(山东现代学院汽车技术学院 山东 济南 250104)
近年来,随着中国政府的大力倡导和各项优惠政策的出台,中国目前新能源汽车发展呈现快速增长的态势。截至2015年底,新能源汽车保有量为58万辆,纯新能源汽车保有量为33万辆,占新能源汽车总量的57%。2016年一季度生产新能源汽车62663辆,销量58125辆,产销数据分别比同增长了1.1倍和1.0倍。
目前我国新能源汽车销量以小型车为主,我国本土企业有北汽新能源、比亚迪等新能源汽车生产企业,车型也逐渐多了起来。我国已经上市的比亚迪E6纯新能源汽车,单次充电的续航里程可以达到300km,100km耗电量仅为21.5度,行驶过程零排放。
根据中国目前的消费水平看,混合动力汽车和小型纯新能源汽车的发展较快,销量也明显增加。目前比较流行的几款新能源汽车的发展情况如下:(1)纯新能源汽车。纯新能源汽车我国已经掌握了设计整车的技术,实现了在小型纯新能源汽车和公交车方面生产和运行,如比亚迪的E6等。(2)混合动力汽车。目前已经成为我国新能源汽车的主要产品类型,开始进行产业化推广。目前比较具有代表性的有一汽丰田普锐斯,上汽集团的荣威550的混动版本,此外还有比亚迪、郑州日产、奇瑞、长安等都有混合动力型汽车生产上市。(3)燃料电池汽车。目前清华大学和北客已开始联合研究燃料电池客车计划。上汽、同济大学承担了燃料电池轿车的研发任务。我国燃料电池汽车在多个方面有了新的提高和突破,主要技术指标与国际先进水平相当,但离量产还有相当大的差距。
新能源汽车的其实早在19世纪,就已经出现了。不过随着油田的不断发现,燃油价格不断降低,同时内燃机技术的迅速发展,使得传统燃油汽车对比新能源汽车的速度低,续航里程短且售价昂贵具有很大的优势,传统燃油汽车逐渐成为主流,而新能源汽车逐步遭到淘汰。
在之后的很长时间里,电车汽车由于其高成本和续航里程低,一直发展比较缓慢,没有形成市场规模。直到20世纪末,油价的高企和环境的持续污染,让新能源汽车再次受到关注。
(1)纯新能源汽车。纯新能源汽车的零污染让各国政府都极为重视,发展的重点是小型乘用车,如奔驰的Smart,宝马的MINI等车型,二是发展大型特殊用途车辆。
(2)混合动力汽车。日本丰田的普锐斯和本田的思域早在1995年就已经进入市场。现阶段技术已经成熟,同时也得到了推广。
(3)燃料电池汽车。美国的部分厂商将燃料电池汽车作为主攻方向,但由于燃料电池的制造成本、运输安全、存储等一系列问题还没有得到解决,至今还没有量产。
美国能源部在2009年,设立金额为20亿美元用来支持新型新能源汽车所需的电池开发。同时为了鼓励消费购买新能源汽车,购买充电式混合动力汽车,就可以享受税收优惠,对于轻型混合动力汽车的优惠3400美元,而对于天然气等代用燃料汽车的成本增加部分给予50%到80%的补贴,同时政府还投资建造了许多充电站等基础设施来支持新能源汽车的发展。
日本方面,政府对于新能源汽车给予了很大的优惠政策。比如说新能源汽车的税收为普通汽车的一半,并且能获得更高的补贴,新能源汽车还能享受停车费半价和高速公路半价等优惠政策。
目前来说,插电式混合新能源汽车和纯新能源车现在已经成为新能源车发展的方向。插电式混动车可以在每次充电后依靠电力行驶可以达到20公里到100公里,剩余的里程可以通过内燃机来满足需要。纯新能源车方面,特斯拉最高续航已经超过500公里,部分性能已经超过传统燃油汽车。
随着社会经济的发展,新能源汽车的种类越来越多,也越来越成为发展的趋势。生态环保理念的畅行向汽车行业的发展发起了严峻的考验,因此,以电力、氢气为燃料的汽车逐渐成为发展的主流。未来新能源汽车引领着将来汽车的发展趋势,目前其在全球区域内所占的比例正在快速变大。石油是一种不可再生能源,从长远来看无法永久满足车用燃料的需要,而碳排放等污染问题也是难避免的存在,因此找到绿色的代替能源充作汽车动力,始终是各国竭力追求的目标。新能源汽车也由此被着重重视,部分欧洲国家和车企甚至有到2030年或之后只出售新能源汽车的规划,日本各个车企也展露出逐步降低传统动力汽车销售比重并将最后停售的意愿。
未来的新能源汽车要想赶上并超过燃油汽车的功能,就必须在以下几个方面有所突破,从而加快新能源汽车的发展。
(1)车身轻量化。汽车是为了方便人们的出行,其速度与续航能力必须满足人们的需求。新能源汽车要想提高自身的续航能力,就必须从根本上减轻车身的重量,减小阻力。要想达到上述效果就要从汽车材料入手,既要比现在的汽车构成材料轻,还要保证其强度,比如特斯拉就采用了全铝车身;另外电池是新能源汽车正常运行的关键部件,其单位容量密度也有待提高。
(2)动力更加清洁化。目前,市面上存在的新能源汽车主要还是传统混合新能源汽车,不过正在朝着插电式、纯新能源汽车趋势发展,未来还有望实现燃料电池新能源汽车。新能源的研究与建设逐渐成为社会发展的主流,在研究过程中,燃料电池的益处日渐显著,相比于插电式新能源汽车,燃料电池的新能源汽车环保作用更好,燃料电池主要能源是氢气,通过氢氧化学反应,最后汽车排除的反应物只有水,在更大程度上做到了零污染。相对于其他类型的新能源汽车来说,燃料电池新能源汽车的续航能力更强,普通的传统纯新能源汽车的速度只能达到100-200千米每小时,而燃料电池新能源汽车的速度最高可提升到600千米每小时,其充电时间也短,燃料电池新能源汽车在三分钟内就可以完成电池补给,优化汽车行驶性能。
(3)价格接地化。随着汽车使用范围的不断普及,其价格在整体范围上较原来有所下降。新能源汽车对车身的材料有所改进,要比普通汽车的重量轻百分之三十。随着时间的发展和电机、电池等生产技术的不断提高及更为经济的氢能源的使用,新能源汽车的价格将有所下调。据研究显示,美国能源部的计划蓝图中显示在近几年的发展中,氢电池的成本将从500美元/千瓦时降低到125美元/千瓦时。不仅如此,放眼望去,市面上除了奔驰、迈巴赫、宾利、世爵等高端品牌汽车外,也有大众、别克等经济型品牌,越来越多的品牌和车型逐渐问世,加上新能源汽车的竞争,其价格将会整体降低。
(4)充换电方式越来越便捷。新能源汽车的正常运行是要保证有足够的电量,因此,便捷、快速充电成为新能源汽车需要解决的首要问题,这一问题也是目前各国都在努力研究的项目。传统的燃油汽车只有一种加油方式来增加动力,新能源汽车要想长期稳定的发展,就必须实现充电方式的多样化,实现在线充电和无线充电双结合。除此之外,还可以考虑换电方式的发展,比如美国就提出过机器人换电池的方法,并保证过程在九十秒之内。德国作为制造业元老,在研究过程中曾经测试将新能源汽车的充电系统与路灯相连,提高新能源汽车持续续航的便捷性。新能源汽车电能的供给问题是目前各大国家、各大车企争相探索的问题。