市场具有很好的发展前景。近年来,有很多汽车公司转向新能源汽车的研发,对新能源汽车的市场前景的研究便应运而生。比如,通用汽车公司、宝马汽车公司均对新能源汽车市场的前景进行过研究,并认为可有效缓解汽车对环境,及能源的压力。因此,新能源汽车将是未来汽车的发展方向。
二、我国新能源汽车保有量预测
(一)我国汽车保有量变化及因素分析。截至2007年底,我国普通燃油汽车保有量为5,000多万辆,我国汽车保有量保持快速增长平均增幅达10%,载客汽车增长较快,载货汽车增长相对缓慢,私人汽车继续保持增长,进口汽车保有量继续增长。由图1我们可以看出从1988~2007年的20年间我国民用汽车的保有量持续增加,我们相信随着中国经济的增长,我国汽车的保有量还有上升的趋势。(图1)
目前,国内外对我国汽车保有量的预测所选用的参数有很多,主要有社会总产值、道路货运量、道路客运量、人口总数、公路里程、人均GDP与城市化率、工业总产值、交通运输、社会消费零售总额、国有资产投资、进出口总额等。取1986~2005年的数据为样本,以下面7种因素为例,对样本数据进行对数函数的归一化处理。由图2可看出,汽车保有量与这些因素都有密切联系,这些因素都对我国汽车保有量而预测产生影响。(图2)
(二)我国汽车保有量预测。本文对新能源汽车保有量的预测主要通过神经网络模型来预测未来10年我国汽车保有量,进而预测出在未来10年新能源汽车保有量所占份额。
用传统的GM(1,1)处理此组数据,经用Matlab软件计算出1988~2007年汽车保有量的数据。(表1)
用Matlab中的train函数进行学习过程,为使收敛性更好,可多尝试几次,最终得到所求网络。具体方法为:通过隐层节点数=sqrt(输入数据数+输出数据数)+a确定节点数,a为1~10中的整数。利用Levenberg-Marquardt算法,训练显示间隔为20,学习步长为0.3,最大训练次数为3,000,最小均方误差为10-8,建立网络。
利用Matlab软件计算神经网络模型的汽车保有量预测值如图3所示。(图3)
结果表明,在未来10年中,如果忽略其他因素,我国汽车保有量将会迅速增加,汽车市场的发展前景巨大。
(三)我国新能源汽车保有量预测。1992年中国签署《联合国气候变化框架公约》,1993年批准了这一公约。1998年中国签署《京都议定书》,2002年核准了这一议定书。2004年11月18日,俄罗斯正式向气候公约秘书处递交《京都议定书》的批准书。旨在减少全球温室气体排放的《京都议定书》于2005年2月16日在全球正式生效。然而,按《京都议定书》规定,到2010年,所有发达国家排放的二氧化碳等6种温室气体的数量,要比1990年减少5.2%。“十一五”规划提出的单位GDP能源消耗降低20%和污染排放总量下降10%的约束性目标,表明了政府重视资源节约和环境保护,改变经济粗放型增长方式,走新型工业化道路的决心。假设我国未来10年保持汽车尾气排放约束性目标为:排放总量在前一年排放量的基础上下降10%。然而,如果要满足未来我国汽车用户的需求,而又要减少汽车尾气的排放,就必须增加清洁能源汽车保有量,既满足社会需求,又达到节能环保。经计算按照目前的排放标准,我国汽车单车年尾气排放总量为1.3064吨。由减少的尾气总量/单车尾气年排放总量可推知未来10年中我国清洁能源汽车的保有量。(表2)就理论研究而言,如果要达到国家规定的排放标准及京都议定书的要求,到2017年我国的新能源汽车将会达到千万辆。但就实际情况而言,随着汽车技术的改进及环境保护的实施,现实生活中新能源汽车的保有量将会低于理论的预测值。
(四)新能源汽车发展趋势分析。由前面的分析我们可知,未来10年我们国家的汽车保有量会持续增加,然而能源和环境的作用又限制了我国传统燃油汽车的保有量。为了缓和消费者对汽车的需求和响应国家节能环保政策的要求,就必须增加新能源汽车的保有量,才能达到消费者与生产商对汽车需求与生产的平衡。因此,就新能源汽车保有量而言,未来我国新能源汽车发展的前景巨大。
当前我国汽车的普及率还比较低,有利于向新能源汽车转换,新能源汽车的后发优势明显。油价上涨对于新能源汽车的发展也存在一定机会,国际原油价格的持续上涨将会导致国内油价的上涨,提高传统汽车的使用成本,有利于消费者转向新能源汽车。我国石油对外依存度不断提高,已经威胁到我国能源安全并造成能源项目上的巨额贸易逆差政府开始大力推动节能技术并加快能源结构的转变。同时,基于可持续发展目标在国家“节能减排”政策指导下,国家已出台一系列政策扶持新能源汽车产业的发展。在产业内竞争与合作方面,合资企业的大量存在使得国内汽车企业通过与跨国企业的合作研发与生产降低市场风险、提高技术水平存在一定机会。因此,我国新能源汽车发展势在必行。而当前的金融危机对我国新能源汽车的发展也是一个非常好的契机。
三、我国新能源汽车发展对策及建议
为推动我国新能源汽车的发展我们必须从政府,企业、社会三个角度进行努力,实现我国新能源汽车的保有量的持续增长,让更多的人拥有新能源汽车。
(一)健全新能源汽车产业的法律法规体系,制定明确的发展目标。尽管目前我国已经制定了新能源汽车相关的法律法规,但是仍缺乏一个整体的新能源汽车发展战略和规划,尤其缺乏强制性的法律法规。另外,新能源汽车发展的目标及时间表也不明确。各国经验表明,在新能源汽车发展的初期,国家法制的强制性作用非常必要。同时也只有在强制性的政策推动下,才能形成新能源汽车的相关产业链和规模经济,降低新能源汽车的制造成本。中国尽管制定了节能减排的总体目标,但对新能源汽车的推广缺乏强制性措施,推广力度仍然不够。我国还应制定新能源汽车产业化发展的时间表,促进技术研发和完善基础设施,待新能源汽车产业发展相对成熟以后,逐步取消相关强制性目标和政策优惠。
(二)积极促进企业、科研机构、高校共同开发新能源汽车。由政府牵头,积极推动企业、科研机构、高校共同参与新能源汽车的技术研发。目前,由于新能源汽车的发展还处于导入阶段,而技术研发投入资金较大,市场前景却不完全明朗,国内多数企业在新能源汽车技术研发和产业化发展方面积极性差,并且由于新能源汽车技术研发需要很高的技术和资金投入,少数企业也难以承担。这就要求国家在新能源汽车技术研发和产业化发展的初期起到主导作用,整合国内的科技和资金资源,确定关键技术领域,制定新能源汽车研发的路线图和时间表,并制定专利共享等激励机制,与企业、研究机构、高校共同推动新能源汽车关键技术的研发。
(三)对新能源汽车发展给予财政和税收等政策支持,加强基础设施建设。目前,我国新能源汽车产业相关的配套政策体系还很不完善,执行力度也存在较大差异。提高新能源汽车研发的准入制度,将优势资源集中在少数几个企业中,集中人力、物力、财力发展新能源汽车。在政策方面,可以实行综合的税收、财政、政府采购等配套政策体系,如加强新能源汽车企业的信贷支持,减免税收。对新能源汽车的使用者减免车船税、消费税、燃油税等。加大政府采购。对替代燃料和基础设施建设提供直接投入、税收减免和信贷支持。给予新能源汽车灵活的便利政策,如高速公路收费减免和城市行车通道及停车方面的优惠政策。
(四)加大国际合作。提倡本土新能源汽车企业自主创新,在自主研发的基础上大力发展国际技术和产业化合作。我国在新能源汽车产业发展中积极借鉴其他国家的经验,开展技术合作和产业整合,提高我国的技术水平,促进新能源汽车及替代燃料的普及。如,与跨国公司在华建立合作研发机构,共享研究成果,充分利用国际研发成果,引导跨国公司参与中国新能源汽车产业化发展,积极参与国际新能源汽车产业化组织,借鉴发达国家的经验成果。
(五)提升消费者的环保意识,扩大新能源汽车的用户基础。由于我国新能源汽车起步较晚,国内消费者对新能源汽车的认识不足,新能源汽车用户基础薄弱。国家可联合企业、研究机构、教育单位和新闻传媒,大力推动新能源汽车基础知识的普及,尤其是要在青少年群体中推广新能源汽车知识,扩大新能源汽车的潜在用户群。
四、结论
过去20年我国汽车保有量均呈快速上升的态势,通过对历史数据的分析整理,我们预测对未来10年在当前的技术、法规下我国汽车保有量依然会上升,且受金融危机的冲击不会太大。本文参考京都议定书及我国节能环保的目标,从环境的角度对我国的新能源汽车保有量进行了预测,预测结果显示在理想状态下我国新能源汽车的保有量将会达到千万辆。要使我国的新能源汽车的保有量达到此数目,我们还需进一步的去努力。
(作者单位:北京理工大学管理与经济学院)
主要参考文献:
[1]胡伟.我国汽车销售量预测研究[D].南京:河海大学商学院,2007.
关键词: 新能源汽车 纯电动汽车 混合动力汽车 燃料电池盒汽车
1.纯电动汽车
1.1纯电动汽车的概念
纯电动汽车以电源代替石油等传统燃料作为主要驱动汽车行走的燃料,即采用单一蓄电池作为储存动力源。利用电作为主要的能源,通过电池向电机提供电能,驱动电机运转,从而推动汽车前进。
与传统燃油车相比,电动汽车的结构更加灵活。电动汽车采用不同类型的电机驱动,比如直流电机、交流电机、轮式电机等,使得电动汽车具有不同的行使性能。变速系统的连接驱动电机和车轮的部件,主要起换向和变速的作用。对于电动汽车来说,由于驱动电动机的转矩和转速,可以用电子控制器进行控制,因此变速系统的设计和使用可以有多种选择,既可以用手动变速和自动变速器,又可以用电子驱动器控制电动机直接变速,具体采用什么方案,还要看电动汽车的整体配置匹配,这些不同的选择更方便了电动汽车的总体设计。
1.2纯电动汽车发展的阻碍及前景
电动汽车目前遇到的困难是蓄电池单位重量存储的能量太少,电动车的电池较贵,又没有形成经济规模,故购买的成本比较高,至于使用成本,有些甚至比汽车贵,有些仅为汽车的1/3,这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格,现阶段电池的容量还达不到要求,续航能力还达不到全天候的应用要求。除了在电池方面遇到的问题之外,纯电动汽车还需在电机驱动及控制技术、电动汽车整车及能量管理技术方面做出突破,如何建设城市配套设施,对于纯电动汽车未来的市场前景具有很大的意义。
2.混合动力车
2.1混合动力的定义
混合动力车顾名思义,是指车辆驱动系由两个及两个以上的能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由驱动系单独或共同提供,因各组成配件、布置方式和控制策略的不同,形成多种分类的方式,混合动力车辆的节能、低排放等特点引起了汽车界的极大关注并成为汽车研究领域一个很热门的话题。
一般而言,混合动力车按照以动力传输路线为类,可分为串联式(SHEV)、并联式(PHEV)和混联式(PSHEV)。
2.2混合动力汽车发展前景
国内外普遍认为混合动力电动汽车结合了燃油汽车和纯电动汽车的优点,设计灵活,符合未来排放标准。因此,日本、美国、欧洲各大汽车公司和相关的研究机构都开展了有关混合动力汽车的研究。混合动力汽车技术在汽车工业发达国家已经日益成熟,有些已经进入实用阶段。在目前美国市场上销售的混合动力汽车主要有三种:本田公司的Insight、丰田公司的Prius及本田公司的Civic。福特汽车公司在2000年北美国际车展上推出了其开发的Prodigy混合动力家庭概念车,该车采用1.2L4缸柴油发动机和镍金属复合电池,整车重量仅1083kg,百公里油耗仅3.3L。福特公司预计,未来15年内,混合动力汽车将占汽车市场的10%~20%。
3.燃料电池车
3.1燃料电池车的定义
燃料电池车,顾名思义,就是使用燃料电池作为主能源的汽车,工作方式是通过燃料电池发电来驱动汽车,在汽车搭载的燃料电池中,作为燃料的氢与空气中的氧气发生化学作用,从而产生电启动电动机,进而驱动汽车。与纯电动汽车除了动力源不一样之外,其传动系和驱动系等系统部件都是一样的。
3.2燃料电池车的发展状况
长期以来,世界各国政府和主要汽车集团都高度重视燃料电池汽车的研发,投入了大量资金用于燃料电池汽车及氢能研发、试验考核和市场培育。日本政府高度重视并持续开展燃料电池汽车和氢能开发,在过去30年时间内先后投入上千亿日元用于燃料电池汽车和氢能的基础科学研究、技术攻关和示范推广。隶属于经产省的燃料电池商业化组织(FCCJ)先后与2009年7月和2010年7月《燃料电池汽车和加氢站2015年商业化路线图》,明确指出2011年~2015年开展燃料电池汽车技术验证和市场示范,随后进入商业化示范推广前期。美国政府对燃料电池汽车支持在布什任职期间达到顶峰,在奥巴马政府期间,美国能源部宣布从美国振兴计划(American Recovery and Reinvestment Act Funding)中拨款4190万美元支持燃料电池特种车的研发和示范,另在2011年美国财政预算中安排5000万美元用于燃料电池和氢能技术研发。此外,加拿大、韩国、澳大利亚、巴西、法国和英国等国家政府都积极支持燃料电池汽车和氢能研发。2009年,戴姆勒、福特、通用、丰田、本田和现代汽车6个世界主要汽车公司签署备忘录,持续开展燃料电池汽车研发,计划于2015大力推广燃料电池汽车,并快速形成几十万辆燃料电池汽车保有量。与此同时,在德国交通部长的见证下,德国巴符能源公司(德国第三大电力公司)、奥地利OMV石油公司、壳牌公司、法国道达尔公司(全球第四大石油化工公司)和瑞典Vattenfall(欧洲第五大能源公司)等全球大型能源公司签订备忘录,决定在德国建设燃料电池汽车基础设施以促进燃料电池汽车在德国的推广。
参考文献:
[1]吴倩.汽车的下一个章节.人民教育出版社,2011.
[2]郭丽.新能源汽车的“”.时代汽车,2011.
关键词:新能源汽车;发展前景
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。非常规的车用燃料指除汽油、柴油、天然气(NG)、液化石油气(LPG)、乙醇汽油(EG)、甲醇、二甲醚之外的燃料。
1 发展新能源汽车的意义
⑴新能源汽车可以减少人民对石油的依赖,有利于抑制石油价格上涨,对于其他非燃料油的价格也有较好的干预,使其价格下降。从而使国家对石油的依赖程度降低,有利于国家发展;⑵扶持新能源汽车的开发与投放市场,可以使中国汽车工业以另一种方式向世界一流发展;⑶大力扶持新能源的开发,新能源技术的开发,有重要的战略意义。
2 新能源汽车的产业特性
要充分认识新能源汽车产业的特性,至少应该包括以下五个方面:
一是战略性,节能环保和安全是100多年来汽车工业发展的永恒主题,也是在不同发展时期汽车工业面临的最严峻挑战。国家既然把新能源汽车作为战略性新兴产业,这就表明绝对不是权宜之计。也就是说,我们发展新能源汽车,不是因为缺乏石油,或者现在买不到石油,或者世界上没有石油;也不是因为电力供应过剩,没有地方用了。无论是石油资源,还是电力资源,对我们仍然是短缺的资源,从这个意义上来讲,汽车业必须考虑战略性发展,产业界一定要认真准备,要寻求最广阔的能源持续提供的可能性。汽车技术100年发展到今天,现在的技术对所有已知的一次或二次能源,都可以采用,至于什么时候采用,使用哪种形式的能源,取决于汽车技术的发展,最终取决于市场需求。
二是先进性,也就是它的创新性。从一定意义上来讲,新能源汽车是传统汽车的升级换代,绝对不能降低消费者对汽车产品的需求,它在很多方面都有待原始创新,不只是现有汽车的简单升级。新能源汽车发展不是简单的替代过去,而是技术创新和跨越,所以必须保证先进性。
三是系统性。这意味着产业界不能单枪匹马,按照过去传统汽车行业的思路,一枝独秀地完成新能源汽车整体产业的发展,还要带动相关产品和产业形成新的产业链。比如,过去汽车上的电池就是蓄电池,只需完成简单的功能比如启动、照明等,现在搭载的电池属于动力电池,还有电子控制系统。这绝不是单一的事情,所以一定要系统考虑、协同发展,在这方面行业协会、技术创新联盟有大量的工作要做,需要大家齐头并进,协同创新才能推动产业发展。
四是市场性。在新能源汽车发展的初始阶段,需要政策推动,但是最终还要接受市场的检验和用户选择。所以我们制定的产学研创新模式的原则包括:以企业为主体、以市场为导向和产学研相结合。从这个意义上来讲,新能源汽车也必须遵循国家的技术创新基本方针或者基本框架,要坚持这种市场性。政策会推动、引导、指导新能源汽车,但是最终产业必须实现市场化和国际化。
五是多元性。在未来相当长一段时间,新能源汽车的发展仍将呈现多元化格局发展。最近科技部部长万钢就公开表示,在相当一段时间内,对于替代燃料汽车,无论是混合动力汽车、纯电池驱动汽车,还是燃料电池汽车,每一个企业都可以根据自己在市场中的定位,结合自己的能力,在不同的发展阶段推出不同产品,因为这是一个多样性的市场、多元技术并存的市场。
产品多元化之外,还有能源来源的多元化。对现代社会而言,电能都是一种必须的能源,现代社会已经完全离不开电,每一个家庭离不开电,每一个企业离不开电,正如现代人已经离不开手机,离不开计算机,甚至可以说,没有电,世界将会毁灭。因为电这种能源是地球上最终的能源形式,不管是风能也好,太阳能也好,还是其他的能源形式,都会转化成为电能。从电池技术来看,既有锂离子电池,也有其他技术路线的电池。因此,不同的企业根据具体服务对象,在不同的发展阶段,采取适宜的技术路线,将会成为一种常态。
3 新能源汽车的发展展望
根据国家《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》,至2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆;到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆,新能源汽车行业已进入快速发展通道。
目前看来,三大因素致新能源汽车产业引领主题性投资:
⑴新一轮政策进入发酵期:2014年新能源汽车推广应用补贴标准下降5%,下降程度降低;四部委公布第二批新能源汽车推广应用城市名单。
今年两会,对于汽车圈来说,新能源汽车无疑是焦点中的焦点。国家政策的扶持,市场的日渐成熟,促使我国车企纷纷加大了新能源汽车的投入。预计,近几年,我国新能源汽车依然会保持强劲发展趋势。而电池成本高、续驶里程不够长、充电不方便的问题,阻碍了我国新能源汽车的大发展。
如何突破发展瓶颈?纯电动在线充城市客车为什么是我国电动汽车的最佳产品路径?纯电动在线充城市客车实际运营情况如何?
日前,在武汉举办的《纯电动在线充公交车推广经验交流会暨2015第三届全国公交驾驶员节能技术大赛第一次工作会议》上,与会专家与公交车代表就中国纯电动公交车推广应用经验与技术进行了热烈的讨论。国家863节能与新能源汽车重大项目监理咨询专家组组长、原中国汽车技术研究中心主任王秉刚,国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬,北京理工大学博士周辉均对我国纯电动在线充城市客车的综合表现给予了充分肯定。
发展前景如何?
国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬指出,我国新能源汽车推广工作将迎来新阶段。“2014-2020年是我国新能源汽车发展的历史机遇期。近期,财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革委启动了2013-2016年新能源汽车推广工作。申报的城市与地区近40个,包括的城市约70个。期望推广新能源汽车数量约30万。已确认38个城市或区域为新能源汽车推广应用城市。”
2014年4月23日,在中国汽车论坛上工信部部长苗圩曾进一步明确,中国将坚持发展新能源汽车战略不变,以纯电驱动为发展战略取向不变,政府扶持政策趋向不变,中国政府将进一步加大支持力度,健全法规标准,完善财税政策,推进节能与新能源汽车的发展。
而且,继去年国家密集出台多项政策支持新能源汽车发展后,今年的《政府工作报告》中也有三处提到新能源汽车,并将其作为经济新的增长点。
回顾2014年的汽车市场,可以说新能源汽车实现了“”式的发展,新能源汽车累计生产8.39万辆,同比增长近4倍。在客车细分市场,新能源客车更是逆势上扬,表现强劲,在客车行业整体下降的环境下,全年共计销售新能源客车18637辆,同比增长80.54%。新能源客车的高热,很大原因是借助了政策的东风,无论是从环保民生角度,还是从能源战略角度,我国推广新能源汽车的政策依然值得期待,因此,这几年,新能源客车需求持续增长的确定性较高。业内相关人士预测,2015年,新能源客车的市场增幅依然可观。
从国际上新能源汽车技术和产业化水平的比较来看,我国新能源客车技术产业化规模居世界第一位。涵盖了插电式、增程式、纯电动等多种技术路线,以及慢充、快充、电池更换、在线充电、双源快充等多种能源补给方式。北美国家推广的新型能源动力汽车主要采用了混合动力系统,总保有量达到1万辆;欧洲主要采用混合动力系统与插电式混合动力系统,开始应用在线快充系统(钛酸锂负极电池与超级电容),推广数量约2500辆。日本主要以混合动力客车为主,推广数量约1万辆。从国际新能源汽车发展趋势来看,新型锂离子电池和新体系电池技术发展迅猛,以新一代电力电子器件为基础的电机驱动控制将在2020年实现规模产业化,智能化电动汽车技术下一个十年将有可能大大改变整个汽车工业格局,燃料电池汽车高端技术已开始进入市场。
存在哪些新挑战?
我国电动汽车发展前景一片光明,现阶段还存在哪些新挑战?
王子冬的答案是,第一,电动车动力电池遭遇低温充电难。目前的电动车,特别是电动公交车、电动出租车、私人电动车等大部分使用的是锂电池。北京、青岛、长春、唐山、包头的新能源汽车示范运行工作,都不同程度遇到了冬季充电困难的问题,使得冬季电动公交车的运力下降,很难保证正常运行。“一方面,低温环境下电池性能下降,好一点的下降10-15%,差一点的下降35%,这与材料状态、电池结构、生产工艺、外壳结构、热管理系统功能有关。另一方面,低温充电容易产生析锂现象,发生不可逆反应,使得电池容量和能量大幅度下降。严重的锂枝晶会刺穿隔膜,使电池短路,发生安全事故。”王子冬着重强调低温充电的弊端。第二,电池安全性较差。动力电池的安全对于电动汽车产业的发展至关重要。近年来,随着各种节能与新能源汽车试点和实际运营数量的增多,安全事故时有发生,事故的分布从纵向看在加工、制造、化成、搁置、运输、测试、使用、充电维护、回收各个环节上,都出现过问题。从横向看国内外在手机、电脑、电动自行车、电动摩托车、电动轿车、电动公交车、混合动力车等领域应用过程中,也都出现过问题。第三,充电难、电池成本高。第四,电动车开发、使用、推广的商业模式还未成熟。第五,电池不能长寿命使用,一致性、可靠性略差。
王子冬在分析我国电动汽车存在哪些新挑战的时候,尤其强调了电动车安全的重要性。“目前,动力电池出现问题多数是在充电时发生,低温充电增加了出现问题的概率。如何提高动力电池的可靠性与安全性成为当前业界关注的焦点。”他认为,所谓电池的一致性和可靠性是指,生产过程中对电池一致性的控制能力,可以通过自动化生产设备和“正确的生产工艺”得以控制(寻找到能够控制产品质量的工艺方法这点很重要)。另外电池的结构设计要符合大规模机械化生产设备的要求。而且,在使用过程中对电池一致性的控制能力也同样重要。比如,合理的电池结构减少低温环境下的电池自身温度不平衡。或者采用尽可能减小电池接触电阻的连接方式,提高电池组的功率性能,同时减少电池的局部升温。或者注重每一个电池表面的冷却效果,选择科学、合理的通风结构,使整个电池组的温度场得以均匀,以保证电池组在低温环境中使用过程中的环境一致性等。
对于被提及最多的电池成本过高的问题,王子冬认为需要客观看待,他对《汽车观察》记者说:“汽车电池的问题是个永久话题,而不是根本问题,技术进步会不断有新电池问世,而刚出来的新电池成本一定比较高,所以动力电池的成本会经常出现由高到低,再由低到高,周而往复循环下去的规律。”
如何突破发展瓶颈?
近年来,对于我国新能源汽车产业的大发展,被诟病最多的就是电池成本高,续驶里程短,充电不便利的问题,它已经成为制约我国纯电动汽车发展的主要瓶颈。该瓶颈如何突破?
王子冬说:“纯电动在线充城市客车是当前最好的新能源产品路径,可以大大缓解电池成本高,续驶里程短,充电难等各种挑战。”他建议,我国新能源汽车的推广要有一个轻重缓急的顺序,新能源汽车可先从公交大巴、出租、租赁包括一些城市的轻型物流,邮政等细分汽车起步。甚至有条件的话,进入到部分单位用车,包括政府用车,或者其他用车领域,来加强私人消费者对新能源汽车的认识,然后再进入私人购买领域。
“电动公交车是我国新能源汽车最活跃的创新领域。无论节能,还是减排,电动公交都是最佳选择。”王秉刚与王子冬的观点一致。会上,他对我国正在运营的慢充式、换电式、插电式、增程式、快充式、在线充电式共六种不同电动公交技术路径方式进行了综合比较。“通过比较这六种电动公交车的技术方案发现,在安全性、环保性、经济性、方便性四个方面,只有在线充电式电动公交的表现最佳。”
“治理雾霾成为公交车电动化的强劲动力与压力,缓解交通拥堵公交优先是唯一的选择。”王子冬说。
“推广纯电动公交车有利于降低碳排放。国四柴油车每年7万公里里程,在城区内直接排放污染物1.1吨,纯电动客车排放为零。首先,公交车承担着城市客运的主要任务,约承担城市客运60%的运力。我国城市公交客车的总量大约50余万辆,并呈逐年增长的趋势。而且随着城镇化的进程,公交车的保有量将会实现持续增长。其次,机动车的尾气排放已成为城市空气的主要污染源,其中公交车占有显著比例,尤其对PM2.5的贡献非常突出。通过比较各类车型的污染物排放发现,大客车是氮氧化物和PM2.5的重要的贡献者。车辆排放对PM2.5的贡献,北京是36%,上海是25%。其中公交车又占着很重要的比重,所以说改善空气品质,公交车电动化势在必行。”王秉刚用数据证明了公交优先,纯电动公交优先的论点,他对纯电动在线充城市客车的推广表现出非常肯定的态度。“在线充电模式如果可以进一步普及,不仅有利于节能减排的实施,也能有效降低运营成本。与普通纯电动车相比,在线充电式汽车可以减少电池组用量,而且电池使用方式更合理,从而大大降低电池成本。”
有关专家曾指出,在当前环保形势严峻及世界石油资源匮乏的情况下,解决大气污染问题,须改变交通工具结构,无轨电车应成为城市绿色公交的首选。据了解,纯电动在线充城市客车是现代意义上的汽车,具有纯电动汽车的全部特征,但不是无轨电车。纯电动在线充城市客车已经包含了纯电动汽车的核心组件即大三电:电机、电控、电池,小三电:电动空调、电动转向、电动刹车。无轨电车与纯电动汽车的最大区别是,无轨电车没有车载动力电池;纯电动在线充城市客车与其他类型纯电动城市客车的区别是,纯电动在线充城市客车的补电方式由过去的两种(固定的电桩充电、换电)的基础上又增加了一种利用架空线网取电方式。
“在线充电、固定的电桩充电、换电模式都有自己的特点、有自己的不足,有自己的适宜条件和范围。现阶段,对于“点对点”式城市公交的实际情况而言,10米-12米纯电动城市客车的取电方式,在线充电比固定的电桩充电、换电模式更适宜、更方便、更节约一些,公交用户的接受度要高得多。”北京公交代表发表了自己的观点。
“纯电动在线充城市客车技术是纯电动城市客车技术与无轨电车技术的结合,能够利用无轨电车线网为车辆进行在线充电,克服了现有电池技术瓶颈和充(换)电设施不足的缺点。纯电动在线充城市客车符合公交运营需求,是城市交通电气化可持续发展的有效解决方案,符合国家节能环保新能源汽车发展方向。”武汉公交公司代表表现出积极的态度。
实际运营怎样?
无论是国家政策的扶持,还是专家有力的数据分析,纯电动在线充城市客车的发展已然迎来了春天。我国实际推广运营情况如何?
据了解,通过在线充电、无线电池组供电方式,可以积极有效地扩大城市公交服务的覆盖面,实现城市公交体系的智能调控,实现城市公交车辆运行的零排放,为降低城市雾霾做贡献。由于有了在线充电,电池组的温度可以始终保持在10℃以上,解决了冬季锂电池不能充电的问题,延长电池组的使用寿命,降低运营成本。在线充可以利用城市直流电网体系建设小型电动车充电站,解决电力基础建设投入过大的难题。
“武汉结合自身特色,发展纯电动在线充模式,是城市公交较为科学的模式,这条路选对了。”周辉博士说。
王子冬认为,目前我国城市公交系统采用电动车是工作的重点和难点。他建议,各地根据自身实际情况选择并探索适合本地区新能源汽车尤其是纯电动公交车推广应用的技术路线和商业模式。探索降低电动公交成本方案,使用安全快充的电池例如短距离快充、在线充电等。以确保安全,对公交车实施100%监控。
可喜的是,我国纯电动在线充城市客车的研发已经取得商业化成功,扬子江牌纯电动在线充城市客车已经投入运营。2014年,武汉市公交集团投入200台“在线充”公交车,分别配置在电8路、电5路、电9路、530路上。2015年还将增加800台纯电动公交车。“武汉市发展纯电动在线充城市客车,在国内已经引起广泛的关注,北京、上海、杭州、济南也正在借鉴和发展这种模式。扬子江纯电动在线充城市客车的运营,标志着公交电动化运营模式的新发展时期。”武汉市公交集团电车公司负责人自信的说。
据扬子江汽车在线充项目组徐作琴介绍,纯电动在线充城市客车具有如下技术特点。一,充电方式灵活,电池浅充浅放。浅充浅放的充电模式使电池容量始终保持在一个良好区间,从而维护电池活性,延长电池使用寿命。二,采用制动能量回馈策略。电池供电模式,回馈电流直接回馈到电池组中;线网供电模式,回馈电流通过高压充电机回馈到电池组。三,储能系统和线网耦合方式。储能系统和线网通过共阴极二极管模块耦合,保证线网供电模式和电池供电模式无缝切换。
【关键词】新能源汽车;地方保护主义;供给侧改革
一、引言
我国新能源汽车行业发展迅速,但限制因素仍较多,数据显示,全国70%的地方市场外地新能源汽车无法进入,形成了“地方割据”的不良局面。当前,随着新能源汽车推广工作从早期城市试点向全国全面开展的进行,地方保护主义的破除已刻不容缓。
二、我国新能源汽车行业发展状况
我国发展新能源汽车技术较早,早在“八五”期间,便开始攻关纯电动汽车关键技术,除了晚于1965年开始研究新能源汽车技术的日本外,与美国(1991年)、法国(1995年)等西方发达国家起步时间大致相近,一定程度上避免了类似于传统燃油汽车发展落后西方发达国家局面的出现。
2007年,新能源汽车研发被列为“863计划”之一,同年11月1日,开始实施《新能源汽车生产准入管理规则》,该规则被业界看作是国家真正鼓励发展新能源汽车及市场化的开始,是我国新能源汽车发展史上最为关键的一步。
2009年,国务院首次提出新能源汽车战略,支持新能源汽车及关键零部件产业化建设,并且开始早期城市试点工作。由于基础建设及生产技术等的限制,2009年到2013年这段时间的新能源销售并不乐观。
直到2014,我国的新能源汽车市场销量7.5万辆,同比增长3.2倍,被称为新能源汽车的元年。2015年更是被称为“爆发年”,当年销量33.1万辆,同比增长3.4倍,首次问鼎全球新能源汽车市场销量第一。2016年销售50.7万辆,蝉联全球第一,新能源汽车发展表现出强劲态势。
三、新能源汽车地方保护主义现状
地方保护主义现象在各行业普遍存在。对于汽车行业,我国上世纪90年代在汽车需求不足的情况下,就出现过对传统燃油汽车的地方保护主义。经过多年的发展,传统燃油汽车的供给及需求均有大幅度提升,传统汽车的地方保护主义才逐渐消除,全国性的竞争市场得以建立。
目前的新能源汽车也处于这样的需求缺乏情况下,对政策的依赖性较大。回顾新能源汽车的发展历程,2009-2013年期间的新能源采购主要是由政府部门牵头完成的,居民需求不足,当地政府为防止资金外流,大量采购本地区车企生产的汽车。2014年居民消费市场觉醒后,该行业被普遍认为具有良好的发展前景,是优质的投资机会,地方政府为获得更多收入,对消费市场又采取了购买限制,以保证本地车企的发展或引入投资。
我国政策扶持工作由中央和地方两级政府共同开展。在地方政府对新能源汽车发展参与管理后,出于维护当地的经济或政治利益的考虑,常为当地的企业建立保护壁垒。地方保护主义的主要形式有如下。
一是设置产品、技术目录。根据当地新能源车企的技术能力和技术选择,政府部门编制入选推广目录的技术标准,或直接要求零部件组成中必须包含本地企业产品,从而将外地车企排除在外。
二是强制“以投资换市场”,要求外地企业必须在当地设立独资的汽车销售机构,或是在当地建厂,以达到增加当地就业和税收收入的目的。
三是要求补贴对等交换。生产企业所在地A政府须对B地车企出台新能源汽车补助政策,才可享受B地政策扶持。
四是补贴申领过程繁琐,国家补贴实行自企业注册地政府部门逐级上报的流程,时间周期较长,且手续繁杂。地方补贴则更加复杂,且各地的要求都可能不一样。此外,地方补贴常出现拖欠货款和朝令夕改的情况。
其实,早在2013年9月,财政部等四部委就已经对地方保护主义做出明确限制,规定新能源车示范城市“推广应用的车辆中外地品牌数量不得低于30%。不得设置或变相设置障碍限制采购外地品牌车辆。”但是,目前除了京沪基本消除地方保护外,其他地区仍广泛存在。城市之间相互设置障碍、贸易壁垒高筑,严重扰乱了市场秩序,导致了新能源汽车产业发展环境的人为封闭。
四、技术为先,顺应供给侧改革大势
破除地方保护主义不是一蹴而就的工程,这是一个广泛存在的社会问题。研究传统汽车的发展过程,发现破除地方保护主义根本在于转变政府角色,激发创造能力,释放市场的活力。
新能源汽车发展过程中出现地方保护主义的根源在于该产业对政策依赖性大。由于技术发展未达到要求,无法实现供给与需求的市场化配给,出现了供需不平衡现象。一方面,新能源汽车制造成本高昂,售价普遍高于传统汽车,只有加入政府补贴后才会普遍对消费者形成吸引力;另一方面,又有续航里程短,充电不方便等问题的存在。因此,新能源汽车的发展需要从根本上提高技术能力,消除消费者购车的顾虑,解决需求过度依赖于补贴的现状。
对政府而言,建立统一的新能源汽车竞争市场是必然目标,同时也应兼顾各地的发展情况,激发各地内在生产力。首先,建立健全前瞻性的法律和配套制度体系,为新能源汽车市场的规范统一提供法律依据和法律支持;其次,转变财税扶持实施方式,逐渐取消地方补贴,改为中央统一发放,简化流程,提高资金的运转效率;第三,转变扶持重心,将重心由消费端转移到供给端,对企业研发活动给予支持,激发企业创造力;第四,实现税收从生产侧向使用侧转移,保障当地的经济收入,让地区享受发展红利,并可适当对积极发展新能源汽车产业的地区给予财政支持。
五、结语
在当前供给侧改革大势下,新能源汽车是对传统汽车行业的变革,而逐渐破除地方保护主义,激发供给能力又是对新能源汽车行业的变革,相信我国新能源汽车产业必将很快实现从量变到质变的过程,最终形成市场化的商业模式。
参考文献:
关键词:汽车新能源;汽车节能;节能技术
1我国新能源汽车的发展现状
随着我国经济不断的发展进步,汽车行业也得到了大力发展,成为人们日常出行中的重要交通工具,但同时也增大了能源的损耗,油品燃烧所产生的废气被直接排放到空气中,增大了空气污染的速度。采用新能源代替油品消耗,能够节省大量的石油资源,同时在汽车的尾气排放治理中也取得了理想的成绩。因此新能源汽车应用得到了高度重视,各大汽车生产企业在对产品进行设计时,也会重点考虑在使用中新能源是否能够得到充分的燃烧,为汽车行驶提供动能。其中应用最广泛的是压缩混合气体,配合汽油使用后能够为汽车行驶提供充足的能量,同时也减少了汽油的损耗量,混合气体在压力作用下进入到燃烧装置中,被点燃后所释放出的能量可供汽车行驶运行,并且这样的环境下所进行的动力传输形式更合理,不会造成使用隐患问题。检测汽车排放尾气中的成分,可以发现仅仅有少部分氮氧化合物,排放量在环保部门规定的标准范围内。新能源汽车是采用混合能源供应形势来实现动能转换的,由国外传入到我国,今年来发展迅速,已经能够实现自主研究,在国内大型汽车生产厂家都得到了很好的应用。由于汽车的供能形式发生转变,在燃烧技术上自然也有明显的变化,充分运用HCCI模式,能够在基层中形成稳定的传输体系,在燃烧气体被传输前,就已经进行了压缩,提升混合气体的浓度,这样在启动的瞬间动力能够达到甚至超过单一油品功能标准,内燃机中的传输流程有所增加,但燃烧以及动能传输的时间却并没有增加,这是新能源汽车中独有的优势。
2新能源汽车的节能技术应用
2.1混合动力汽车
电能作为新型清洁能源在汽车设计生产环节得到了大力应用,处于清洁自然能源,混合动力是新能源汽车中常见的能源供应形式。通常情况下是将多种能源混合应用,汽油、天然气以及电能。这样的功能形式下将汽车不同区域的能源需求详细区分,虽然是混合动力,但燃料仍然是独立存储的,同时功能达到汽车的形式能量需求,在这样的供能形式下汽车得到了稳定的动力,能够满足各类行驶需求。燃烧油品不但行驶成本增大,同时也会造成排放尾气中污染物质含量超标。新能源汽车行驶中只燃烧少量油品,结合电能共同使用,这样在总的能量输出上是不会发生变化的,同时也节省了大量的石油资源。电能存储需要蓄电池的参与,设计阶段对蓄电池的使用年限进行了严格的检验,避免汽车更换的废品造成环境污染。汽车驾驶人员可以自由的切换供能形式,在电能与油品方面,人群基数较大的市区内应用电能,这样就不会排放出尾气,在路面状况比较复杂的野外区域应用汽油供能形式,能够节省行驶时间。
2.2电动汽车
风力发电以及太阳能发电技术逐渐的完善,使得电能成为新能源汽车设计阶段首要考虑的,电能汽车产品也逐渐增多。以电能为消耗能源来实现汽车行驶供能需要对车载蓄电池进行设计,尽量在满足蓄电需求的前提下减小体积,这样汽车的外观设计也有更大的发展空间。在系统内部电能被转换成为动能,带动发动机设备运转,汽车达到了行驶的能源供应标准,进而驱动行驶。随着新能源汽车生产以及使用数量不断的增大,城市内也建立了大量的充电站,可以为汽车的蓄电池补充电能。电动汽车可以做到零污染零排放,这一点是柴油以及汽油汽车所不能实现的,所补充的电能也由清洁环保的方法所生产出来,符合能源可持续发展理念。目前的设计生产技术能够达到合理的充电间隔时间,并且动能也完全能够达到行驶需求标准。不过电能汽车也存在一些需要改进的缺点,蓄电池部分的体积大重量大都会影响到汽车行驶速率,并且蓄电池的使用寿命是有限的,反复充电一段时间后,需要更换新的电池装置,增大了使用阶段的成本投入,相信在未来的技术发展中上述问题都能够得到更合理的解决。
2.3燃料电池汽车
燃料电池是通过气体燃烧反应来为汽车行驶提供能量的,与传统的功能形式不同,在使用阶段会将预存的氢气与空气中的氧气相互结合。这两种气体混合后得到的气体具有可燃性,被点燃后所释放出的能源补充给电池,使电能永远更持续长久的能量,解决运行使用解读所遇到的不合理问题。这种功能方式中所产生的尾气排放仅仅是水分,并不会产生污染物质,符合汽车节能设计理念。采用该种供能模式的汽车需要安装蓄电池,氢气存储装置,运行使用的成本较低,但这些基础设施的安全所占有的体积比较大,限制了对汽车外形的美观设计,该技术目前正在全面研究中,仅仅在小范围内投入使用,完全研究成功后,必然能够代替传统功能模式,成为新能源汽车的未来发展方向。
3新能源汽车技术发展中的建议
面对新能源汽车对我国发展带来的好处,政府需要在新能源汽车的发展道路中起到主导作用,通过宏观调控来整合国内有限的资源,从而高效的发展我国新能源技术。从新能源汽车节能方面进行突破,避免在传统汽车发展过程中所走过的弯路。同时在我国自主研发的基础上,鼓励国外投资者对国内的汽车企业进行投资,增强与国际一流新能源汽车厂商的技术交流,提升世界影响力。
4结语
新能源汽车的研发对我国的汽车工业发展来说是一个非常好的机会。通过大力发展新能源汽车,可以大幅度缩小我国汽车行业与世界汽车行业之间的差距。随着国家政策对新能源汽车的支持不断加大,我们应积极响应,通过自主研发与整合资源,切实促进我国新能源汽车健康、快速的发展。
作者:范志强 杜 闯 董天宇 单位:沈阳理工大学汽车与交通学院
参考文献:
关键词:混合动力;汽车技术分析;发展前景
在汽车工业实现跨越式发展的今天,汽车尾气排放对环境的污染日益受到重视,原有的以汽、柴油为燃料的汽车的污染性逐渐被人们所认识,于是,人们开始研发混合动力电动汽车,并且取得了积极的成果。有着较好燃油经济及排放性能的混合动力汽车,担当了调节交通和环境以及石油短缺的主要角色,也被认为是当下汽车工业的一个主要发展方向。
1新能源和混合动力电动汽车发展的社会基础
石油的开采和运用,是人类继蒸汽机之后的一大飞跃。石油一度被称为工业的血液。随着工业的迅猛发展,石油需求量急增,而石油作为一种不能再生的资源,与煤炭一样,只会越采越少,固而出现了油荒。人们已经把手伸向了海洋,然而海上采油,既有较高的技术要求,也会带来海洋污染,而开采的成本高昂。于是人们把目光转向新能源的开发和混合动力汽车的研发。于是,随着蓄电池技术进步,出现了纯电动汽车(EV),而且能连续运行500km以上。当然,电能耗光后,充电将费时费神,如何解决蓄电池的容量和快速充电问题,将是电动汽车面临的“瓶颈”问题求解。混合动力汽车(PHEV)则显示了显著的优越性。此外,燃料电池汽车(PCV)也显示了其优越性。中国作为世界上最大的汽车大国,每年以千万辆速度增长。而石油大部分依赖进口。因此,发展混合动力汽车势在必行。混合动力汽车在中国运用的历史已超过10年,其发展速度一直不尽人意,只是在电动摩托车方面发展迅猛,成了当之无愧的电动车王国。加大混合动力电动汽车的研发,在中国有着极其广阔的发展前景。因为中国有着数以亿计的汽车消费人群,这是混合动力电动汽车发展的社会基础。目前,中国在一线城市加大了对混合动力电动汽车的扶持力度。随着人们对混合动力电动汽车优越性的认识和扶持力度的加大,混合动力电动汽车的发展前景十分广阔。
2混合动力汽车结构特点分析
混合动力电动汽车的驱动能源是两种或多种储能器以及能源或者转换器,同时其中一种能够提供电源。即将传统的内燃机驱动及纯电动驱动方式结合,将电力驱动和辅助动力组合到同一辆车上。辅助动力单元一般会使用发动机或动力发动机。因此,发动机一直处于最佳工作点,从而使汽车减少排放并提高能源效率。同时,蓄电池可以得到发电机的持续充电,进一步减小了蓄电池的容量,提高了车速,加大续驶里程,延长蓄电池的使用寿命。混合动力系统根据动力源配置与组合方式不同,可以分为串联式、并联式和混联式。串联式混合动力系统有利于节能,并联式混合动力系统具有加速优势,而混联式则集中了串联式和并联式的优点,显示了极大的优越性。在汽车启动时,它的驱动依靠于蓄电池供电的电动机,发动机并不参与驱动。在低速行驶时由蓄电池驱动;在中速行驶过程中,使用发动机作为主动力源,一部分动力作用于车轮,还有一部分动力分配给发电机,由发电机转换为电能驱动电动机。油电混合的双动力系统,可以使发动机以最小的耗损驱动汽车行驶。全速行驶时刻则由蓄电池将电力供给到电动机来进行辅助动力的提供,从而提高了车辆的动力性能。丰田汽车是混合动力汽车的典范,它合理利用动力分配装置和能源管理技术,兼顾串联式和并联式的长处,显示了极大的优越性。混合动力汽车技术随着科技工艺的进步不断发展完善,却仍有一些迫切需要解决的问题。而这些问题的解决,将为混合动力汽车的发展插上腾飞的翅膀。混合动力汽车动力分配装置以及能量管理系统需进一步完善。电池的高比能量及功率的改进。混合动力系统的简单和优化。汽车制造成本的降低。车辆的维修使用的工艺改进等。有专家期待,混合动力汽车驱动系统数字模型的建立和改进等问题,都是困扰混合动力汽车发展的“瓶颈”,需要加大研发力度,予以突破。混合动力汽车关键技术是一个系统工程,它是汽车、电力拖动以及自动控制与化学电源的集合。其关键技术包括电池管理、电动机以及电机控制系统、驱动系统控制、动力总成关键零部件技术、测试和优化等子系统。混合动力汽车的电池在汽车工作时一直处于非周期性充放电的循环中,技术要求较高。一般要求电池具有较高的能量密度和较高的工业密度,从而使其满足加速时所需的较大的峰值功率。研发高性能、低成本、长寿命的电池是当务之急。
2.1电动机以及电机控制系统
电机是混合动力汽车的最重要的组成部分之一,性能质量、尺寸效率都是影响其使用效果的主要因素。目前混合动力汽车上使用的多为直流永磁型、开关磁阻以及交流异步和永磁无刷同步的电机。当车辆下坡行驶或者减速时,电机能够工作并将制动的机械能转换为电能,而后储存在蓄电池里,以满足汽车工作的动力需求。
2.2驱动系统控制技术
串联混合动力汽车的电力驱动为唯一驱动,发动机的运行控制比较简单,只需要根据蓄电池的充电放电情况进行发电或停止的控制。并联混合动力汽车的驱动则需要各个部分的配合,同时需要具体情况具体分析,根据需要进行动力系统的模式转换。要维持动力系统总的动力输出,实现力的平稳和连续就需要对动力源和动力输出进行协调控制。驱动系统的控制策略要求具体分析车辆的行驶情况、发动机及电机的转矩特性和电池情况,从而决定其工作模式,确定发动机与电动机的合理工况点。此项技术尚需研究完善。
2.3动力总成关键零部件技术
发动机、离合器、变速器以及动力耦合装置都属于混合动力汽车的动力总成。它们各自的性能以及配合程度对汽车的使用具有相当的影响。目前上述零部件虽然较为成熟,仍需研究改进。
2.4测试和优化系统
测试能保证汽车安全性,要求全面细致。对混合动力汽车整车系统设计的科学技术需要合理优化。以期在动力性、经济性、环保性诸方面最优组合。就总体而言,混合动力汽车的关键技术已经较为成熟,但仍有很大改进空间。随着设计和材料及工艺的进步,混合动力汽车的关键技术有望取得新的突破,为混合动力电动汽车的发展插上腾飞的翅膀。
3发展前景展望
关键词: 节能 环保 发展 新能源汽车
中图分类号: U46 文献标识码: A文章编号: 1007-3973 (2010) 04-129-02
目前,我国汽车保有量已达到5000万辆,汽车在我国能源消耗和大气排放中均占较大比重。其年耗油量已接近全国成品油总量的60%,汽车尾气已成为我国城市大气污染中数量最大、累积性最强的毒气。汽车尾气中的CO、HC、NO、NO2等,在直接危害人体健康的同时,也极大破坏了人类的生存环境。按照近年来的汽车增长速度和油耗水平,有专家预测到2020年,我国汽车保有量将突破1.5亿大关,年耗油量将突破2.5亿吨,大气污染也将更加严重。能源和环境将受到更严峻的考验。我国政府为应对全球气候变化曾作出庄严承诺,“到2020年中国单位国内生产总值一氧化碳排放比2005年下降40%-45%”,这无疑对在生产、销售及售后环节,都会产生大量碳排放的汽车产业提出更高的要求,汽车企业将受到了更多的关注,肩负着重大使命。
汽车产业的节能环保,符合我国能源供给实际和大众消费水平,有利于缓解能源紧张状况,保护环境,对于落实国家能源发展战略,加快建设资源节约型、环境友好型社会,具有重要意义。汽车产业的节能环保既要有汽车企业的自身努力,又要有政府的政策支持,更需要全民环保意识的不断提高。
1 汽车企业自身要实现节能与环保
1.1努力寻找新的替代能源,发展节能环保车
传统燃油汽车已不能适应社会发展的需要,汽车企业要加大对新能源技术研发的重视程度与实际投入,采取有力措施,引进国外先进技术,开发核心技术、关键技术,培育自主品牌,增强自主创新能力,加快推进新能源车型的研究。近年来,新能源电动汽车技术有了突飞猛进的发展。油电混合动力技术已经进入产业化,锂动力电池技术取得了重大突破,车用燃料电池技术不断进步。奥运期间,我国已成功示范使用了新能源电动汽车。接着,国家在公交、出租等公共服务领域示范使用了新能源电动车。车企应重点推进小型电动轿车的产业化发展。小型电动轿车符合我国国情以及电动汽车本身的发展规律。我国有丰富的锂资源、稀土资源和镁资源,可以为电动汽车关键部件原材料提供资源保障。而且我国的电动自行车、电动摩托车等轻型电动车的生产历史和技术经验,为电动汽车的产业化奠定了良好基础。油电混合动力汽车目前虽已量产,但市场接受程度偏低。和传统的燃油汽车相比,油电混合动力汽车的能耗优势不言自明。但是一谈到价格,这款车显然并不占优势。过高成本导致目前油电混合动力汽车难以推广应用, 混合动力汽车除了以往的动力装置外, 至少还必须安装电池, 其成本不可能降至普通汽车的水准。因此, 油电混合动力汽车技术发展的首要难题是降低成本, 这也是有待车企解决的最大课题, 特别是必须降低动力电池、电机驱动系统、电子控制系统等的成本。这样,混合动力车的销售量才会提高,才会真正为节能和排放做贡献。在研发锂动力电池技术方面,锂离子电池具有能量密度高、容量大、无记忆性、性能好等优点,得到各汽车企业的一致认可,是目前车用电池的产业化热点。锂电池根据正极材料不同,主要有锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物和磷酸铁锂四种。由于我国铁资源丰富、铁价格低廉并且无毒,因此,磷酸铁锂是目前最理想的锂离子电池正极材料而且长远来看具有良好的发展前景。经过多年的努力,我国在2009年解决了磷酸铁锂材料改性和规模生产方面的难题,自主设计建成了年产500吨的磷酸铁锂生产线,在国内率先实现磷酸铁锂的规模化生产,推动了我国磷酸铁锂动力电池产业的发展,使得我国在动力电池这一新兴领域占据技术和市场先机。锂电池的价格和安全性还有待进一步提高。车用燃料电池性能好,环保,但价格昂贵,尚未产业化,有待继续研发。
新能源汽车的研发,电池的安全性是首要指标,研发出安全性高、容量大、循环寿命长、成本低的动力电池是新能源汽车技术发展的关键因素。只有电池技术的根本性突破,才会有新能源汽车的产业化和商品化。从某种意义上讲,未来新能源汽车企业之间的竞争,主要是动力电池性能的竞争。谁掌握了动力电池的领先技术并将其产业化,谁就会在未来汽车市场占领先机。
当今,传统燃油汽车仍占据主流地位。就核心技术和研发水平来说,新能源汽车还难以与其抗衡。但是在低碳环保大势所趋的环境下,积极研发新能源汽车是我国车企应该坚持的战略选择。因此,汽车企业应保持清醒头脑,把产品技术研发作为重中之重,从为吸引受众眼球和争取政策补贴的忙碌中摆脱出来,认认真真地投入技术研发。新能源汽车的研发之路并非平坦,有许多问题有待解决。如:新能源汽车的安全性能怎样?是否经过权威部门的检测?怎样降低成本,让百姓能够早日接受?有没有过硬的售后服务?等等。我相信,技术革命,水到渠成。通过车企的不写懈努力,这些问题都将得以解决。
1.2 车企必须重视生产过程的节能与环保
推动汽车产业的节能环保不仅仅是研究新能源,而是涉及整个汽车生产过程的每个环节。既要做到产品是低碳的,要在车辆械性能的优化、气动外形的调整、改进汽车设计降低风阻、采用新型环保轮胎等诸多方面下功夫。在厂房的建设、能源动力站房的建设也应是绿色、低碳的。这在现有燃油汽车的生产过程中也是必须做到的。
1.3 产品终端的节能与环保不可忽视
在销售和售后服务环节采取更多的节能措施。如采取更科学的物流方式,减少运输次数等。
现有的燃油汽车的生产必须通过降低油耗来达到节能的效果,通过减少尾气排放来提升环保性能。当然,这些性能的提升都会带来企业汽车生产成本的提高。但面对环保,这些代价都是值得的。
2 汽车产业的节能环保,政府的研发投入和政策支持是必不可少的
首先,建议政府将节能环保汽车技术列入国家重大科技攻关项目,并加大对产业配套资金的投入,鼓励国内企业及科研机构合作,联合推进新能源电池的产业化 。第二,制定战略和标准,促进多种技术共同发展;第三,完善财税激励政策,对买混合动力、燃料电池、纯电池车给予一定的经济补贴和税收返还政策;第四,加大政府对节能环保汽车的一些强制性采购,形成消费示范效应;第五,完善道路交通管理,为节能和环保汽车提供良好的道路环境;最后,加大政府资助力度,培育我国自主创新能力。