随着世界污染的日益严重和能源逐渐短缺,全球开始注重环保和能源问题,而汽车行业是造成能源消耗和环境污染的重点行业。有数据说,机动车消耗了国内石油总产量的85%,而大量汽车的使用则产生有害尾气污染环境。如何减少汽车对传统能源的消耗和对环境的污染问题,从长远来看,最终的解决之道不是限制汽车工业发展,而是寻找石油的替代品,开发新能源汽车。
中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,并规划了以汽油车为起点,向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来,中国提出“节能和新能源汽车”战略,政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。
2006-2007年,中国新能源汽车产业取得了重大的发展,中国自主研制的纯电动、混合动力和燃料电池三类新能源汽车整车产品相继问世;混合动力和纯电动客车实现了规模示范;纯电动汽车实现批量出口;燃料电池轿车研发进入世界先进行列。2007年12月,长安汽车自主开发的中国首款混合动力汽车——杰勋HEV量产下线。
2008年,新能源汽车在国内已呈全面出击之势。2008年或将成为中国“新能源汽车元年”。2008年1-6月,中国新能源汽车累计销量366辆,同比劲增107.95%。仅仅在2008年6月一个月内就完成100辆的销售。
在能源和环保的压力下,新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。如果新能源汽车得到快速发展,以2020年中国汽车保有量1.4亿计算,可以节约石油3229万吨,替代石油3110万吨,节约和替代石油共6339万吨,相当于将汽车用油需求削减22.7%。2020年以前节约和替代石油主要依靠发展先进柴油车、混合动力汽车等实现。到2030年,新能源汽车的发展将节约石油7306万吨、替代石油9100万吨,节约和替代石油共16406万吨,相当于将汽车石油需求削减41%。届时,生物燃料、燃料电池在汽车石油替代中将发挥重要的作用。
结合中国的能源资源状况和国际汽车技术的发展趋势,预计到2025年后,中国普通汽油车占乘用车的保有量将仅占50%左右,而先进柴油车、燃气汽车、生物燃料汽车等新能源汽车将迅猛发展。
国家扶持新能源汽车 相关政策法规助力新能源汽车发展
对于新能源汽车的发展,在国外,新能源汽车产业发展较早,各国相继出台助力新能源汽车发张的政策。国际主流汽车生产企业都视新能源汽车为提高产业竞争力的核心领域,纷纷制定并实施了各项节能与新能源汽车发展的战略规划。在我国,国家也给予了足够的重视和支持,无论从政策上还是经济上,都为新能源汽车提供了良好的发展环境。引导新能源汽车的良好发展方向。
2007年3月,国家发改委公布《新能源汽车生产准入管理规则(征求意见稿)》。《规则》对新能源汽车作出概念界定:所谓新能源汽车是指混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源汽车(如超级电机动车)。《规则》明确规定,今后“从事新能源汽车生产的企业,应当获得国家发改委的许可方能取得生产资格”,并对准入企业设立15道门槛,并实行一项否决制。
2007年12月18日,国家发改委发布《产业结构调整指导目录(2007年本)》,新能源汽车正式进入发改委的鼓励产业目录。据了解,消费者购买新能源汽车将得到税收等方面的优惠。
2008年1月15日,国家发改委召集科技部、国家环保总局、一汽、东风以及清华大学等新能源汽车方面的数十位专家开会,商讨新能源汽车发展的技术政策问题。据有关人士透露,关于新能源汽车生产准入管理办法的实施细节即将出台,而参加上述会议的几十位专家也基本组成了审核新能源汽车技术的专家委员会。法规实施后,新能源汽车上牌照、上公告都将与传统汽车区别开来。据与会专家介绍,有利于新能源汽车发展的一系列优惠措施,也有望由国务院各部委和各地方出台。
国家发改委有关负责人说,压缩天然气、氢燃料、生物燃料、合成燃料、二甲醚类燃料以及灵活燃料汽车和混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等新能源汽车整车,以及燃料电池及电催化器、电极、复合膜和双极板等电池关键材料,质子交换膜等关键零部件的开发及制造,都已列入了鼓励目录,享受鼓励政策。
2008年12月,财政部表示,今后将对购买新能源车的消费者直接采取财政补贴措施,并通过税收政策从生产和使用环节对新能源车的发展进行支持,初步预计到2012年,财政部将向新能源车的推广使用投入200多亿元,刺激新能源汽车的研发和生产。
同时,科技部和财政部表示“计划在前期小规模示范应用的基础上,再选择11个有较好的应用条件、在节能与新能源汽车以及交通领域节能减排方面有强烈需求的大中型城市,连续3年在公交、出租、公务、市政、邮政等领域,率先推广使用规模达6万辆的节能与新能源汽车,以此来拉动规模产业化的进程。”此前,科技部部长万钢表示到2012年,国内有10%新生产的汽车是节能与新能源汽车。按照国内汽车年产1000万辆计,就是100万辆。
种种信息无疑表明了一种动向,在中国市场,新能源汽车已经成为汽车企业普遍看好的一个方向,甚至成为汽车企业实力的一种象征。未来的汽车市场必然被新能源汽车占据,而现在各个方面都对新能源汽车的发展都提供了良好的条件,为新能源汽车的发展创造了良好的社会环境。
新能源汽车迅速发展,各企业新能源汽车相继问世
2006-2008年,随着全球对新能源汽车的重视和新能源技术的发展,中国新能源汽车产业取得了重大的发展,中国自主研制的纯电动、混合动力和燃料电池三类新能源汽车整车产品相继问世;混合动力和纯电动客车实现了规模示范;纯电动汽车实现批量出口;燃料电池轿车研发进入世界先进行列。
新能源汽车成了汽车产业发展的必然走向,并且有了政府政策法规的支持和各方面提供的良好发展环境,国内汽车企业发展新能源汽车、壮大汽车产业的步伐逐渐加快。国内各主流汽车企业都大力发展节能与新能源汽车,以此提高企业竞争能力,提前占据新能源汽车市场。
各个企业都制定了相对完善的新能源汽车发展战略,并且在近几年内获得巨大进步。在乘用车市场,新能源汽车产品更是品种丰富,各类车型以多种新能源为动力,在市场上得到良好的发展。
2007年12月,长安汽车自主开发的中国首款混合动力汽车——杰勋HEV量产下线。长安杰勋HEV是混合动力型汽车,采用汽油发动机和电动机混合联动模式为车辆提供动力。使其节油在20%左右;能实现怠速起停、动能助力、自动能量回收三大混合动力汽车的标志性功能;其混合动力轿车配备 ITS主动安全预警系统,提升了安全性能。但动力系统结构比较复杂,能量几经转换,机械效率较低。
天津一汽推出的夏利A+CNG采用天然气动力,夏利A+CNG双燃料车一改以往仅是在汽油机车型基础上加装燃气系统的简单“改装”思路,而开创性地采用了系统工程设计的全新思路,将燃气系统作为车辆的一个有机组成部分而加以统筹考虑和系统规划。
吉利汽车推出吉利远景CNG双燃料车和熊猫纯电动车。吉利远景CNG双燃料车采用天然气为动力,但在动力总成、底盘等部件上均与汽油版远景相同。吉利远景CNG双燃料车的燃气管理系统采用世界顶级的意大利朗第伦索公司提供的OMEGAS系统,属于当今领先的燃气多点电控顺序喷射系统,加至该车升级至国Ⅲ标准,具有突出的安全、环保、节能性。
吉利熊猫纯电动车采用40Ah锂离子电池,340伏系统电压,最高车速率65公里,续航里程80公里,完全充电时间5小时,快速充电时间1小时。本车采用吉利专利技术的双转子差速电机,能在同样的体积下提供更高的功率扭矩,并且通过电机本身实现调速和差速,从而可以省略变速器、差速器等一系列传统动力系统必需要具备的机构,使动力系统结构得到极大的简化,重量也随之有效降低。
2008年12月,比亚迪高调推出比亚迪F3DM双模电动车。比亚迪F3DM双模电动车是全球第一款上市的不依赖专业充电站的电动车,是对传统燃油汽车的根本颠覆。F3DM双模电动车搭载了全球最先进的DM双模系统。可以在纯电动(EV)和混合动力(HEV)这两种模式之间自由切换。纯电动模式下即实现了零排放,混合动力的排放标准也远远优越于欧Ⅳ标准。还突破了反复充电、家用插座充电两大技术难关。
虽然现在推出的新能源汽车在部分方面还显得相对不足,但也由此可以看出新能源汽车产品已经逐步进入中国乘用车市场,并成为未来乘用车市场的趋向。
各企业规划新能源汽车发展战略 新能源汽车市场竞争逐步激烈
国内各个汽车厂家大力推广新能源汽车产品,加快新能源汽车的前进步伐,而新能源汽车的竞争也开始逐渐激烈起来。面对未来新能源汽车市场,各企业也做好了自己对新市场的规划。
上汽集团新能源战略布局渐清 总投资20亿
2008年11月25日,上海汽车发布公告称,与控股股东上海汽车工业(集团)总公司(下称“上汽集团”)拟投资设立上海捷能汽车技术有限公司(暂定名,下称“捷能汽车”),以开发能够替代或逐步替代传统内燃机技术的油电和纯电驱动技术。
新公司注册资本为6亿元人民币,其中上海汽车出资0.6亿元人民币,持有10%的股份。项目总投资20亿元人民币,总投资与注册资本的差额部分将由上汽集团通过委托贷款等方式解决。
上述公告继续显示了上汽集团在新能源汽车方面,正在加大研发步伐。新成立的捷能汽车可能更多负担纯电动汽车的研发工作。目前,从技术路线上来看,上汽集团在新能源汽车研发的三个领域:混合动力、纯电动、代用燃料汽车(氢动力等)方面均有投入。其中,混合动力车型主要由旗下合资品牌推进,上汽集团下一步发展目标,重点是将这一类型的汽车迅速实现产业化。其中,君越混合动力轿车于7月15日正式上市销售;另外,自主品牌荣威也将推出混合动力汽车。在三大新能源技术领域,上汽集团将形成完全的产业布局,从混合动力、纯电动再到燃料电池三种技术品类,上汽集团已经形成近、中、远期的产业规划。
一汽集团深度混合动力技术是主线
“九五”期间,一汽就承担了一个国家“863”计划电动汽车重大专项资助项目,真正发力新能源汽车是从“十五”期间开始的。在研发实践中,一汽逐步走向以深度混合动力汽车为主的新能源汽车发展道路。纯电动、燃料电池和代用燃料汽车也在开发,但不是主要方向。
一汽集团技术中心基础研究部部长刘明辉解释说。,轻度、中度混合动力汽车,主要靠停车停机功能来达到节油目的。其中,轻度混合动力可基本不改变发动机;中度只需对发动机做有限的改动。未来随着技术的发展,不需要采用混合动力系统,传统发动机加以改进,也能达到与轻度甚至中度混合动力汽车相同的节油效果。从长远看,轻度、中度混合动力技术可被替代,将来也可通过购买标准化零部件、通过匹配来实现。选择深度混合动力技术,对未来发展有利。一汽混合动力汽车主要采用并联模式,这种模式要求企业有变速器、发动机等传统动力系统的开发能力。
一汽解放牌混合动力客车已经在长春进行了一段时间的示范运营。2008年7月11日,一汽集团自主研发的6辆奔腾混合动力轿车和12辆混合动力公交客车交付北京奥组委,为奥运会服务。
作为一个大的汽车集团,一汽集团既掌握了发动机技术,又具备较强的研发实力,选择混合动力技术路线,虽然技术门槛相对较高,但更能发挥其优势。目前一汽集团的红旗世纪星、奔腾都有混合动力版。但总体看,混合动力轿车技术还不及客车技术完善。深度混合动力客车节油效果比同类轿车好,能够节油20%~40%。这两种汽车目前面临同一个问题,就是成本过高。要想实现商品化,如何尽最大可能降低成本是一汽必须要解决的难题。
重庆长安以混合动力技术为主
2007年12月13日,长安公司自主研发的首款混合动力轿车―――长安杰勋顺利下线。这是我国第一款实现量产下线的自主品牌混合动力轿车,是长安汽车股份有限公司历经近6年奋斗的心血结晶。
长安在混合动力、纯电动、燃料电池、CNG、太阳能等新能源汽车上都有研发,但只有混合动力汽车是主要走的路线。长安汽车股份有限公司项目总监任勇表示“因为在新能源汽车中,混合动力汽车产业化前景较好,也是长安的优势所在。”除了杰勋外,长安还在研制志翔轻度混合动力轿车、深度混合动力轿车、纯电动汽车等。长安还建成了国内自主开发的第一条用于制造混合动力汽车的生产线。
任勇表示,长安已掌握了混合动力汽车整车控制策略的开发和整车匹配标定技术,并在电池及管理技术、电机及控制技术等方面取得了突破。但不可否认,目前长安在新能源汽车技术上只能说“相对成熟”,提高关键零部件可靠性、降低产品价格是接下来的重要任务。
相对于其他新能源来讲,混合动力技术更加成熟,产业化前景较好。多数企业会以混合动力作为主要技术路线。长安杰勋混合动力轿车采用的是中度混合动力技术,该车已经拥有各类专利300余项,其中发明专利27项。在北京奥运会期间,杰勋混合动力轿车为奥运赛事和运动员进行服务。可以说长安汽车在混合动力汽车方面已经具有了一定的优势。而长安汽车以混合动力为主要技术也正是因为这种优势的存在。
比亚迪重心放在纯电动和混合动力汽车
2008年12月,比亚迪F3DM双模电动车上市。比亚迪汽车新闻发言人王建钧表示,在新能源汽车上,比亚迪将把重心放在纯电动汽车和混合动力汽车的研发与生产上。这两类汽车都将配备比亚迪公司自主研制的能够广泛应用于电动汽车上的核心产品──铁电池。
根据比亚迪汽研院的检测数据,铁电池循环充电次数可达2000次以上,电池的续驶里程寿命大于60万公里。而且通过研究人员的努力,电动汽车使用普通插座也可充电,充满电只需9个小时。另外,铁电池含有的所有化学物质均可在自然界中被环境以无害的方式分解吸收,这种电池能够实现二次回收,基本不会对环境造成破坏。
目前比亚迪汽车已经研制出采用了铁电池的双模混合动力车F3DM、F6DM,第一款量比亚迪F3DM双模电动车已经上市。此外,比亚迪还研制了纯电动车e6。该车上配装的铁电池经过高温、高压、撞击等试验测试,安全性能较好,绝不会爆炸;动力方面,它的加速时间在10秒以内,最高车速可达160公里/小时以上。
在未来新能源汽车的竞争中,尤其是纯电动和混合动力汽车方面,比亚迪拥有铁电池的优势。铁电池耐热性、抗压性和容量都远远强于普通电池,能保障车辆长时间行驶。这种电池使比亚迪在新能源汽车中占据了领先地位。而且可以快速充电并可以使用家用电源,是比迪亚电池的最大亮点。但电池电量较低时无法提速等问题依然是比亚迪需要解决的问题。目前F3DM的材料成本可以控制在5万元以内,但要与传统内燃机汽车竞争,比亚迪仍需尽更大努力降低成本。
奇瑞新能源汽车的发展方向
在奥运新能源汽车示范运行中,奇瑞一举囊括了总共80辆混合动力轿车中的50辆,成为示范运行工作中的一大赢家。北京奥运会期间,奇瑞A5混合动力轿车将用作奥运火炬接力、马拉松等赛事的前进引导和随行服务车辆。
在今年的北京车展上,奇瑞展出了“银海绿洲”阵营,由混合动力车、燃料电池车和灵活燃料车等组成。当时,奇瑞汽车有关负责人表示,奇瑞走的是多种新能源技术齐头并进的发展道路。
奇瑞汽车有限公司董事长尹同耀在接受采访时表示:“汽车燃料由过去的单一能源发展到多种能源并存是必然趋势。奇瑞汽车在汽柴油车、电动汽车和替代燃料汽车上都有研究,也是有步骤、分阶段进行的。”尹同耀说:“弱混合动力技术是奇瑞近期的研究重点,现在该项技术已经大规模运用到奇瑞所有车型上了。另外,奇瑞也在积极开发中度混合动力技术,而发展深度混合动力轿车是远期目标。”
在油价高起对于汽车企业来说,一方面是压力和挑战,另一方面也会推动汽车企业积极开发新技术和寻找替代燃料,很可能会催生具有变革性技术的诞生。奇瑞以发展多种新能源技术为方向,近期以弱混合动力为研究重点,而以深度混合动力为远期目标。这种战略方向,可能使奇瑞在未来的汽车市场早就出多种类型的新能源汽车,产品类型丰富。近期奇瑞的新能源汽车应以弱混合动力为主,而逐渐向深度混合动力发展。
新能源汽车的主要动力系统分析
目前国内的新能源汽车主要以混合动力、电动、燃料电池和天然气为主。
混合动力汽车采用能够满足汽车巡航需要的较小发动机,依靠电动机或其它辅助装置提供加速与爬坡所需的附加动力。混合动力汽车的关键是混合动力系统,它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展,混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展,即集成化混合动力总成系统。
目前混合动力汽车的技术相对比较成熟,在目前市场看来是主流新能源汽车,而从长远看来,随着新能源技术的不断发展,混合动力必然会有很大的技术革新,否则会逐步落后于其他性能源汽车之后。
纯电动力汽车即是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车。它的主要动力系统是蓄电池。完全依靠动力蓄电池作为动力源,并以电动机与电机控制系统驱动的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车前进。从外形上看,电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别,区别主要在于动力源及其驱动系统。
目前纯电动力汽车在市场相对较少,因为充电问题还制约了纯电动力汽车在乘用车市场的发展。纯电动力汽车在解决充电问题之后,在乘用车市场的占有率会相对提高,受到普通家庭用户的青睐。
燃料电池汽车动力源主要是燃料电池。燃料电池是能量生成装置,通过化学反应产生电能,储存于电池中,带动汽车行驶。
天然气发动机。目前,国内外汽车使用天然气时,都是将原来的汽油车或柴油车的发动机进行改装,以适应燃烧天然气。
燃料电池和天然气汽车发展比较稳定,在未来性能源汽车市场同样会保持其主流地位。
而未来将会有越来越多的新能源作为汽车的动力才出现,如核能、水能、太阳能、风能、生物质能、氢能等等。目前各国正在研究发展新的能源动力,这些又将推动新能源汽车的发展。
随着全球对环保要求的日益提高和传统能源的紧缺,新能源汽车必将成为未来汽车市场的主流产品,而传统能源汽车将会逐步退出历史的舞台。到2008年,新能源汽车已经逐步发展起来,并进入了人们的生活之中。未来的汽车市场是企业新能源汽车产品的竞争。虽然现在新能源汽车从某些方面看来还无法代替传统能源汽车满足用户的各种需要,但随着新能源技术的不断发展,越来越多能够满足人们需要的新能源汽车将会逐步出现并占领汽车市场。