新能源汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

胡涵

上汽通用汽車有限公司 上海市 201201

近些年來，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，世界石油資源變得越發(fā)緊張，油價(jià)也不斷突破高位，特別是大氣污染等環(huán)境問題的出現(xiàn)，使得人們的生活環(huán)境變得越發(fā)糟糕。當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車無論怎么實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，都無法解決地球能源緊缺以及環(huán)境日漸惡劣的現(xiàn)狀。在某種程度上，汽車行業(yè)的技術(shù)革新，可以有效的緩解相關(guān)環(huán)境問題。

在另一個(gè)層面上來看，汽車行業(yè)的發(fā)展為中國經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)提供了源源不絕的動(dòng)力。而汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)問題，這三者之間如何協(xié)調(diào)與平衡，成了各行各業(yè)乃至政府關(guān)注的焦點(diǎn)。不過，新能源汽車的出現(xiàn)，使得以上矛盾得到了輕易地化解。新能源汽車的優(yōu)勢(shì)顯著，節(jié)能環(huán)保緊緊的響應(yīng)時(shí)代的主題，這也是其開辟市場(chǎng)的有力武器。

1 新能源汽車的定義與分類

根據(jù)近年來工信部下發(fā)的一系列文件顯示，新能源汽車的核心就是運(yùn)用非常規(guī)能源作為動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)車輛在動(dòng)力控制上的革新，以及驅(qū)動(dòng)方面的改進(jìn)，共同研發(fā)出集所有新技術(shù)為一體，具有新型結(jié)構(gòu)的新一代汽車。其根據(jù)動(dòng)力不同可以有多種分類：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車、燃?xì)馄嚨取?/p>

1.1 混合動(dòng)力汽車

混合動(dòng)力汽車在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)上還是以傳統(tǒng)燃料為核心，然后以電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力為輔助，實(shí)現(xiàn)一種低消耗和小動(dòng)力的混合動(dòng)力汽車。該類型汽車的核心裝置為發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)以及電池組等。它的優(yōu)勢(shì)在于可以同時(shí)兼具內(nèi)燃機(jī)機(jī)車和電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)，在動(dòng)力來源上需要電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以往內(nèi)燃機(jī)汽車的水平。該類性汽車在行駛時(shí)控制精度較高，一般為電腦ECU進(jìn)行調(diào)控，這也是低排放的有力保障，由于這種雙重動(dòng)力功能，使得其還能夠?qū)崿F(xiàn)一定的能量回收，具體而言就是在制動(dòng)和減速時(shí)，可以將產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)起來，實(shí)現(xiàn)能量的高效利用。當(dāng)然，這種混合動(dòng)力汽車還是有一定的缺陷的，首先就是長(zhǎng)途跋涉時(shí)，排放問題不能得到有效解決，然后就是其成本太過高昂。

1.2 純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車顧名思義就是將蓄電池作為唯一的動(dòng)力來源，這種汽車的優(yōu)勢(shì)就是行進(jìn)過程中可以實(shí)現(xiàn)零排放，但是缺點(diǎn)就是行駛里程數(shù)太小，不能像傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途跋涉。

1.3 燃料電池汽車

顯而易見，燃料電池汽車的動(dòng)力來源就是燃料電池，在現(xiàn)在的市場(chǎng)上一般運(yùn)用的都是質(zhì)子交換膜燃料電池。該類型汽車的優(yōu)勢(shì)就是效率極高，在汽車正常行進(jìn)過程中，燃料的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)百分之三十。它的突破在續(xù)航里程上，經(jīng)檢測(cè)幾乎與燃油汽車行駛距離相等，在整個(gè)過程中，氣體不會(huì)直接燃燒成電能，在此之前會(huì)經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)的作用，將有害物質(zhì)分解掉。這種燃料電池汽車把對(duì)環(huán)境的危害降到了最低，但是其代價(jià)就是付出了極高的成本，在啟動(dòng)時(shí)間上也比內(nèi)燃機(jī)機(jī)車花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間。

1.4 氣體燃料汽車

氣體燃料汽車所憑借的動(dòng)力來源就是可燃?xì)怏w，這些燃料是多種多樣的，市場(chǎng)上常見的有天然氣和液化石油氣等，相較于傳統(tǒng)汽車，該類型汽車特征明顯，排放性能極佳。顯然，天然氣為能源的汽車肯定比汽油能源的汽車更容易污染環(huán)境，不管是鉛和硫等有害物質(zhì)的排放，還是碳氧化合物等氣體的排放，都得到了極大的抑制，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)平均降低了百分之七十左右，對(duì)環(huán)境更為友好，而且在行駛過程中發(fā)出的噪音很低，不會(huì)產(chǎn)生噪聲污染，在安全性上也更有保障。

2 新能源汽車的發(fā)展趨勢(shì)

中國對(duì)于新能源的關(guān)注較晚，初步開始于上世紀(jì)九十年代。在“十五”計(jì)劃中，國家正式頒布了新能源汽車的相關(guān)規(guī)定與要求，在此后的 “八六三計(jì)劃”中，更是加大了投入，前后共計(jì)二十多億元的研發(fā)成本。在初步階段根據(jù)國家指示，需要按照“三縱三橫”的方針進(jìn)行，“三縱”表示燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車三種類型機(jī)車。當(dāng)然，對(duì)各種燃料的研發(fā)也都在進(jìn)行之中，其中哪些是長(zhǎng)期戰(zhàn)略儲(chǔ)備，哪些是短期過渡資源，都需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況確定，同時(shí)還要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境不同進(jìn)行細(xì)分。上述各種能源汽車，都有著它們各自的優(yōu)勢(shì)，自然就有著不同的發(fā)展前景。

2.1 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是當(dāng)前最具可行性的新能源汽車技術(shù)

就混合動(dòng)力汽車而言，它同時(shí)結(jié)合了傳統(tǒng)汽車的動(dòng)力和續(xù)航優(yōu)勢(shì)，不僅靈活運(yùn)用了發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，還推動(dòng)了電池電機(jī)技術(shù)的向前發(fā)展，這將是今后純電動(dòng)汽車發(fā)展的有利依據(jù)。特別是這種可插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車，它能夠?qū)崿F(xiàn)用油和用電的靈活轉(zhuǎn)化，而其中的決定權(quán)全在消費(fèi)者手中，這樣做的好處就是，消費(fèi)者不但能夠?qū)崿F(xiàn)自己的交通訴求，還能夠兼具經(jīng)濟(jì)性成本。當(dāng)然，雙系統(tǒng)的引入勢(shì)必會(huì)帶來成本的增長(zhǎng)，不過由于國家的大力支持，消費(fèi)者和企業(yè)可以免除一部分后顧之憂。毫不夸張的說，就當(dāng)前而言，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是最為成熟，可行性最高的新能源汽車技術(shù)。

2.2 純電動(dòng)汽車是新能源汽車發(fā)展的主流路線和最終目標(biāo)

純電動(dòng)汽車最顯著的優(yōu)勢(shì)就是最大程度的履行了環(huán)保理念和維護(hù)準(zhǔn)則，是一款真正意義的環(huán)保汽車，縱然在當(dāng)前來看，續(xù)航里程和充電時(shí)間的難題依舊沒有得到解決，但是技術(shù)的瓶頸不會(huì)是一直存在的，政府出臺(tái)的一系列政策也是相當(dāng)給力的，比如對(duì)企業(yè)降低新能源汽車的稅收、改革現(xiàn)有的經(jīng)營(yíng)模式以及突破充電時(shí)間過長(zhǎng)的技術(shù)問題?？偠灾?，在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，純電動(dòng)汽車的推廣依舊是不現(xiàn)實(shí)的，不過純電動(dòng)依然是新能源汽車的未來，可以預(yù)見在社會(huì)各界的不斷努力下，節(jié)能環(huán)保的新能源汽車必將是未來核心的交通工具。

2.3 燃料電池電動(dòng)汽車是新能源汽車技術(shù)未來中長(zhǎng)期發(fā)展的重要補(bǔ)充

近年來，燃料電池電動(dòng)汽車已經(jīng)取得了不小的成就，并在指定區(qū)域內(nèi)投入使用。就市場(chǎng)反應(yīng)來看，僅僅依靠單一的燃料電池提供動(dòng)力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，如果加上蓄電池或者是超級(jí)電容，那么情況就會(huì)改觀很多?？梢灶A(yù)見，隨著純電動(dòng)汽車電池組方面的技術(shù)突破，長(zhǎng)途續(xù)航也將在不久的將來成為可能，其也將成為新能源汽車家族中重要的成員。

2.4 氫燃料汽車技術(shù)的發(fā)展前景非常有限

盡管氫能優(yōu)點(diǎn)眾多，比如燃燒能量高、更加清潔、供給充足等，但是很多核心技術(shù)依舊沒有進(jìn)展，而且整個(gè)流程花費(fèi)極大，這就成為其產(chǎn)業(yè)化的一大障礙。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看，內(nèi)燃機(jī)汽車還是比不上氫燃料電池汽車，不管是環(huán)保的角度還是能源利用的角度都是如此。綜合上述情況來看，氫燃料汽車技術(shù)是新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵過渡，它的運(yùn)用范圍也比較有限。

2.5 燃?xì)馄囀切履茉雌嚰夹g(shù)未來中短期發(fā)展的重要補(bǔ)充

液化石油氣技術(shù)在當(dāng)前來看已經(jīng)趨于成熟，不過當(dāng)前石油資源接近枯竭，這是不利于長(zhǎng)期發(fā)展的。盡管世界上已知的天然氣儲(chǔ)量還是比較可觀的，但是設(shè)備利用效率低下以及天然氣的不可再生性決定了其只能作為過渡資源使用。隨著當(dāng)前科技的發(fā)展可以預(yù)料，單一的動(dòng)力輸出遲早是要被歷史淘汰掉的，混合動(dòng)力機(jī)車才是未來的發(fā)展趨勢(shì)。

2.6 生物燃料汽車技術(shù)是新能源汽車未來中短期發(fā)展的補(bǔ)充之一

相比于燃?xì)鉃閯?dòng)力的汽車，生物燃料汽車挖掘了生物的潛在價(jià)值，有效的緩解了石油能源危機(jī)，更令人欣喜的是，生物燃料是可再生的，不管是消耗了多少都是可以再生產(chǎn)的，不過這種生產(chǎn)也不是沒有節(jié)制的，它會(huì)受到氣候、土地等多方面的限制。在另一個(gè)層面上，內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的機(jī)車在未來必將會(huì)被淘汰，取而代之的將是更為環(huán)保的電動(dòng)汽車。對(duì)于生物資源而言，它在化工行業(yè)的價(jià)值都是超過內(nèi)燃機(jī)燃料的。

2.7 太陽能汽車技術(shù)是未來電動(dòng)汽車能源補(bǔ)充的有效輔助途徑

就目前來看，太陽能技術(shù)發(fā)展異常迅捷，不過其一些固有缺陷使其不能為電動(dòng)汽車提供關(guān)鍵的能源，更大的幾率是作為輔助能源使用。此外，可以預(yù)見的是，今后電動(dòng)汽車所使用的能源，將更多的來自于大型太陽能發(fā)電站。

3 結(jié)語

綜上所述，新能源汽車技術(shù)的突破，不但可以減輕石油資源緊缺的壓力以及改善我們的生活環(huán)境，而且還為國家汽車工業(yè)的振興提供了極好的平臺(tái)。不過，也必須要意識(shí)到，在未來一段時(shí)間內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車依舊是交通工具的主流，在研發(fā)新能源汽車的同時(shí)，也需要關(guān)注對(duì)傳統(tǒng)汽車的技術(shù)革新。一方面來看，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力是混合動(dòng)力的重要組成，另一方面，混合動(dòng)力電動(dòng)車需要在技術(shù)上借鑒傳統(tǒng)汽車的車身、懸掛、制動(dòng)等核心技術(shù)。筆者相信在不遠(yuǎn)的將來，環(huán)保、高效、節(jié)能的“綠色”新能源汽車將會(huì)得到更大面積的普及，并推動(dòng)著社會(huì)的向前發(fā)展。