淺析我國(guó)汽車未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

劉少飛 黃偉 左毓明 董興宇

1.天津索克汽車試驗(yàn)有限公司 天津市 300300 2.中國(guó)汽車技術(shù)研究中心漢陽(yáng)專用汽車研究所 湖北省武漢市 430056 3.天津卡達(dá)克汽車高新技術(shù)有限公司 天津市 300300 4.天津亞星世紀(jì)實(shí)業(yè)股份有限公司 天津市 300350

1 發(fā)展中的燃油車對(duì)環(huán)境的危害

1.1 發(fā)展中的燃油車

自從1836年由瑞典化學(xué)家Berzelius提出的催化概念以來(lái)，催化科學(xué)在技術(shù)上取得了前所未有的進(jìn)步，成為現(xiàn)代工業(yè)文明的重要里程碑。而事實(shí)上，催化技術(shù)是化學(xué)工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)的合成[1]。近些年霧霾已成為全國(guó)，各大城市常見(jiàn)的天氣，對(duì)人們的生活及出行安全，造成了極大的影響。然而汽車已成為生活中的必需品，不論是自駕或是搭乘，已成為當(dāng)前社會(huì)最為關(guān)鍵性的交通方式，但在便捷的同時(shí)又對(duì)環(huán)境造成極大的危害，尤其是尾氣排出的PM2.5對(duì)環(huán)境的影響，引發(fā)全社會(huì)的關(guān)注[2]。

1.2 國(guó)六b排放法規(guī)要求

如表1所示，國(guó)六排放與國(guó)五排放限值比較，國(guó)六循環(huán)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)由NEDC改為全球輕型車統(tǒng)一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)WLTC。輕型車WLTC國(guó)六b在常規(guī)下，排放限值整體降低了約50%，同時(shí)又增加了排放物一氧化二氮和顆粒物數(shù)量PN的限值要求[3]。

1.3 汽車尾氣及燃油改革

汽車尾氣中含有一氧化碳、氧化氮及一些固體顆粒，尤其是含鉛汽油，對(duì)人體的危害更大。鉛在廢氣中呈微粒狀態(tài)隨風(fēng)擴(kuò)散，一般從空氣中吸入體內(nèi)的鉛量每天約一毫克。

2018年6月1日發(fā)文，為進(jìn)一步優(yōu)化能源，降低尾氣污染排放，改善生態(tài)環(huán)境，天津市推廣使用車用乙醇汽油，2018年8月31日前開(kāi)始推廣，于9月30日實(shí)現(xiàn)全市封閉運(yùn)行，全市區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)車用乙醇汽油替代普通汽油。

當(dāng)前形勢(shì)下車用乙醇汽油，是國(guó)家戰(zhàn)略性舉措，符合國(guó)家建設(shè)清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系的要求，可降低機(jī)動(dòng)車尾氣污染物、顆粒物及一氧化碳等有害物質(zhì)排放，是改善環(huán)境防治大氣污染的重要方案。

2 電動(dòng)汽車發(fā)展及展望

2.1 電動(dòng)汽車發(fā)展史

電動(dòng)車作為新能源交通，已成為全國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)及未來(lái)發(fā)展的焦點(diǎn)，車載動(dòng)力電池，將成為電動(dòng)汽車的核心部件，其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性將至關(guān)重要，德國(guó)從2009年開(kāi)始啟動(dòng)研究車用鋰電池，幾乎所有德國(guó)汽車和能源巨頭均加入。我國(guó)電動(dòng)車2016年銷量64.8萬(wàn)量，2017年銷量達(dá)77.7萬(wàn)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，按新能源車發(fā)展規(guī)劃，到2020年新能源車年產(chǎn)量達(dá)200萬(wàn)量年均增長(zhǎng)37.5%。

2.2 電動(dòng)汽車補(bǔ)貼政策：

2017年新能源補(bǔ)貼政策，對(duì)地方補(bǔ)貼也有了進(jìn)一步規(guī)定，規(guī)定地方財(cái)政對(duì)單車的補(bǔ)貼上限不得超過(guò)中央財(cái)政單車補(bǔ)貼額的50%。如表2、3。

我國(guó)純電動(dòng)汽車在生產(chǎn)和應(yīng)用方面，仍處于師范應(yīng)用期，其性能有待進(jìn)一步提高。純電動(dòng)汽車實(shí)際續(xù)航里程為100~200km，而常規(guī)充電需要2~6小時(shí)，純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程短、壽命短，且充電時(shí)間長(zhǎng)及電池成本高等問(wèn)題，影響我國(guó)純電動(dòng)汽車的普及，現(xiàn)階段純電動(dòng)汽車主要應(yīng)用于規(guī)定區(qū)域或規(guī)定的用途[4]。

表1

表2

表3

3 國(guó)家電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)及電動(dòng)車充電設(shè)施改善

3.1 國(guó)家電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)

據(jù)統(tǒng)計(jì)僅2016年國(guó)家電網(wǎng)共經(jīng)營(yíng)全社會(huì)電量4.7萬(wàn)億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷7.6億千瓦、裝機(jī)12.7億千瓦，截至2016年底，110（66）千伏及以上輸電線路長(zhǎng)度為93.2萬(wàn)千米、變電容量40.04億千伏安，截至2017年底，建成和在建線路長(zhǎng)度超3.2萬(wàn)千米，變電容器超過(guò)3.4億千伏安。電網(wǎng)是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，國(guó)家電網(wǎng)將重點(diǎn)圍繞新型工業(yè)、城鎮(zhèn)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，實(shí)施新一輪的電網(wǎng)改造升級(jí)，建設(shè)世界一流的配電網(wǎng)設(shè)施，提升電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、精益、智能等水平，為全面建成小康社會(huì)提供有力保障[5]。

3.2 電動(dòng)車充電基礎(chǔ)設(shè)施改善

某地區(qū)對(duì)電動(dòng)車注重于自用充電裝置，且因地制宜以及差別化，對(duì)充電設(shè)施進(jìn)行相關(guān)規(guī)劃和建設(shè)。將在新建的小區(qū)以及停車場(chǎng)等多種設(shè)施，應(yīng)當(dāng)依據(jù)大于等于總停車位10%的比例，來(lái)將預(yù)留出充電設(shè)施的占地面積。除此之外對(duì)于新建的住宅和新建的辦公場(chǎng)所以及獨(dú)立的公共停車場(chǎng)和商業(yè)停車場(chǎng)，提出具有針對(duì)性電動(dòng)汽車，充電基礎(chǔ)裝飾布局要求

根據(jù)國(guó)家“十三五”規(guī)劃，到2020年，集中式的充電站要發(fā)展到1.2萬(wàn)座，分散式充電站要達(dá)到450萬(wàn)個(gè)。

4 國(guó)外電動(dòng)汽車安全性及未來(lái)開(kāi)發(fā)新型電池

4.1 特斯拉電動(dòng)汽車的安全性

特斯拉是唯一一家采用18650型鋰離子電池的公司，這種電池曾一直用在筆記本電腦，其特點(diǎn)是技術(shù)相對(duì)成熟、功率高、比能量大、一致性高，但其安全系數(shù)相對(duì)較低，熱特性和電特性較差，成本相對(duì)過(guò)高。

特斯拉公司的研究人員，對(duì)每一層的電池組，都進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，他們?cè)诿總€(gè)電池單元、每個(gè)電池磚和每個(gè)電池片的兩端均設(shè)有保險(xiǎn)絲，一旦電池過(guò)熱或電流過(guò)大則立刻熔斷，以此避免因某個(gè)電池出現(xiàn)異常情況，而影響到整個(gè)電池包。在整個(gè)電池包上，設(shè)置有電池系統(tǒng)控制器，用以監(jiān)控整個(gè)電池包的工作環(huán)境，包括電池包的電流、電壓、溫度等。

4.2 美國(guó)阿崗實(shí)驗(yàn)室提出開(kāi)發(fā)新型電池

美國(guó)交通部制定下一代電池研發(fā)，瞄準(zhǔn)“三個(gè)五”目標(biāo)，希望能量、密度較鋰離子動(dòng)力電池提升五倍，成本能降低至五分之一，同時(shí)電池的循環(huán)使用壽命也將提升至五倍。

由于美國(guó)清潔能源比例較高，在美國(guó)的所有發(fā)電區(qū)域內(nèi)，新能源汽車的全生命周期、溫室氣體排放都原于傳統(tǒng)的燃油車。其中美國(guó)東部的清潔能源較高，所以電動(dòng)汽車表現(xiàn)最好。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著全球能源和生態(tài)環(huán)境的日益惡化，電動(dòng)汽車的應(yīng)用與發(fā)展已成為各國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，近年來(lái)我國(guó)電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，為提升電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將政策統(tǒng)籌、產(chǎn)業(yè)鏈、基礎(chǔ)設(shè)施等軟、硬件問(wèn)題做出明顯改善；壓縮電池充電時(shí)間，提升電池續(xù)航里程，以及電池循環(huán)使用壽命，提升電動(dòng)車核心技術(shù)及使用率，依托國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)水平，快速發(fā)展我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)，維護(hù)生態(tài)環(huán)境，保持我國(guó)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)生態(tài)平衡。