新能源汽車節(jié)能技術(shù)探討

李洋 尹勇博 王咸龍 魏尚林

【摘要】由于空氣污染和能源安全已成為全球關(guān)注的兩大問題，而節(jié)能和新能源汽車是解決中國能源和環(huán)境問題的關(guān)鍵措施。對于不同技術(shù)的前景，目前產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界尚未達(dá)成共識，但中國一直在對新能源汽車產(chǎn)業(yè)采取行動，并取得了一定成績。本文對我國主要技術(shù)路徑的現(xiàn)狀和未來發(fā)展進(jìn)行了探討，具體來說，由于電動機(jī)聯(lián)軸器的存在，內(nèi)燃機(jī)在未來會變得更加簡單。根據(jù)該產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有的資源稟賦，希望可以對其進(jìn)一步的發(fā)展做出一些推動。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能;新能源汽車;技術(shù)路徑;汽車制造商;

1 引言

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，如今中國成為世界上最大的汽車生產(chǎn)國，并將在2017年取代美國成為世界上最大的石油進(jìn)口國。汽車產(chǎn)量和銷量的增加滿足了汽車行業(yè)的指數(shù)增長預(yù)期，而道路運(yùn)輸排放的增加也將對中國的城市空氣質(zhì)量和溫室氣體排放產(chǎn)生很好的量化影響，交通排放已經(jīng)與中國在氣候變化和保護(hù)人類健康方面的政策不相容。這就意味著中國的快速發(fā)展給能源消費(fèi)和環(huán)境帶來了巨大的挑戰(zhàn)。今天，城市空氣污染對人類健康有重大影響;2013年，空氣污染導(dǎo)致的過早死亡給全球經(jīng)濟(jì)造成了約2250億美元的勞動收入損失，以及5.11萬億美元的福利損失，自2000年以來，中國政府倡導(dǎo)了一項(xiàng)與西方模式不同的國家清潔汽車戰(zhàn)略，主要是為了解決城市污染問題。為了推廣節(jié)能和新能源汽車，中國政府出臺了大量政策，包括燃油消費(fèi)法規(guī)、信用管理政策和碳配額政策。

2 新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀

歐洲是傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，擁有眾多知名汽車品牌。德國、法國、英國、意大利都是汽車大國，這些國家的汽車發(fā)展歷史比較相近，但在新能源汽車領(lǐng)域歐洲車企總體上起步較晚。其原因一方面是因?yàn)闅W洲各國政府通過制定嚴(yán)苛的碳排放法規(guī)來推動新能源汽車的發(fā)展;但另一方面，歐洲車企由于自身在燃油汽車減排技術(shù)方面占有優(yōu)勢，遲遲不愿選擇電動化的發(fā)展道路。

為了進(jìn)一步更好的推動新能源汽車的發(fā)展，國外一些國家專門制定了一些政策來要求車企。其中包括汽車尾氣排放法規(guī)，特別是CO2排放法規(guī);制定禁售燃油汽車目標(biāo)，或稱零排放汽車目標(biāo);在特定的時間內(nèi)對新能源汽車實(shí)行高額補(bǔ)貼和其他優(yōu)惠政策。

而在技術(shù)方面，外國主要采取的是電動化，其中包括2種選擇：純電動汽車和插電式混合動力汽車。我們對其進(jìn)行了一定調(diào)查，發(fā)現(xiàn)純電動汽車分為2種：一種是兼容平臺，一般是把燃油車平臺稍加改動放上蓄電池和電動機(jī);另一種是電動汽車專屬平臺，按照純電動的特點(diǎn)和需求設(shè)計。

2.2 國內(nèi)新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀

近年來中國的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。大城市頻繁的霧霾天氣引起了人們對空氣污染問題的廣泛關(guān)注。在城市空氣污染中，汽車尾氣排放是一個重要來源，在這樣的背景下，節(jié)能減排已成為我國汽車工業(yè)的主要發(fā)展趨勢。中國政府為推廣“節(jié)能新能源汽車”出臺了大量政策，其中包括燃油消費(fèi)法規(guī)、信用管理政策和碳配額政策。對于燃油消費(fèi)規(guī)定，政府限制了公司乘用車的平均油耗。碳排放方面，出臺了《新能源汽車碳配額管理辦法》，規(guī)定了汽車制造商的碳減排配額。

3 新能源汽車節(jié)能技術(shù)路徑分析

3.1 純電動汽車

純電動汽車行業(yè)存在兩大障礙，即電池技術(shù)和充電基礎(chǔ)設(shè)施。其中電池技術(shù)是指牽引電池。除了牽引電池的問題，阻礙純電動汽車發(fā)展的另一個問題是充電基礎(chǔ)設(shè)施。充電基礎(chǔ)設(shè)施的稀缺加劇了消費(fèi)者對充電范圍的焦慮。因此，制造商必須在純電動汽車上安裝更多的電池，以確保更長的電動行駛距離。解決充電基礎(chǔ)設(shè)施的問題并不比提高牽引電池的性能更容易。建立充電基礎(chǔ)設(shè)施需要成本和時間，只有明確的盈利模式，才能吸引更多企業(yè)來參與。在推廣純電動汽車的時候，首先廠商應(yīng)該細(xì)分市場，考慮到市場接受度和節(jié)能減排要求，定位在傳統(tǒng)純電動汽車和低速電動汽車之間的產(chǎn)品具有巨大潛力。這種汽車產(chǎn)品可以稱為微型電動汽車。MEV的定義是最大速度和行駛里程較低的電動汽車，攜帶的電池為鋰電池而不是鉛酸電池。與傳統(tǒng)的純電動汽車和低速電動汽車相比，它既比傳統(tǒng)低速電動汽車環(huán)保又比純電動車成本更低。

3.2 混合動力技術(shù)汽車

混合動力技術(shù)通常被認(rèn)為是ICE與純電力技術(shù)之間的過渡技術(shù)。但是這一過渡顯然將是一個長期的過程，因此我們可以將其看做一個重要的發(fā)展階段。由于混合動力本身提供的多種解決方案，使得它們具有廣泛的應(yīng)用范圍。綜合考慮油耗、性能和成本的需求，企業(yè)應(yīng)不同程度地選擇混合動力解決方案，以滿足自身需求。隨著復(fù)雜的系統(tǒng)和更高的增量成本，強(qiáng)大的混合動力技術(shù)可能會更多地應(yīng)用于中型和大型汽車。與純電動汽車相比，混合動力汽車不需要配備大型電池，這是一個優(yōu)勢。因此，混合動力技術(shù)對企業(yè)是很有前景的。

3.3 燃料電池汽車

燃料電池汽車代表了將氫轉(zhuǎn)化為汽車動力來源的最終可能性。有學(xué)者認(rèn)為燃料電池汽車技術(shù)正在迅速走向成熟，并可能對純電動汽車的發(fā)展構(gòu)成挑戰(zhàn)，但實(shí)際上，燃料電池汽車面臨著成本高、基礎(chǔ)設(shè)施不足、缺乏高效制氫手段等多重關(guān)鍵問題。從目前的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)狀況來看，燃料電池汽車在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的前景尚不明朗。從長遠(yuǎn)來看，F(xiàn)CV技術(shù)在成本和空間布局上更適合應(yīng)用于商用車和大型乘用車。

4 結(jié)論

當(dāng)前，我國新能源汽車節(jié)能技術(shù)面臨著多重挑戰(zhàn)。其中包括對CAFC、新能源汽車和碳配額的嚴(yán)格規(guī)定，如果企業(yè)沒有達(dá)到要求，他們將受到嚴(yán)厲的懲罰。另外中國新能源汽車市場的需求是多樣化和不斷變化的，新一代消費(fèi)者的偏好與以前的消費(fèi)者有很大的不同，這就要求企業(yè)對消費(fèi)者需求的反應(yīng)要迅速。還有就是節(jié)能減排的要求會增加制造商的成本，因此，企業(yè)的盈利能力將受到威脅。隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，混合動力車、電動汽車和純電動汽車預(yù)計將在2025年后逐漸成為主流?？紤]到成本高、基礎(chǔ)設(shè)施缺乏、制氫方式不確定等因素，燃料電池汽車2030年后可能會普及。最后，汽車動力源的改造將是一個長期的過程，在此過程中，技術(shù)突破、政策變化、能源結(jié)構(gòu)等都將對能源效率和新能源汽車產(chǎn)生重大影響。汽車制造商應(yīng)該根據(jù)自己的實(shí)際情況做出選擇，才能承擔(dān)起節(jié)能減排的任務(wù)。

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