张红伟
(广州科技贸易职业学院,广东 广州 511442)
新能源汽车的发展现状及前景分析
张红伟
(广州科技贸易职业学院,广东 广州 511442)
∶由于石油等资源的有限性和环境的污染的增加,节能减排被提高到当今世界各个国家安全的高度,汽车行业首当其冲。文章分析新能源汽车的概念及分类的基础上,对新形式下的各种新能源汽车的发展前景进行描述。以纯电动汽车和混合电动汽车为代表的新能源汽车将会在逐渐代替传统的石油燃料汽车。
∶新能源;电力驱动;混合动力汽车;
10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.008
CLC NO.: U471.22Document Code: BArticle ID: 1671-7988 (2016)09-22-03
随着人类社会的发展,不可再生资源在逐渐的减少。越来越多的人都在关注新能源的概念。汽车,作为人类使用最广泛的交通工具,是消耗有限资源数量较大的物品,新能源汽车概念就是在这样一种环境下产生的。最早在上个世纪60年代初,就有人提出汽车新能源的概念,自从这一概念产生以来,行业内也在使用和研发和种新能源来代替传统的汽车燃料。目前对新能源汽车还没有一个业界公认的概念,对于新能源汽车的分类标准也没有统一的意见。
目前广泛接受的新能源汽车的概念就是用可再生资源或轻污染燃料作为驱动力来代替石油燃料的汽车。现在新能源汽车主要包括电动汽车、混合动力汽车,乙醇燃料汽车、氢燃料电池车、太阳能汽车等。新能源汽车一般运用技术较为先进的车载动力装置,再加上动力控制系统和驱动技术,采用全新的结构进行轮轴驱动。
新能源汽车的产生,让人们看到了可再生资源代替不可再生资源的可能性,这与人类的生存法则相适应。人类的生存法则就是:物品的使用不能以牺牲其他利益为代价,而且最好能够重复利用。而传统汽车的设计和制造根本上违背了这一法则,在人类认识到其严重性的时候,新能源概念出现了,所以新能源汽车将会在一定程度上代替传统汽车,以节省人类共同的资源。
1.1电动汽车
电动汽车是当前新能源汽车的典型代表,也是使用比较广泛的新能源汽车,电动汽车当前主要有3种,分别:混合动力汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车。
1)纯电动汽车
就是用纯电能来代替燃料的汽车,它利用蓄电池将电能进行存储,然后利用电能对轮轴驱动,进而可以驱动汽车。其在操作和外观上和传统的汽车是一样的,但是驱动系统和动力装置是不同的。电能作为可再生能源,污染小,噪音低,在汽车生产行业,已经成为了很重要的一种能源提供方式,由于它没有发动机,只有动力驱动系统,所以汽车的结构被简化了许多,故障率也大大减小,使用方便,也便于维护。但是目前,纯电动汽车虽然优点很多,但是并没有得到普及,也没有完全代替传统汽车的绝对优势,主要原因是电能的提供方式还存在瓶颈。当前纯电动汽车的电能提供是完全依靠电池来提供(除了有专门提供电能的电动公交车),但电池提供电能的能力和续航能力还没有得到很好的解决,这一切只能有待技术的提高。
2)混合动力汽车
由于纯电动汽车存在目前还没有办法很好解决的致命的缺陷,所以纯电动汽车只能用在短距离、低消耗、动力驱动要求不高的环境下使用。由于电池的续航能力较弱,需要专门的充电场所,并且电池的充电需要较长的时间,这也给纯电动汽车的普及带来一定的障碍。
在这种情况下,燃料和电力双驱动的混合动力汽车就产生了,它有效的解决了纯电动汽车的电池续航较弱和驱动力不强的问题。混合动力汽车具有两套驱动系统,一套是传统的发动机驱动,一种是电力驱动,混合动力汽车对燃油系统进行修改,使得其经济性大大提高,并且有效减小其排放量。
这种汽车的两个驱动系统可以同时工作,也可以单独进行工作,就是通过这种同时工作的组合工作方式,才将燃料的经济性提高,废气排放量减小,并减小燃料的消耗。混合动力汽车的中枢控制系统将两个动力驱动源结合在一起,并进行有效的协调,使得这种类型的汽车将传统汽车和纯电动汽车的优点结合起来,并有效弥补了两种汽车的不足之处,这种汽车的发展前景较好。
1.2氢燃料电池车
现在的社会存在不少的污染源,其中汽车尾气的排放成了很重要的污染环境的方式,但是以目前的技术还没有办法完全解决污染排放的问题。美国总统小布什曾经在国会要求全国人民使用新能源汽车来解决污染和对石油资源的依赖问题,他在国会提倡的新能源就是指的氢燃料电池。
燃料电池车不需要发动机的高温燃烧,所以不会有太多的能量损失,是比较理想的代替传统燃料的资源。氢燃料电池车也是主要靠电动驱动来进轮轴驱动的,而电动机的动力是依靠氢气和其它物质经过比较复杂的化学反应而产生的电流。这个过程比较复杂,但中间化学反应不产生大量的热量,不产生污染源,其能量转换率较高,比较环保且高效。
1.3太阳能汽车
太阳能和风能是人类比较早利用的大自然的能量。由于它来源充足,使用方便,且是无限资源,所以很早便有人研究将太阳能用在汽车上来为汽车提供驱动力,在目前的所有新能源汽车中,太阳能汽车是利用价值最高的,且发展前景最为看好的。
太阳能做汽车的能源,则完全没有污染排放,汽车对环境的污染问题可以得到基本的解决。和前几种新能源汽车相比,太阳能汽车几乎没有任何能源成本,并且利用率可以高达95%以上,要知道,传统的燃料汽车能量的利用率大概只有25%,大部分能量都排放掉了,最高的利用率也仅为50%-60%,因此太阳能电动汽车必将成为将来新能源汽车发展的重点。
由于我国在汽车行业的发展落后于西方国家,所以汽车工业技术的发展也落后于他国。但是我国人口众多,市场潜力巨大,再加上近几年来国家经济发展快速,汽车的销量迅速增长,每年都以成倍的速度增长。到2015年,我国汽车的产量和销量已连续七年蝉联世界第一。
我国汽车产量和销量的增加也带来了一系列的问题,比如环境污染、能源紧缺等。所以新能源汽车也就慢慢的被提上了日程,目前我国的新能源汽车以纯电动汽车和混合动力汽车为主,但由于技术和市场的原因,新能源汽车还处于起始阶段,目前我国市场上新能源汽车的销售中80%为混合电动车。
我国《新能源汽车产业规划》中提出在我国亲能源汽车发展过程中要逐步发展,有规划的将传统燃油汽车的生产和销量降低,在短期内,以混合动力汽车为新能源汽车的龙头,带动其它新的能源形式发展,以混合动力汽车为过渡,长期有计划的发展纯电动汽车。直到今天为止,我国的新能源汽车主要有三种,混合电动汽车、纯电动汽车和天然气能源汽车。
新能源汽车需要大量的资金和技术,仅凭一家很难形成气候,而我国由于地大物博,各地企业的生产和销售形态各异,很难形成产业规模,再加上各企业之间的竞争关系、各地政府的地方保护等问题,国家虽然也进行过产业调整,但是也很难象日本和美国那样汽车产业如此集中。新能源汽车在各大生产商的投入下如果各自发展自己的品牌,很难形成统一的技术标准及发展步伐,国内的汽车品牌还很难有自己的核心技术,往往都是和国外比较成熟的汽车品牌公司合作进行生产和销售,所以在新能源汽车的发展还存在着不少困难。
另外,国家为了提倡能源节约,发展新能源汽车,对新能源汽车有比较大的补贴,所以国内在一定程度上也存在着为了国家补贴而进行所谓的开发、研究和销售。在国内的一些大、中城市也存在着一些汽车联盟,但是这些汽车联盟也存在一定的问题,主要表现在联盟内部成员会有不少业务往来,而联盟之间却很少有交往,在整体上不利于汽车产业的发展。
当前我国新能源汽车的发展还存在一个很大的阻碍,我国当前仍然处于传统汽车产业高速发展期,传统汽车产业仍然可以给汽车生产企业带来巨大的利润,此时如果投入大量的资金和技术力量到新能源汽车,有可能给企业带来更大的利润和发展空间,但是也可能带来巨大的风险,所以当前绝大多数的汽车公司还是将重心放在传统的汽车工业。因此,对国内的汽车行业来说,对新能源汽车的需求并没有那么的强烈,除了个别较大的生产企业来说,发展新能源汽车的意愿不高。而国外的新能源汽车相对成熟的厂商和国内的企业进行合作,将技术相对成熟的产品投放到中国市场,给国内的汽车行业带来压力,并使我国自主品牌处于竞争的不利地位,也进一步加大了外国品牌汽车在中国的垄断地位。
对我国的新能源汽车来说,最有可能在最短时间内代替传统汽车的就是纯电动汽车。这种动力系统的转型所带来的问题就是对电源技术的较高要求,因此对新型电源技术的产能、充电放电时间、续航能力等都需要较大的提高。
由于电力驱动的汽车,其性能几乎完全取决于电力系统的好坏,也就是电池的性能直接决定了纯电动汽车的综合性能。所以电池成了纯电动汽车最关键的一个技术环节,可惜,目前还没有国家能够很好的解决这个问题。当前新能源汽车的电池主要包括镍氢电池、锂电池、氢燃料电池等,它们在电力提供能力、充电时间及使用寿命上都存在很大的不同,但都没有很好的解决实际使用中存在的问题。在这几种电池中,锂电池就目前来看最具有发展空间和前景。锂电池的生产和技术相对来说也较为成熟,所以新能源汽车的电源发展上锂电池将是纯电动汽车发展的主要方向,每一辆新能源汽车的投入都会给电池市场带来不小的收入,这也将反过来促进纯电动汽车的发展。
据最新的资料表明,石墨烯电池已成为新能源汽车动力电池的一个热点,其技术已基本成熟,但成品率低、成本过高,目前还无法商业化。
影响新能源汽车发展还有一个重要因素就是价格的问题,这也直接决定了新能源汽车的发展前景。物品的成本是价格决定的,同时价格也决定了市场,当前我国新能源汽车中,除比亚迪的某款汽车价格较高外,国产的纯电动汽车价格都不高,再加上国家对纯电动汽车有较高的补贴,所以对普通的消费都来说购买这种纯电动汽车已经不存在太大的问题。
新能源汽车代替传统的石油燃料汽车必将成为汽车产业发展的趋势,新能源汽车的发展前景也是一片看好,但目前在技术支持上还存在一定的瓶颈。
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Analysis of development status and Prospect of new energy vehicles
Zhang Hongwei
(Guangzhou Vocational College of Technology & Business, Guangzhou, Guangdong 511442)
due to the limited resources and environmental pollution, the energy conservation and emission reduction has been raised to the height of the security of all countries in the world, and the automobile industry is the first to bear the brunt of the pollution. Based on the analysis of the concept and classification of new energy vehicles, this paper describes the development prospects of new energy vehicles under the new form. By pure electric vehicles and hybrid electric vehicles as the representative of the new energy vehicles will gradually replace the traditional petroleum fuel vehicles.
new energy; electric power drive; hybrid electric vehicle
∶U471.22
∶B
∶1671-7988 (2016)09-22-03
张红伟(1970-),男,硕士研究生,就职于广州科技贸易职业学院,机电工程学院院长,副教授。