话说新能源汽车

陆明、吕平（国家工程机械质量监督检验中心） 余八一（中国质量认证中心）/ 文

话说新能源汽车

陆明、吕平（国家工程机械质量监督检验中心） 余八一（中国质量认证中心）/ 文

新能源汽车，已经在我国的节能减排战略中被赋予更高的希望。

2012年，国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》（简称《发展规划》），明确了十年内我国新能源汽车发展的总体目标和阶段目标，并且对新能源发展路线以及扶持政策提出了明确的要求，从财政、税务、融资等方面给予大力支持。

将新能源汽车发展上升到国家战略，以及加紧对上下游产业链条的衔接，我国新能源汽车的发展正在步入“快车道”。

一、新能源汽车的追溯

号称“新”能源、“新”技术车，实际上并不新，早在19世纪末，由于社会对汽车发动机的需求开始猛增，而德国、法国发动机生产商的产量远远供不应求，在这样的背景下，很多地方都开始了替代汽油机动力的研究，电动机便成了当时的一股主要力量。由于已经有轮毂电机专利在手，波尔舍与他的团队便开始着手设计一款可以应用轮毂电机的汽车。在做了诸多尝试之后，他将轮毂电机放在了前轮，于1898年推出了一款前轮驱动的双座电动车，命名为“Lohner-Porsche”（洛纳-保时捷）。这款车的设计还没有脱离当时马车车厢的造型，两个前轮使用轮毂电机驱动车辆前进，每个轮毂电机提供不到3马力（2千瓦左右）的动力输出，为电机供电的铅酸电池装在车厢下方，由于当时的电池能量密度低，而且电池又大又笨重，因此车辆的行驶里程较短。但是，轮毂电机的动力输出非常直接，不存在发动机燃烧效率、各种传动机构带来的动力损耗问题，所以在效率上是无可挑剔的。

那个年代，汽车比赛的用途是用来证明谁的产品更好更可靠，波尔舍也开始关注各种当地的比赛。对于波尔舍来说，有了前驱的电动车，为剩下的两个轮子同样装上轮毂电机自然不是难事，为了参加比赛冲击速度记录，他也确实这么做了。于是，四个车轮都装备有轮毂电机的“洛纳-保时捷”电动车便光荣地成为了世界上第一辆四轮驱动的汽车，也是世界上第一辆拥有四轮制动系统的汽车，这辆车子据说打破了一些速度记录，在一百年前被人们用“飞快”来形容。不过“四驱”并没在性能上给这辆车带来更多优点，为了给四个轮毂电机提供电力并保证足够的行驶里程，这辆车仅仅是电池组的重量就有1.8吨，相当于一辆奥迪A6L的整备质量了。

虽然电动车引起了空前的关注，但是电池过于笨重，行驶里程短的问题成了它最大的软肋，如何能让电动车跑的更远又不用增加电池重量呢？指望当时的电池技术是不可能了。在洛纳-保时捷电动车引起轰动的同一年，波尔舍想出了“自产自销”的办法：给电动车装上一台发电机！而用普通的汽油发动机来驱动发电机，这样一来，就不需要再携带过多的电池组了。这就是最早的串联混合动力车，这种使用电能来传递能量的方式也被叫做“电传动”，目前已广泛应用在机车及大型工程车辆上。

由于石油的大量开采和廉价使用，使汽柴油驱动成为汽车的传统动力，各大公司虽然都保留团队对传统能源以外车型的研究和开发，但都没有达到量产和大量使用的阶段。但随着对石油资源依赖度的提高，大气污染和交通拥堵问题突出，发展新能源汽车成为调整我国汽车产业结构的必然选择，而国家电网、城市设施方面的管理集中，以及我国优势能源煤炭的资源集中，为新能源汽车特别是电动汽车率先实现产业化提供了得天独厚的条件。新能源汽车已列为国家七大战略性新兴产业之一，这是一个确定的发展方向。而降低对石油尤其是进口石油的依赖，是电动汽车发展的一个重要推动力。中国电网结构相对集中，国家电网和南方电网等都是大型国有企业，相对集中的管理模式对电动汽车基础建设快速发展大有好处。环顾全球，中国在新能源汽车政策方面的推动力度非常大，现在有20个新能源汽车实验城市，其中6个对私人能源消费实施补贴，从政策角度、政府推动意愿来看，中国很有希望成为第一批实现新能源汽车或者电动汽车产业化的国家之一。

二、新能源汽车的努力方向

1.突破发展瓶颈：电动电池

要突破动力电池核心技术，提高电池性能和寿命，降低成本。开发新型正极材料和高容量合金负极材料，加强电池管理可靠性研究和轻量化设计，提高电池比能量；重点开展电池优化设计、工艺创新和装备改进，提高电池及关键材料的生产一致性；开发电池自激活电压控制和热控制等新技术，提高电池安全性；以改进电极材料循环性为重点开发长寿命电池体系；提升电池材料低成本制备技术，推进电池零配件和系统组合件的标准化和规模化，降低成本。

2.建立社会支持体系

由于电池的实用性较低和配套设施不完备等，即使扣除补贴车价仍然过高等因素，公众目前对新能源车大多还是采取怀疑和观望态度。目前在用较多的新能源车都是政府在某区域范围内的公车、出租车或园区摆渡车等，是明显的政府扶持项目。汽车厂商和零部件厂商目前针对新能源车辆的投资和研发投入仍然不足。

重点要全面构建节能与新能源汽车共性技术研发平台；建立节能与新能源汽车关键零部件自主发展体系；扎实推进节能与新能源汽车试点示范；健全标准体系；开展充电设施建设，建立以个人和公共停车位分散慢充为主的充电系统，为新能源汽车的产业化做好准备。

3.消除传统势力和国际不利环境的影响

传统汽车产业正面临日益严峻的能源和环境压力，发展低排放、零排放的新能源汽车已是大势所趋。在相关政策的扶持下，中国有40多家企业正在研发生产新能源汽车，而每辆车数万元的消费补贴，也使市场对新能源汽车的需求不断加大。

欧美等国对中东等传统能源市场进行了大量的政治和军事投入并存在大量的既得利益，并不是说欧美就反对新能源政策，但是确实有一股势力不甘于传统能源的失宠或被替代，美国对中国的清洁能源产品启动301调查，欧盟对中国光伏产业的反倾销调查等，传递的信号是欧美等国并不总是支持中国改善环境的努力，也是部分团体利益诉求的体现。各种调查也已导致国内主要依赖出口的新能源产业受挫，该项调查将对我国风能、太阳能、高效电池和新能源汽车行业造成较大影响。我们应发扬制度和体制上的优越性，消除各种不利因素的影响，以新能源车为契机，形成我国产业发展的一个新的辉煌。

三、新能源汽车的技术方向

新能源车三个技术方向是混合动力、纯电动驱动电池车、燃料电池驱动电池车，下面以目前已实用化的混合动力和燃料电池驱动电池车为例，了解其发展现状：

1、混合动力车

某款混合动力车搭载了一台18千瓦时锂电池，与其相连的是一台紧凑型电动机，其最大功率100kW，峰值扭矩320N·m。这种结合方式可以让该车仅仅依靠电力驱动最长行驶100公里；另外利用一台1.0升三缸汽油涡轮增压发动机为锂电池充电，最大功率67马力（50kW），汽油发动机可以使续航里程再增加500公里。这款车百公里加速时间不到11秒，而最高时速经过电子限速固定为150km。虽然行驶里程延长是它的一大特点，但该车真正的突破是充电技术，利用独特的20kW快速充电器，这款车仅需充电30分钟就可行驶50公里，完全充满电约需一个小时。如果用标准的3.3kW家用充电插座，充电时间需要6小时。

2、燃料电池车

氢燃料车对于中国汽车市场是非常好的解决方案。首先它是零排放，同时它又可实现长距离行驶，远远超过电池电动车。在城市里，电池驱动车的充电是非常方便的，需要时，到专用的充电桩进行充电即可。但是对于中国这个地域广阔的国家，设置覆盖全境的充电装置是一项很大的工程，这使得电池驱动电动车在长途行驶时就会出现困难，而燃料电池技术就可以解决这个问题。

某品牌的燃料电池车续航里程400公里，完全达到车辆行驶续航历程。在德国，大约1000家加氢站就可以覆盖全境，燃料电池车没有任何问题。但是在电池技术上还有许多因素影响，包括电池的重量、电池的造价等。在欧洲和日本，政府正大力研究加氢的可行性，中国在几年前也开始这方面的研究。对于公交车来说，它不需要不停地补充燃料，只需每天行驶完毕后回到总站进行加氢。在德国很多城市已经开始做这种尝试，在汉堡已经开始把氢燃料考虑成为公共汽车发展的方向，所以氢燃料还是有很大的前景。

氢燃料电池车在现阶段的价格和使用成本肯定会贵一些，因为在投产初期受产量限制，而随着产量的不断提高，它的价格和使用成本都会降低，很有发展前景。例如加氢所需要的时间非常短，和普通加油时间是一样的，而且行驶续航里程达到了400公里，可以满足一般的驾车要求。