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零排放的福田歐V
歐V純電動客車是福田歐V新能源客車公司自主研發的最新成果。從2003年歐V客車生產線建立到2004年11月30日第一輛歐V客氣下線至今,北汽福田已經研發數十種產品。
外型:福田歐V純電動客車,融合了國際化城市客車的流行元素,造型獨特。突破了傳統城市客車平、直、方造型,大膽嘗試了圓潤飽滿的前圍、自主創新的整體承載式結構。降低了車身重量,卻提高了強度,有效地保護了乘員安全。
動力系統:先進的鋰離子動力電池,具有高能量比、高功率比、效率高、安全性好的特點,實現純電動,零排放。自動機械式變速器減輕駕駛員工作強度,換擋平穩沖擊小,傳動效率高。轉向、制動、空調效率高,可靠性好。整車實現智能電控,故障自檢。
“綠色客車”LCK6128EV
中通LCK6128EV純電動客車,是一款集杰出環保動力與極優駕乘享受的綠色客車,代表了目前國內純電動客車最高水平,服務于“奧運會”和“世博會”等大型國際活動。在2008年上海BAAV車展上,中通LCK6128EV曾獲得“2008年度BAAV最佳環保客車獎”。
外型:獨特的“水滴式”流線型風格,在國際純電動大客車中具有車型檔次最高、造型最新穎、最時尚的特點。首次將北京理工大學成熟的純電動系統、北京交通大學的電池管理系統與中通“夢幻”全承載超豪華商務客車巧妙地融合在一起,完美詮釋了我國客車制造業與信息產業結合的最高水平。
內飾:車內裝飾豪華,裝載了航空行李架,真皮座椅,商務辦公桌、手機和手提電腦電源、視聽系統等,采用了一系列無污染的內飾材料。真正做到了節能與環保。
動力系統:采用純電動驅動系統,實現了“零排放”,又實現了無極變速功能。540AH大功率錳酸鋰動力電池,可實現250km續航里程;抽屜式電池箱設計,又為電池檢測維護提供了便利。另外,冷暖一體的空調系統,內藏電阻絲加熱除霜的方式,解決了前風檔玻璃除霜問題,也增加了行車安全性。
豪華唯美的Converj概念車
這款凱迪拉克混合動力概念車被眾多知名汽車媒體稱為電動車中的凱迪拉克,而不是凱迪拉克的“電動車”,這句話很值得回味。通常“電動車”在高效環保之余,也給人以駕駛乏味、設計樸素的印象,Converj這款概念車卻將高效的動力系統與豪華、唯美的設計融為一體。
外型:Converj的輪轂與CTS雙門轎跑車有些許相似,但整體更緊湊,采用了比凱迪拉克量產車型更大膽、灑脫的線條,獨樹一幟。前臉進氣隔柵、保險杠和前蓋的V形特征明顯,犀利的垂直大燈從前擾流板開始,“穿越”保險杠,沿著翼子板邊緣延伸到A柱附近;側面一條鋒利的棱線以近乎夸張的角度上揚,車尾也有不少切割面。同大燈一樣,紅色的垂直尾燈也一直向前延伸,形成飛去來器的造型。
內飾:內飾充滿科幻色彩,并通過透明的中控臺、金屬裝飾條、湛藍的背光和變化莫測的多媒體顯示屏透露出來。座椅的設計超乎想象,在科技感的背后,純白色的皮革用細膩的手法一絲不茍地縫合起來,透露出凱迪拉克歷久不衰的傳統工藝。
動力系統:Converj擁有前沿的環保動力科技,采用Voltec延展里程電動車技術的Voltec在220V電壓下只需3小時就能充滿,充電接口位于翼子板上帶有凱迪拉克標志的蓋板下。Converj純電動模式可以行使約64公里,之后發動機自動啟動為鋰離子電池組充電,實現無縫對接,在節能和續航里程上找到最佳的平衡點,兩種模式的累計續航里程多達數百里,還可以通過制動力回收系統回補電力。此外,其超低滾動阻力輪胎也是專門開發的,以便最大限度地節約電能。
炫酷聆風(leaf)
綠色植物有吸收二氧化碳凈化空氣的作用,而leaf在英語中的釋義為“葉子”。可見,日產對這款時尚前衛的“純電動車”給予了改善大氣環境、憧憬綠色生活的美好期望。
外觀:聆風是一款尺寸稍有點大的四門兩廂緊湊型轎車。長寬高分別為4445mmX1770mmX1550mm,軸距則達到了2700mm。采用藍色反光材質的柳葉形大燈,尺寸驚人。突起的燈罩配合扁平的前臉不由讓人聯想起動畫片中的卡通人物。顯眼的LOGO下面也暗藏玄機,充電接口被設計師巧妙的埋藏在里面。集眾多時尚元素于一身高調亮相的聆風,卻在輪轂方面略顯低調。205/55 R16的普利司通輪胎,不算夸張的輪胎型號卻能有效降低滾動阻力。正所謂“魚與熊掌不可兼得”。
兩個多月前,苗圩會見了美國特斯拉聯合創始人埃隆?馬斯克,這位東風汽車前掌門人希望特斯拉加強與中國企業的合作。但現在,苗圩則表示愿意“與德方進一步加強交流,拓寬合作領域、深化合作層次,攜手創新,共塑中德電動汽車未來”。
電動汽車充電項目是3年前兩國簽署的關于建立電動汽車戰略合作伙伴關系的一部分,中德電動汽車的充電接口將完全統一,未來比亞迪、寶馬、奔馳等車企的電動汽車將采用相同標準的充電接口。
特斯拉一度對中國充電標準不屑一顧,馬斯克豪言要獨立于中國電網建超級充電站。但中德在宣布將統一充電標準的兩周后,特斯拉全球副總裁吳碧在杭州坦言“與中國電網企業的合作還是非常愉快的”,將在中國新電動汽車充電標準的修訂中扮演積極角色。
相對于特斯拉的猶抱琵琶半遮面,默克爾卻毫不諱言地說:“中國擁有巨大的電動汽車潛在消費群體,誰有市場,誰就有標準制定的話語權。”如果中德在電動汽車充電標準上實現了統一,默克爾非常清楚這對奔馳、寶馬、大眾等德國汽車企業意味著什么。
事實上,即便在特斯拉采用日本松下電池技術的情況下,日本、美國兩國的電動汽車標準是否走向融合并不明朗,但中國即將修訂的電動汽車充電標準似乎正在向歐洲傾斜。默克爾以總理身份為充電項目這一技術導向非常強的活動站臺,本身就說明了問題。
“中德電動汽車合作,絕非是一個帶有政治意味的務虛協議,而是具有排他性的市場抉擇。”中國工程院院士、被譽為亞洲電動汽車之父陳清泉斷言,中德合作已不再是簡單的車輛性能問題,而是一條主導未來世界電動汽車產業方向的合作之路。
中德聯手
7月29日,德國駐華大使館經濟處主任貝雅德向記者確認,目前德中雙方已就電動汽車充電設施通信信號標準取得了一致,“這將為今后達成一致的充電標準打下基礎”。
“今年年底,中國充電接口的國家標準修訂也將完成。”中國電力企業聯合會標準化中心副主任劉永東表示,完善后的國家標準將與德國電動汽車充電接口標準(歐盟標準)實現對接。
在2012年4月的德國漢諾威工業博覽會上,中國工業和信息化部與德國聯邦經濟部簽署《中德關于電動汽車領域合作的諒解備忘錄》,就建立通用的標準和規范體系達成一致意見。
一年后,中德電動汽車充電聯合研究項目正式啟動,開始致力于解決中國電動汽車個人用戶充電設施的標準化建設,中國汽車技術研究中心作為中方協調部門與德方對接。實際上,中德在電動汽車上的合作并沒有外界所揣測的“具有某些政治意味”,更多的是中國電動汽車產業發展順勢而為的結果。
兩國電動汽車充電標準統一,意味著進入中德兩國市場的電動汽車要遵守相應的設備和軟件技術標準。“中德正在聯合爭奪世界電動汽車的話語權,電動汽車對中國來說,已不再是簡單的車輛性能問題,而是需要一條既適合中國國情又能保證中國未來國際市場地位的綜合配套路線。”陳清泉如此定義這一合作。如果單純考慮中國市場,中國電動汽車完全可以采用獨立充電標準,但過于獨立的結果往往導致閉門造車,這也是中國與德國合作的原因之一。
上世紀80年代,日本為了保護本國的電子工業,在手機標準上采用獨立標準,導致相關產業發展與世界脫節,喪失海外市場,最終深陷固步自封局面。
過分的開放與合作,都會使中國尚在發育中的電動汽車市場面臨過大的競爭壓力,從而喪失技術與市場的主體地位。“中國和德國的合作恰恰是一條適中的選擇。”陳清泉認為。
美國轉向
“中德兩個電動汽車業內的‘中等生’正在向美國、日本這兩個‘優等生’發起挑戰。”中國汽車工業咨詢發展公司首席分析師賈新光表示。
中國一度刮起“特斯拉風暴”,然而特斯拉的設計、性能以及互聯網思維卻沒有切中中國需求的要害。
希望購買特斯拉的葛先生告訴記者,自己曾試駕特斯拉電動汽車,其除了引人關注外,確實缺少實用性,關鍵是充電問題無法解決。特斯拉充滿電大約需要85千瓦時。如果用民用電充電,充電時間長達30個小時以上,要實現快速充電,必須使用超級充電樁。
“建設一個特斯拉充電樁需要十幾萬元,巨大的功率相當于20戶普通家庭的最大用電負荷。”葛先生最終不得不放棄購買計劃。
“過分追求續航里程和短時充電,特斯拉的充電要求已經超過了目前電網所能承受的極限。”國家電網公司相關負責人表示,國家電網公司曾對特斯拉的充電模式進行詳細考察和論證,電網改造成本過高,技術上難以與中國電網兼容,是特斯拉難以被接受的關鍵。
此外,特斯拉采用日本松下電池技術,并沒有自己的專利。在汽車設計和制造方面,特斯拉更是基于對多家汽車企業網絡平臺的采購整合,其真正的核心技術集中在電池控制領域。特斯拉在中國之行無果而終后,對外公布了160余項專利,號稱“開源造車”,但是真正核心的電池控制技術卻始終不愿意開放。
“中國需要的不是簡單的一輛電動汽車,而是電動汽車所需的基礎工業,特斯拉并不能帶給中國太多借鑒。”國家電動汽車“863”項目組組長、清華大學教授歐陽明高表示。
早在2009年11月奧巴馬訪華期間,中美雙方啟動了電動汽車聯合倡議,計劃未來數年有幾百萬輛電動汽車投入使用,并在十幾個城市開展聯合示范。然而,在歷經4年的產業技術合作中,美方除了帶來如特斯拉般的“科技秀”外,真正的技術合作乏善可陳。
中國電池網總編輯楊樸宇介紹,在鋰電池技術方面,5年前美國就已經掌握性能更為優良的新一代三元鋰電池技術,卻在中國表現出對磷酸鐵鋰電池技術的極大興趣和信心。以巴菲特為代表的美國投資人甚至一度大量購入比亞迪的股票。然而,不為外界知曉的是,巴菲特此舉并非看中比亞迪的電池技術,而是比亞迪的電池生產能力。巴菲特投資的電網需要性能可靠、價格便宜的蓄能電池。
2012年,美國Valence公司、A123公司兩家磷酸鐵鋰電池技術的主要持有者和生產商相繼申請破產重組。美國的電動車制造商菲斯科、美國通用汽車的Volt電動汽車以及日本的鈴風電動汽車紛紛拋棄磷酸鐵鋰電池技術,改走三元鋰電池路線。
“隊友”突然技術轉向,而中國卻被牢牢綁在了磷酸鐵鋰技術路線上。
“沒有主動權的合作,難以換得真正核心技術,甚至有可能掉入技術陷阱。”陳清泉的語氣有些激動,中國必須在市場標準上謀求主動,中國與德國電動汽車產業有必要通過合作互補,共同進步。
共改格局
中德電動汽車產業聯合起來統一充電標準,將如何奪取市場話語權?
電動汽車充電尤其是快速充電是一個復雜的過程,需要充電控制系統、接口、通信、充電樁設備、電網設置標準等統一協調,并不像手機充電那么簡單。電動汽車充電幾乎連接著所有的技術要點。
中國電動汽車充電標準與德國統一后,采用其他標準的電動汽車,在中德兩國市場需要遵守相應標準,并獲得認證授權,支付專利費用,否則,將被排斥在外。
面對中國市場即將對美國電動汽車說“No”,曾經對中國電網充電模式不屑一顧的特斯拉,態度也發生了轉變。
今年4月,特斯拉與中國國家電網公司合作未果,特斯拉CEO馬斯克放出豪言,“所有充電站都不用煤,用的是太陽能”。就在中德宣布將統一充電標準的兩周后,特斯拉全球副總裁吳碧在杭州表示,“與中國電網企業的合作還是非常愉快的”,特斯拉全球銷售和服務副總裁Jerome Guillen進一步表示,特斯拉一定會根據中國新國家標準進行調整。
“利用市場規則,調動市場的力量來改變技術和產業不利格局。中德選擇電動汽車充電項目作為搶奪市場話語權的變軌策略,可謂正中要害。”賈新光說。
以特斯拉電池管理系統為例,中德電動汽車充電標準統一,將在一定程度上限制特斯拉汽車的充電效能和使用。
電動汽車快速充電時,通過管理系統與充電樁連接互動,對電池的充電時長、電壓、溫度進行檢測,從而不斷變換電流強度,避免出現電壓過高、溫度過高等損壞。這涉及充電樁與電池管理系統協同,也就是兩套系統以誰為主的問題。
特斯拉的電池策略幾乎與目前主流的電動汽車都不相同,其電池管理系統只能配合特斯拉充電樁使用。
如果中德統一的充電樁設計和匹配標準中沒有涵蓋特斯拉電池管理系統,那其電池管理技術再先進也難以發揮作用。第三方市場進入者,除了要支付專利費用外,還要冒著技術風險,投入巨資改變電池管理系統參數,甚至是電池參數。
充電通信協議也是如此。電動汽車充電功率大,為了保障電網穩定性,實現充電控制與費用結算,電動汽車、充電樁、電網之間要建立一套能相互識別的通信系統。不同國家的電網和電動汽車,就像不同國家說不同語言一樣,沒有統一通信協議,各種類型的電動汽車將無法與電網進行“交流”。
中德統一充電通信協議,意味著產權和技術共享,具有排他性。第三方電動汽車要進入中德電網充電,必須使用統一通信協議,需要購買認證許可。
“中德電動汽車充電合作項目,看似是一個簡單的充電接口問題,但是卻起到‘一夫當關’的作用,背后隱藏著巨大的市場格局變動。”賈新光表示。
警惕覆轍
面對中德電動汽車充電項目合作的廣闊前景,德國總理默克爾親自參加了項目啟動儀式,重視程度可見一斑。
德國戴姆勒集團發言人阿諾德?邁恩向記者表示,戴姆勒在與中國電動汽車企業的合作中已經取得豐碩成果,綜合戴姆勒汽車技術與比亞迪電池生產能力的騰勢品牌電動汽車已經得到中國政府和市場的認可,未來還有更多戴姆勒電動汽車進入中國。
“寶馬品牌i3電動汽車是最早進入中國市場的電動汽車之一。今年4月,華晨寶馬首款電動汽車之諾1E也已經在北京正式啟動租賃運營,寶馬的電動汽車技術與服務理念開始融入中國汽車產業。”華晨寶馬公關傳播部胡恩平表示。
對于市場的渴望,寶馬中華區總裁安格表述更為直接:“中國很快將成為新能源汽車最大的市場。”
德國希望借助中國的電池生產能力和市場撬動電動汽車產業發展,中國需要德國做什么呢?
“通過與德國企業的合作,整體抬升汽車工業水平和能源管理能力,學習德國在產業、資本管理方面的經驗。”陳清泉說。電動汽車充電對電動汽車產業來說,牽一發而動全身,中德合作,不僅影響電動汽車產業,還將給電網建設、新能源發展、城市系統與管理體系完善等帶來深層次變革。
以智能電網為例,國家電網公司新聞發言人、發展策劃部副主任張正陵告訴記者,德國的智能電網靈活接納、調配可再生能源比例已經超過16%,而中國這一比例只有大約2%。如果能通過充電項目合作,借鑒德國智能電網的管理模式和最新技術,不僅是電動汽車,中國的智能電網建設、新能源裝備等也將邁上新臺階。
北汽新能源副總經理張勇認為,德國已經將“智能汽車-智能電網-智能交通”納入國家電動汽車發展計劃中,電動汽車、充電設施將成為城市智能管理的信息節點。中國如果能借鑒德國的智能汽車理念,以及在整車設計、工藝和關鍵元器件上引入相關技術,將給中國電動汽車產業帶來整體的提升。
“在電動汽車方面,德國的核心技術體現在基礎研發、車輛設計、電機、電工、產業管理和資本運作方面。”中國汽車工程學會電動汽車分會主任陳全世告訴記者。
然而,這似乎又是一次市場換技術的合作。當年燃油汽車以市場換技術的經歷,至今依然讓中國本土汽車產業相形見拙。
一個德國大眾汽車品牌就在中國擁有上海大眾和一汽大眾兩家合資企業。從桑塔納到捷達,再到寶來、高爾夫等10余個品牌車型,占據了中國市場近半壁江山。2011年,大眾把歐版新帕薩特分給一汽大眾,取名新邁騰,把美版新帕薩特給上海大眾,得名新帕薩特。幾乎是同一款車型分別由兩家中國合資企業生產,在中國市場展開廝殺。
但創造歷史的旅程不可能總是一帆風順,馬斯克就在他試圖改寫歷史的另外一個領域遭遇到了巨大的挫折。就在他的宇宙飛船以創造歷史的姿態飛上太空時,馬斯克那家剛剛起步卻已名滿天下的電動汽車公司——特斯拉公司(Tesla)卻遭遇到了遠超預期的銷量重挫。
當時,特斯拉公司正計劃一款全新的電動汽車,但市場的驟變令所有人的好心情都消失的無影無蹤。特斯拉公司表示,要想填補虧空以維持企業生存,新款汽車就必須成功。今年第一季度,特斯拉公司的凈損失已經達到了8990萬美元,其營收只有3020萬美元。
開辟市場總是機遇和風險并存,期間遭遇挫折自然稀松平常。就在天龍號和神舟九號隔著太平洋相映成輝時,一位馬斯克并不熟悉的中國同行也遇到了同樣的麻煩,他就是王傳福。
電池的魔障
豪車醉駕與肇事逃逸,遍及網絡的民間質疑和不斷送出的官方回應,“5·26事件”在過去一個月中持續發酵,甚至一度成為全社會最受關注的焦點。而今,命案已經水落石出,但圍繞汽車本身的爭議卻遠未風平浪靜。由于事故發生在因遭受撞擊而燃燒殆盡的比亞迪E6上,比亞迪(002594.HK)因此一度蒸發掉57億市值,似乎都在提醒人們,純電動汽車的大規模商業化依然任重而道遠。
但這并非純電汽車首次遭遇安全問題,鋰電池的安全至今仍是一個待解的技術難題。
2011年5月12日,雪佛蘭沃藍達因在撞擊測試中損壞電池而在三周后起火;隨后的重復測試中,該車再次起火。通用原本希望該車能在去年售出一萬輛,但受此影響,該車最終只售出了7671輛。市場的自由落體一直延續到了今年:到目前為止,沃藍達只售出了7057輛,距離4.5萬輛的全年目標已漸行漸遠。銷售的低迷甚至令通用一度暫停該車生產達5周之久。
2012年3月初,在美國《消費者報告》發起的一項測試中,高端插電式混合動力廠商Fisker制造的Karma車型爆出因電池問題存在突然停駛的危險。幾乎同時,曾與福特合作開發電動貨車的Azure Dynamics公司申請破產,該公司主要從事于電動和混合動力系統的開發。
對通用與中國,純電動汽車代表著完全不同的意義。通用公司只是希望不會因過晚地進入而在新的時代貽誤戰機,但中國希望的卻是借此完成在汽車工業對發達國家的彎道超車。而在成為全球最大也是競爭最激烈的汽車市場后,中國也已成為全球最積極推動新能源汽車發展的國家。截至2011年底,全國已經建成的充換電站達到243座,建成的交流充電樁則已經達到13283臺;與此同時,電動汽車充電接口和通訊協議等多項國家標準也已經相繼出臺。
但對于中國的純電動汽車戰略而言,這樣的基礎設施依然被認為遠遠不夠。中國汽車工業協會此前的《2011年汽車工業經濟運行情況》顯示,2011年中國汽車整車企業一共生產新能源汽車8368輛,其中純電動汽車655輛。截至2011年底,全國75家具有純電動汽車生產資質的企業一共生產純電動汽車12784輛,這與2009年制定的50萬輛的目標無疑相距甚遠。
也正因為這些原因,電池才會被市場分外關注。多年前,王傳福一句擲地有聲的“把比亞迪的電池扔在火里也不會爆炸”曾給市場以相當的信心,但轉瞬之間,輪回之后人們才驀然發現,豪言,只有時間,而不是信心,才能給予檢驗。
零部件仍是瓶頸
從逆向研發到合資建廠,中國汽車工業在1997年之后曾初步找到一條適合中國的發展道路。1997年,通用汽車與上汽集團共同組建了中國第一家中外合資汽車設計開發中心——泛亞汽車技術中心有限公司。設立開發中心隨后成為汽車業合資的政策要求。最新的乘用車生產企業及產品準入規則規定,新建汽車生產企業必須投資5億元以上建立產品研究開發機構。
但迅速擴張的國內市場,讓試圖緩慢進行技術積累的中國廠商再也無法淡定。對于汽車行業而言,開發全新產品往往需要5年甚至更長時間和大量資金以及技術資源的投入,并需承擔極大的競爭風險,這使一般廠商在面對市場機遇時很難繼續保持謹慎的態度。中國汽車企業在“產品體系競爭力”和“核心技術競爭力”的雙項缺失,最終阻礙了汽車產業的進步。
在產業維度,中國汽車企業與高校等研究機構之間缺少良好的互動。研究機構的成果很難為企業所用,其培養的人才也大多不具備企業看重的前瞻性技術,因而從合資、外資企業當中獲得人才成為中資車企的主要渠道。但外資車企在中國的主要職能是制造與生產,產品開發職能相對較弱,對本土企業的“技術溢出”更小,這進一步削弱了本土企業的開發能力。
在企業維度上,中國雖然擁有規模龐大且競爭激烈的市場,但市場本身的結構卻是完全碎片化和過度市場化的。爆炸式的增長影響了汽車產業的整合,也掩蓋了企業的競爭力缺陷:各廠商紛紛以“產能”競爭替代“技術”競爭。根據主要省市汽車產業“十二五”發展規劃以及多家市場研究機構的報告顯示,2015年,中國汽車行業的總體產能將達到4000萬輛。
外資品牌對中國汽車市場的主導和國內廠商對外資的技術依賴,導致中國汽車企業核心競爭力極度缺乏,以至連到手的技術都無法得到有效利用。2005年,上汽和南汽斥資1.21億英鎊購買了羅孚多款車型、發動機知識產權和制造設備。但由于缺乏二次開發能力,不得不委托泛亞研究中心進行新一代產品的開發,并采用通用旗下的Epsilon II產品平臺進行生產。這使中國在推進新能源汽車戰略時,還需面對的另一個難題:核心零部件生產能力的缺乏。
在以“電驅系統”取代“機械系統”的過程中,提升產品的穩定性、可靠性和耐久性均需零部件水平的跟進。2011年,作為整車生產重地的湖北武漢僅推出了578輛新能源汽車,而2012年的推廣目標雖已大幅攀升至則1600輛,但因為產品很難滿足市場的價格和性能要求,如何落實這一目標反倒成了問題。繼續等待和依靠財政?新的時期,這恐怕已經不行。
搖擺的政策重心
過去幾年中,來自政府的推動性政策成為新能源汽車發展的最主要動力。但在硬幣的另一面,政策卻變成了木偶背后的牽線,其不確定性進一步影響了廠商對新能源汽車的開發規劃。中國新能源汽車發展戰略的多次變化,直接導致汽車廠商研究和開發資源的嚴重分散。
2000年以前,研發機構的研究方向是提高燃油效率和開發天然氣等替代性能源。2000~2009年,中國又在同濟大學等高校的帶領下將研究重點轉向了氫能源、燃料電池等前沿性技術,但成效甚微。從2009年開始,隨著世界主要國家和汽車企業將電動汽車作為未來重點研發方向,中國再次對新能源汽車戰略做出了重大修改:純電動汽車成為市場主流并延續至今。
政策搖擺之下,汽車廠商不得不反復調整重心,本就有限的研發資源因此再度分散。現在,廣汽集團和長安集團的新能源汽車研究項目涵蓋了混合動力、純電動、燃料電池等多個不同方向核心技術的突破。廣汽集團汽車工程院甚至同步開發著5種不同的新能源車型:混合動力四驅轎車、插電式混合動力車、純電動車、增程式純電動車、A0級小型純電動車。
新能源汽車戰略本身的國際環境,也在悄然發生著巨大的變化。
作為推動新能源汽車發展最重要動力,“環保因素”的作用正在慢慢消退。2011年12月12日,加拿大宣布退出《京都議定書》,這使加拿大成為繼美國之后全球第二個簽署后又退出該協議的國家。《京都議定書》的前程未卜,必將對節能減排產業產生重大而深遠的影響。
能源價格因此成為決定新能源汽車命運的最重要因素。相比于燃油汽車,電動汽車在全生命周期成本上并無優勢。麥肯錫公司此前的報告顯示,至少要到2020年之后,純電動汽車才可能與燃油汽車在成本上具備競爭能力。而頁巖氣等天然氣資源的開采,有可能促使全球汽車工業整體向天然氣、甲醇等替代能源進行轉型,這又將進一步延緩新能源汽車的發展。
作為對市場變化的回應,2012年4月18日,國務院常務會議通過了《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》(以下簡稱《規劃》)。《規劃》加大了對混合動力汽車的關注,確立了以“純電驅動”為主要戰略取向,以“降低汽車燃料消耗量”為目標的基本原則,并進而明確提出了“鼓勵發展替代燃料”汽車的政策。對于動力電池產業,《規劃》則首次明確提出了關于重量、成本、使用壽命、能量密度,以及循環再利用等多方面的具體要求。
而早在政策出臺之前,更深層次的變化其實已經開始發生。2012年2月底,一直對電動汽車戰略持保留態度的工業和信息化部決定在山西省、陜西省和上海市開展甲醇汽車試點工作,純電動汽車則再次被擱置一邊。繞過一圈之后,政策的重心似乎又回到了最初的起點。
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【關鍵詞】電動汽車;發展;探析
中圖分類號:U46
文獻標識碼:A
文章編號:1006-0278(2015)02-039-01
一、電動汽車的國外發展現狀
近二十多年來,西方工業發達國家把電動汽車的研究開發看是作解決環境問題和能源問題的一種有效手段。美國政府動員全美所有科研機構進行電動汽車的研究,在1991年,美國通用汽車公司、福特汽車公司、克萊斯勒汽車公司共同協議,成立了先進電池聯合體,共同研發新一代電動汽車所需要的高性能電池。法國政府推出PREDIT1112002/2006計劃,并給購買EV的用戶提供5000法郎的補貼,德國政府同9個主要公司簽訂了一份理解備忘錄,為創建一個清潔能源城市而結成同盟。英國、意大利等歐洲國家都在開展電動汽車的研發工作,而日本政府更是特別重視電動汽車的研究和開發,1998年日本東京電力公司聯合日本電池公司,共同開發了ZAO牌電動汽車,該電動汽車采用了高新技術,使其具有當時EV的世界最高水平。
二、發展電動汽車目前存在的主要問題
目前電動汽車存在的主要問題是初始成本高和行駛里程不理想。為解決行駛里程問題,現在正在開發一些先進的電池,如鎳氫電池,鋅空氣燃料電池、鏗離子電池和磷酸鐵鋁電池。因為普通鉛酸電池的比能量和能量密度比燃油低得多,所以應用于電動汽車的各種先進電池的開發目前正處于加速發展的時期。為了降低電動汽車的成本,人們現在正努力改善電動汽車的各個子系統,比如電動機、功率轉換器、電子控制器、能量管理系統、充電器、電池以及其它輔助設施,同時對電動汽車整車進行綜合和優化設計。
三、電動汽車的關鍵技術
電動汽車的關鍵技術包括汽車技術、電氣技術、電子技術、信息技術和化學技術等。盡管電源技術至關重要,但電力驅動、能量管理系統和系統的優化也同樣重要,事實上,所有這些領域技術上的整合才是電動汽車技術成功的關鍵。
(一)電機驅動控制技術
電機驅動系統是電動汽車的心臟。它的任務是在駕駛員的控制下,高效率地將蓄電池的電能轉化為車輪上的動能,或者將車輛上的動能反饋到蓄電池中。其中電子差速的實現、防抱死系統(ABS)的控制、車輛的穩定性運行、再生能量的回收都是通過電子系統控制實現的。
(二)能源系統
能源系統是電動汽車的血液,它的體積、重量和技術參數,決定了電動汽車的行駛性能。目前推廣電動汽車的主要障礙是一次充電的續駛里程不足和初始成本較高,而電動汽車的能源系統正是導致這些問題的主要原因。在目前以及可以預見的將來,能源系統是電動汽車實現市場化的瓶頸效應所在。在電動汽車應用中,它對電源系統提出的技術要求如下:高的比能量和能量密度、高的比功率和功率密度、快速充電和深放電的能力、壽命長、白放電率小、充電效率高、安全性好且成本低廉、免維修、對環境無污染,可回收性好。
(三)能量管理系統
智能化的能量管理系統的基本功能有:提供能夠改善行駛里程的最佳駕駛模式、根據駕駛員選定的駕駛模式預測電動汽車的行駛里程、在再生制動時,合理地調度再生能量、根據蓄電池的充放電狀態以及它的歷史條件決定其充電模式、根據車輛的行駛氣候條件,調整其控制方式、根據外部光照條件,白動調整電動汽車的燈光照明強度。
(四)系統優化
電動汽車系統是一個涉及多學科技術的復雜系統,電動汽車的性能受多學科相關因素的影響,通過系統優化來改進電動汽車的性能和降低車輛的成本,不同的子系統之間有許多協定,系統優化應在系統級進行,對于首選的系統標準通常要用迭代法。在系統水平上的仿真和電動汽車的優化應考慮以下關鍵問題:
(1)電動汽車的各子系統之間的相互作用會影響整車的性能,為此應分析和考慮這些相互作用;
(2)模型的精確性通常應充分體現物理模型的實際復雜性,但常與其可用性相矛盾,因而應綜合考慮模型的精確、復雜度、可用性以及分析計算時間等因素;
(3)在設計電動汽車時,通常系統的電壓會引起一些相互矛盾的問題,優化系統時應在系統級水平上綜合考慮以下問題:蓄電池的外特性,驅動電動機的電壓和額定電流,加速性能、續駛里程以及安全性能等;
(4)采用多能源系統提高電動汽車的續駛里程時,應根據整車性能和價格來優化相應能源的混合比;
(5)由于傳動比對整車和操縱性影響很大,而電動汽車通常采用固定減速比,因此,應通過驅動力平衡圖并采用迭代優化法來確定最優減速比。
四、結論
電動汽車技術性和經濟性的綜合評價是電動汽車改善整車性能,提高市場競爭力的重要保證,合理的評價標準更能體現用戶的使用要求,為整車系統優化提供方向。為了提出合理的評價標準,從整車的技術性、經濟性測試方案出發,考慮電動汽車的動力特點及運行機理,著重分析其能耗特性,為提出經濟性評價方案提供理論基礎。
參考文獻:
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機動車尾氣排放一直是大城市霧霾的主要來源之一,尤其在一線城市,汽車密集度較大,機動車尾氣排放比重也較高,有數據表明,北京空氣中PM2.5有大約22%是來自于機動車尾氣排放。因此,減少城市大氣污染需加強汽車尾氣治理。為了限制汽車尾氣的排放,各地對此進行車牌搖號、限行等措施,并鼓勵人們使用電動車。
由于我國居民收入水平不斷提高,為了改善生活,許多人都購買汽車作為代步交通工具,致使近年來我國汽車總量不斷攀升,尾氣排放量也隨之增加。2013年全國汽車保有量已達到1.37億輛,是2003年汽車數量的5.7倍,近十年年均增加汽車1100多萬輛,比十年前提高了29.9%。在既要滿足人們日益增長的需求,又要實現環保的情況下,電動車替代作用日益顯現。對高質量、高環保的小型汽車的需求,將隨著社會不斷發展而逐步凸現出來。
自身短板與外部阻礙
目前電動汽車難入市的原因,首先是價格相對較高,電動汽車價格是普通燃油車價格一倍左右,高昂的價格抑制了潛在消費者的購車需求。電動車價格居高不下的原因是由于電動車電池成本較高,一般來說,續航里程超過200公里,最高時速超過120公里的電動車,其所要求的電池功率較大,電池成本會占到總車成本的40-60%。而目前我國尚未完全掌握核心技術,如動力電池隔膜、驅動電機的關鍵部件和先進的制造裝備還依賴于進口。
其次是電動車存在安全隱患,安全標準的缺失直接制約了電動汽車的發展。今年以來,國內外電動汽車在安全方面出現的一些問題引發了市場擔憂,就拿最具代表的特斯拉來說,發生的六起起火事件曝露其存在的安全漏洞,銷量同比滑坡明顯。消費者除了會考慮行駛里程,對于電動汽車的安全性能同樣也有顧慮。雖然傳統能源汽車也有安全方面的問題,但大多數安全隱患經過多年的研究和改進,已經是可控、可避免的。而電動汽車由于包裹了大量電池,電池的穩定性還有待商榷,因此消費者對于安全性能的擔憂要更多一些,這也讓消費者在購買電動汽車時猶豫不決。
除了電動汽車的自身短板,外部條件的不充足也限制了其發展。由于電動汽車續航里程比較短、充電時間比較長,行駛過程中難免會遇到電力不足的情況,但國內充換電配套設施建設也剛剛起步,無法滿足人們日常便利的充電需求,造成使用不便。另外,電動汽車產品目前缺乏統一的標準,各個品牌的電動汽車充電設備不能互相兼容,導致充電資源被分割,不但沒有充分利用充電資源,還會為電動汽車的使用設置障礙。
正是因為現實當中充電樁建設還不完善,倒逼國內外各大車企不得不追求更高的續航里程,也就要求更大功率的電池,導致生產成本也就無法降下來,價格也沒法更“親民”,市場需求不足反過來限制了電動汽車的產業化、規模化,然而,電動汽車只有實現規模化生產才能大大地減少成本,把價格降下來,充電樁也因為市場上的電動汽車數量少,所以建設范圍仍有局限性。最終電動汽車規模化與充電樁便淪為“先有雞還是先有蛋”的因果困境之中。
以充電樁為突破口
所以,政府要積極引導電動汽車行業的發展,在試點城市優先布局充電樁建設,而不是鼓勁兒吆喝銷售電動汽車。但政府倡導優先布局充電樁建設,并不意味著該方面的投資完全由自己承擔,而應讓其他有眼光、有資金、有實力的企業參與進來。據悉國家電網、南方電網、普天集團等大型國企正在持續發力建設充電樁,新能源汽車充電站“十二五”期間將迎來大規模建設。預計到2025年前,新能源汽車產業價值鏈中會增加電器零部件供應商、基礎設施供應商、電力供應商及移動服務供應商等重要的新參與者。
發展電動汽車需要配備充電樁等配套設施,目前電動汽車充電站等基礎設施建設在我國具有較大的發展空間。我國大中城市建設還處于發展期,而在廣大農村地區城鎮化、城市化剛剛起步,如果能夠適時加強基礎設施建設規劃,將極大地推動我國電動汽車配套基礎設施的建設。
解決了充電樁的問題,電動汽車生產企業才能放棄盲目追求更長的續航里程,將重心轉移到電動汽車的產業化,從而降低生產成本。實質上,國家為了推動電動汽車盡早進入產業化,對行業設置的門檻并不高,2012年7月1日正式實施的《純電動乘用車技術條件》,規定了電動汽車的“雙八十”國家標準,即最高車速不低于80公里/小時,續航里程需大于80公里。大多數生產企業是能夠達標,并且有效地將電池成本和整車價格降下來,杜絕了廠家為片面追求續航里程和最高時速而增加的電池重量,推高制造成本。
汽車企業新增長點
從我國現階段的國情來看,有能力消費特斯拉這種高端電動汽車的是屬于金字塔尖端的人群,根本無力解決我國嚴重的汽車尾氣排放問題。而且我國電動汽車的整車、電池、基礎設施都處于較低的水平,也不具備良好的市場基礎,即便高調將高檔電動車推入市場預計也難有消費者有意愿為此買單。因此,國內企業應將生產人人都能承擔得起的綠色電動車作為首要方向。
目前我國汽車企業紛紛看好電動汽車領域的發展,將其視為新的增長點。一汽、東風、上汽、長安、奇瑞、比亞迪等都已制定了電動汽車產品研發和產業化規劃。與此同時,電動汽車關鍵零部件的產業化全面跟進,生產配套能力顯著增強。近來,力神、比亞迪、比克、萬向等動力電池企業投入數十億資金加快產業化建設,上海電驅動、大郡、湘潭電機、南車時代等電機企業加強與上下游企業合作,積極完善產業鏈建設。在未來2-3 年內,預計將形成20 億Ah 以上的動力電池和全系列驅動電機生產能力,能夠滿足100 萬輛電動汽車的配套要求。
現在電動汽車在整個汽車產業當中所占的比例很小,技術相對不穩定,市場還處于探索階段,產業仍然處于導入期。電動汽車的發展任重而道遠,政策法規體系還有待完善,要從標準、準入等方面修訂現有的相關政策法規,以規范不同類型純電動車發展;從技術創新、財政補貼等方面出臺相應的支持政策,以推動純電動車研發與產業化;充電等設施建設還需統一的統籌規劃;動力電池回收利用管理體系還亟需建立,以保障廢舊動力電池資源有效循環利用等。
近年來,電動車行業受到國家的高度重視,出臺許多政策扶持和引導行業的快速發展。2012年7月,國務院在其頒布的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》,進一步明確了以純電力驅動為新能源汽車發展和汽車工業轉型的主要戰略取向。日前,國務院常務會議決定自2014年9月1日至2017年底,對獲得許可在中國境內銷售(包括進口)的純電動以及符合條件的插電式(含增程式)混合動力、燃料電池三類新能源汽車,免征車輛購置稅。《政府機關及公共機構購買新能源汽車實施方案》明確規定至2016年,中央國家機關以及納入新能源汽車推廣應用城市的政府機關和公共機構,購買的新能源汽車占當年配備更新總量的比例不低于30%,以后逐年提高。《關于加快新能源汽車推廣運用的指導意見》也于上月推出。經濟激勵政策取得突破,國家出臺新能源汽車補貼政策,支持試點示范,還有資金支持、稅費減免、財政補貼、基礎設施建設等方面一系列政策都在支持電動汽車發展。