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零排放的福田欧V
欧V纯电动客车是福田欧V新能源客车公司自主研发的最新成果。从2003年欧V客车生产线建立到2004年11月30日第一辆欧V客气下线至今,北汽福田已经研发数十种产品。
外型:福田欧V纯电动客车,融合了国际化城市客车的流行元素,造型独特。突破了传统城市客车平、直、方造型,大胆尝试了圆润饱满的前围、自主创新的整体承载式结构。降低了车身重量,却提高了强度,有效地保护了乘员安全。
动力系统:先进的锂离子动力电池,具有高能量比、高功率比、效率高、安全性好的特点,实现纯电动,零排放。自动机械式变速器减轻驾驶员工作强度,换挡平稳冲击小,传动效率高。转向、制动、空调效率高,可靠性好。整车实现智能电控,故障自检。
“绿色客车”LCK6128EV
中通LCK6128EV纯电动客车,是一款集杰出环保动力与极优驾乘享受的绿色客车,代表了目前国内纯电动客车最高水平,服务于“奥运会”和“世博会”等大型国际活动。在2008年上海BAAV车展上,中通LCK6128EV曾获得“2008年度BAAV最佳环保客车奖”。
外型:独特的“水滴式”流线型风格,在国际纯电动大客车中具有车型档次最高、造型最新颖、最时尚的特点。首次将北京理工大学成熟的纯电动系统、北京交通大学的电池管理系统与中通“梦幻”全承载超豪华商务客车巧妙地融合在一起,完美诠释了我国客车制造业与信息产业结合的最高水平。
内饰:车内装饰豪华,装载了航空行李架,真皮座椅,商务办公桌、手机和手提电脑电源、视听系统等,采用了一系列无污染的内饰材料。真正做到了节能与环保。
动力系统:采用纯电动驱动系统,实现了“零排放”,又实现了无极变速功能。540AH大功率锰酸锂动力电池,可实现250km续航里程;抽屉式电池箱设计,又为电池检测维护提供了便利。另外,冷暖一体的空调系统,内藏电阻丝加热除霜的方式,解决了前风档玻璃除霜问题,也增加了行车安全性。
豪华唯美的Converj概念车
这款凯迪拉克混合动力概念车被众多知名汽车媒体称为电动车中的凯迪拉克,而不是凯迪拉克的“电动车”,这句话很值得回味。通常“电动车”在高效环保之余,也给人以驾驶乏味、设计朴素的印象,Converj这款概念车却将高效的动力系统与豪华、唯美的设计融为一体。
外型:Converj的轮毂与CTS双门轿跑车有些许相似,但整体更紧凑,采用了比凯迪拉克量产车型更大胆、洒脱的线条,独树一帜。前脸进气隔栅、保险杠和前盖的V形特征明显,犀利的垂直大灯从前扰流板开始,“穿越”保险杠,沿着翼子板边缘延伸到A柱附近;侧面一条锋利的棱线以近乎夸张的角度上扬,车尾也有不少切割面。同大灯一样,红色的垂直尾灯也一直向前延伸,形成飞去来器的造型。
内饰:内饰充满科幻色彩,并通过透明的中控台、金属装饰条、湛蓝的背光和变化莫测的多媒体显示屏透露出来。座椅的设计超乎想象,在科技感的背后,纯白色的皮革用细腻的手法一丝不苟地缝合起来,透露出凯迪拉克历久不衰的传统工艺。
动力系统:Converj拥有前沿的环保动力科技,采用Voltec延展里程电动车技术的Voltec在220V电压下只需3小时就能充满,充电接口位于翼子板上带有凯迪拉克标志的盖板下。Converj纯电动模式可以行使约64公里,之后发动机自动启动为锂离子电池组充电,实现无缝对接,在节能和续航里程上找到最佳的平衡点,两种模式的累计续航里程多达数百里,还可以通过制动力回收系统回补电力。此外,其超低滚动阻力轮胎也是专门开发的,以便最大限度地节约电能。
炫酷聆风(leaf)
绿色植物有吸收二氧化碳净化空气的作用,而leaf在英语中的释义为“叶子”。可见,日产对这款时尚前卫的“纯电动车”给予了改善大气环境、憧憬绿色生活的美好期望。
外观:聆风是一款尺寸稍有点大的四门两厢紧凑型轿车。长宽高分别为4445mmX1770mmX1550mm,轴距则达到了2700mm。采用蓝色反光材质的柳叶形大灯,尺寸惊人。突起的灯罩配合扁平的前脸不由让人联想起动画片中的卡通人物。显眼的LOGO下面也暗藏玄机,充电接口被设计师巧妙的埋藏在里面。集众多时尚元素于一身高调亮相的聆风,却在轮毂方面略显低调。205/55 R16的普利司通轮胎,不算夸张的轮胎型号却能有效降低滚动阻力。正所谓“鱼与熊掌不可兼得”。
两个多月前,苗圩会见了美国特斯拉联合创始人埃隆・马斯克,这位东风汽车前掌门人希望特斯拉加强与中国企业的合作。但现在,苗圩则表示愿意“与德方进一步加强交流,拓宽合作领域、深化合作层次,携手创新,共塑中德电动汽车未来”。
电动汽车充电项目是3年前两国签署的关于建立电动汽车战略合作伙伴关系的一部分,中德电动汽车的充电接口将完全统一,未来比亚迪、宝马、奔驰等车企的电动汽车将采用相同标准的充电接口。
特斯拉一度对中国充电标准不屑一顾,马斯克豪言要独立于中国电网建超级充电站。但中德在宣布将统一充电标准的两周后,特斯拉全球副总裁吴碧在杭州坦言“与中国电网企业的合作还是非常愉快的”,将在中国新电动汽车充电标准的修订中扮演积极角色。
相对于特斯拉的犹抱琵琶半遮面,默克尔却毫不讳言地说:“中国拥有巨大的电动汽车潜在消费群体,谁有市场,谁就有标准制定的话语权。”如果中德在电动汽车充电标准上实现了统一,默克尔非常清楚这对奔驰、宝马、大众等德国汽车企业意味着什么。
事实上,即便在特斯拉采用日本松下电池技术的情况下,日本、美国两国的电动汽车标准是否走向融合并不明朗,但中国即将修订的电动汽车充电标准似乎正在向欧洲倾斜。默克尔以总理身份为充电项目这一技术导向非常强的活动站台,本身就说明了问题。
“中德电动汽车合作,绝非是一个带有政治意味的务虚协议,而是具有排他性的市场抉择。”中国工程院院士、被誉为亚洲电动汽车之父陈清泉断言,中德合作已不再是简单的车辆性能问题,而是一条主导未来世界电动汽车产业方向的合作之路。
中德联手
7月29日,德国驻华大使馆经济处主任贝雅德向记者确认,目前德中双方已就电动汽车充电设施通信信号标准取得了一致,“这将为今后达成一致的充电标准打下基础”。
“今年年底,中国充电接口的国家标准修订也将完成。”中国电力企业联合会标准化中心副主任刘永东表示,完善后的国家标准将与德国电动汽车充电接口标准(欧盟标准)实现对接。
在2012年4月的德国汉诺威工业博览会上,中国工业和信息化部与德国联邦经济部签署《中德关于电动汽车领域合作的谅解备忘录》,就建立通用的标准和规范体系达成一致意见。
一年后,中德电动汽车充电联合研究项目正式启动,开始致力于解决中国电动汽车个人用户充电设施的标准化建设,中国汽车技术研究中心作为中方协调部门与德方对接。实际上,中德在电动汽车上的合作并没有外界所揣测的“具有某些政治意味”,更多的是中国电动汽车产业发展顺势而为的结果。
两国电动汽车充电标准统一,意味着进入中德两国市场的电动汽车要遵守相应的设备和软件技术标准。“中德正在联合争夺世界电动汽车的话语权,电动汽车对中国来说,已不再是简单的车辆性能问题,而是需要一条既适合中国国情又能保证中国未来国际市场地位的综合配套路线。”陈清泉如此定义这一合作。如果单纯考虑中国市场,中国电动汽车完全可以采用独立充电标准,但过于独立的结果往往导致闭门造车,这也是中国与德国合作的原因之一。
上世纪80年代,日本为了保护本国的电子工业,在手机标准上采用独立标准,导致相关产业发展与世界脱节,丧失海外市场,最终深陷固步自封局面。
过分的开放与合作,都会使中国尚在发育中的电动汽车市场面临过大的竞争压力,从而丧失技术与市场的主体地位。“中国和德国的合作恰恰是一条适中的选择。”陈清泉认为。
美国转向
“中德两个电动汽车业内的‘中等生’正在向美国、日本这两个‘优等生’发起挑战。”中国汽车工业咨询发展公司首席分析师贾新光表示。
中国一度刮起“特斯拉风暴”,然而特斯拉的设计、性能以及互联网思维却没有切中中国需求的要害。
希望购买特斯拉的葛先生告诉记者,自己曾试驾特斯拉电动汽车,其除了引人关注外,确实缺少实用性,关键是充电问题无法解决。特斯拉充满电大约需要85千瓦时。如果用民用电充电,充电时间长达30个小时以上,要实现快速充电,必须使用超级充电桩。
“建设一个特斯拉充电桩需要十几万元,巨大的功率相当于20户普通家庭的最大用电负荷。”葛先生最终不得不放弃购买计划。
“过分追求续航里程和短时充电,特斯拉的充电要求已经超过了目前电网所能承受的极限。”国家电网公司相关负责人表示,国家电网公司曾对特斯拉的充电模式进行详细考察和论证,电网改造成本过高,技术上难以与中国电网兼容,是特斯拉难以被接受的关键。
此外,特斯拉采用日本松下电池技术,并没有自己的专利。在汽车设计和制造方面,特斯拉更是基于对多家汽车企业网络平台的采购整合,其真正的核心技术集中在电池控制领域。特斯拉在中国之行无果而终后,对外公布了160余项专利,号称“开源造车”,但是真正核心的电池控制技术却始终不愿意开放。
“中国需要的不是简单的一辆电动汽车,而是电动汽车所需的基础工业,特斯拉并不能带给中国太多借鉴。”国家电动汽车“863”项目组组长、清华大学教授欧阳明高表示。
早在2009年11月奥巴马访华期间,中美双方启动了电动汽车联合倡议,计划未来数年有几百万辆电动汽车投入使用,并在十几个城市开展联合示范。然而,在历经4年的产业技术合作中,美方除了带来如特斯拉般的“科技秀”外,真正的技术合作乏善可陈。
中国电池网总编辑杨朴宇介绍,在锂电池技术方面,5年前美国就已经掌握性能更为优良的新一代三元锂电池技术,却在中国表现出对磷酸铁锂电池技术的极大兴趣和信心。以巴菲特为代表的美国投资人甚至一度大量购入比亚迪的股票。然而,不为外界知晓的是,巴菲特此举并非看中比亚迪的电池技术,而是比亚迪的电池生产能力。巴菲特投资的电网需要性能可靠、价格便宜的蓄能电池。
2012年,美国Valence公司、A123公司两家磷酸铁锂电池技术的主要持有者和生产商相继申请破产重组。美国的电动车制造商菲斯科、美国通用汽车的Volt电动汽车以及日本的铃风电动汽车纷纷抛弃磷酸铁锂电池技术,改走三元锂电池路线。
“队友”突然技术转向,而中国却被牢牢绑在了磷酸铁锂技术路线上。
“没有主动权的合作,难以换得真正核心技术,甚至有可能掉入技术陷阱。”陈清泉的语气有些激动,中国必须在市场标准上谋求主动,中国与德国电动汽车产业有必要通过合作互补,共同进步。
共改格局
中德电动汽车产业联合起来统一充电标准,将如何夺取市场话语权?
电动汽车充电尤其是快速充电是一个复杂的过程,需要充电控制系统、接口、通信、充电桩设备、电网设置标准等统一协调,并不像手机充电那么简单。电动汽车充电几乎连接着所有的技术要点。
中国电动汽车充电标准与德国统一后,采用其他标准的电动汽车,在中德两国市场需要遵守相应标准,并获得认证授权,支付专利费用,否则,将被排斥在外。
面对中国市场即将对美国电动汽车说“No”,曾经对中国电网充电模式不屑一顾的特斯拉,态度也发生了转变。
今年4月,特斯拉与中国国家电网公司合作未果,特斯拉CEO马斯克放出豪言,“所有充电站都不用煤,用的是太阳能”。就在中德宣布将统一充电标准的两周后,特斯拉全球副总裁吴碧在杭州表示,“与中国电网企业的合作还是非常愉快的”,特斯拉全球销售和服务副总裁Jerome Guillen进一步表示,特斯拉一定会根据中国新国家标准进行调整。
“利用市场规则,调动市场的力量来改变技术和产业不利格局。中德选择电动汽车充电项目作为抢夺市场话语权的变轨策略,可谓正中要害。”贾新光说。
以特斯拉电池管理系统为例,中德电动汽车充电标准统一,将在一定程度上限制特斯拉汽车的充电效能和使用。
电动汽车快速充电时,通过管理系统与充电桩连接互动,对电池的充电时长、电压、温度进行检测,从而不断变换电流强度,避免出现电压过高、温度过高等损坏。这涉及充电桩与电池管理系统协同,也就是两套系统以谁为主的问题。
特斯拉的电池策略几乎与目前主流的电动汽车都不相同,其电池管理系统只能配合特斯拉充电桩使用。
如果中德统一的充电桩设计和匹配标准中没有涵盖特斯拉电池管理系统,那其电池管理技术再先进也难以发挥作用。第三方市场进入者,除了要支付专利费用外,还要冒着技术风险,投入巨资改变电池管理系统参数,甚至是电池参数。
充电通信协议也是如此。电动汽车充电功率大,为了保障电网稳定性,实现充电控制与费用结算,电动汽车、充电桩、电网之间要建立一套能相互识别的通信系统。不同国家的电网和电动汽车,就像不同国家说不同语言一样,没有统一通信协议,各种类型的电动汽车将无法与电网进行“交流”。
中德统一充电通信协议,意味着产权和技术共享,具有排他性。第三方电动汽车要进入中德电网充电,必须使用统一通信协议,需要购买认证许可。
“中德电动汽车充电合作项目,看似是一个简单的充电接口问题,但是却起到‘一夫当关’的作用,背后隐藏着巨大的市场格局变动。”贾新光表示。
警惕覆辙
面对中德电动汽车充电项目合作的广阔前景,德国总理默克尔亲自参加了项目启动仪式,重视程度可见一斑。
德国戴姆勒集团发言人阿诺德・迈恩向记者表示,戴姆勒在与中国电动汽车企业的合作中已经取得丰硕成果,综合戴姆勒汽车技术与比亚迪电池生产能力的腾势品牌电动汽车已经得到中国政府和市场的认可,未来还有更多戴姆勒电动汽车进入中国。
“宝马品牌i3电动汽车是最早进入中国市场的电动汽车之一。今年4月,华晨宝马首款电动汽车之诺1E也已经在北京正式启动租赁运营,宝马的电动汽车技术与服务理念开始融入中国汽车产业。”华晨宝马公关传播部胡恩平表示。
对于市场的渴望,宝马中华区总裁安格表述更为直接:“中国很快将成为新能源汽车最大的市场。”
德国希望借助中国的电池生产能力和市场撬动电动汽车产业发展,中国需要德国做什么呢?
“通过与德国企业的合作,整体抬升汽车工业水平和能源管理能力,学习德国在产业、资本管理方面的经验。”陈清泉说。电动汽车充电对电动汽车产业来说,牵一发而动全身,中德合作,不仅影响电动汽车产业,还将给电网建设、新能源发展、城市系统与管理体系完善等带来深层次变革。
以智能电网为例,国家电网公司新闻发言人、发展策划部副主任张正陵告诉记者,德国的智能电网灵活接纳、调配可再生能源比例已经超过16%,而中国这一比例只有大约2%。如果能通过充电项目合作,借鉴德国智能电网的管理模式和最新技术,不仅是电动汽车,中国的智能电网建设、新能源装备等也将迈上新台阶。
北汽新能源副总经理张勇认为,德国已经将“智能汽车-智能电网-智能交通”纳入国家电动汽车发展计划中,电动汽车、充电设施将成为城市智能管理的信息节点。中国如果能借鉴德国的智能汽车理念,以及在整车设计、工艺和关键元器件上引入相关技术,将给中国电动汽车产业带来整体的提升。
“在电动汽车方面,德国的核心技术体现在基础研发、车辆设计、电机、电工、产业管理和资本运作方面。”中国汽车工程学会电动汽车分会主任陈全世告诉记者。
然而,这似乎又是一次市场换技术的合作。当年燃油汽车以市场换技术的经历,至今依然让中国本土汽车产业相形见拙。
一个德国大众汽车品牌就在中国拥有上海大众和一汽大众两家合资企业。从桑塔纳到捷达,再到宝来、高尔夫等10余个品牌车型,占据了中国市场近半壁江山。2011年,大众把欧版新帕萨特分给一汽大众,取名新迈腾,把美版新帕萨特给上海大众,得名新帕萨特。几乎是同一款车型分别由两家中国合资企业生产,在中国市场展开厮杀。
但创造历史的旅程不可能总是一帆风顺,马斯克就在他试图改写历史的另外一个领域遭遇到了巨大的挫折。就在他的宇宙飞船以创造历史的姿态飞上太空时,马斯克那家刚刚起步却已名满天下的电动汽车公司——特斯拉公司(Tesla)却遭遇到了远超预期的销量重挫。
当时,特斯拉公司正计划一款全新的电动汽车,但市场的骤变令所有人的好心情都消失的无影无踪。特斯拉公司表示,要想填补亏空以维持企业生存,新款汽车就必须成功。今年第一季度,特斯拉公司的净损失已经达到了8990万美元,其营收只有3020万美元。
开辟市场总是机遇和风险并存,期间遭遇挫折自然稀松平常。就在天龙号和神舟九号隔着太平洋相映成辉时,一位马斯克并不熟悉的中国同行也遇到了同样的麻烦,他就是王传福。
电池的魔障
豪车醉驾与肇事逃逸,遍及网络的民间质疑和不断送出的官方回应,“5·26事件”在过去一个月中持续发酵,甚至一度成为全社会最受关注的焦点。而今,命案已经水落石出,但围绕汽车本身的争议却远未风平浪静。由于事故发生在因遭受撞击而燃烧殆尽的比亚迪E6上,比亚迪(002594.HK)因此一度蒸发掉57亿市值,似乎都在提醒人们,纯电动汽车的大规模商业化依然任重而道远。
但这并非纯电汽车首次遭遇安全问题,锂电池的安全至今仍是一个待解的技术难题。
2011年5月12日,雪佛兰沃蓝达因在撞击测试中损坏电池而在三周后起火;随后的重复测试中,该车再次起火。通用原本希望该车能在去年售出一万辆,但受此影响,该车最终只售出了7671辆。市场的自由落体一直延续到了今年:到目前为止,沃蓝达只售出了7057辆,距离4.5万辆的全年目标已渐行渐远。销售的低迷甚至令通用一度暂停该车生产达5周之久。
2012年3月初,在美国《消费者报告》发起的一项测试中,高端插电式混合动力厂商Fisker制造的Karma车型爆出因电池问题存在突然停驶的危险。几乎同时,曾与福特合作开发电动货车的Azure Dynamics公司申请破产,该公司主要从事于电动和混合动力系统的开发。
对通用与中国,纯电动汽车代表着完全不同的意义。通用公司只是希望不会因过晚地进入而在新的时代贻误战机,但中国希望的却是借此完成在汽车工业对发达国家的弯道超车。而在成为全球最大也是竞争最激烈的汽车市场后,中国也已成为全球最积极推动新能源汽车发展的国家。截至2011年底,全国已经建成的充换电站达到243座,建成的交流充电桩则已经达到13283台;与此同时,电动汽车充电接口和通讯协议等多项国家标准也已经相继出台。
但对于中国的纯电动汽车战略而言,这样的基础设施依然被认为远远不够。中国汽车工业协会此前的《2011年汽车工业经济运行情况》显示,2011年中国汽车整车企业一共生产新能源汽车8368辆,其中纯电动汽车655辆。截至2011年底,全国75家具有纯电动汽车生产资质的企业一共生产纯电动汽车12784辆,这与2009年制定的50万辆的目标无疑相距甚远。
也正因为这些原因,电池才会被市场分外关注。多年前,王传福一句掷地有声的“把比亚迪的电池扔在火里也不会爆炸”曾给市场以相当的信心,但转瞬之间,轮回之后人们才蓦然发现,豪言,只有时间,而不是信心,才能给予检验。
零部件仍是瓶颈
从逆向研发到合资建厂,中国汽车工业在1997年之后曾初步找到一条适合中国的发展道路。1997年,通用汽车与上汽集团共同组建了中国第一家中外合资汽车设计开发中心——泛亚汽车技术中心有限公司。设立开发中心随后成为汽车业合资的政策要求。最新的乘用车生产企业及产品准入规则规定,新建汽车生产企业必须投资5亿元以上建立产品研究开发机构。
但迅速扩张的国内市场,让试图缓慢进行技术积累的中国厂商再也无法淡定。对于汽车行业而言,开发全新产品往往需要5年甚至更长时间和大量资金以及技术资源的投入,并需承担极大的竞争风险,这使一般厂商在面对市场机遇时很难继续保持谨慎的态度。中国汽车企业在“产品体系竞争力”和“核心技术竞争力”的双项缺失,最终阻碍了汽车产业的进步。
在产业维度,中国汽车企业与高校等研究机构之间缺少良好的互动。研究机构的成果很难为企业所用,其培养的人才也大多不具备企业看重的前瞻性技术,因而从合资、外资企业当中获得人才成为中资车企的主要渠道。但外资车企在中国的主要职能是制造与生产,产品开发职能相对较弱,对本土企业的“技术溢出”更小,这进一步削弱了本土企业的开发能力。
在企业维度上,中国虽然拥有规模庞大且竞争激烈的市场,但市场本身的结构却是完全碎片化和过度市场化的。爆炸式的增长影响了汽车产业的整合,也掩盖了企业的竞争力缺陷:各厂商纷纷以“产能”竞争替代“技术”竞争。根据主要省市汽车产业“十二五”发展规划以及多家市场研究机构的报告显示,2015年,中国汽车行业的总体产能将达到4000万辆。
外资品牌对中国汽车市场的主导和国内厂商对外资的技术依赖,导致中国汽车企业核心竞争力极度缺乏,以至连到手的技术都无法得到有效利用。2005年,上汽和南汽斥资1.21亿英镑购买了罗孚多款车型、发动机知识产权和制造设备。但由于缺乏二次开发能力,不得不委托泛亚研究中心进行新一代产品的开发,并采用通用旗下的Epsilon II产品平台进行生产。这使中国在推进新能源汽车战略时,还需面对的另一个难题:核心零部件生产能力的缺乏。
在以“电驱系统”取代“机械系统”的过程中,提升产品的稳定性、可靠性和耐久性均需零部件水平的跟进。2011年,作为整车生产重地的湖北武汉仅推出了578辆新能源汽车,而2012年的推广目标虽已大幅攀升至则1600辆,但因为产品很难满足市场的价格和性能要求,如何落实这一目标反倒成了问题。继续等待和依靠财政?新的时期,这恐怕已经不行。
摇摆的政策重心
过去几年中,来自政府的推动性政策成为新能源汽车发展的最主要动力。但在硬币的另一面,政策却变成了木偶背后的牵线,其不确定性进一步影响了厂商对新能源汽车的开发规划。中国新能源汽车发展战略的多次变化,直接导致汽车厂商研究和开发资源的严重分散。
2000年以前,研发机构的研究方向是提高燃油效率和开发天然气等替代性能源。2000~2009年,中国又在同济大学等高校的带领下将研究重点转向了氢能源、燃料电池等前沿性技术,但成效甚微。从2009年开始,随着世界主要国家和汽车企业将电动汽车作为未来重点研发方向,中国再次对新能源汽车战略做出了重大修改:纯电动汽车成为市场主流并延续至今。
政策摇摆之下,汽车厂商不得不反复调整重心,本就有限的研发资源因此再度分散。现在,广汽集团和长安集团的新能源汽车研究项目涵盖了混合动力、纯电动、燃料电池等多个不同方向核心技术的突破。广汽集团汽车工程院甚至同步开发着5种不同的新能源车型:混合动力四驱轿车、插电式混合动力车、纯电动车、增程式纯电动车、A0级小型纯电动车。
新能源汽车战略本身的国际环境,也在悄然发生着巨大的变化。
作为推动新能源汽车发展最重要动力,“环保因素”的作用正在慢慢消退。2011年12月12日,加拿大宣布退出《京都议定书》,这使加拿大成为继美国之后全球第二个签署后又退出该协议的国家。《京都议定书》的前程未卜,必将对节能减排产业产生重大而深远的影响。
能源价格因此成为决定新能源汽车命运的最重要因素。相比于燃油汽车,电动汽车在全生命周期成本上并无优势。麦肯锡公司此前的报告显示,至少要到2020年之后,纯电动汽车才可能与燃油汽车在成本上具备竞争能力。而页岩气等天然气资源的开采,有可能促使全球汽车工业整体向天然气、甲醇等替代能源进行转型,这又将进一步延缓新能源汽车的发展。
作为对市场变化的回应,2012年4月18日,国务院常务会议通过了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》(以下简称《规划》)。《规划》加大了对混合动力汽车的关注,确立了以“纯电驱动”为主要战略取向,以“降低汽车燃料消耗量”为目标的基本原则,并进而明确提出了“鼓励发展替代燃料”汽车的政策。对于动力电池产业,《规划》则首次明确提出了关于重量、成本、使用寿命、能量密度,以及循环再利用等多方面的具体要求。
而早在政策出台之前,更深层次的变化其实已经开始发生。2012年2月底,一直对电动汽车战略持保留态度的工业和信息化部决定在山西省、陕西省和上海市开展甲醇汽车试点工作,纯电动汽车则再次被搁置一边。绕过一圈之后,政策的重心似乎又回到了最初的起点。
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【关键词】电动汽车;发展;探析
中图分类号:U46
文献标识码:A
文章编号:1006-0278(2015)02-039-01
一、电动汽车的国外发展现状
近二十多年来,西方工业发达国家把电动汽车的研究开发看是作解决环境问题和能源问题的一种有效手段。美国政府动员全美所有科研机构进行电动汽车的研究,在1991年,美国通用汽车公司、福特汽车公司、克莱斯勒汽车公司共同协议,成立了先进电池联合体,共同研发新一代电动汽车所需要的高性能电池。法国政府推出PREDIT1112002/2006计划,并给购买EV的用户提供5000法郎的补贴,德国政府同9个主要公司签订了一份理解备忘录,为创建一个清洁能源城市而结成同盟。英国、意大利等欧洲国家都在开展电动汽车的研发工作,而日本政府更是特别重视电动汽车的研究和开发,1998年日本东京电力公司联合日本电池公司,共同开发了ZAO牌电动汽车,该电动汽车采用了高新技术,使其具有当时EV的世界最高水平。
二、发展电动汽车目前存在的主要问题
目前电动汽车存在的主要问题是初始成本高和行驶里程不理想。为解决行驶里程问题,现在正在开发一些先进的电池,如镍氢电池,锌空气燃料电池、铿离子电池和磷酸铁铝电池。因为普通铅酸电池的比能量和能量密度比燃油低得多,所以应用于电动汽车的各种先进电池的开发目前正处于加速发展的时期。为了降低电动汽车的成本,人们现在正努力改善电动汽车的各个子系统,比如电动机、功率转换器、电子控制器、能量管理系统、充电器、电池以及其它辅助设施,同时对电动汽车整车进行综合和优化设计。
三、电动汽车的关键技术
电动汽车的关键技术包括汽车技术、电气技术、电子技术、信息技术和化学技术等。尽管电源技术至关重要,但电力驱动、能量管理系统和系统的优化也同样重要,事实上,所有这些领域技术上的整合才是电动汽车技术成功的关键。
(一)电机驱动控制技术
电机驱动系统是电动汽车的心脏。它的任务是在驾驶员的控制下,高效率地将蓄电池的电能转化为车轮上的动能,或者将车辆上的动能反馈到蓄电池中。其中电子差速的实现、防抱死系统(ABS)的控制、车辆的稳定性运行、再生能量的回收都是通过电子系统控制实现的。
(二)能源系统
能源系统是电动汽车的血液,它的体积、重量和技术参数,决定了电动汽车的行驶性能。目前推广电动汽车的主要障碍是一次充电的续驶里程不足和初始成本较高,而电动汽车的能源系统正是导致这些问题的主要原因。在目前以及可以预见的将来,能源系统是电动汽车实现市场化的瓶颈效应所在。在电动汽车应用中,它对电源系统提出的技术要求如下:高的比能量和能量密度、高的比功率和功率密度、快速充电和深放电的能力、寿命长、白放电率小、充电效率高、安全性好且成本低廉、免维修、对环境无污染,可回收性好。
(三)能量管理系统
智能化的能量管理系统的基本功能有:提供能够改善行驶里程的最佳驾驶模式、根据驾驶员选定的驾驶模式预测电动汽车的行驶里程、在再生制动时,合理地调度再生能量、根据蓄电池的充放电状态以及它的历史条件决定其充电模式、根据车辆的行驶气候条件,调整其控制方式、根据外部光照条件,白动调整电动汽车的灯光照明强度。
(四)系统优化
电动汽车系统是一个涉及多学科技术的复杂系统,电动汽车的性能受多学科相关因素的影响,通过系统优化来改进电动汽车的性能和降低车辆的成本,不同的子系统之间有许多协定,系统优化应在系统级进行,对于首选的系统标准通常要用迭代法。在系统水平上的仿真和电动汽车的优化应考虑以下关键问题:
(1)电动汽车的各子系统之间的相互作用会影响整车的性能,为此应分析和考虑这些相互作用;
(2)模型的精确性通常应充分体现物理模型的实际复杂性,但常与其可用性相矛盾,因而应综合考虑模型的精确、复杂度、可用性以及分析计算时间等因素;
(3)在设计电动汽车时,通常系统的电压会引起一些相互矛盾的问题,优化系统时应在系统级水平上综合考虑以下问题:蓄电池的外特性,驱动电动机的电压和额定电流,加速性能、续驶里程以及安全性能等;
(4)采用多能源系统提高电动汽车的续驶里程时,应根据整车性能和价格来优化相应能源的混合比;
(5)由于传动比对整车和操纵性影响很大,而电动汽车通常采用固定减速比,因此,应通过驱动力平衡图并采用迭代优化法来确定最优减速比。
四、结论
电动汽车技术性和经济性的综合评价是电动汽车改善整车性能,提高市场竞争力的重要保证,合理的评价标准更能体现用户的使用要求,为整车系统优化提供方向。为了提出合理的评价标准,从整车的技术性、经济性测试方案出发,考虑电动汽车的动力特点及运行机理,着重分析其能耗特性,为提出经济性评价方案提供理论基础。
参考文献:
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[2]万钢中国电动汽车的现状和发展[J]中国环保产业,2003(2)
[3]郭建龙.电动汽车驱动用电机的选择[J].汽车电器,2007(1).
机动车尾气排放一直是大城市雾霾的主要来源之一,尤其在一线城市,汽车密集度较大,机动车尾气排放比重也较高,有数据表明,北京空气中PM2.5有大约22%是来自于机动车尾气排放。因此,减少城市大气污染需加强汽车尾气治理。为了限制汽车尾气的排放,各地对此进行车牌摇号、限行等措施,并鼓励人们使用电动车。
由于我国居民收入水平不断提高,为了改善生活,许多人都购买汽车作为代步交通工具,致使近年来我国汽车总量不断攀升,尾气排放量也随之增加。2013年全国汽车保有量已达到1.37亿辆,是2003年汽车数量的5.7倍,近十年年均增加汽车1100多万辆,比十年前提高了29.9%。在既要满足人们日益增长的需求,又要实现环保的情况下,电动车替代作用日益显现。对高质量、高环保的小型汽车的需求,将随着社会不断发展而逐步凸现出来。
自身短板与外部阻碍
目前电动汽车难入市的原因,首先是价格相对较高,电动汽车价格是普通燃油车价格一倍左右,高昂的价格抑制了潜在消费者的购车需求。电动车价格居高不下的原因是由于电动车电池成本较高,一般来说,续航里程超过200公里,最高时速超过120公里的电动车,其所要求的电池功率较大,电池成本会占到总车成本的40-60%。而目前我国尚未完全掌握核心技术,如动力电池隔膜、驱动电机的关键部件和先进的制造装备还依赖于进口。
其次是电动车存在安全隐患,安全标准的缺失直接制约了电动汽车的发展。今年以来,国内外电动汽车在安全方面出现的一些问题引发了市场担忧,就拿最具代表的特斯拉来说,发生的六起起火事件曝露其存在的安全漏洞,销量同比滑坡明显。消费者除了会考虑行驶里程,对于电动汽车的安全性能同样也有顾虑。虽然传统能源汽车也有安全方面的问题,但大多数安全隐患经过多年的研究和改进,已经是可控、可避免的。而电动汽车由于包裹了大量电池,电池的稳定性还有待商榷,因此消费者对于安全性能的担忧要更多一些,这也让消费者在购买电动汽车时犹豫不决。
除了电动汽车的自身短板,外部条件的不充足也限制了其发展。由于电动汽车续航里程比较短、充电时间比较长,行驶过程中难免会遇到电力不足的情况,但国内充换电配套设施建设也刚刚起步,无法满足人们日常便利的充电需求,造成使用不便。另外,电动汽车产品目前缺乏统一的标准,各个品牌的电动汽车充电设备不能互相兼容,导致充电资源被分割,不但没有充分利用充电资源,还会为电动汽车的使用设置障碍。
正是因为现实当中充电桩建设还不完善,倒逼国内外各大车企不得不追求更高的续航里程,也就要求更大功率的电池,导致生产成本也就无法降下来,价格也没法更“亲民”,市场需求不足反过来限制了电动汽车的产业化、规模化,然而,电动汽车只有实现规模化生产才能大大地减少成本,把价格降下来,充电桩也因为市场上的电动汽车数量少,所以建设范围仍有局限性。最终电动汽车规模化与充电桩便沦为“先有鸡还是先有蛋”的因果困境之中。
以充电桩为突破口
所以,政府要积极引导电动汽车行业的发展,在试点城市优先布局充电桩建设,而不是鼓劲儿吆喝销售电动汽车。但政府倡导优先布局充电桩建设,并不意味着该方面的投资完全由自己承担,而应让其他有眼光、有资金、有实力的企业参与进来。据悉国家电网、南方电网、普天集团等大型国企正在持续发力建设充电桩,新能源汽车充电站“十二五”期间将迎来大规模建设。预计到2025年前,新能源汽车产业价值链中会增加电器零部件供应商、基础设施供应商、电力供应商及移动服务供应商等重要的新参与者。
发展电动汽车需要配备充电桩等配套设施,目前电动汽车充电站等基础设施建设在我国具有较大的发展空间。我国大中城市建设还处于发展期,而在广大农村地区城镇化、城市化刚刚起步,如果能够适时加强基础设施建设规划,将极大地推动我国电动汽车配套基础设施的建设。
解决了充电桩的问题,电动汽车生产企业才能放弃盲目追求更长的续航里程,将重心转移到电动汽车的产业化,从而降低生产成本。实质上,国家为了推动电动汽车尽早进入产业化,对行业设置的门槛并不高,2012年7月1日正式实施的《纯电动乘用车技术条件》,规定了电动汽车的“双八十”国家标准,即最高车速不低于80公里/小时,续航里程需大于80公里。大多数生产企业是能够达标,并且有效地将电池成本和整车价格降下来,杜绝了厂家为片面追求续航里程和最高时速而增加的电池重量,推高制造成本。
汽车企业新增长点
从我国现阶段的国情来看,有能力消费特斯拉这种高端电动汽车的是属于金字塔尖端的人群,根本无力解决我国严重的汽车尾气排放问题。而且我国电动汽车的整车、电池、基础设施都处于较低的水平,也不具备良好的市场基础,即便高调将高档电动车推入市场预计也难有消费者有意愿为此买单。因此,国内企业应将生产人人都能承担得起的绿色电动车作为首要方向。
目前我国汽车企业纷纷看好电动汽车领域的发展,将其视为新的增长点。一汽、东风、上汽、长安、奇瑞、比亚迪等都已制定了电动汽车产品研发和产业化规划。与此同时,电动汽车关键零部件的产业化全面跟进,生产配套能力显著增强。近来,力神、比亚迪、比克、万向等动力电池企业投入数十亿资金加快产业化建设,上海电驱动、大郡、湘潭电机、南车时代等电机企业加强与上下游企业合作,积极完善产业链建设。在未来2-3 年内,预计将形成20 亿Ah 以上的动力电池和全系列驱动电机生产能力,能够满足100 万辆电动汽车的配套要求。
现在电动汽车在整个汽车产业当中所占的比例很小,技术相对不稳定,市场还处于探索阶段,产业仍然处于导入期。电动汽车的发展任重而道远,政策法规体系还有待完善,要从标准、准入等方面修订现有的相关政策法规,以规范不同类型纯电动车发展;从技术创新、财政补贴等方面出台相应的支持政策,以推动纯电动车研发与产业化;充电等设施建设还需统一的统筹规划;动力电池回收利用管理体系还亟需建立,以保障废旧动力电池资源有效循环利用等。
近年来,电动车行业受到国家的高度重视,出台许多政策扶持和引导行业的快速发展。2012年7月,国务院在其颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》,进一步明确了以纯电力驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向。日前,国务院常务会议决定自2014年9月1日至2017年底,对获得许可在中国境内销售(包括进口)的纯电动以及符合条件的插电式(含增程式)混合动力、燃料电池三类新能源汽车,免征车辆购置税。《政府机关及公共机构购买新能源汽车实施方案》明确规定至2016年,中央国家机关以及纳入新能源汽车推广应用城市的政府机关和公共机构,购买的新能源汽车占当年配备更新总量的比例不低于30%,以后逐年提高。《关于加快新能源汽车推广运用的指导意见》也于上月推出。经济激励政策取得突破,国家出台新能源汽车补贴政策,支持试点示范,还有资金支持、税费减免、财政补贴、基础设施建设等方面一系列政策都在支持电动汽车发展。